влияние на конечные свойства продуктов. Например, в случае стекловидной связки абразивного изделия существует зависимость прочности при растяжении от скорости охлаждения изделия после обжига; наблюдается зависимость между электрическими свойствами деталей и скоростью их охлаждения. Это объясняется размером и весом выпадающих из расплава кристаллов, а также превращением кристаллов и остаточной деформацией.
В качестве охладителя применяются следующие вещества: воздух, инертные и рециркуляционные газы, вода, пар и др.; при необходимости медленного снижения температуры охлаждение материалов и продуктов осуществляется вместе с печью.
Оба вида теплового воздействия на исходные материалы и получаемые продукты являются составными частями термотехнологических процессов, проводимых в печах. Эти воздействия осуществляются последовательно, параллельно или накладываются одно на другое.
Теплообмен в печах
Теплообмен в рабочей камере печей является одним из основных процессов, осуществляемых в них, и представляет собой целенаправленный процесс переноса теплоты в химико-термической печной системе «материал—среда—футеровка», обусловленный специально создаваемым и возникающим при протекании термотехнологических процессов полем температур между элементами системы для изменения их внутренней энергии. За счет теплообмена обеспечиваются химические и физические превращения исходных материалов, а также протекание микробиологических и коллоидных процессов.
Процессы теплообмена в печах протекают в сложных условиях и характеризуются рядом специфических особенностей. Одна из основных особенностей — высокая интенсивность теплопередачи. Например, плотность тепловых потоков, проходящих через зеркало ванн при плавке ниобия, достигает 4000—5500 кВт/м2.
Другой особенностью тепловых процессов является нестационарное температурное поле в рабочей камере печи.
Печь — это термическая система «материал—среда—футеровка». В рабочей камере печи во время ее функционирования одновременно находятся исходные материалы, полученные продукты, печная среда, которые заключены в огнеупорные (кислотоупорные) материалы футеровки и ограждены ими от окружающей среды. Все эти материалы имеют различные и постоянно меняющиеся температуры, в связи с чем они находятся в постоянном теплообмене в замкнутой термической (теплообменной) системе «материал—среда—футеровка», в которой все эти элементы взаимосвязаны, взаимозависимы и взаимообусловлены. Теплота в этой термической системе, как и всякая энергия, передается в направлении от элемента с высшим потенциалом (источник теплоты) к элементу с низшим (приемник теплоты). Так как потенциалом переноса теплоты является температура, то процесс распространения теплоты непосредственно связан с температурным полем — совокупностью мгновенных значений температур в пространстве и во времени.