熱工設(shè)備原理與設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)參考_第1頁(yè)
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1、第一章 筑爐材料1.1坩堝滲碳爐的內(nèi)襯一般選用哪種耐火材料?為什么?答:爐內(nèi)使用耐熱鋼坩堝,高碳?xì)夥詹慌c爐體接觸,此時(shí)可不選用抗?jié)B碳磚。1.2保護(hù)氣氛加熱爐一般選用哪種耐火材料作為內(nèi)襯?為什么?答:保護(hù)氣氛加熱爐,一般選用抗?jié)B碳磚作為內(nèi)襯。保護(hù)氣氛加熱爐,是進(jìn)行光亮加熱 的,其氣氛不是高碳?xì)夥眨珻O+H2的含量只有約5%左右。雖然CO+H2的含量很低,但仍 然會(huì)和磚中的Fe2O3等雜質(zhì)反應(yīng),生成CO2、H2O等。這樣一來(lái),勢(shì)必增加爐內(nèi)氧化氣氛的 含量。而且由于co+h2本身就很少,氧化性成分一旦增加,有可能不能保證光亮加熱的效 果。保護(hù)氣氛加熱爐,應(yīng)該采用抗?jié)B碳磚。1.3有中溫箱式爐、推桿式爐

2、和滲碳爐三臺(tái)設(shè)備,問(wèn)其內(nèi)襯材料應(yīng)如何選擇?為什么?答:中溫箱式爐:周期式作業(yè)爐,應(yīng)選用輕質(zhì)磚、耐火纖維等。因?yàn)榻?jīng)常反復(fù)加熱,蓄 熱是主要熱損失,必須減少,提高加熱速度。推桿式爐:連續(xù)作業(yè)爐,蓄熱不是主要問(wèn)題,因?yàn)橐恢碧幱诟邷貭顟B(tài),長(zhǎng)期工作,則使 用壽命應(yīng)重點(diǎn)考慮。為此,一般要選用重質(zhì)磚。滲碳爐:可控氣氛爐,要選擇抗?jié)B碳磚。1.4比熱容的概念是什么?該指標(biāo)有什么作用?答:比熱容(熱容量)用Cp表示,單位為kJ/kgC,指1kg物質(zhì)溫度升高1C所需的 熱量。Cp是反映材料蓄熱能力的一個(gè)指標(biāo),通常Cpff蓄熱能量f,對(duì)于耐火材料,Cp越 小越好。1.5熱導(dǎo)率的作用是什么?它主要和哪些因素有關(guān)?答:熱

3、導(dǎo)率入表示材料導(dǎo)熱的能力,通常:入f,則導(dǎo)熱能力強(qiáng)一散熱量大。熱導(dǎo)率的大小,除了和材料的礦物組織有關(guān)外,主要取決于制品的氣孔率。對(duì)同樣材料, 如果氣孔多而小,且分布均勻,則其熱導(dǎo)率入就低。熱導(dǎo)率的大小也和溫度有關(guān),左a+bt, 對(duì)大多數(shù)耐火材料,tf-入f,但也有些制品,如鎂磚(煉鋼爐用),碳化硅制品等,正好 相反。1.6抗?jié)B碳磚的實(shí)質(zhì)是什么?為什么這種磚能用于高碳?xì)夥罩校看穑簩?shí)質(zhì):抗?jié)B碳磚是指Fe2O3等雜質(zhì)含量小于1 %的高鋁磚、粘土磚。高碳?xì)夥罩饕?是CO+H2,在高溫下,這些氣氛與Fe2O3等雜質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生的破壞效果不明顯。1.7說(shuō)明耐火材料的耐急冷急熱性能指標(biāo)及其評(píng)定方法。答:將重質(zhì)耐

