Четверг, 4 Июль 2024, 06:26
Сайт: Система поддержки учебных курсов НИ РХТУКурс: Электронная библиотека (Электронная библиотека)
Глоссарий: Терминологический словарь
Коксовая печьТехнологический агрегат (cм рис. 1), в котором осуществляется коксование каменного угля. Первые К. п. (так называемые стойловые) стали применять в начале 19 в. Они состояли из кирпичных стенок высотой до 1,5 м и длиной до 15 м, расположенных друг от друга на расстоянии 2-2,5 м. Загруженный в пространство между стенками уголь покрывали сверху и с торцов землёй и поджигали. Коксование продолжалось 8-10 дней. В 30-х гг. 19 в. появились ульевые печи, в которых коксование протекало в закрытых куполообразных камерах с небольшим доступом воздуха. В середине 19 в. получили распространение пламенные К. п. с внешним обогревом. Угольную шихту загружали в выложенные из огнеупорного кирпича камеры, разделённые обогревательными простенками с вертикальными каналами, в которых сжигался коксовый газ. Важным этапом явилось создание в 70-х гг. 19 в. К. п. с улавливанием химических продуктов из коксового газа. В этих печах камеры коксования были отделены от отопительных простенков. Современные К. п. по способу загрузки угольной шихты и выдачи кокса подразделяют на горизонтальные и вертикальные. Наиболее широко распространены горизонтальные К. п. периодического действия. Такие К. п. состоят из камеры коксования, обогревательных простенков, расположенных по обе стороны камеры, регенераторов. На верху камеры коксования предусмотрены загрузочные люки, с торцов камера закрыта съёмными дверями. Длина камер достигает 13-16 м, высота 4-7 м, ширина 0,4-0,5 м. Обогрев камер осуществляется за счёт сжигания в вертикальных каналах простенков коксового, доменного или др. горючего газа. Период коксования одной угольной загрузки зависит от ширины камеры и температуры в обогревательных каналах и составляет обычно 13-18 ч. По окончании коксования раскалённый кокс выталкивают из камеры через дверные проёмы коксовыталкивателем и тушат. Для компактности коксового цеха и лучшего использования тепла К. п. объединяют в батареи (по 61-77 К. п. в каждой) с общими для всех печей системами подвода отопительного газа, подачи угля, отвода коксового газа. Все операции по обслуживанию К. п. (загрузка, съём и закрытие дверей и люков, выдача и тушение кокса и т.д.) механизированы и автоматизированы. Разрабатываются К. п. непрерывного действия, например вертикального и кольцевого типа. Рис. 1 Батарея коксовых печей со стороны коксовыталкивателя Лит.: см. при ст. Коксование. Д. А. Копанева. |
КоловоротРучной инструмент для сверления отверстий преимущественно в древесине, представляющий собой изогнутую рукоятку (скобу) с втулкой для зажима свёрл. Во время работы К. вращают, держась за рукоятку и нажимая на неё. |
Коксовый газГорючий газ, один из продуктов коксования. Примерный состав К. г. (в % по объёму): Н2 55-60, СН4 20-30, СО 5-7, CO2 2-3, N2 4, ненасыщенных углеводородов 2-3, О2 0,4-0,8. Плотность при 0 °С и 760 мм pm. cm. (105 кн/м2) 0,45-0,50 кг/м3; теплота сгорания (низшая) 17,5 Мдж/м3 (4,0-4,5 тыс. ккал/м3); теплоёмкость 1,35 кдж/(м3·К); температура воспламенения 600-650 °С. К.г. ядовит и взрывоопасен, взрывная концентрация в воздухе - от 6 до 30%. Выход К.г. на 1 т сухой шихты - около 300 м3. Применяется как топливо, а также как сырьё для синтеза аммиака.
