Сплавы для нагревателей

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ...

Процесс выплавки является ответственным этапом в достижении высокого качества сплавов, при котором решается две наиболее важные технологические задачи: обеспечение пластичности металла и усвоение микродобавок. Ниже рассмотрена технология выплавки никелевых и безникелевых сплавов в печах с основной футеровкой.
...
В процессе выплавки в открытых дуговых печах происходит поглощение азота и углерода жидкой ванной в зоне электродов. В результате металл, выплавленный этим методом, содержит повышенное количество углерода и азота, а также нитридных и карбонитридных включений, что приводит к существенному снижению срока службы нагревателей. Путем продувки жидкого металла кислородом можно снизить количество углерода примерно в два раза и газов при наличии в металле хрома. Исследования В.С.Никольского показали, что при выплавке сплава 80/20 допустимое содержание хрома в процессе продувки составляет 11 —14,5 % [77].
...
Продувку следует проводить после полного расплавления металла. При неполном (30 — 70 %) расплавлении шихты ускоряется процесс расплав-■т
...
Другой особенностью режима плавки сплава 60/15 является целесообразность введения кислорода в период расплавления шихты; хотя это связано с несколько большим угаром металла, в том числе хрома, и необходимостью частичной или полной смены шлака. В дальнейшем ходе процесса возможны два пути: раскисление металла и шлака с последующей присадкой феррохрома или присадка феррохрома с последующим раскислением. Второй путь более предпочтителен, так как он ведет к охлаждению ванны, снижая тем самым опасность разрушения футеровки печи.
...
При выплавке никелевых сплавов, особенно сплава 80/20, не следует допускать "роста" слитков вследствие большого содержания в них азота, поэтому особое внимание должно быть уделено деазотизации металла и проверке проб на ковкость. Разливку металла целесообразно вести с защитой струи аргоном.
...
| 1 Никольский B.C. Исследование процессов выплавки сплавов омического ! сопротивления (для нагревателей): Автореф. канд. дис. М., 1964.
...
Сопоставление состава и долговечности нагревателей никелевых сплавов показывает, что очень важно получение металла, чистого по газам, неметаллическим включениям, углероду и сере. В этой связи более высокое качество обеспечивается при выплавке в открытых и вакуумных индукционных печах [ 78].
...
Отрицательное влияние на жаростойкость указанных примесей налагает определенные ограничения на качество шихтовых материалов. Однако практика показала возможность использования до 25 % собственных и других подходящих отходов' с ограниченным содержанием в них углерода, серы и нитридообразующих элементов.
...
При выплавке в вакуумных индукционных печах можно использовать те же шихтовые материалы, что и при выплавке в открытых индукционных печах; в качестве раскислителя применяется электродный бой. При выплавке в вакуумной индукционной печи содержание газов в 2—2,5 раза меньше, чем при выплавке в дуговой печи (табл. 51).
...
Степень удаления азота при вакуумной выплавке значительно выше, чем в процессе дуговой выплавки. В последнем случае деазотизация затруднена в связи с тем, что обычно в отходах содержится повышенное количество нитридообразующих элементов.
...
Таблица 51. Содержание газов в металле сплава типа Х20Н80
...
Таблица 52. Уровень живучести и долговечности сплава типа Х20Н80 в зависимости от способа выплавки и микродобавок
...
охлаждении слитка) объясняют чувствительность этих сплавов к скоростям нагрева и охлаждения. В открытых дуговых электропечах выплавка проводится либо на свежих шихтовых материалах с окислением железной рудой, либо с использованием Fe—Сг—А1 лигатуры и переплавом с продувкой жидкой ванны кислородом.
...
Металл, выплавленный в дуговых печах, по качеству уступает металлу индукционной выплавки. Попадание в заданные пределы при выплавке в дуговых печах представляет довольно сложную задачу в результате необходимости присадки большого количества феррохрома и хромсодер-жащей лигатуры во время рафинировки металла, а также наличия большого количества алюминия в жидком металле. Первый фактор приводит к увеличению содержания углерода, вследствие науглероживания во время расплавления лигатуры и феррохрома, а второй приводит к увеличению, содержания кремния, так как алюминий восстанавливает кремний иэ кремнезема шлака. В соответствии с этим содержание углерода и кремния в готовом металле, как правило, находится на верхнем пределе (так, в сплаве Х23Ю5 0,05 % С содержится в 75 % плавок, а 0,40 - 0,60 % Si в 87 % плавок), что может быть причиной неудовлетворительных технологических свойств в горячем и особенно в холодном переделах.
