煤气和燃油炉加热时间计算图表的参考数据

生产实践中，加热时间除按简易公式计算外，还参照一些结构合理、火焰亮度一般的煤气和燃油炉的经验数据和图表，供生产或设计时参考。

1.室式炉内加热时间图表

1）断面尺寸为10～100mm坯料的加热时间：

①碳素结构钢（碳质量分数为0.08%～0.40%）及低合金钢坯料加热时间，见表1-3-10。

②中、高合金钢及碳素、合金工具钢加热时间按下式计算：

τ=KK′τ′ （1-3-15）

式中 τ′——基本加热时间（见表1-3-10）；

K——材料系数，其值为：合金钢、碳素工具钢K=1.2～1.5；高合金钢、合金工具钢K=1.5～2.0；

K′——形状影响系数（见表1-3-11）。

图1-3-10 各种燃料生成气的黑度

表1-3-9 图1-3-10中各种曲线所代表的燃料性质

图1-3-11 钢材（或铸铁）截面温差与时间的关系

表1-3-10 碳钢及低合金钢钢坯料在不同炉温下的加热时间 （单位：min）

炉温1200℃，钢坯加热到1150℃时的加热时间

炉温1300℃，钢坯加热到1200℃时的加热时间

炉温1300℃，钢坯加热到1250℃时的加热时间

炉温1400℃，钢坯加热到1300℃时的加热时间

表1-3-11 形状影响系数K′值

2）断面尺寸为100～350mm的方坯加热时间可直接采用表1-3-12的数据；加热圆坯时，表内时间数据须乘以系数0.7；表中三组钢的具体牌号如下：

第Ⅰ组：碳钢Q195～Q255，10～50；低合金钢15Cr～30Cr，15Mn～30Mn；

第Ⅱ组：碳钢55～70；合金结构钢：45Mn～60Mn，40Cr～50Cr，15CrMn～50CrMn，35CrMn2，20CrMnSi～35CrMnSi，50CrVA，24CrMnV，35CrMnV，38CrAl，38CrMoAlA，35CrMo。

第Ⅲ组：碳素工具钢T7，T8；铬锰钼钢、锻模钢及中等合金结构钢等。

3）考虑钢坯在炉内放置情况、钢坯的材质及表面黑度、温度等对加热时间的影响。

表1-3-12 锻造加热炉内方坯加热时间 （单位：h）

第Ⅰ组钢

第Ⅱ组钢

（续）

第Ⅲ组钢

冷钢坯在不同炉温、不同加热温度时的基本加热时间如图1-3-12所示。加热时间τ的计算公式如下：

τ=MK₁K₂τ′ （1-3-16）

式中 τ′——基本加热时间（见图1-3-12）；

M——置放系数（见表1-3-8）；(www.xing528.com)

K₁——与钢坯材质有关的系数（见表1-3-13）；

K₂——与钢坯表面黑度有关的系数，其值为：碳素钢K₂=1；奥氏体钢K₂=2.22；铬镍合金钢K₂=1.1。

4）有色合金的加热时间（见表1-3-14）。

图1-3-12 加热时间τ′

t_l—炉温 t_z—钢材终温 a—按左侧坐标 τ′（h），其余按右侧坐标τ′（min）

表1-3-13 与钢坯材质有关的系数K₁值

表1-3-14 室式炉内有色合金的加热时间 （单位：min）

2.连续式炉内钢材加热时间计算图表

除了一般机械制造厂使用的二段或三段连续式加热炉外，推杆式加热炉、振底式加热炉、步进式加热炉及环形加热炉等也都属于连续式炉。连续式炉内钢材加热时间的计算较繁杂，为简单起见，假定每段炉温为常数，用图表法概略地计算各段的加热时间。

图1-3-13和图1-3-14给出当相对开始温度U=T_s/T_l=0.22；0.4；0.6；0.8时的几组曲线，用来进行预热段的加热计算。

图1-3-15及图1-3-16给出U=T_s/T_l=0.6；0.7；0.8时的曲线，用来进行加热段的加热计算。

（1）各计算参数

1）加热不完善度

式中 T_b——计算段内钢坯表面温度（K）；

T_l——计算段内平均炉温（K）。

图1-3-13 预热段钢坯表面加热计算图表

图1-3-14 预热段钢坯中心加热计算图表

图1-3-15 加热段钢坯表面加热计算图表

图1-3-16 加热段钢坯中心加热计算图表

2）相对开始温度U：

式中 T_s——计算段开始时平均温度（K）。

3）尺寸准数K_p：

式中 σ——导出辐射系数，按式（1-3-12）计算；

δ——钢坯计算厚度（m）；

λ——一定温度下的钢坯平均热导率（W/m·K）。

4）时间准数K_b：

式中 b——热惰性系数≈200；

τ——计算段内的加热时间（h）。

（2）总的加热时间

将式1-3-20变换形式，则：

计算出θ、U、K_p后，K_b由所给的相应图中查得，总的加热时间为求得的各段τ之和。

台车式炉内钢锭加热时间见第二篇第二章。

对于推杆式连续加热炉，双面加热时，每厘米厚度钢坯加热时间约7.5～8.5min；单面加热时约为9min。