|
КолошникВерхняя часть шахтной печи (домны), куда загружают рудные материалы, флюсы, топливо. |
Колошниковый газОтходящий газ доменных печей. |
Колпаковая печьТермическая печь периодического действия, нагрев изделий в которой осуществляется под переносным нагревающим колпаком. Служит для термической обработки в газовой среде контролируемого состава листового и мелкосортного проката (см. Сортамент проката). К. п. классифицируют по назначению - для обработки рулонов ленты, листов, прутков и др. Наиболее распространены К. п. для отжига рулонов холоднокатаной стальной ленты - одностопные и многостопные. В многостопных К. п. на прямоугольный стенд под нагревательным колпаком устанавливают 3-8 стоп, каждая из которых защищена от действия продуктов сгорания или горячего воздуха своим муфелем. В стопе 3-5 рулонов общей массой до 180 т, высота стопы 3-5 м. Колпак обогревают газом или электрическими нагревателями сопротивления. По окончании нагрева изделий колпак переносят краном на другой стенд, а на первом - изделия охлаждают под муфелем. Теплообмен под муфелем интенсифицируют принудительной циркуляцией газа контролируемого состава. Охлаждение ускоряют, поливая муфель водой или обдувая холодным воздухом. При обработке в К.п. распушённых рулонов ленты с зазорами между витками циркулирующий через зазоры газ омывает всю поверхность ленты, что позволяет ускорить её нагрев и охлаждение, а также проводить термохимическую обработку. Лит.: Аптерман В. Н., Двейрин Е. Г., Тымчак В. М., Колпаковые печи, [М.], 1965; Справочник конструктора печей прокатного производства, под ред. В. М. Тымчака, М., 1970, гл. 33. В. Н. Аптерман |
Кольцевая печьПромышленная печь, в которой нагрев изделий происходит на кольцевом вращающемся поде. К. п. применяют главным образом для нагрева заготовок при прокатке труб, колёс и бандажей железнодорожного подвижного состава, для термической обработки металлических изделий, а также для нагрева заготовок из цветных металлов перед прокаткой и высадкой. Первая К. п. разработана в 1925 советским изобретателем Н. Д. Булиным. К. п. состоит из вращающегося пода и неподвижного кольцевого канала, перекрытого сводом (см. рис. 1) Кольцевые щели между вращающимся подом и неподвижной частью печи уплотняют водяными затворами. Изделия загружают в печь и выдают из неё через окна при помощи специальных загрузочно-разгрузочных машин (напольных или крановых). Рабочее пространство печи между окнами разделено жаростойкой перегородкой. В К. п. небольшого размера загружают и выдают изделия через одно окно. Под печей вращается на опорных роликах с помощью электрического привода. Наружный диаметр К. п. 10-30 м, а ширина пода 1,5-6 м, производительность до 75 mlч. Теплотехнические зоны и температурный режим крупной К. п. такие же, как и у методической печи. Небольшие К. п. работают с постоянной температурой по всему объёму печи. К. п. отапливают газом или жидким топливом. При наружном диаметре печи 10-12 м горелки или форсунки устанавливают только на наружной стене, а при большем - на наружной и на внутренней стенах. Рис. 1 Схема кольцевой печи: 1 - кольцевой вращающийся под; 2 - нагреваемое изделие; 3 - окно загрузки; 4 - окно выдачи; 5 - опорный ролик; 6 - привод вращения пода; 7 - горелка; 8 - дымопровод для отвода продуктов сгорания из печи в боров; 9 - разделительная перегородка Лит.: Григорьев В. Н., Кольцевые печи для нагрева металла, М., 1958; Справочник конструктора печей прокатного производства, под ред. В. М. Тымчака, М., 1970, гл. 24 и 31. |
Комбинированная сваркаКомбинированный метод сварки - сварка пластмасс, осуществляемая при сочетании различных видов сварки. |
Компаунды полимерныеЛитая изоляция, композиции на основе термореактивных олигомеров или мономеров; предназначены для пропитки (с целью изоляции) обмоток трансформаторов, дросселей электрических машин, изделий радиотехнической и электронной аппаратуры, а также для заполнения промежутков (заливки) между деталями радиотехнических и электронных устройств, в электрических машинах и аппаратах. Основное преимущество литой изоляции — возможность получения электротехнических изделий в виде малогабаритных блоков любой конфигурации, не требующих дополнительной обработки. К числу К. п. относят также имеющие ограниченное применение композиции на основе термопластических материалов (битумов, масел, канифоли, церезина и др.); эти К. п. представляют собой твёрдые или воскообразные массы, которые