...
Использование продувки кислородом при выплавке в дуговых печах способствует снижению содержания углерода, фосфора и кремния, но недостатком продувки кислородом является большая длительность процесса и отсюда низкая производительность. Кроме того, условия службы огнеупорной футеровки печи при этом—процессе достаточно тяжелы. Угар алюминия составляет 10 - 30 % (в среднем 18 %) в зависимости от температуры металла перед присадкой алюминия. В этой связи температуру перед выпуском рекомендуется иметь в пределах 1630 -1650°С. Несовершенство метода введения алюминия в металл (чушками .на голую ванну печи перед выпуском) приводит к загрязнению металла глиноземом, вследствие интенсивного взаимодействия алюминия с атмосферой (окислы не успевают всплыть). Нельзя допускать перегрева металла, так как это может привести к высокому угару алюминия. Избежать повышения температуры в данном процессе удается не всегда и вследствие этого качество отдельных плавок получается низким (металл плохо деформируется в горячем состоянии). Выпуск металла в ковш проводится максимально быстро.
...
Индукционные печи, вследствие отсутствия науглероживающего фактора (электроды), меньших утаров элементов, представляет определенное преимущество. В связи с резким увеличением выпуска Fe-Cr-Al сплавов использование отходов по прямому назначению стало представлять существенный интерес как с экономической точки зрения, так и с точки зрения потребности дефицитных шихтовых материалов. Введение алюминия в жидкий металл во время расплавления (в данном случае с отходами) приводит к увеличению содержания кремния из-за восстанов-
...
охлаждении слитка) объясняют чувствительность этих сплавов к скоростям нагрева и охлаждения. В открытых дуговых электропечах выплавка проводится либо на свежих шихтовых материалах с окислением железной рудой, либо с использованием Fe—Сг—А1 лигатуры и переплавом с продувкой жидкой ванны кислородом.
...
Металл, выплавленный в дуговых печах, по качеству уступает металлу индукционной выплавки. Попадание в заданные пределы при выплавке в дуговых печах представляет довольно сложную задачу в результате необходимости присадки большого количества феррохрома и хромсодер-жащей лигатуры во время рафинировки металла, а также наличия большого количества алюминия в жидком металле. Первый фактор приводит к увеличению содержания углерода, вследствие науглероживания во время расплавления лигатуры и феррохрома, а второй приводит к увеличению, содержания кремния, так как алюминий восстанавливает кремний иэ кремнезема шлака. В соответствии с этим содержание углерода и кремния в готовом металле, как правило, находится на верхнем пределе (так, в сплаве Х23Ю5 0,05 % С содержится в 75 % плавок, а 0,40 - 0,60 % Si в 87 % плавок), что может быть причиной неудовлетворительных технологических свойств в горячем и особенно в холодном переделах.
...
Использование продувки кислородом при выплавке в дуговых печах способствует снижению содержания углерода, фосфора и кремния, но недостатком продувки кислородом является большая длительность процесса и отсюда низкая производительность. Кроме того, условия службы огнеупорной футеровки печи при этом—процессе достаточно тяжелы. Угар алюминия составляет 10 - 30 % (в среднем 18 %) в зависимости от температуры металла перед присадкой алюминия. В этой связи температуру перед выпуском рекомендуется иметь в пределах 1630 -1650°С. Несовершенство метода введения алюминия в металл (чушками .на голую ванну печи перед выпуском) приводит к загрязнению металла глиноземом, вследствие интенсивного взаимодействия алюминия с атмосферой (окислы не успевают всплыть). Нельзя допускать перегрева металла, так как это может привести к высокому угару алюминия. Избежать повышения температуры в данном процессе удается не всегда и вследствие этого качество отдельных плавок получается низким (металл плохо деформируется в горячем состоянии). Выпуск металла в ковш проводится максимально быстро.
...
Индукционные печи, вследствие отсутствия науглероживающего фактора (электроды), меньших утаров элементов, представляет определенное преимущество. В связи с резким увеличением выпуска Fe-Cr-Al сплавов использование отходов по прямому назначению стало представлять существенный интерес как с экономической точки зрения, так и с точки зрения потребности дефицитных шихтовых материалов. Введение алюминия в жидкий металл во время расплавления (в данном случае с отходами) приводит к увеличению содержания кремния из-за восстанов-
...
