Горном обычно называют открытую печь, в которой нагреваемый металл непосредственно соприкасается с топливом или с факелом пламени, как это имеет место в нефтяных и газовых горнах, а интенсивность горения регулируется дутьем. Существует ряд конструкций горнов, но принцип их устройства один и тот же.
Схема одной из конструкций горнов показана на фиг. 243.
Горючее располагается в углублении 1, куда одновременно кладут и нагреваемый предмет. Воздух подается через фурму 2; продукты горения отводятся через дымоход 3.
В кирпичных горнах углубление 1 выкладывают обычно огнеупорным кирпичом, остальные части горна делают из обыкновенного кирпича; зонт 4 для улавливания продуктов горения делают из листового железа.
Из числа известных конструкций горнов, кроме приведенной выше, можно указать: горны с чугунными столами, которые можно переносить; горны с обращенной книзу вытяжной трубой; переносные горны для нагрева мелких предметов вне кузниц; нефтяные горны (фиг. 244); газовые горны; печи-горны, являющиеся нагревательным устройством переходного типа (от горна к печи).
Один из типов печей-горнов, иногда применяемый для нагревания очень крупных предметов, показан на фиг. 245.
Топливом для горнов может служить спекающийся мелкий каменный уголь, древесный уголь, кокс, нефть, газ.
Топливо не должно содержать большого количества вредных примесей и давать много шлаков. Выбор топлива зависит от устройства горна и характера обрабатываемого изделия.
Вследствие близкого соприкосновения изделия с топливом нагреваемый в горнах металл может изменить на поверхности свой химический состав. Поэтому для нагрева железа и стали в горне следует применять малосернистое топливо.
Применение горнов. Горны как нагревательное устройство применяют главным образом при ручной ковке. Применение горнов целесообразно для нагрева мелких предметов или крупного предмета по частям и когда вследствие больших запасов прочности к качеству металла в изделии не предъявляется высоких требований. Причиной невозможности гарантировать высокие качества металла после нагрева его в горне является близкое соприкосновение с пламенем, могущее повести к изменению химического состава нагреваемого металла.
Коэфициент полезного действия горна представляет собой отношение количества тепла, переданного при нагревании металлу, к количеству тепла, выделенного топливом; обозначая первое через Q1 а второе через Q2, имеем
Обозначим через сср—среднюю теплоемкость металла; tН—начальную температуру нагреваемого металла; tK — конечную температуру нагреваемого металла; Q — теплотворную способность топлива в ккал; G — весовое количество топлива, потребного для нагрева 1 кг металла от tH до tK, в кг; тогда
Таким образом, зная количество и среднюю теплоемкость нагреваемого металла, температуру нагрева, расход топлива и его теплотворную способность, можно подсчитать к. п. д. горна.
К. п. д. горнов очень низок; он составляет приблизительно 0,03—0,05.
Расход горючего в горнах на единицу веса нагреваемого металла зависит от ряда факторов. На величину расхода влияет прежде всего характер обслуживания горна, степень загрузки и непрерывность пользования горном после того, как он раздут, а также размер и форма нагреваемых предметов, температура, до которой они нагреваются, род топлива, его теплотворная способность, устройство горна. В среднем расход кузнечного угля в горне при одном нагреве 100 кг железа до температуры, близкой к 1100°, можно считать приблизительно равным 50—60 кг.
Подсчет расхода горючего может быть произведен, пользуясь формулой, по которой подсчитывается и к. п. д. горна; если величина n будет известна, a G будет искомой, тогда
Угар металла в горне зависит от химического состава металла, температуры нагрева его и от отношения поверхности нагреваемой заготовки к ее весу. Чем выше температура нагрева и чем больше поверхность заготовки по сравнению с ее весом, тем больше угар.
Для железа при нагревании его в горне угар принимается равным от 2 до 10 % веса нагреваемого металла.
Скачать реферат:
Пароль на архив: privetstudent.com