4、火材料試樣(標(biāo)準(zhǔn)磚)(230X113X65)加熱至850C,然后在流動(dòng)水中 冷卻,(若是輕質(zhì)耐火材料則加熱至1000C,然后在靜止空氣中冷卻),如此反復(fù)進(jìn)行加熱、 冷卻,直至試樣脫落部分重量為原重量的20%為止,所經(jīng)受的反復(fù)加熱、冷卻的重復(fù)次數(shù), 作為耐急冷急熱性能指標(biāo)。耐急冷急熱性主要取決于材料,好的達(dá)幾百次,差的只有幾次。1.8耐火材料的實(shí)際使用溫度能否達(dá)到其耐火度數(shù)值,為什么?答:耐火度不能代表耐火材料的實(shí)際使用溫度。因?yàn)樵诟邷叵鲁惺茌d荷時(shí),耐火材料的 軟化變形溫度要降低,故耐火材料的實(shí)際允許最高使用溫度比其耐火度低。1.9 Fe-Cr-Al電熱元件通常用哪種耐火材料作擱磚?為什么?答:

5、粘土磚對(duì)Fe-Cr-Al電熱元件有腐蝕作用,不能用作擱磚。電熱元件擱磚,要求絕 緣,選擇高鋁磚。1.10耐火度的定義是什么?耐火度大于多少度的材料才能稱為耐火材料?答:耐火度是耐火材料抵抗高溫作用的性能,指耐火材料在高溫下抵抗熔化的性能。通 常,耐火材料的耐火度1580C,耐火材料也可據(jù)此定義。1.11為什么普通粘土磚不能砌筑馬弗滲碳爐,而抗?jié)B碳磚則可以?答:滲碳爐中可控氣氛主要是co+h2,在高溫下,這些氣氛不可能將粘土磚中的主要 成分Al2O3、SiO2還原,但是卻可以和粘土磚中的雜質(zhì)Fe2O3反應(yīng)。形成的滲碳體很硬很脆,使用時(shí)很容易剝落,從而造成爐體破壞。另外,由于Fe2O3還原,磚內(nèi)變

6、得疏松,C原 子容易進(jìn)入磚內(nèi),而造成膨脹,這樣也可能造成爐體破壞。但是抗?jié)B碳磚中Fe2O3等雜質(zhì)含量小于1%,這些氣氛和磚中的雜質(zhì)反應(yīng)所產(chǎn)生的破壞 效果不明顯。1.12耐火材料的高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度一般用什么指標(biāo)評(píng)定?該指標(biāo)如何測(cè)試?答:高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度一般用荷重軟化點(diǎn)來(lái)評(píng)定。荷重軟化點(diǎn)測(cè)試方法:試樣直徑中36mm,高50mm,在荷重2kg/cm2壓力下,置于爐 中加熱,加熱速度是:W800 C時(shí),為W100 C/min;800 C時(shí),為45 C/min。測(cè) 定兩個(gè)變形溫度:試樣壓縮0.3mm或4%時(shí)的溫度稱為荷重軟化開始溫度;試樣壓縮20mm 或40%時(shí)的溫度稱為荷重軟化終止溫度。第二章傳熱理論2.1何

7、為傳導(dǎo)傳熱?何為對(duì)流傳熱?它們之間的差別是什么?答:傳導(dǎo)傳熱又稱為導(dǎo)熱,是指物體之間存在著溫差時(shí),熱量由物體中溫度較高的部份 傳至較低的部份;或由一個(gè)溫度較高的物體傳給與之接觸的低溫物體的傳熱過(guò)程。對(duì)流傳熱指依靠流體的運(yùn)動(dòng),把熱量從一處傳遞到另一處的現(xiàn)象。導(dǎo)熱的特點(diǎn):(1)物體各部分之間不發(fā)生宏觀的相對(duì)位移;(2)對(duì)于幾個(gè)物體之間的導(dǎo) 熱,必須相互接觸;(3)導(dǎo)熱在固體、液體、氣體中均可進(jìn)行。對(duì)流傳熱的特點(diǎn):(1)有物質(zhì)宏觀運(yùn)動(dòng)存在;(2)流體與固體接觸。2.2輻射換熱的概念?它有哪些特點(diǎn)?答:輻射傳熱是由電磁波傳遞熱量的過(guò)程。輻射傳熱的特點(diǎn):(1)不需要傳熱物體或質(zhì)點(diǎn)的直接接觸;(2)熱量交