охлаждении слитка) объясняют чувствительность этих сплавов к скоростям нагрева и охлаждения. В открытых дуговых электропечах выплавка проводится либо на свежих шихтовых материалах с окислением железной рудой, либо с использованием Fe—Сг—А1 лигатуры и переплавом с продувкой жидкой ванны кислородом.
...
ления его из шлака и загрязнению металла глиноземом. Это совершенно нежелательно для Fe-Al-Cr сплавов, особенно для сплава Х27Ю5Т, так как приводит к снижению технологической пластичности сплава. Отходы лучше вводить в конце периода расплавления, что ограничивает время присутствия алюминия в
...
В процессе разливки увеличивается »газонасыщенность и загрязненность металла неметаллическими включениями, отрицательное влияние которых на свойства сплавов сопротивления установлено достаточно четко. Наличие в сплавах высокоактивных элементов требует организации разливки с применением защитных устройств и средств. Самым эффективным является метод изоляции металла от атмосферы с помощью специальных вакуум-аргонных камер. При разливке сверху используется также подача аргона в изложницы. При сифонном способе разливки '' организовать защиту металла труднее.
...
Скорости наполнения изложниц при разливке сверху и сифоном выбираются большими, чтобы уменьшить время контакта металла с атмосферой. Использование защитной атмосферы при разливке приводит к снижению общего содержания газов в
...
Нихромы и ферронихромы в горячем состоянии деформируются без затруднений при условии, если не имелось нарушений в режиме введения нитридообразующих элементов, алюминия и микродобавок - к нарушениям более чувствительны сплавы ХН60ЮЗ и ХН20ЮС. Зачистку поверхности до удаления дефектов целесообразнее осуществлять режущим инструментом на литом металле. Для горячей деформации пригодны ковка и прокатка с подогревом металла до 1200 - 1220°С в газовых печах. Деформированный металл можно охлаждать на воздухе.
...
Слитки следует деформировать после подогрева до 1200°С с возможно большей степенью укова, не менее 35 %, чтобы предотвратить образование трещин в кованых заготовках при охлаждении и последующем подогреве их перед прокаткой.
...
ления его из шлака и загрязнению металла глиноземом. Это совершенно нежелательно для Fe-Al-Cr сплавов, особенно для сплава Х27Ю5Т, так как приводит к снижению технологической пластичности сплава. Отходы лучше вводить в конце периода расплавления, что ограничивает время присутствия алюминия в
...
Охлаждение кованых заготовок целесообразно проводить не на воздухе, а в колодцах. При транспортировке кованых заготовок нельзя допускать динамических нагрузок, так же как и при зачистке поверхности, которую следует производить только режущим инструментом. Зачистка наждачным камнем недопустима, так как приводит к появлению трещин. При горячей прокатке после нагрева до 1100°С, так же как и при ковке, металл деформируется Легко благодаря низкому сопротивлению деформации. Круглый сорт обычно деформируют до диаметра 8 — 11 мм, ленту — до толщины 3,5—4 мм. Ответственным моментом является температура конца горячей прокатки, если она превышает температуру рекристаллизации сплава, формируется неблагоприятная структура, вызывающая затруднения при последующем холодном переделе. В этом случае термообработка сортового металла может быть совсем не эффективна. Холодная обработка нихромов и ферронихромов не вызывает затруднений. При волочении проволоки и прокатке ленты из Fe-Cr-Al сплавов на первом проходе металл обладает наименьшей пластичностью. Если он ломается при размотке, то его можно про деформировать только с подогревом выше 200 ' — 300°С. Вообще Fe-Cr-Al сплавы в толстом сечении целесообразно деформировать с подогревом.
...
Защитные свойства окалины во многом зависят от условий ее формирования на начальной стадии окисления, поэтому величина живучести и долговечности нагревателей определяется не только режимом микролегирования при выплавке, но и технологией термической обработки проволоки как в процессе передела, так и в конечном размере.
...
Термическую обработку проволоки из нихрома и ферронихрома проводят в протяжных электропечах с воздушной атмосферой. Отрицательное воздействие на живучесть и жаростойкость оказывает термообработка передельной заготовки в садочных соляных печах, готовой проволоки — в шахтных электрических печах без защитной атмосферы1.