перед употреблением переводят в жидкое состояние нагреванием. Для приготовления К. п. в качестве олигомеров чаще всего используют эпоксидные смолы, полиэфирные смолы, жидкие кремнийорганические каучуки, а в качестве мономеров — исходные продукты для синтеза полиакрилатов и полиуретанов. Наибольшее распространение получили эпоксидные К. п. В состав К. п., помимо мономеров и олигомеров, могут входить также пластификаторы, наполнители, ускорители отверждения или инициаторы полимеризации, пигменты. К неотвержденным К. п. предъявляются следующие требования: отсутствие летучих компонентов; минимальная усадка при отверждении или полимеризации; низкая вязкость, обеспечивающая пропиточные и заливочные свойства; достаточно большая жизнеспособность. Отвержденные К. п. должны обладать высокими диэлектрическими () и прочностными показателями. Отверждение К. п. осуществляют при повышенных или обычных температурах. Табл.1 Диэлектрические свойства отверждённых компаундов отечественных марок при 20°С
* В скобках указана частота, гц. Лит.: Черняк К. И., Эпоксидные компаунды и их применение, 3 изд., Л., 1967; его же. Неметаллические материалы в судовой электро- и радиотехнической аппаратуре. Справочник, Л., 1966; Волк М., Леффордж Ж., Стетсон Р., Герметизация электротехнической и радиоэлектронной аппаратуры, пер. с англ., М. — Л., 1966. М. А. Голубенка |
Композиционные материалыПредставляют собой металлические и неметаллические матрицы (основы) с заданным распределением в них упрочнителей (волокон, дисперсных частиц и др.); при этом эффективно используются индивидуальные свойства составляющих композиции. По характеру структуры К. м. подразделяются на волокнистые, упрочнённые непрерывными волокнами и нитевидными кристаллами, дисперсноупрочнённые материалы, полученные путём введения в металлическую матрицу дисперсных частиц упрочнителей, слоистые материалы, созданные путем прессования или прокатки разнородных материалов. К К.м. также относятся сплавы с направленной кристаллизацией эвтектических структур. Комбинируя объемное содержание компонентов, можно, в зависимости от назначения, получать материалы с требуемыми значениями прочности, жаропрочности, модуля упругости, абразивной стойкости, а также создавать композиции с необходимыми магнитными, диэлектрическими, радиопоглощающими и другими специальными свойствами. Волокнистые К.м., армированные нитевидными кристаллами и непрерывными волокнами тугоплавких соединений и элементов (SiC, AI2O3, бор, углерод и др.) являются новым классом материалов. Однако принципы армирования для упрочнения известны в технике с глубокой древности. Еще в Вавилоне использовали тростник для армирования глины при постройке жилищ, а в Древней Греции железными прутьями укрепляли мраморные колонны при постройке дворцов и храмов. В 1555-60 при постройке храма Василия Блаженного в Москве русские зодчие Барма и Постник использовали армированные железными полосами каменные плиты. Прообразом К. м. являются широко известный железобетон, представляющий собой сочетание бетона, работающего на сжатие, и стальной арматуры, работающей на растяжение, а также полученные в 19 в. прокаткой слоистые материалы. Успешному развитию современных К.м. содействовали: разработка и применение в конструкциях волокнистых стеклопластиков, обладающих высокой удельной прочностью (1940-50); открытие весьма высокой прочности, приближающейся к теоретической, нитевидных кристаллов и доказательства возможности использования их для упрочнения металлических и неметаллических материалов (1950-60); разработка новых армирующих материалов - высокопрочных и высокомодульных непрерывных волокон бора, углерода, Al2O3, SiC и волокон других неорганических тугоплавких соединений, а также упрочнителей на основе металлов (1960-70). В технике широкое распространение получили волокнистые К.м., армированные высокопрочными и высокомодульными непрерывными волокнами, в которых армирующие элементы несут основную нагрузку, тогда как матрица передаёт напряжения волокнам. Волокнистые К.