Karstās kalšanas mērķis un metode

Metāla sagataves karsēšanas mērķis pirms kalšanas ir uzlabot metāla plastiskumu, samazināt deformācijas pretestību, atvieglot plūstamību un veidošanu un iegūt labu mikrostruktūru pēc kalšanas. Tāpēc karsēšana pirms kalšanas tieši ietekmē kalšanas produktivitātes uzlabošanos, kalšanas kvalitātes nodrošināšanu un enerģijas patēriņa taupīšanu. Atbilstoši dažādiem siltuma avotiem metāla sagatavju sildīšanas metodes var iedalīt liesmas sildīšanā un elektriskā apkurē.

Liesmas apkure

Sildīšana ar liesmu ir kurināmā (ogles, kokss, smago eļļu, dīzeļdegviela un gāze) izmantošana, lai sadedzinātu liesmas karsēšanas krāsnī, lai radītu augstas temperatūras gāzi (liesmu), kas satur lielu siltumenerģijas daudzumu. Siltumenerģija tiek pārnesta uz sagataves virsmu, izmantojot konvekciju un starojumu, un pēc tam virsma tiek pārnesta uz centru, lai uzsildītu metāla sagatavi.

Ja apkures temperatūra ir zemāka par 600–700 grādiem, sagatavi galvenokārt silda ar konvekcijas siltuma pārnesi. Tā sauktā konvekcijas siltuma pārnese attiecas uz nepārtrauktu liesmas plūsmu ap sagatavi un siltumenerģijas pārnešanu uz metāla sagatavi, izmantojot siltuma apmaiņu starp augstas temperatūras gāzi un sagataves virsmu. Kad sildīšanas temperatūra pārsniedz 700–800 grādus, sagataves sildīšana galvenokārt ir starojuma siltuma pārnese. Tā sauktā starojuma siltuma pārnese ir siltuma enerģijas pārvēršana starojuma enerģijā, izmantojot augstas temperatūras gāzi un krāsni. Pēc tam, kad elektriskā mikroviļņu pārraidītā starojuma enerģija ir absorbēta metāla sagatavē, starojuma enerģija tiek pārvērsta siltumenerģijā, lai sasildītu sagatavi. Kad parastā kalšanas krāsns tiek uzkarsēta augstā temperatūrā, starojuma siltuma pārnese veido vairāk nekā 90 procentus, un konvekcijas siltuma pārnese veido tikai 8–10 procentus.

Liesmas sildīšanas metodes priekšrocības ir ērts degvielas avots, vienkārša krāsns konstrukcija, zemas apkures izmaksas un plašs sagatavju pielietojuma diapazons. Tomēr darba apstākļi ir slikti, apkures ātrums ir zems, efektivitāte ir zema, un apkures kvalitāti ir grūti kontrolēt. Šo sildīšanas metodi plaši izmanto dažādu sagatavju sildīšanai.

Elektriskā apkure

Elektriskā apkure ir metāla sagatavju karsēšana, pārvēršot elektroenerģiju siltumenerģijā. Ir indukcijas elektriskā apkure, kontaktelektriskā apkure, pretestības krāsns apkure un sāls vannas krāsns apkure.

1. Indukcijas apkure

Maiņstrāvas magnētiskā lauka iedarbībā, ko rada induktorā ievadītā maiņstrāva, metāla sagataves iekšpusē tiek ģenerēta maiņstrāva. Virpuļstrāvas un magnetizācijas sildīšanas dēļ (zem magnētiskās pārejas punkta) metāla sagatave tiek tieši uzkarsēta.

Kad sagatavi silda ar indukcijas karsēšanu, iekšpusē radītais strāvas blīvums ir nevienmērīgs visā sekcijā. Centra strāvas blīvums ir mazs un virsmas strāvas blīvums ir liels. Šo parādību sauc par ādas efektu. Tādējādi virsmas metālu galvenokārt silda, pārejot strāvai, un serdes metālu silda ārējā slāņa siltums. Liela diametra sagatavēm, lai uzlabotu sildīšanas ātrumu, jāizvēlas zemāka strāvas frekvence, lai palielinātu strāvas iespiešanās dziļumu; Maza diametra sagatavēm mazā šķērsgriezuma izmēra dēļ var izmantot augstāku strāvas frekvenci, kas var uzlabot elektrisko efektivitāti.

2. Kontakta elektriskā apkure

Kontaktu elektriskās apkures princips ir tāds, ka zemsprieguma liela strāva ir tieši savienota ar metāla sagatavi. Tā kā metālam ir noteikta pretestība, strāva caur to radīs siltumu, lai to varētu uzsildīt.

Noteikta izmēra sagatavei ir nepieciešams radīt noteiktu siltuma daudzumu, lai to uzsildītu līdz norādītajai temperatūrai. Tomēr vispārējā metāla pretestības vērtība ir salīdzinoši maza. Lai uzlabotu produktivitāti un saīsinātu sildīšanas laiku, ir nepieciešams ievadīt lielu strāvu sagatavē. Lai izvairītos no īssavienojuma, bieži tiek izmantota sprieguma samazināšanas metode, lai iegūtu zemu spriegumu un lielu strāvu. Līdz ar to kontaktelektriskās apkures transformatora palīgtermināla tukšgaitas spriegums ir tikai 2-15v.

Kontaktelektrisko apkuri raksturo ātrs sildīšanas ātrums, mazāki metāla degšanas zudumi, neierobežots apkures temperatūras diapazons, augsta siltuma efektivitāte, zems enerģijas patēriņš, zemas izmaksas, vienkāršs aprīkojums un ērta darbība. Tomēr ir stingri nepieciešams sagataves virsmas raupjums un forma un izmērs, jo īpaši sagataves galam jābūt regulāram bez deformācijām. Turklāt ir grūti izmērīt un kontrolēt apkures temperatūru. Piemērots garu sagatavju pilnīgai vai lokālai sildīšanai.