...
Таблица 53. Изменение механических свойств по ходу волочения сплава Х27Ю5Т
...
Для продукции из Fe—Сг—А1 сплавов очень важно обеспечить получение поверхности, свободной от загрязнений, особенно при волочении проволоки с использованием известково-солевого подсмазочного слоя. На образцах диаметром 3,0 мм и длиной 30 мм (23 — 26 % Сг; 5,0 — 5,8 % А1) изучали влияние известково-солевого подсмазочного слоя, применяемого при волочении проволоки. Для покрытия использовали водный раствор хлористого натрия, который наносили капельным способом, и водные смеси хлористого натрия с гашеной известью, наносимые на поверхность металла путем обмазки.
...
При окислении образцов с солевым покрытием выявили, что хлористый натрий заметно ускоряет процесс окисления, начиная с 550°С. При 550 - 780°С ускоренное окалинообразование развивается только в. зоне, покрытой солью. Образующаяся на таких участках окалина состояла, по данным«рентгеновского анализа, из окислов Fe203 и Fe304. Ускоряющее действие соли на процесс окисления резко усиливается при температурах выше 800°С вследствие ее расплавления (при 801°С) и растекания по образцу. Так, увеличение массы образцов после 30 мин окисления при 780°С составило 0^1 мг/см2, а при 820°С -5,5 мг/см2. Окисление при наличии солевого покрытия подчиняется линейному закону (рис. 78) и, следовательно, контролируется не диффузионными процессами. В ходе окисления фронт реакции быстро продвигается в глубь металла и сечение образцов уменьшается.
...
Рис. 78. Увеличение толщины окалины на образцах диаметром 3 мм с солевым покрытием в зависимости от времени окисления при 1200°С
...
Окисление сплавов, различающихся способом выплавки (табл. 54), микродобавками, содержанием хрома и алюминия (в пределах марочного состава), показало, что при 1200°С (в течение 5 ч) степень ускоряющего воздействия соли различна и может отличаться на целый порядок (ОИ и ВИ - открытая и вакуумно-индукционная; 1 и 2 - 100 и 50 % NaCl; Ag
...
Рис. 78. Увеличение толщины окалины на образцах диаметром 3 мм с солевым покрытием в зависимости от времени окисления при 1200°С
...
Окалина на образцах, показавших высокую скорость окисления, содержала вдвое больше окислов железа и вдвое меньше окиси алюминия, чем окалина металла, окислившегося с наименьшей скоростью.
...
Как правило, основная масса окалины отслаивалась при охлаждении, и на поверхности металла во многих случаях оставался слой окислов, внедренных в металл на глубину 5-8
...
Можно предполагать, что после испарения соли и образования корки окислов оставшиеся в окалине хлориды окисляются. Освободившиеся при этом ионы хлора будут, no-видимому, вновь соединяться с металлом, выполняя роль катализатора реакции окисления. Наиболее вероятно, что ионы хлора будут концентрироваться в области с наименьшим парциальным давлением кислорода, т.е. на границе металл — окалина. Этим можно объяснить быстрое продвижение фронта окисления ' в глубь металла.
...
Рнс. 79. Кривая окисляемости проволоки диаметром 3 мм в зависимости от содержания хлористого натрия в известково-солевой
...
Гашеная известь в подсмазочной смеси снижает степень отрицательного воздействия хлористого натрия, причем тем сильнее, чем выше ее концентрация в смеси (рис. 79). Применяемая в практике волочения смесь 43 % NaCl + 57 % Са(ОН)2 вызывает значительное ускорение процесса окисления. Уменьшить содержание соли в смеси невозможно, так как при этом ухудшается сцепление смеси с поверхностью проволоки. Применение известково-солевой смеси при волочении проволоки, не склонной к язвенной коррозии в случае протяжки ее без известкования, может приводить к образованию на поверхности нагревателей окислов железа и заметному снижению срока службы.
...
Рнс. 79. Кривая окисляемости проволоки диаметром 3 мм в зависимости от содержания хлористого натрия в известково-солевой
...
ние, б - то же, с промывкой в лабораторных условиях, в - то же, со шлифованием; г - без известкования) и получены следующие показатели долговечности проволоки диаметром 3 мм при 1350°С:
...