8、換的同時(shí),伴隨有能量形式的轉(zhuǎn)化;(3)熱量交換具有雙向性。即輻射熱交換,既可以從高溫向低溫進(jìn)行,也可以由低溫 向高溫進(jìn)行。2.3簡(jiǎn)要說(shuō)明溫度梯度的概念?答:沿溫度變化率最大方向,溫度變化率的最大值稱為溫度梯度,用符號(hào)gradt表示。2.4推導(dǎo)單層平壁爐墻的導(dǎo)熱公式,推導(dǎo)空心球體的導(dǎo)熱公式?答:1、單層平壁爐墻的導(dǎo)熱:已知:爐墻厚度為S;內(nèi)、外表面溫度分別為t1、t2;內(nèi)、外表面面積相等:F =F外= Fmm2;爐墻熱導(dǎo)率為入。dt在平壁上x內(nèi)、外表面面積相等:F =F外= Fmm2;爐墻熱導(dǎo)率為入。dt在平壁上x處取一個(gè)厚度為dx的薄層分析:Q = / F分離變量:dt =Lt1積分:所以:實(shí)

9、際應(yīng)用時(shí),Q dxdt = JS dx人F 0Q = 2(W)IF注意兩個(gè)問(wèn)題:dxQ cQ SIFt tq=亍i(W/m2)(1)實(shí)際爐墻的耐火材料和保溫材料的熱導(dǎo)率入并非常數(shù)t T tI =I +b t =I +b 2 Q = 0 均 02,實(shí)際爐墻內(nèi)外表面積不同2 =2 F均均(2)t q = %SIf均F 外 T2,將角度系數(shù)代入輻射換熱通式中,12=設(shè)T1 T2,將角度系數(shù)代入輻射換熱通式中,12=C |(二)44導(dǎo) I 100100可得:CC = 0導(dǎo)11一 + 一一 1C .(二 a、, T 、)4 (b- )4.FQ = C -(T ( n、, T 、)4 -()4ab1001

10、00bn 2n 21001002.16計(jì)算兩個(gè)大平面之間加隔熱屏后的輻射換熱量。T T答:當(dāng)有n層隔熱屏?xí)r,在任意兩個(gè)平面之間輻射換熱公式:4二匕-(茄)4-(城)42Qab在穩(wěn)定態(tài)換熱時(shí):Q1a = Qab = 根據(jù)合比定律可得:“12,T、 T、()4 (- )410010011H+J C/b=Q12C在穩(wěn)定態(tài)換熱時(shí):Q1a = Qab = 根據(jù)合比定律可得:“12,T、 T、()4 (- )410010011H+J C/b=Q12C = 5.675式中:1 7 : -11 aF = F = FCab5.675111一 + -1ab = F = F = FCn25.67511 一+一- 1

11、n 2若1ab = = =n2= = =則1abC C C 1aabn2n25.675 八2 .=C導(dǎo),Q = C導(dǎo)-(12 n+1TT 二)4-()4 100100.F2.17計(jì)算開孔輻射量。答:爐墻的開孔輻射,可以看作兩個(gè)平行的黑體表面之間的熱交換。還要考慮爐墻對(duì)開孔輻射的熱射線的遮蔽作用。Q = 5.675中12F5(W)t式中:51 -每小時(shí)開啟時(shí)間比率中一孔口的遮蔽系數(shù),也稱為綜合角度系數(shù),* =2.18計(jì)算綜合傳熱量。答:一、以輻射傳熱為主的熱處理爐TT 二)4-(亳 100100Q廣.(改變公式的形式,、令:Q =a (t -1 ).F令:輻12,則:a輻5.6751+中122八

