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電爐技術知識

  工業爐是一種高溫設備,它與燃油、煤氣、電能、灰塵等密切聯系在一起,容易引起火災、燒傷、爆炸、中毒、觸電等事故。因此,工業爐與一般冷加工設備相比,不安全因素要多得多。

  一般說來,工業爐操作時的高溫容易發生燙傷、灼傷和燒傷;高溫熔鹽和熔融金屬遇到水后會發生爆炸;煤氣和可控氣氛是易爆氣體,油路、油箱和油庫都是易燃易爆設施,如使用不當,則將發生爆炸和中毒事故;電爐的安全保護裝置失靈,接觸后會發生觸電;氰化爐的氰化物有劇毒;硝鹽爐加熱到550℃以上會產生自燃;硝鹽與木炭、炭黑化合后會發生爆炸。

  工業爐修理的環境較差,許多修理作業是在爐內進行,空間十分擁擠,自然采光不足,通風條件很差。工人操作時不僅受到粉塵的侵害,有時還直接受到高溫、煙塵、有毒氣體和化工材料的腐蝕。有的爐子(如沖天爐)高達10m—20m,由于爐身現場狹窄,修理工作呈高空立體交叉、多層作業,危險性很大。因此,當操作和維修工業爐時,要十分重視安全問題。尤其是在組織工業爐時,要十分重視安全問題。尤其是在組織工業爐的搶修或熱修時,更應注意這些不安全因素所可能引起的不幸事故。

  如何提高燃料爐的爐溫均勻性?

  一:采用新型燃燒裝置

  采用高速調溫燒嘴替代原先的低速燒嘴.高速燒嘴是燃料與助燃空氣在燃燒室內基本實現完全燃燒,燃燒后的高溫氣體一100-300m/s的速度噴出,從而強化對流傳熱,促進爐內氣流循環,達到均勻爐溫的目的.另外通過滲入二次空氣使出口燃燒氣體溫度降到與工件加熱溫度想接近,可實現煙氣溫度的調節,對提高加熱質量和節約燃料有顯著作用.

  二:控制爐內壓力

  當爐內壓力為負值時,例如爐內壓力為-10Pa,即可產生2.9m/s的吸入風速,此時將有爐口及其它不嚴密處吸入大量冷空氣,導致離爐煙氣帶走的熱損失增加.當爐內壓力為正值時,高溫煙氣將逸出爐外,同樣導致煙氣帶走的熱損失.

  三:提高自動化控制程度。

  加熱工藝不當常產生的缺陷?

  加熱不當所產生的缺陷可分為:①由于介質影響使坯料外層組織化學狀態變化而引起的缺陷,如氧化、脫碳、增碳和滲硫、滲銅等。②由內部組織結構的異常變化引起的缺陷,如過熱、過燒和未熱透等。③由于溫度在坯料內部分布不均,引起內應力(如溫度應力、組織應力)過大而產生的坯料開裂等。

  1.脫碳

  脫碳是指金屬在高溫下表層的碳被氧化,使得表層的含碳量較內部有明顯降低的現象。

  脫碳層的深度與鋼的成分、爐氣的成分、溫度和在此溫度下的保溫時間有關。采用氧化性氣氛加熱易發生脫碳,高碳鋼易脫碳,含硅量多的鋼也易脫碳。

  脫碳使零件的強度和疲勞性能下降,磨損抗力減弱。

  2.增碳

  經油爐加熱的鍛件,常常在表面或部分表面發生增碳現象。有時增碳層厚度達1.5~1.6mm,增碳層的含碳量達1%(質量分數)左右,局部點含碳量甚至超過2%(質量分數),出現萊氏體組織。

  這主要是在油爐加熱的情況下,當坯料的位置靠近油爐噴嘴或者就在兩個噴嘴交叉噴射燃油的區域內時,由于油和空氣混合得不太好,因而燃燒不完全,結果在坯料的表面形成還原性的滲碳氣氛,從而產生表面增碳的效果。

  增碳使鍛件的機械加工性能變壞,切削時易打刀。

  3.過熱

  過熱是指金屬坯料的加熱溫度過高,或在規定的鍛造與熱處理溫度范圍內停留時間太長,或由于熱效應使溫升過高而引起的晶粒粗大現象。

  碳鋼(亞共析或過共析鋼)過熱之后往往出現魏氏組織。馬氏體鋼過熱之后,往往出現晶內織構,工模具鋼往往以一次碳化物角狀化為特征判定過熱組織。鈦合金過熱后,出現明顯的β相晶界和平直細長的魏氏組織。合金鋼過熱后的斷口會出現石狀斷口或條狀斷口。過熱組織,由于晶粒粗大,將引起力學性能降低,尤其是沖擊韌度。

  一般過熱的結構鋼經過正常熱處理(正火、淬火)之后,組織可以改善,性能也隨之恢復,這種過熱常被稱之為不穩定過熱;而合金結構鋼的嚴重過熱經一般的正火(包括高溫正火)、退火或淬火處理后,過熱組織不能完全消除,這種過熱常被稱之為穩定過熱。

  4.過燒

  過燒是指金屬坯料的加熱溫度過高或在高溫加熱區停留時間過長,爐中的氧及其它氧化性氣體滲透到金屬晶粒間的空隙,并與鐵、硫、碳等氧化,形成了易熔的氧化物的共晶體,破壞了晶粒間的聯系,使材料的塑性急劇降低。過燒嚴重的金屬,撤粗時輕輕一擊就裂,拔長時將在過燒處出現橫向裂紋。

  過燒與過熱沒有嚴格的溫度界線。一般以晶粒出現氧化及熔化為特征來判斷過燒。對碳鋼來說,過燒時晶界熔化、嚴重氧化工模具鋼(高速鋼、Cr12型鋼等)過燒時,晶界因熔化而出現魚骨狀萊氏體。鋁合金過燒時出現晶界熔化三角區和復熔球等。鍛件過燒后,往往無法挽救,只好報廢。

  5.加熱裂紋

  在加熱截面尺寸大的大鋼錠和導熱性差的高合金鋼和高溫合金坯料時,如果低溫階段加熱速度過快,則坯料因內外溫差較大而產生很大的熱應力。加之此時坯料由于溫度低而塑性較差,若熱應力的數值超過坯料的強度極限,就會產生由中心向四周呈輻射狀的加熱裂紋,使整個斷面裂開。

  6.銅脆

  銅脆在鍛件表面上呈龜裂狀。高倍觀察時,有淡黃色的銅(或銅的固溶體)沿晶界分布。

  坯料加熱時,如爐內殘存氧化銅屑,在高溫下氧化鋼還原為自由銅,熔融的鋼原子沿奧氏體晶界擴展,削弱了晶粒間的聯系。另外,鋼中含銅量較高[>2%(質量分數)]時,如在氧化性氣氛中加熱,在氧化鐵皮下形成富銅層,也引起鋼脆。


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