ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Свойства материалов, применяемых в строительстве печей из "Промышленные печи Том 1" Эти отдельные причины вызывают различные изменения в поду, боковых стенках, своде, каркасе, заслонках, электронагревателях, рекуператорах и регенераторах. Перед тем как перейти к оценке этих различных влияний, следует сделать краткий обзор свойств материалов, применяемых в строительстве печей. [c.282] Очевидно, инженер-печник должен выбирать такие материалы, которые обладают необходимой прочностью и долговечностью прн минимальной стоимости. [c.282] результаты которых опубликованы, свидетельствуют о росте чугуна, равном 9% при 40 циклах общей длительностью в 320 ч. Другие опыты показали, что рост простого литейного чугуна составляет 3,5% при 35 циклах (всего 320 ч) и температуре 800° С. Ясно, что повторяющийся нагрев и температура являются основными факторами, определяющими степень роста и что для обеспечения возможности этого роста должно быть достаточно места. [c.284] Любое чугунное литье можно применять при температурах ниже 700° С. Ковкий (легированный) чугун может служить до 870° С. Выше этой температуры чугун становится нестойким. [c.284] У стали также обнаруживается явление непрерывного роста после повторяющегося нагрева до 815° С или выше, однако этот рост очень мал по сравнению с непрерывным ростом чугуна. Рост стали происходит, если возникают большие перепады температур между поверхностью и сердцевиной. [c.284] Легирующие элементы (хром, никель, кобальт, молибден, вольфрам, ниобий и титан), добавленные к железу в необходимой пропорции, придают железу одно из отмеченных свойств или оба свойства одновременно. [c.285] Опрос строителей печей и изготовителей жаростойких сплавов показывает, что поскольку это касается промышленных печей, в них в настоящее время широко применяют железоуглеродистохромоникелевые сплавы, обычно без других легирующих элементов. Среди немногих исключений есть сплав МА-22-Н, запатентованный в США, который характеризуется большой прочностью при температурах до 1200° С и стойкостью против окисления при этих температурах. Из этого сплава, содержащего вольфрам, изготавливают печные рельсы, радиационные трубы, сопла горелок и другие печные детали, работающие в тяжелых условиях. Вероятными причинами того, что успешно обходятся без редких элементов, является то, что в промышленных печах напряжения растяжения могут оставаться низкими и что даже заметная степень крипа наносит там небольшой вред. Для стенок металлических рекуператоров полезной является добавка небольшого количества титана или ниобия (см. раздел о прочности и стойкости рекуператоров, т. П). [c.288] Нихромовые сплавы широко применяют для изготовления электронагревателей, цементационных ящиков, контейнеров термических печей, подовых плит, цепей, шагающих подов, рекуператоров и для любой другой цели, когда требуется стойкость против окисления наряду с высокой теплопроводностью (по сравнению с огнеупорами), или же высокий предел прочности на растяжение. Применение нихромовых сплавов было бы даже еще шире, если бы не их стоимость, которая в 15—20 раз выше, чем у стали, и изменяется в зависимости от колебаний цен на рынке. [c.288] Со времени выхода четвертого издания этой книги (1951 г.) произошли некоторые изменения в отношении данных о свойствах нихромовых сплавов. В табл. 19 приведены свойства этих сплавов, обычно применяемых в печных конструкциях. [c.288] При оценке прочности высокотемпературных сплавов необходимо проводить различие между кратковременной прочностью на растяжение и сопротивлением крипу. Металлам, находящимся в горячем состоянии, свойственна вязкость. Это положение означает, что хотя они оказывают большое сопротивление деформации при кратковременной нагрузке, но в то же время они медленно и устойчиво деформируются под воздействием напряжения, которое составляет лишь часть от кратковременной прочности на растяжение. Хотя кратковременная прочность на растяжение является величиной, которую можно использовать только в целях сравнения, данные по ней приведены на рис. 189. [c.288] ТИПИЧНОЙ печной проблемы с помощью надежного изготовителя жаропрочных сплавов. Такие изготовители придают важное значение тому, чтобы знать, какой тип сплава следует применить в каждом конкретном случае. Однако нужно помнить, что сплав, рекомендуемый для каких-либо условий, может быстро разрушиться, если подвергнуть его воздействию более высокой температуры или более агрессивной печной атмосферы. [c.295] Ввиду несколько усложненного положения со сплавами следует привести некоторые замечания относительно их правильного применения. Когда в качестве топлива применяют сернистый мазут или коксовый газ, в сплавах должно быть не менее 24% хрома, если они подвергаются воздействию температуры, превышающей 980° С. Сплав, содержащий 26% хрома и 12% никеля, является наиболее походящим для этих условий. При отсутствии серы этот сплав можно упрочнить, повысив содержание никеля до 15 и даже до 20%. [c.296] Когда содержание серы в топливе особенно велико, а напряжения сравнительно низкие, хорошо служит сплав, содержащий 29% хрома и 9% никеля. Он отличается большим сопротивлением воздействию серы и остается прочным. [c.297] Одним из наиболее корродирующих элементов является кислород. Окисление железа и стали становится заметным при 540° С и быстро увеличивается с повышением температуры. На рис. 197 показана потеря массы (в кг м ) в первый час для сталей некоторых марок в печной атмосфере, полученной при полном сжигании генераторного газа, согласно опытам, описанным Мерфи и Джо-мини. [c.298] Малоуглеродистую и легированную сталь применяют для многих муфелей, например для колпаков отжигательных печей, для листов и рулонов ленты. Перед инженером-печником часто стоит вопрос, что экономически целесообразнее часто заменяемые муфели из простой углеродистой стали или более стойкие -из легированной стали. Решение этого вопроса зависит от сравнительной коррозиеустойчивости и стоимости сплавов, которая колеблется в зависимости от уровня цен на рынке и поэтому не может быть предметом обсуждения в данной книге, однако условия образования окалины можно рассмотреть . [c.298] В так называемых восстановительных атмосферах окалино-образование уменьшается, но полностью не ликвидируется. [c.300] Стремление повысить допустимые рабочие температуры электрических печей сопротивления привело к разработке целого ряда металлов и сплавов для нагревательных элементов (подробно см. т. II этой книги). [c.300] Много попыток сделано для расширения возможностей использования нелегированной стали в области высоких температур с помощью защитных покрытий. Один из лучших методов покрытия называется калоризацией ( алитированием — в Европе). Алитированный металл представляет собой чугун или мягкую сталь, поверхность которой защищена благодаря легированию алюминием, образующим пленку окиси алюминия. Это защищает железо от окисления при температурах до 950° С. [c.300] С помощью специального технологического процесса пленка алюминиевожелезного сплава может быть увеличена до 0,5— 0,8 мм, благодаря чему ее хрупкость сильно снижается. Стоимость алитирования довольно велика. Часто дешевле обходится применение чугуна или стали без покрытия и периодическая замена изделия. [c.300] Огнеупорные материалы. Собственно печь (стены, свод, под) должна быть построена из материалов, которые сохраняют жесткость и прочность при температурах печи и являются плохими проводниками тепла. Другое требование состоит в том, чтобы печные атмосферы и шлаки оказывали на эти материалы очень малое воздействие. Такие материалы называют огнеупорными. За несколькими исключениями, огнеупорные материалы являются окислами. В табл. 20 приведены данные по техническим огнеупорным материалам (т. е. содержащим примеси). [c.300] Вернуться к основной статье