12、 5.675C =導(dǎo)(上-1).F+111焉)2F145.675(上-1)-111+ w 2(1、1/_-11(w/m2. C)。a輻稱為輻射傳熱系數(shù)二、輻射和對(duì)流同時(shí)存在的熱處理爐F 1+廠12-1)12q總=尸輻+ =a ( -1a (=(a +a X -1 F =a It -1 )Ft tf S aT-t)F2三、通過(guò)爐墻的綜合傳熱Q =131叮+i廠+廠(w)四、爐墻蓄熱計(jì)算設(shè)爐墻的體積為V,t體積密度為Y,比熱容為Cp。4 =z-Cp (虹)z = %-to =亍-七(C)第三章熱處理電阻爐3.1簡(jiǎn)要說(shuō)明幾個(gè)主要拱頂參數(shù)的概念。答:拱頂參數(shù):a:拱頂角;h:拱頂;B:爐膛寬度(也是拱

13、的跨度)。3.2電阻爐功率設(shè)計(jì)有哪些方法?簡(jiǎn)要說(shuō)明其中一種。答:一、周期作業(yè)爐的功率計(jì)算按冷爐升溫時(shí)間確定功率:(1)爐墻蓄熱(2)爐內(nèi)耐熱構(gòu)件吸熱(3)爐墻散熱(4) 爐墻開孔輻射熱損失(5)計(jì)算功率按工件升溫加熱確定功率:(1)加熱工件蓄熱(2)加熱輔助材料蓄熱(3)爐墻散熱(4) 爐墻開孔輻射(5)其它熱損失(6)總的熱量消耗(7)電阻爐的熱效率(8)空爐升溫時(shí)間二、連續(xù)作業(yè)爐的功率計(jì)算三、經(jīng)驗(yàn)計(jì)算法3.3爐子熱效率是如何定義的?電阻爐的熱效率大致多少?答:電阻爐的熱效率為n, n= Q件蓄x100,對(duì)電阻爐:n =4080%。3.4電熱元件設(shè)計(jì)及計(jì)算。Q總答:電熱元件的設(shè)計(jì):1、電熱元

14、件材質(zhì)的選擇;2、確定單位表面負(fù)荷(W/cm2); 3、 電熱元件尺寸、重量的計(jì)算;(直徑、長(zhǎng)度、厚度、重量等)4、電熱元件的接線方法;5、 電熱元件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);6、電熱元件的布置和安裝。設(shè)計(jì)要求:滿足爐子的功率要求(使用溫度下);要有足夠的壽命,一般要保證 34年;合理安裝在爐內(nèi);爐膛溫度分布要均勻;便于維護(hù)修理。設(shè)計(jì)原則:確定爐子加熱區(qū)段供電原則每相功率一般在1025KW之間計(jì)算:每相功率;高溫下每相的電阻;選擇電阻絲直徑d,求其長(zhǎng)度1;每相 電熱元件重量;總長(zhǎng)、總重量;重新選擇電阻絲直徑d,求其長(zhǎng)度1,與之前的電阻絲 比較,取滿足條件的。3.5說(shuō)明電熱元件表面負(fù)荷的概念。答:表面負(fù)荷是指

15、電熱元件每單位表面積所負(fù)擔(dān)的功率,也稱為單位表面功率。該指標(biāo) 主要用來(lái)校驗(yàn)電熱元件的設(shè)計(jì)是否合理。3.6電阻爐的類型。答:從大的方面劃分,電阻爐可以分為周期作業(yè)爐和連續(xù)作業(yè)爐兩大類;周期作業(yè)爐包 括箱式電阻爐、井式電阻爐、臺(tái)車式電阻爐、滾動(dòng)底式電阻爐、罩式電阻爐等類型;連續(xù)作 業(yè)爐包括輸送帶式爐、網(wǎng)帶式爐、推桿式爐、振底式爐、轉(zhuǎn)底式爐、滾筒式爐等類型。第四章熱處理燃料爐4.1何為煤氣低發(fā)熱值和高發(fā)熱值?答:低發(fā)熱值:燃料燃燒產(chǎn)物中的H2O以氣態(tài)存在,并以20C為標(biāo)準(zhǔn),此時(shí),單位燃 料完全燃燒放出的熱量,以Q低表示。高發(fā)熱值:條件是燃料燃燒產(chǎn)物中的H2O以液態(tài)存在,并以0C為標(biāo)準(zhǔn),此時(shí),單位燃