Таблица 55. Влияние технологии изготовления проволоки на долговечность
...
В случае шлифования проволоки на глубину 0,3 мм достигнуто полное отсутствие окислов железа на поверхности проволоки и существенное повышение долговечности. Пормывка проволоки в лабораторных условиях тоже позволила получить окалину, состоящую из окиси алюминия. Однако в случае промывки проволоки в промышленных условиях на нагревателях образовывались участки, содержащие окислы железа (рис. 80).
...
Отсутствие окислов железа в процессе эксплуатации наблюдали в случае очистки проволоки путем кислотного травления до термической обработки в атмосфере водорода. Нагреватели из травленой проволоки оставались в хорошем состоянии через 870 ч испытания при 1250°С, тогда как нагреватели из промытой в воде проволоки через 700 ч уже были близки к перегоранию.
...
В случае применения при волочении проволоки известково-солевого подсмазочного слоя обязательна особо тщательная промывка проволоки перед конечной термической обработкой. Для проволоки из Fe—Сг—А1 сплавов оптимальной является термообработка в среде водорода.
...
К расчету нагревателей обычно приступают после того, как выполнен расчет электротермического устройства (ЭТУ), в результате которого определяется необходимая мощность нагревателей и их максимальная температура, требуемая для проведения соответствующего технологического процесса (спекания, закалки, отпуска и т.п.), а также размеры рабочего пространства. Целью расчета нагревателей является определение сечения и длины проволоки (ленты) для изготовления нагревателей и выбор марки сплава.
...
В литературе можно встретить другие, выходящие из употребления, названия этой величины: удельная поверхностная нагрузка или ваттная нагрузка. Справочные значения Р даются как ориентировочные на основании данных по определению перепада температуры между нагревателями и рабочим печным пространством в наиболее распространенных типах печей с нагревателями открытого (незкранированного) типа.
...
Таким образом, величина Р при прочих равных условиях определяет температуру нагревателей, а, следовательно, и срок его службы. Поскольку в реальных ЭТУ очень трудно обеспечить одинаковые условия теплоизлучения по длине нагревателя, а также на различных стадиях работы ЭТУ, постольку температура нагревателя оказывается неодинаковой как в целом, так и на отдельных его участках. При высоких температурах стремятся выбирать величину Р минимальной, ибо в этом случае даже
...
В случае шлифования проволоки на глубину 0,3 мм достигнуто полное отсутствие окислов железа на поверхности проволоки и существенное повышение долговечности. Пормывка проволоки в лабораторных условиях тоже позволила получить окалину, состоящую из окиси алюминия. Однако в случае промывки проволоки в промышленных условиях на нагревателях образовывались участки, содержащие окислы железа (рис. 80).
...
Отсутствие окислов железа в процессе эксплуатации наблюдали в случае очистки проволоки путем кислотного травления до термической обработки в атмосфере водорода. Нагреватели из травленой проволоки оставались в хорошем состоянии через 870 ч испытания при 1250°С, тогда как нагреватели из промытой в воде проволоки через 700 ч уже были близки к перегоранию.
...
небольшие перегревы резко снижают срок службы нагревателя. Допустимую величину Р ^либо берут из таблиц или графиков, либо, в случае отсутствия таковых или желания определить Р для данной конкретной конструкции, получают расчетным путем. Методика расчета Р приведена в работах [ 1, 80].
...
В табл. 56 приведены допустимые величины удельной поверхностной мощности, рекомендуемые фирмой VDM (ФРГ) для выпускаемых ею сплавов. Рис. 81, 82 дают те же величины для сплавов, выпускаемых фирмой "Бултен — Кантал" (Швеция). Как видно из приведенных графиков и таблиц, допустимая величина удельной поверхностной мощности зависит также и от жаростойкости сплава. Чем она выше, тем выше и величина Р. Приведенные величины Р могут быть использованы при расчетах нагревателей из аналогичных отечественных сплавов.
...
Определив величину удельной поверхностной мощности, приступают к расчету геометрических размеров нагревателя. Для нагревателей из "материала круглого профиля диаметр будет равен (мм) :
...
где N - мощность нагревателя, Вт; U - напряжение на нагревателе, В; р{ - удельное электрическое сопротивление материала нагревателя при рабочей температуре, мкОм • м; Р — удельная поверхностная мощность, Вт/см2.
...
