Cтраница 2
![]() |
Характер термического расширения углеродистой трубы и карборундовой футеровки ( SiC 88 4 % при различных нагрузках по данным Швете и Метцгера. [16] |
Высокая по сравнению с другими футеровками величина коэффициента теплопроводности карборундовой набивки повышает ее стойкость, так как при этом снижается температура ее поверхности и увеличивается толщина шлакового покрытия, защищающего от воздействия факела ( см. гл. В связи с этим особенно полезно применение пневматической трамбовки, которая позволяет не только уменьшить пористость массы, но и увеличить ее теплопроводность. [17]
Следует указать, что действительное ( замеренное в опытах) радиальное поле температур в шиповом экране значительно отличается от вычисленного аналитически ( см. § 4 - 6), что объясняется: наличием переменного по высоте контактного сопротивления между шипом и набивкой, изменением коэффициента теплопроводности материала от температуры, переменной толщиной шлакового покрытия экрана в соответствии с плотностью теплового потока, деформирующими температурное поле. [18]
Слой шлака, покрывающий разливаемый металл, растворяет всплывающие из жидкой стали неметаллические включения и предотвращает интенсивное охлаждение поверхности металла и образование корочек. Шлаковые покрытия могут быть созданы при помощи различных молотых твердых материалов, присаживаемых на дно изложницы перед разливкой ( при разливке сверху) или на поверхность поднимающегося металла ( при разливке сифонным способом) и плавящихся от контакта с жидким металлом. Для этой же цели можно использовать экзотермические смеси, которые, сгорая, образуют легкоплавкий шлак. Шлаковые покрытия могут быть получены из предварительно расплавленного шлака. [19]
Шлак создает оболочку вокруг жидкого металла, переходящего с электрода в сварочную ванну. Шлаковое покрытие уменьшает скорость охлаждения и затвердевания металла шва, способствуя выходу из него газовых и неметаллических включений. [20]
![]() |
Схема строения сварного соединения при дуговой сварке стали. [21] |
Решающее влияние на характер протекания полиморфных превращений оказывает скорость охлаждения. Чем тоньше слой шлакового покрытия и ниже температура окружающей среды, тем выше скорость охлаждения и вероятность образования внутренних напряжений и трещин. [22]
В частности, не учитывалось шлаковое покрытие экрана, а плотность результирующего теплового потока, проходящего через экран, принималась вне связи с особенностями топочного процесса. Коэффициент теплопроводности карборундовой набивки ( А н 12ч - 14 ккал / м2 - ч) был принят много выше, чем это соответствует отечественным данным, что существенно сузило область применимости результатов работы. В силу последнего обстоятельства концентрация теплового потока на внутренней стенке трубы под шипом была сравнительно мала. [23]
Жидкий шлак ускоряет коррозию экранных труб. Сильному растеканию шлака и образованию сплошного шлакового покрытия содействует способность шлака застывать при температурах более низких, чем те, при которых он плавится. [24]
Анализ полей температур в шиповом экране на рис. 4 - 23 и 4 - 24 показывает, что концентрация теплового потока в торце шипа в случае высокотеплопроводной карборундовой футеровки происходит в основном через слой набивки над шипом. Перераспределение же плотности теплового потока в шлаковом покрытии, вызванное наличием шипа, незначительно. В случае менее теплопроводной хромитовой футеровки значительная часть теплового потека в шипы идет и через шлаковое покрытие. Этот вывод увязывается с предыдущими аналитическими решениями и важен при построении методики расчета. [25]
Температура в набивке меняется в зависимости от толщины шлакового покрытия. [26]
Принимается, что труба развернута в плоскость и набивка, так же как и шлаковое покрытие, имеет плоскую поверхность. [27]
Применяемые методы исследования шиповых экранов весьма разнообразны: экспериментальное изучение на натурных образцах и калориметрах, установленных в топках, аналитические решения и математическое моделирование распределения температур и тепловых потоков в экране, привлечение гидро - и электроаналоговых машин. Однако публикуемые данные противоречивы и иногда содержат ошибки и неправильные рекомендации, что часто объясняется абстрагированием исследования и искажением граничных условий, особенно в связи с неправильным учитыванием шлакового покрытия. [28]
Результаты экспериментальных и аналитических исследований, изложенные в четвертой главе, позволяют рассчитывать температуры, локальные и общую плотности теплового потока в шиповом экране в зависимости от температуры факела, количества шлака и его вязкости, размеров и расположения шипов, а также теплопроводности материала шипов и набивки. Для этой цели в основном используются решения одномерной задачи распределения температур в шиповом экране с соответствующими экспериментальными и аналитическими поправками, позволяющими увязать поля температур и тепловых потоков в нем с состоянием шлакового покрытия и изменением коэффициентов теплопроводности материала в зависимости от температуры. [29]
При исправном футеровочном покрытии шиповых экранов, которое достигается при прочих равных условиях главным образом обеспечением в футеровке соответствующего уровня температуры, на ее поверхности образуется нормальный шлаковый гарнисаж. Толщина гарнисажа саморегулируется в зависимости от плотности падающего теплового потока, определяемою температурой факела, а также количеством и вязкостью попадающего на экран жидкого шлака. Наличие шлакового покрытия в свою очередь способствует улучшению условий работы футеровки и увеличению ее плотности, что затрудняет доступ газов к экранным трубам. Тепловая работа шипового экрана имеет весьма сложную схему и неоднократно являлась объектом экспериментальных и теоретических исследований различных авторов. Тепловой поток, воспринимаемый футерованным экраном, проходя через слой шлака, концентрируется в основном в шипах в соответствии с отношением тепловых сопротивлений футеровки и шлака вдоль оси шипа и между шипами, плотностью расположения шипов, а также отношением теплового сопротивления слоя шлака и футеровки выше торца шипа к слою футеровки с шипами ниже. Величина плотности теплового потока в торце шипа в 2 - 2 5 раза превышает среднюю плотность теплового потока. По мере продвижения к ножке шипа плотность теплового потока еще более возрастает за счет отвода тепла от футеровки между шипами, достигая величины в 2 5 - 4 раза превышающей среднюю для шипового экрана. Таким образом, основное количество тепла к трубам в шиповом экране передается через шипы. [30]