Угаром металла называют безвозвратные потери металла, происходящие во время нагрева заготовок вследствие образования на их поверхности слоя окислов (окалины).
Величина угара металла в печах зависит:
- • от состава газовой атмосферы;
- • температуры и продолжительности нагрева;
- • соотношения между весом и поверхностью заготовки;
- • химического состава металла.
Топливо сжигают обычно с избытком воздуха, поэтому в состав газовой атмосферы печи входят 02, S02, Н20 и С02, являющиеся окислителями.
При температуре до 650 °C стали практически не окисляются, но с повышением температуры угар резко возрастает. Так, если принять скорость образования окалины при 900 °C за единицу, то при 1 100 °С она возрастает в 3 раза, а при 1 300 °С — в 7 раз.
Величина угара находится почти в прямой зависимости от времени нагрева (табл. 8.1). Так, при продолжительности нагрева 3 ч угар составляет 0,9% от массы заготовки, а при 8,5 ч нагрева — достигает уже 2,5%.
Угар резко возрастает также с увеличением отношения поверхности нагреваемой заготовки к ее массе.
На окисление поверхности заготовки при нагреве влияет также химический состав стали. С увеличением содержания углерода в стали интенсивность угара несколько снижается, а с уменьшением — возрастает.
Легирующие элементы (за исключением никеля) — алюминий, хром, кремний, молибден, кобальт — значительно снижают скорость образования окалины. Никель в составе стали не окисляется, но способствует окислению железа, в присутствии хрома и никель снижает интенсивность угара.
Для устранения потерь металла (3%) из-за угара применяют меры, уменьшающие угар либо совершенно его исключающие:
- • уменьшение продолжительности нагрева путем перехода на скоростной нагрев или на электронагрев;
- • применение защитного газового слоя на поду печи;
- • нагрев в защитных атмосферах;
- • нагрев в печах безокислительного нагрева при неполном сжигании газообразного топлива;
- • нагрев в расплавленных солях и в расплавленном стекле;
- • нагрев металла, обмазанного специальными предохранительными составами;
- • нагрев в печах открытого пламени с применением паров литья.
Таблица 8.1.
Зависимость угара от размеров сечения заготовки и продолжительности нагрева.
Сечение заготовки, мм. | Продолжительность нагрева, ч. | Угар (в процентах к массе заготовки). |
100×100. | | 0,9. |
200×200. | 5,7. | 2,1. |
300×300. | 8,5. | 2,5. |
Первые два способа уменьшают окалинообразование, остальные почти полностью исключают появление окалины.