Следующим этапом расчета является определение срока службы нагревателей. Срок службы нагревателей прежде всего зависит от сечения и температуры нагревателя. Однако это не единственные факторы. Существуют и другие, зависящие как от условий зксгщуата1ши нагревателей, так и технологии изготовления сплавов. Все это делает определение срока службы нагревателей сложной задачей. Существуют два метода расчета срока службы нагревателей. Результаты, получающиеся на их основе носят, приближенный, ориентировочный характер.
...
Первый метод, предложенный Гутманом М.Б. [80] для определения срока службы нагревателей из никельхромовых сплавов, основан на определении скорости окисления сплавов. Скорость окисления V
...
за это время устанавливается и в дальнейшем меняется незначительно, хотя в действительности это не всегда так. Изменение скорости окисления часто наблюдается в гораздо большем интервале. На рис. 83 показана скорость окисления, определенная по данному методу для ряда никель-хромовых сплавов сопротивления. За срок службы принимается время от начала эксплуатации до увеличения сопротивления нагревателя на 20 % по сравнению с исходным. При этом предполагается, что изменение сопротивления в процессе эксплуатации определяется исключительно уменьшением сечения нагревателя в результате окисления. Процесс внут-
...
Рис. 83. Скорость окисления ряда никель-хромовых сплавов в зависимости от температуры: . 1 - ЧХ15Н60; 2 - Х15Н60-Н; 3 -Х20Н80; 4 - Х20Н80-Н
...
реннего окисления и связанные с ним изменения удельного электрического сопротивления и температурного коэффициента электрического сопротивления не учитываются. При сделанных предположениях срок службы нагревателя т равен hT/V,
...
где п = S0/ST - отношение исходного сечения 50 к конечному ST, т = В/а - отношение ширины ленты к ее толщине.
...
Из анализа уравнений следует, что допустимая толщина окисленного слоя при заданной температуре прямо пропорциональна диаметру проволоки или толщине ленты, а следовательно, и срок службы нагревателей также прямо пропорционален диаметру проволоки. На основании определения V
...
Рис. 83. Скорость окисления ряда никель-хромовых сплавов в зависимости от температуры: . 1 - ^ЧХ15Н60; 2 - Х15Н60-Н; 3 -Х20Н80; 4 - Х20Н80-Н
...
разного диаметра А.Б.Плоткиным1 использован параметрический метод и построена номограмма (рис. 84). Этот метод в определенной степени подобен параметрическому методу расчета жаростойкости конструкционных материалов, который был предложен ранее В.И.Никитиным [84].
...
Приведем пример расчета срока службы зигзагообразного нагревателя из проволоки диаметром 4,5 мм сплава Х23Ю5Т, работающего при 1300°С. Развернутая длина нагревателя равна 60 м.
...
На рис. 84 из точки, соответствующей диаметру 4,5 мм, проводим прямую параллельно оси абсцисс до пересечения с линией, соответствующей 1300°С и из точки пересечения опускаем вниз линию параллельно оси ординат до пересечения с кривой, характеризующей срок службы, равный 3800 ч. Берем к\
...
Витки (зигзаги) нагревателя соединяются внахлест. Поверхность металла перед сваркой должна быть зачищена. Сварка зигзагообразных нагревателей проводится на прямых участках зигзага. Для получения лучшего шва между соединяемыми участками проволочного нагревателя оставляют зазор величиной 0,1 — 0,2 диаметра свариваемой проволоки.
...
Свариваемые концы ленточного нагревателя прижимают друг другу вплотную. В процессе сварки следует избегать попадания брызг металла на соседние витки, иначе могут образоваться дефекты поверхности, снижающие срок службы нагревателей. Необходимо учитывать, что места
...
Плоткин А.Б. Исследование стойкости нагревательных элементов из железо-хромалюминиевых сплавов в воздушной атмосфере и разработка методики расчета их срока службы: Автореф. канд. дне. М.: 1981.
...
сварки нагревателей из железохромалюминиевых сплавов охрупчиваются. При транспортировке и установке таких нагревателей необходимо принимать меры, предохраняющие их от изгиба по месту сварки. При размещении нагревателей из железохромалюминиевых сплавов в печном пространстве подгибку и правку нагревателей следует проводить, так же как и изготовление их, с подогревом. Правка нагревателей из никельхромовых сплавов может проводиться без подогрева.
...
