50
Напряжения, возникающие вследствие неравномерного нагрева,
называются температурными или термическими, которые не
должны превосходить предела прочности металла. В противном случае
произойдет разрушение.
Однако опасными для нагрева металла являются остаточные
напряжения, которые образовались в результате неправильного
предшествующего охлаждения и при нагреве складываются с
температурными. В результате могут образовываться напряжения,
превосходящие
предел прочности металла.
Таким образом, малоуглеродистые и среднеуглеродистые стали,
диаметром до 200 мм, поступающие в цех без остаточных напряжений
можно нагреть с любой скоростью, не опасаясь ее разрушения.
Основными видами дефектов и брака при нагреве металла
является образование окалины, обезуглероживание, недогрев, перегрев
и пережог.
Образование окалины - результат химического соединения ме-
талла с
кислородом воздуха. Скорость образования окалины зависит от
состава и температуры печных газов, температуры металла, времени
выдержки в печи, а также от химического состава металла.
Образование окалины принято называть угаром металла.
Потери металла в виде окалины в металлургическом производстве
в среднем составляет около 4%. Для пламенных печей, работающих на
мазуте и природном
газе, угар составляет 2,5-4% от массы нагреваемого
металла. Уменьшить потери на угар можно скоростным нагревом
металла, нагревом в печах с безокислительной (контролируемой)
атмосферой и применение при нагревах специальных защитных
покрытий.
Окисление следует рассматривать как процесс двухсторонней
диффузии газов
О
2
, СО
2
, Н
2
О, SО
2
с поверхности металла внутрь через
слой окалины и в обратном направлении (рисунок 30).
Наибольшее образование окалины появляется при температуре
1000
0
C, а самое интенсивное окисление при 1275-1375
0
C, когда окалина
плавится и металл оголяется для последующего окисления. Чем больше
время пребывания заготовок в печи при высокой температуре, тем
окисление должно быть больше. Однако, если не происходит
разрушения окалины, то интенсивность окисления уменьшается.
Так как продукты горения в основном состоят из
СО
2
и Н
2
О, то
атмосфера печи окислительная.
Вводимый с воздухом азот нейтрален и практически на окисление
не влияет. Находящиеся в продуктах горения
СО и Н
2
составляют до
3% и на процесс окисления не влияют, т.к. являются восстановителями.