16、料完全燃燒放出的熱量,以Q高表示。4.2何為燃燒空氣系數(shù)?答:實(shí)際供應(yīng)空氣量與理論空氣需要量的比值,稱為空氣過(guò)剩系數(shù),以a表示。4.3煤氣正常燃燒有哪幾個(gè)條件?答:(1)可燃混合物加熱至著火溫度以上。(2)煤氣和空氣混合物中煤氣含量要在一定范圍內(nèi)。這個(gè)范圍稱為著火濃度范圍。(3)可燃混合物的噴出速度=火焰?zhèn)鞑ニ俣取?.4比較說(shuō)明有焰燃燒與無(wú)焰燃燒的概念、特點(diǎn)。答:有焰燃燒,指的是煤氣與空氣在燒嘴中不預(yù)先混合或只有部分混合,而是在離開燒 咀進(jìn)入爐內(nèi)以后,在爐內(nèi)邊混合邊燃燒,即混合與燃燒時(shí)同時(shí)進(jìn)行,形成一個(gè)火焰。有焰燃燒的特點(diǎn):(1)煤氣和空氣在燃燒前未混合。空氣是在煤氣噴出過(guò)程中卷入的。(2)屬

17、于擴(kuò)散式燃燒。(3)具有可見(jiàn)的較長(zhǎng)的火焰,火焰明亮。無(wú)焰燃燒法,指的是煤氣和空氣在進(jìn)入爐膛之前預(yù)先進(jìn)行了充分的混合。這時(shí)燃燒速度 極快,整個(gè)燃燒過(guò)程在燃燒炕道(或燒嘴磚)內(nèi)就可以結(jié)束,火焰很短,甚至看不到火焰, 這種“預(yù)混式”的燃燒稱為無(wú)焰燃燒。無(wú)焰燃燒時(shí),燃燒速度的快慢主要取決于化學(xué)反應(yīng)速度的大小,和擴(kuò)散速度無(wú)關(guān),這是 一種動(dòng)力學(xué)因素的影響,故常常將無(wú)焰燃燒稱為動(dòng)力學(xué)燃燒。主要特點(diǎn):燃燒所需的過(guò)剩空 氣量少(一般為5%),燃燒完全,燃燒速度快;火焰短,通常無(wú)明顯火焰;熱量集中,熱 效率高。4.5可燃?xì)怏w的爆炸必須具備哪幾個(gè)條件?答:(1)有火源引入,或局部加熱至著火溫度以上。(2)整個(gè)空間內(nèi)

18、,可燃混合物的成分在著火濃度范圍內(nèi)(也稱為爆炸限)。(3)有限的密封空間。4.6使用中應(yīng)如何考慮煤氣爐的防爆?答:防爆措施:開爐點(diǎn)火時(shí),先用壓縮空氣吹掃爐膛,把爐內(nèi)的煤氣排走,再關(guān)閉爐門, 打開煤氣管,點(diǎn)火。注意:第一次點(diǎn)火未著時(shí),應(yīng)立即關(guān)閉煤氣管,再用壓縮空氣吹掃爐膛, 然后減小煤氣量,進(jìn)行第二次點(diǎn)火。4.7空氣吸入500C的可控氣氛爐中會(huì)否爆炸?為什么?答:CO+H2氣氛的著火溫度一般為400700C。500C高于可控氣氛的著火溫度,是中 溫爐、高溫爐的工作溫度。其爆炸傾向主要出現(xiàn)在開爐和停爐兩個(gè)階段。使用過(guò)程中,由于 爐內(nèi)沒(méi)有空氣,不會(huì)形成爆炸性混合物,不能達(dá)到爆炸極限要求,不會(huì)發(fā)生爆炸

