Колпаковая электрическая печь сопротивления, страница 4

Предусматривают два места подвода: в обойму вентилятора под защитной шайбой и под скосы направляющего аппарата.

Подача наибольшего количества газа необходима во время продувки муфеля, то есть вытеснения защитным газом воздуха из под муфельного пространства [5].

Для отжига меди в качестве защитной атмосферы можно применить водяной пар или продукты сгорания топлива, свободные от кислорода. Атмосфера печи должна быть полностью очищена от сернистых газов, интенсивно реагирующих с медью. Отжиг меди в водороде нежелателен, так как медь может содержать небольшое количество окислов, взаимодействие которых с водородом вызывает явление так называемой водородной хрупкости. Водород, диффундируя внутрь меди, восстанавливает окислы с образованием между зернами металла водяного пара, нарушающего целостность материала. Наоборот, содержание окиси углерода в защитном газе желательно, так как она обеспечивает восстановление окислов меди на поверхности металла и гарантирует от случайного присутствия кислорода.

Для получения светлого отжига меди могут быть также использованы промышленные газы после их сжигания и очистки от сероводорода [5].

4.  Технология процесса отжига

Термической обработкой называется совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения металлических сплавов с целью изменения их структуры и создания у них необходимых свойств.

Основными видами термической обработки являются: отжиг, закалка и отпуск прокатных изделий.

Отжигом называется операция термической обработки, при которой путем нагрева, выдержки при установленных температурах и последующего медленного охлаждения в металле получают устойчивую структуру, свободную от остаточных напряжений [4]. При изготовлении листов и лент из цветных металлов и сплавов отжиг применяют почти исключительно для возвращения пластичности, утраченной в процессе холодной деформации давлением. Термическая обработка медных рулонов состоит в нагреве, выдержке и охлаждении металла под муфелем в защитной атмосфере.

Весь процесс отжига делиться на следующие стадии:

I. Загрузка стоп металла на стенд;

II. Установка муфеля и продувка подмуфельного пространства защитным газом с целью удаления попавшего туда воздуха;

III. Нагрев садки до 650-700 °С {с защитной атмосферой);

IV. Охлаждение садки под муфелем до 100 °С (с защитной атмосферой);

V. Охлаждение от 100 °С на воздухе и разгрузка стенда.

Для того чтобы защитить поверхность металла от окисления и от обезуглероживания, нагрев производят в специальной атмосфере - светлый нагрев металла.

Охлаждение заканчивают, когда температура металла достигает величины, при которой металл может находиться на воздухе, не окисляясь. Выдавать металл на воздух с температурой больше 100 °С нельзя во избежание появления на поверхности металла цветов побежалости.

Время нагрева садки до 600-650 °С приблизительно и три раза меньше суммарного времени охлаждения садки до 100 °С, загрузки и разгрузки металла. Поэтому один колпак обслуживает три стенда. Когда один стенд стоит на нагреве металла под колпаком, второй разгружается и нагружается, а на третьем происходит охлаждение металла под муфелем.

Колпаковым печам для отжига рулонов свойственны существенные технологические и эксплуатационные недостатки. При установке под одним нагревательным колпаком нескольких стоп рулонов они взаимно экранируют одна другую. Это приводит к неравномерности нагрева стопы по периметру, а, следовательно, к необходимости увеличить время нагрева, что снижает производительность печей.

Так как длительность процесса отжига определяет время, необходимое для нагрева и охлаждения самого крупного рулона в садке, то для получения оптимальных эксплуатационных показателей следует стремиться формировать садку рулонов, возможно более близких по размерам и теплофизическим свойствам [6].

Расчетная часть

1. Материальный баланс

Учитывая специфику процесса материальный баланс печи будет выглядеть следующим образом: