Файл: Эстрин, Б. М. Производство и применение контролируемых атмосфер (при термической обработке стали).pdf

роживания, нормализации и структурного отжига

[52].

го

На практике был опробован следующий режим реставрационно­

отжига подката в колпаковой

печи ОКБ-4026;

нагрев до 920° С

за

9 ч, выдержка 4 ч, охлаждение

до 550° С за '/2

ч, выдержка '/г ч

газе перед его поступлением в печь, мгновенное

значе­

ние влажности

газовой

среды в печи \\> с объемом рабо­

чего пространства V и часовым расходом газа Q:

dx[) = Л-

(л|)у —

dr.

( Х Ш - З )

Заменив переменные

г = гру—тр и dz =—rf-ф,

получим

V J

(б)

2

W

Ы

JL

+

(в)

V

С = 1п(о|)у — г|)„).

(г)

Тогда

Ч» = \|»у — (чру — я|)п )ехр^— - | - т )

=

. <X I "-4 >

Полученное уравнение справедливо для случая, когда

десорбция влаги из футеровки

в момент переключения

газов прекращается.

19—391

289

% =

( Ф о — Ф с ) ехр (— т. тд ) + 1|)с,

(ХШ-5)

где

тд — постоянная времени, характеризующая

про­

цесс десорбции кладки.

Ф д = (Фп — 'Фс) ехр (— т, тд ) -| ч|1с.

(ХШ-6)

Ф о л =

( % -

Ф с ) (1 -

е~7 ' ) .

(XIII-7

Суммарная влажность в рабочем пространстве печи

выразится суммой уравнений (ХШ-6) и (XII1-7):

Ч> = М>п — Ф с ) exp (—

т J -! • \рс

+

+ W > y - % ) ( l - e - 7 X ) .

'

(ХШ-8)

Теперь

можно попытаться аналитически

решить по­

ставленную выше задачу — подобрать количество

влаги

увлажненной

смеси и определить

момент переключения

с сухого газа

на увлажненный.

Определим,

например,

•фп и г|зу для печи с открытой кладкой при следующих ус­

ловиях:

1)

выбег влажности

(суммарной)

в печи

не должен

превышать 0,899 г/м3

при т. т. р. —20° С;

2)

время от момента

достижения

в печи

влажности

0,899

г/м3

до

момента

вторичного

появления

в

печи

влажности

переключения

\\>п было

равно заданному

зна­

чению (т к — т н ), необходимому

для проведения

процесса

науглероживания.

Изменение

влажности во времени

представлено на

рис. 97.

Так

как при т = т п

величина

г[) = г|зп, то из

уравнения

(ХШ-6)

следует, что

ipn

=

СФо — 'Фс) ехр

(ХЩ-9)

Подставив значение a|>n—я|'с из

уравнения (ХШ-9) в

уравнение

(XIII-8), получим

^

=

(Ч>о — Фс) ехр f— —) ехр

( ^ y - i P c ) ( l - e T / T n ) .

(XIII-10)

где

т п =

постоянная времени

печи.

Q

го

гг

Время, v

Рис.

97.

К

расчету кривой

изменения

влажности

печной

ат­

мосферы:

' — кривая

изменения влажности

печной

атмосферы

прн

подаче

в печь сухой газовой смеси; 2—результирующая

кривая

измене­

ния влажности печной атмосферы прн подаче

в

печь

увлажнен ­

ной газовой

смеси; т п — момент

замены

сухой

газовой

смеси

влажной; т н

, т к — соответственно

начало

и конец

науглерожива ­

ния;

— допустимый интервал

изменения

влажности

в

печн

в период

науглероживания

Первая

производная

от

уравнения

(XIII-10) будет

иметь вид

f = (% -

Ус) ехр ( - тп /тд )

( -

— e - T / V )

+

(ХШ-11)

19*

291

Ч> = (% — %) ехр

In

Л

| п т д — ^ с )

х„

д

\ т д

+

( % — 'Фс) 1 — ехр

т д \ т п

/

Т п ( 1 | ) 0 - г | > с

=

0,899.

(ХШ-12)

т = Т к — т п

значение о)) =

г|зп

(д)

и

уравнение (ХШ-10)

принимает вид

+

ехр

^ е х р р - ) Н - а | , с

+

( Ф у - ф с ) \ 1 - в

Т п

(е)

или после

преобразований

но

приближенными методами определить т п и гру, а за­

тем

уже и ярп. Численное решение этих

уравнений

при

т п = 16 ч; т д = 1 0

ч; гр0 =4,83 г/м3 ; -фс =

0,031 г/м3 ;

т к =

=28,5 ч; т и = 1 6 , 8

ч дало

•фп = 0,740 г/м3

(соответствующая т. т. р. —22° С);

-фу = 0,407 г/м3

(соответствующая т. т. р. —27,5° С, т п »

« 1 8 , 7 ч).

Разработанные для периодически действующих

печей