19、。4.8著火溫度的定義是什么?工業(yè)煤氣的著火溫度范圍大致多少?答:煤氣和空氣混合物,只有在被加熱到一定溫度時(shí)才能進(jìn)行燃燒反應(yīng),這個(gè)一定的溫 度,我們就稱之為著火溫度。一般,工業(yè)煤氣的著火溫度為500700C,這是在空氣中燃燒, 若在氧氣中燃燒,著火溫度要低50100C。4.9著火濃度范圍的概念?該指標(biāo)受哪些因數(shù)的影響?答:要進(jìn)行正常燃燒,存在一個(gè)著火濃度范圍。若-煤氣量X100%在一定范圍時(shí),可以 煤氣量+空氣量正常燃燒,稱該范圍為著火濃度范圍。影響著火濃度范圍的因素:(1)煤氣種類不同,著火 濃度范圍不同。(2)與自身所處的溫度有關(guān)。4.10在煤氣爐中,什么現(xiàn)象稱為回火?脫火又是指什么現(xiàn)象?

20、答:火焰?zhèn)鞑ニ俣葹閁,管內(nèi)的可燃混合物流動(dòng)的速度為3。當(dāng)|3| | U |時(shí),火焰前 沿就會(huì)向管外移動(dòng),而最終脫離管口,在燒咀上發(fā)生這種現(xiàn)象稱為脫火。第五章熱處理浴爐5.1鹽浴爐脫氧方法有哪些?答:(1)還原脫氧法:用還原作用強(qiáng)的物質(zhì)去還原熔池中的氧化物,或與氧反應(yīng)生成還 原性質(zhì)的氣體,而除去熔池中的氧或氧化物的方法。(2)沉淀脫氧法:通過(guò)加入某種物質(zhì),與鹽浴中的氧化物化合生成另一種化合物,該 化合物比鹽浴用鹽的熔點(diǎn)高,比重大,且不宜溶解,因此將在鹽浴槽中逐漸下沉,然后自鹽 浴槽底部定時(shí)撈出這些沉積物。5.2常用脫氧劑有哪些?答:還原脫氧的物質(zhì)有:碳粉、木炭、碳化硅等;沉淀脫氧的脫氧劑有:石英

21、砂、硼砂、 二氧化鈦等。5.3鹽浴爐的類型。答:按照爐溫高低可以分為低溫鹽浴爐、中溫鹽浴爐和高溫鹽浴爐三種類型。低溫鹽浴爐工作溫度650C,主要用于高速鋼的分級(jí)淬火和回火。中溫鹽浴爐工作溫度為650C1000C,主要用于碳鋼、低合金鋼的淬火加熱,高速鋼 的淬火預(yù)熱及化學(xué)熱處理等工藝。高溫鹽浴爐工作溫度為1000C1300C,主要用于高速鋼和高合金鋼的淬火加熱。5.4比較說(shuō)明插入式電極鹽浴爐與埋入式電極鹽浴爐的特點(diǎn)。答:插入式電極鹽浴爐的主要特點(diǎn):坩堝容積利用率低,熱效率低。因?yàn)殡姌O是插入浴槽內(nèi),面積利用少,電極約占1/3 鹽浴面,而工件只占2/3。爐溫均勻性差。因?yàn)殡姌O布置在爐膛一側(cè),電極附近

22、的熔鹽溫度高,而遠(yuǎn)離電極一側(cè) 的坩堝底部溫度低,造成鹽不能熔化,形成所謂的“爐底斜坡”現(xiàn)象。電極損耗大,壽命短。因?yàn)樵邴}液面與空氣接觸處電極極易氧化,造成“縮頸”現(xiàn)象。 一旦出現(xiàn)了縮頸,縮頸處截面積減小,電流增大,會(huì)進(jìn)一步加速電極的腐蝕、燒損。升溫慢,耗電量大。不便于撈渣。埋入式電極鹽浴爐特點(diǎn):有效面積大(大于插入式,若與插入式同等條件,則可以減小坩堝的尺寸,提高爐子 熱效率,節(jié)能可達(dá)2030%)。電極不易腐蝕,壽命長(zhǎng)。爐溫均勻,工件接觸電極的可能性較小。升溫快。便于撈渣。存在的主要問(wèn)題:電極結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,制造工作量大,更換困難。電極與坩堝的使用壽命不易匹配,而且不能單獨(dú)更換。5.5電極鹽浴爐一