Необходимо учитывать, что железохромалюминиевые сплавы при температуре выше 1000°С могут работать лишь в контакте с высокоглиноземистыми огнеупорными материалами с содержанием А1203 не менее 60 %. Содержание Fe203 при этом должно быть менее 1,0 %, поскольку окислы железа могут взаимодействовать с окисной пленкой на поверхности нагревателя и снизить срок службы. Если футеровка печи выполнена из материала с низким содержанием окиси алюминия, то места соприкосновения с нагревателями следует покрывать слоем обмазки толщиной 2-3
...
сварки нагревателей из железохромалюминиевых сплавов охрупчиваются. При транспортировке и установке таких нагревателей необходимо принимать меры, предохраняющие их от изгиба по месту сварки. При размещении нагревателей из железохромалюминиевых сплавов в печном пространстве подгибку и правку нагревателей следует проводить, так же как и изготовление их, с подогревом. Правка нагревателей из никельхромовых сплавов может проводиться без подогрева.
...
Необходимо учитывать, что железохромалюминиевые сплавы при температуре выше 1000°С могут работать лишь в контакте с высокоглиноземистыми огнеупорными материалами с содержанием А1203 не менее 60 %. Содержание Fe203 при этом должно быть менее 1,0 %, поскольку окислы железа могут взаимодействовать с окисной пленкой на поверхности нагревателя и снизить срок службы. Если футеровка печи выполнена из материала с низким содержанием окиси алюминия, то места соприкосновения с нагревателями следует покрывать слоем обмазки толщиной 2-3
...
Рис. 85. Конструктивные элементы проволочных нагревателей
...
ее эксплуатации. Нагреватели из сплавов Х23Ю5Т, Х27Ю5Т, Х23Ю5 не рекомендуется применять в печах, подверженных при эксплуатации сильной тряске и вибрации (печи с шагающим подом, печи, расположенные в кузнечных цехах с мощными молотами и тл.).
...
Нагреватели, как правило, изготавливают в виде зигзага из проволоки и ленты и в виде спирали из проволоки. Наибольшее распространение получили нагреватели из проволоки. Однако единого мнения, что лучше — лента или проволока в настоящее время нет. Наиболее тяжелые условия работы у спиральных нагревателей при размещении их на полочках. В этом случае нижняя часть витков, соприкасающаяся с футеровкой, оказывается при более высокой температуре, чем весь нагреватель. Кроме того) у нагревателей из железохромалюминиевых сплавах в процессе работы наблюдается полегание витков, поэтому размещать их на полочках при температуре выше 1000°С не рекомендуется.
...
Более перспективно размещение спиральных нагревателей на трубках. При равных условиях средний срок службы нагревателей на трубках примерно на 20 % выше, чем нагревателей на полочках. При размещении спиральных нагревателей на полочках и трубках отношение внешнего диаметра спирали D
...
температурой нагревателя и методом размещения его. Для нагревателей из никельхромовых сплавов величина Н может составлять для нагревателей из сортового проката круглого профиля диаметром 10 мм до 400 мм и 200 - 300 мм для проволоки меньших диаметров. Вследствие большой величины ползучести у железохромалюминиевых сплавов, особенно при высоких температурах, высоту зигзага при температуре выше 1300°С не следует брать больше 150 мм, при 1200 - 1300°С до 200 мм, при 1100 - 1200°-С до 250 мм и при менее 1100°С до 350 мм. Из проволоки диаметром менее 5,0 мм не рекомендуется делать зигзаг высотой более 200 мм. Для уменьшения экранировки нагревателей, располагаемых на боковых стенках и поду рекомендуется проводить отгибание краев нагревателя (отбортовку). Форма нагревателей, изображенных на рис. 85, применяется при высоте зигзага не более 350 мм. При этом следует учитывать, что отбортовка в процессе работы сохраняется у нагревателей из никельхромовых сплавов, а у нагревателей из железохромалюминиевых сплавов при работе их выше 1000°С исчезает и тем быстрее, чем выше температура. Высота зигзага, располагаемого горизонтально, лежащего на двух опорах, берется на 50 — 70 мм меньше, чем при вертикальном расположении.
...
Величина радиуса гиба должна быть не менее 0,9 диаметра проволоки. Рекомендуемая величина шага зигзага t
...
