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鍛造鍛件時(shí)熱傳遞的基礎(chǔ)知識(shí)

一、傳導(dǎo)傳熱 

熱量直接由物體的一部分傳至另一部分，或由一物體直接傳至與其接觸的另一物體，而物體的質(zhì)點(diǎn)沒(méi)有移動(dòng)（指宏觀的物質(zhì)移動(dòng)）的傳熱現(xiàn)象，稱為傳導(dǎo)傳熱。例如，熱處理爐中的熱量由爐墻內(nèi)表面直接通過(guò)爐墻傳至爐墻外表面；工件在爐底板上加熱，爐底板的熱量直接傳給工件而將工件加熱。在這種傳熱方式中，爐墻、爐底板和工件的質(zhì)點(diǎn)并沒(méi)有移動(dòng)，僅熱量發(fā)生了轉(zhuǎn)移，成于傳導(dǎo)傳熱。 傳導(dǎo)傳熱方式在固體、液體和氣體中都存在，尤其在固體中明顯,而流體(液體或氣體）的傳導(dǎo)能力一般較弱，有的常忽略不計(jì)。

二、對(duì)流傳熱

流體中不同部分的相對(duì)位移，使不同部分的質(zhì)點(diǎn)相互混合，或者流體質(zhì)點(diǎn)與固體表面碰撞而進(jìn)行的熱交換現(xiàn)象，稱為對(duì)流傳熱。對(duì)流傳熱只有在流體運(yùn)動(dòng)時(shí)才能發(fā)生。鹽浴爐中利用電磁力使熔融鹽液與工件相對(duì)流動(dòng)、在回火爐中熱風(fēng)循環(huán)流經(jīng)鍛件表面時(shí)的傳熱過(guò)程都是對(duì)流傳熱。

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視頻作者：定襄縣億欣源法蘭加工有限公司

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鍛造鍛件時(shí)熱傳遞的基礎(chǔ)知識(shí)

輻射傳熱

由鍛件表面直接向外界發(fā)射可見(jiàn)的和不可見(jiàn)的射線，在空間傳遞熱能的現(xiàn)象稱為輻射傳熱。輻射傳熱與傳導(dǎo)傳熱、對(duì)流傳熱是有本質(zhì)區(qū)別的，它在傳遞熱能的過(guò)程中，不需要相互接觸，也無(wú)需質(zhì)點(diǎn)的移動(dòng)，是一種非接觸傳遞熱能的方式，即使在真空中，輻射傳熱也照常能進(jìn)行。太陽(yáng)通過(guò)茫茫宇宙空間向地球傳遞熱量，我們能感覺(jué)到燒紅工件所發(fā)出的熱量，都是輻射傳熱的典型實(shí)例。輻射傳熱的另一特點(diǎn)是在能量傳遞的過(guò)程中，伴隨著能量形式的變化。

例如，太陽(yáng)內(nèi)部熱核反應(yīng)產(chǎn)生巨大的熱能，部分熱能轉(zhuǎn)變成輻射能，以電磁波的形式向外發(fā)射，而地球吸收部分輻射能以后，又轉(zhuǎn)化成熱能。

任何物體都不斷地向四周著輻射能，同時(shí)它們也吸收、反射別的物體投來(lái)的輻射能。兩個(gè)物體之間的相互輻射，必然引起熱量從溫度較高的物體向溫度較低的物體轉(zhuǎn)移。輻射傳熱在中、高溫?zé)崽幚頎t的熱交換中起主要作用。

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山西鍛件廠的余熱利用有什么意義？

機(jī)械零件大量采用碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼，其鍛件被常用的熱處理工藝為正火、等溫正火、退火和調(diào)質(zhì)。

調(diào)質(zhì)能耗：采用連續(xù)式電阻爐，淬火溫度840℃~860℃,每kg鍛件實(shí)際耗電約為0.6kWh.采用連續(xù)式電阻同火爐，回火溫度550℃~650℃,每kg鍛件實(shí)際耗電約0.4kWh。

正火能耗：采用連續(xù)式電阻爐，正火溫度930℃~960℃，每kg鍛件實(shí)際耗電為0.5kWh。

等溫正火能耗：采用連續(xù)式電阻等溫正火爐，加熱溫度為920℃~940℃，快速冷卻，等溫溫度600℃~650℃,每kg鍛件實(shí)際能耗約為0.8kWh。 

以上數(shù)據(jù)是統(tǒng)計(jì)連續(xù)式電阻爐全年的實(shí)際平均值，例如實(shí)際測(cè)量連續(xù)式鑄鏈電阻淬火爐24h生產(chǎn)的單位電耗約0.5kWh/kg,但是，由于在全年生產(chǎn)過(guò)程中，故障停爐等各種原因反復(fù)升溫，其每千克鍛件實(shí)際耗電為0.6kWh。

以上數(shù)據(jù)僅供參考，因?yàn)殄懠崽幚砟芎拇笮∮蔂t型、裝載方式、鋼種和生產(chǎn)方式?jīng)Q定，其中周期加熱爐比連續(xù)加熱爐能耗大，例如連續(xù)式網(wǎng)帶電阻爐或連續(xù)式鑄鏈電阻爐能耗損失較小，而臺(tái)車式電阻爐能耗損失就較大。

由以上分析可知，鍛件在熱處理過(guò)程中要消耗很多能源，因此國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家均高度重視鍛件的余熱利用，大量采用鍛件余熱熱處理工藝，國(guó)內(nèi)使用也較多，但尚不普及。

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