23、般如何啟動(dòng)?答:電極鹽浴爐金屬啟動(dòng)電阻法,即先讓金屬啟動(dòng)電阻通電,產(chǎn)生的熱量將固態(tài)鹽熔化, 至熔鹽導(dǎo)電時(shí),再改用電極通電,將熔鹽加熱到工作溫度。第六章可控氣氛熱處理爐6.1吸熱式氣氛的制備特點(diǎn)有哪些?答:吸熱式氣氛的制備特點(diǎn):C/O=1,保證生成CO,減少O2、CO2的含量。1000c, 必須從外部加熱。Ni作催化劑。在產(chǎn)物輸出時(shí)加冷卻器進(jìn)行快速冷卻,凍結(jié)CO的 分解反應(yīng)。6.2為什么吸熱式氣氛容易進(jìn)行碳勢(shì)控制?答:CO、H2的含量很高(50% ),且其比值恒定,則很容易進(jìn)行碳勢(shì)控制。 h2o+co=co2+h2因此,該氣氛可以很好地用作滲碳?xì)夥盏妮d體氣。6.3吸熱式氣氛適合哪些材料的保護(hù)加熱

24、:(1)中碳鋼(2)低碳鋼(3)軸承鋼(4) 低合金鋼(5)高強(qiáng)度鋼答;(1) (3) (4)6.4按燃燒空氣系數(shù)大小的不同,放熱式氣氛可以分為哪兩種類型?分別用于什么場(chǎng) 合?答:,CO2、H2O多,稱為淡型放熱式氣氛,對(duì)Fe是還原性的,常在脫碳要求不高的情 況下使用。比如,用作鑄鍛毛坯件的退火、正火,標(biāo)準(zhǔn)件的光潔退火,淬火、回火等的保護(hù) 加熱。CO2、H2O少,稱為濃型放熱式氣氛,為弱氧化性氣氛(對(duì)Fe)。但這種氣氛對(duì)Cu是 還原性的,則常常用作銅及銅合金的光亮熱處理。6.5制備放熱式氣氛時(shí),其燃燒空氣系數(shù)a大于1,還是小于1?為什么?答:制備放熱式氣氛時(shí),其燃燒空氣系數(shù)小于1。因?yàn)檫@樣鼓風(fēng)

25、機(jī)送入燃燒室內(nèi)的空氣 進(jìn)行的是不完全燃燒,燃燒反應(yīng)制取的氣體通入冷凝器中快速冷卻,其中的水蒸汽冷凝成水, 經(jīng)由氣水分離器將水除去,再通過(guò)吸附干燥器進(jìn)一步除水,就得到了放熱式氣氛。6.6用碳分子篩和沸石分子篩制備氮基氣氛的主要差別是什么?答:碳分子篩吸附分離空氣制氮碳分子篩是由硬煤制取的,將硬煤粉碎,加入粘結(jié)劑,進(jìn)行熱處理而形成。碳分子篩借 助于它對(duì)o2、n2的吸附速度不同,而對(duì)o2、n2進(jìn)行分離。碳分子篩,吸附02比較快,而 吸附n2比較慢。這樣,當(dāng)空氣通過(guò)碳分子篩時(shí),o2被吸附,n2就排出。碳分子篩的吸附能 力與壓力有關(guān),壓力越大,吸附能力就越大,則提取的n2純度增大。碳分子篩在使用中, 每

