§ 48. НАГРЕВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ

Сталь для ковки и штамповки нагревается электрическим током в основном двумя способами: контактным и индукционным.

На фиг. 66 изображена схема установки для контактного электронагрева кузнечных заготовок. Заготовка 3 зажимается между контактодержателями 2 вторичной низковольтной сети. Ток, проходя через заготовку, нагревает ее до необходимой температуры путем превращения электрической энергии в тепловую. Для контактного нагрева в основном используется переменный ток промышленной частоты.

Фиг. 66. Схема контактного электронагрева кузнечных заготовок: 1 — трансформатор; 2 — контакты для зажима заготовки; 3 — заготовка; 4 — фотометр (прибор, измеряющий температуру).

При нагреве описываемым методом заготовка нагревается равномерно по всему сечению, но не имеет одинаковой температуры по длине; концы заготовки, закрепленные в контактах, будут иметь температуру ниже ковочной. Контактным способом нагревают заготовки диаметром от 18 до 70 мм; этим способом нельзя нагревать заготовки с переменным сечением.

Контактный и индукционный способы нагрева стали находят все более широкое распространение при обслуживании высокопроизводительных агрегатов, например ковочных машин, ковочно-штамповочных прессов. Кратковременный нагрев стали сокращает потери металла на угар, дает более мелкозернистую структуру стали. В связи с этим возможны более повышенные температурные интервалы ковки (температуры деформаций), что способствует увеличению производительности ковочных агрегатов.

В настоящее время наиболее прогрессивным способом нагрева является индукционный. При нем достигаются большие скорости нагрева и возможность нагревать заготовки переменного сечения. На фиг. 67 изображен индуктор для нагрева цилиндрических заготовок. Нагреваемая заготовка 8 по направляющим 4 помещается внутрь индуктора. По спирали 1 пропускается переменный ток повышенной или высокой частоты. Вследствие электромагнитной индукции в заготовке возникают вихревые токи и нагревают ее. Для нагрева заготовок диаметром от 30 до 80 мм по спирали индуктора пропускается ток частотой 2500 пер/сек., а для заготовок диаметром до 150 мм — ток частотой 500–1000 пер/сек.

Если же требуется нагревать заготовки еще большего диаметра, то необходима еще меньшая частота тока. Для этой цели применяется обычный переменный ток, так называемый ток промышленной частоты.

Вопросы для повторения

1. Для чего нагревается металл перед ковкой и штамповкой?
2. Как изменяются при нагреве механические свойства стали (твердость, прочность и пластичность)?
3. Что такое теплопроводность стали?
4. Что называется коэффициентом теплопроводности стали?
5. От чего зависит коэффициент теплопроводности стали?
6. Как изменяется теплопроводность углеродистых сталей в зависимости от температуры нагрева?
7. Как влияет химический состав сталей на теплопроводность?
8. Как изменяется теплопроводность легированных сталей?
9. Какая сталь имеет меньшую теплопроводность: литая (слиток) или прокатанная заготовка?
10. Как происходит окисление (угар) стали?
11. Что называется печным угаром и ковочным угаром?
12. Как температура нагрева стали влияет на угар?
13. Как влияет на угар продолжительность нагрева стали?
14. Как влияет на угар печная атмосфера, в которой нагревается сталь?
15. Как влияют на угар свойства и состав стали?
16. Какие газы относятся к окислительным?
17. Какие газы называются восстановительными?
18. Как вести процесс нагрева металла, чтобы получить наименьший угар?
19. Что такое обезуглероживание стали и как оно происходит?
20. Что такое перегрев металла?
21. От чего зависит перегрев металла?
22. Что такое пережог металла?
23. От чего зависит пережог металла?
24. Как нужно нагревать металл, чтобы избежать пережога?
25. Что такое температурный интервал ковки?
26. Что надо считать пределом нагрева до высокой температуры?
27. Какие основные условия необходимы для нагрева металла?
28. Как влияет теплопроводность на скорость нагрева стали?
29. Как передается тепло на поверхность нагреваемой заготовки?
30. Как передается тепло с поверхности в центр заготовки или слитка?
31. Что называется температурными напряжениями, появляющимися в слитках или толстых заготовках при нагреве?
32. Как производится нагрев в первый период, т. е. в период нагрева в области низких температур?
33. Как производится нагрев во второй период, т. е. в период нагрева в области высоких температур? Что такое продолжительность нагрева?