ния выводов можно использовать те же сплавы, что и для нагревателей. Но поскольку температура на выводах меньше, чем на нагревателях, целесообразно использовать менее легированные и дефицитные сплавы. Рекомендации по выбору материалов для выводов приведены в табл. 59.
...
Таблица 59. Материалы, рекомендуемые для выводов нагревателей
...
температуре нагревателя от 1300°С и выше не следует брать длину трубки более 300 - 350 мм, а для 1200°С до 500 мм. В противном случае трубка будет прогибаться, а витки нагревателя сползать к середине. При температуре выше 1200°С концы трубок рекомендуется закреплять так, чтобы было возможно лишь осевое перемещение трубки. Зигзагообразные нагреватели из проволоки и ленты размещаются на стенках и сводах, на штырях или крючьях. В качестве материала для изготовления штырей и крючьев при температуре до 1100°С может быть использован сплав Х25Н20С2. При температуре до 1200 - 1250°С используют сплавы ХН70Ю или ХН60ЮЗ. При более высоких температурах рекомендуется
...
использовать керамические крючья. Нагреватели из никельхромовых сплавов размещаются на стенках, на штырях, форма которых представлена на рис. 86.
...
В связи с тем, что железохромалюминиевые сплавы коробятся во время работы, для крепления их лучше использовать не штыри, а крючья. При размещении нагревателей на своде крючья закрепляются в футеровке с помощью шайбы и шпонки. Ремонт нагревателей из железохромалюминиевых сплавов ввиду их высокой хрупкости предпочтительней проводить без выемки из электропечи. Если это невозможно сделать, то в процессе ремонта нагреватель не следует растягивать или выгибать в холодном состоянии. Правку нагревателя следует вести с подогревом места гиба до 800 - 900°О.
...
Нагреватели из никельхромовых сплавов в процессе эксплуатации не охрупчиваются и не требуют столь бережного отношения, как железохромалюминиевые. Однако правку нагревателей из проволоки диаметром 8,0 мм и более все_же лучше вести с подогревом, особенно нагревателей из сплавов ХН60ЮЗ и ХН70Ю. Температура нагрева мест гиба такая же, как и при изготовлении нагревателей.
...
При замене вышедших из строя витков или зигзагов нагревателя сварку следует вести так же, как и при изготовлении нагревателей. Места сварки должны быть обязательно зачищены от окалины. При поломке нагревателя приваривается накладка в месте поломки из того же материала, что и нагреватели.
...
температуре нагревателя от 1300°С и выше не следует брать длину трубки более 300 - 350 мм, а для 1200°С до 500 мм. В противном случае трубка будет прогибаться, а витки нагревателя сползать к середине. При температуре выше 1200°С концы трубок рекомендуется закреплять так, чтобы было возможно лишь осевое перемещение трубки. Зигзагообразные нагреватели из проволоки и ленты размещаются на стенках и сводах, на штырях или крючьях. В качестве материала для изготовления штырей и крючьев при температуре до 1100°С может быть использован сплав Х25Н20С2. При температуре до 1200 - 1250°С используют сплавы ХН70Ю или ХН60ЮЗ. При более высоких температурах рекомендуется
...
использовать керамические крючья. Нагреватели из никельхромовых сплавов размещаются на стенках, на штырях, форма которых представлена на рис. 86.
...
В связи с тем, что железохромалюминиевые сплавы коробятся во время работы, для крепления их лучше использовать не штыри, а крючья. При размещении нагревателей на своде крючья закрепляются в футеровке с помощью шайбы и шпонки. Ремонт нагревателей из железохромалюминиевых сплавов ввиду их высокой хрупкости предпочтительней проводить без выемки из электропечи. Если это невозможно сделать, то в процессе ремонта нагреватель не следует растягивать или выгибать в холодном состоянии. Правку нагревателя следует вести с подогревом места гиба до 800 - 900°О.
...
Рис. 86. Крюк ( 1 ) и штырь ( 2 ) для подвески зигзагообразных нагревателей
...

Современные сварочные аппараты своими руками
Борирование промышленных сталей и чугунов: (Справ. пособие)
Термомеханическое упрочнение стали в заготовительном производстве
Сплавы для нагревателей
Упрочнение деталей машин электроосаждением железа
Спеціальні способи зварювання: Навчальний посібник
Плазмотроны: конструкции, характеристики, расчет

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Сплавы для нагревателей