26、隔一段時(shí)間要進(jìn)行再生處理。制n2時(shí),總是兩個(gè)碳分子篩塔輪流使用。沸石分子篩吸附分離空氣制氮沸石分子篩的制n2過(guò)程與碳分子篩正好相反。因?yàn)榉惺肿雍Y對(duì)n2的吸附速度快,而 對(duì)02的吸附速度慢。所以制n2時(shí),先排o2,然后用真空泵抽出所吸附的n2。6.7碳勢(shì)的概念?工業(yè)生產(chǎn)中如何測(cè)量碳勢(shì)?答:碳勢(shì):Cp (單位:% C),指氣氛中活性碳原子C的含量。理論上,用鋼箔的平衡 含碳量描述。鋼箔一般用低碳鋼,厚度為0.10.2mm。工程上CP是通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接測(cè)量的。常用的測(cè)量碳勢(shì)的方法是鋼箔稱重法:將鋼箔試樣置于可控氣氛中保溫,待鋼箔與氣氛平衡后(一般保溫2030min),取出 鋼箔,求出鋼箔的含碳量,即為

27、氣氛的碳勢(shì)。求鋼箔的含碳量,采用稱重法:_ (W - W前) + W前 - CP WW前:鋼箔在氣氛中滲C前的重量(g),一般取1g左右;W后:鋼箔在氣氛中滲C后的重量(g);Co 鋼箔的原始含碳量(%), 0.2%。6.8電阻法測(cè)控磁勢(shì)的原理是什么?答:電阻法測(cè)控碳勢(shì)的工作原理:將純鐵絲置于滲碳?xì)夥罩袧B碳,則它的電阻值和cp 有關(guān)。在奧氏體化溫度下,純鐵絲的電阻值只和其含碳量C%及溫度有關(guān):R = f (C%,T)溫 度越高,含碳量C%越多,則熱絲的電阻值越大。若溫度T 一定,山R = f (C%)而且R C%之間的關(guān)系是線性的。純Fe絲的C%就是氣氛的碳勢(shì)。即C%=CP,所以RCP通過(guò)實(shí)驗(yàn)

28、標(biāo)定了電阻R和碳勢(shì)CP之間的關(guān)系后,通過(guò)測(cè)控純Fe絲的電阻值即可測(cè)控 爐內(nèi)CP值。6.9單參數(shù)控制碳勢(shì)法的應(yīng)用條件?答:1.氣氛中CO,h2含量高,且穩(wěn)定不變。CH4%1000C時(shí),0.01 mV/C; 500C時(shí),0.005 mV/C;要求配備靈敏度高的顯示儀表;不能在還原性氣氛和滲碳?xì)夥罩惺褂茫駝t很容易 脆斷。(3)鉑銠30鉑銠6熱電偶(俗稱雙鉑銠)雙鉑銠熱電偶與鉑銠10鉑熱電偶的優(yōu)缺點(diǎn)相近。與鉑銠10鉑熱電偶相比,其熱電 特性更加穩(wěn)定;測(cè)量溫度更高;同時(shí),所產(chǎn)生的熱電勢(shì)更小,所以必須配備高靈敏度的顯示 儀表。這種熱電偶的最大優(yōu)點(diǎn)是:室溫下其熱電勢(shì)極小,比如:25 C時(shí)只有2 nV,50C3 nV。所以,使用時(shí)不需要對(duì)冷端溫度進(jìn)行補(bǔ)正。8.4補(bǔ)償導(dǎo)線的特點(diǎn)及作用答:所謂補(bǔ)償導(dǎo)線,實(shí)際上也是一對(duì)化學(xué)成分不同的金屬線,它一般具有兩個(gè)特點(diǎn):一 是在0100C范圍內(nèi)與其配接的熱電偶具有相同的熱電特性;二是價(jià)格便宜。補(bǔ)償導(dǎo)線的特點(diǎn)(或補(bǔ)償導(dǎo)線應(yīng)具備的條件)a.在低溫范圍(0100C )內(nèi),具有 與熱電偶相同的熱電特性;b.價(jià)格比熱電極絲大大降低,同時(shí)壽命大大提高(因?yàn)橹睆礁郑Qa(bǔ)償導(dǎo)線的作用只

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