м., как правило, анизотропны. Механические свойства их () определяются не только свойствами самих волокон (), но и их ориентацией, объёмным содержанием, способностью матрицы передавать волокнам приложенную нагрузку и др. Диаметр непрерывных волокон углерода, бора, а также тугоплавких соединений (В4С, SiC и др.) обычно составляет 100-150 мкм. Волокнистые К. м., в отличие от монолитных сплавов, обладают высокой усталостной прочностью s-1. Так, например, s-1 (база 107 циклов) алюминиевых сплавов составляет 130-150 Мн/м2 (13-15 кгс/мм2), в то время как у армированного борным волокном алюминиевого К. м. s-1 около 500 Мн/м2 (при той же базе). Предел прочности и модуль упругости К. м. на основе алюминия, армированного борным волокном, примерно в 2 раза больше, чем у алюминиевых сплавов В-95 и АК4-1. Важнейшими технологическими методами изготовления К. м. являются: пропитка армирующих волокон матричным материалом; формование в пресс-форме лент упрочнителя и матрицы, получаемых намоткой; холодное прессование обоих компонентов с последующим спеканием, электрохимическое нанесение покрытий на волокна с последующим прессованием; осаждение матрицы плазменным напылением на упрочнитель с последующим обжатием; пакетная диффузионная сварка монослойных лент компонентов; совместная прокатка армирующих элементов с матрицей и другие. Таблица 1 Механические свойства волокнистых композиционных материалов с непрерывными волокнами
Таблица 2 Свойства нитевидных кристаллов и непрерывных волокон
*Максимальные значения. В узлах конструкций, требующих наибольшего упрочнения, армирующие волокна располагаются по направлению приложенной нагрузки. Цилиндрические изделия и другие тела вращения (например, сосуды высокого давления) армируют волокнами, ориентируя их в продольном и поперечном направлениях. Увеличение прочности и надежности в работе цилиндрических корпусов, а также уменьшение их массы достигается внешним армированием узлов конструкций высокопрочными и высокомодульными волокнами, что позволяет повысить в 1,5-2 раза удельную конструктивную прочность по сравнению с цельнометаллическими корпусами. Упрочнение материалов волокнами из тугоплавких веществ значительно повышает их жаропрочность. Например, армирование никелевого сплава вольфрамовым волокном (проволокой) позволяет повысить его жаропрочность при 1100 °С в 2 раза. Весьма перспективны К.м., армированные нитевидными кристаллами (усами) керамических, полимерных и др. материалов. Размеры усов обычно составляют от долей до нескольких мкм по диаметру и примерно 10-15 мм по длине. Разрабатываются К.м. со специальными свойствами, например радиопрозрачные материалы и радиопоглощающие материалы, материалы для тепловой защиты орбитальных космических аппаратов, с малым коэффициентом линейного термического расширения и высоким удельным модулем упругости и другие. Свойства К. м. на основе алюминия и магния (прочность, модуль упругости, усталостная и длительная прочность) более чем в 2 раза (до 500 °С) выше, чем у обычных сплавов. К.м. на никелевой и овой основах увеличивают уровень рабочих температур от 1000 до 1200 °С, а на основе тугоплавких металлов и соединений - до 1500-2000 °С. Повышение прочностных и упругих свойств материалов позволяет существенно облегчить конструкции, а увеличение рабочих температур этих материалов даёт возможность повысить мощность двигателей, машин и агрегатов. Области применения К.м. многочисленны; кроме авиационно-космической, ракетной и других специальных отраслей техники, они могут быть успешно применены в энергетическом турбостроении, в автомобильной промышленности - для деталей двигателей и кузовов автомашин; в машиностроении - для корпусов и деталей машин; в горнорудной промышленности - для бурового инструмента, буровых машин и др.; в металлургической промышленности - в качестве огнеупорных материалов для футеровки печей, кожухов и другой арматуры печей, наконечников термопар; в строительстве - для пролётов мостов, опор мостовых ферм, панелей для высотных сборных сооружений и др.; в химической промышленности - для автоклавов, цистерн, аппаратов сернокислотного производства, ёмкостей для хранения и перевозки нефтепродуктов и др.; в текстильной промышленности - для деталей прядильных машин, ткацких станков и др.; в сельскохозяйственном машиностроении - для режущих частей плугов, дисковых косилок, деталей тракторов и др.; в бытовой технике - для деталей стиральных машин, рам гоночных велосипедов, деталей радиоаппаратуры и др. Применение К.м. в ряде случаев потребует создания новых методов изготовления деталей и изменения принципов конструирования деталей и узлов конструкций. Лит.: Волокнистые композиционные материалы, пер. с англ., М., 1967: Современные композиционные материалы, под ред. П. Крока и Л. Броутмана, пер. с англ., М., 1970; Туманов А. Т., Портной К. И., «Докл. АН СССР», 1971, т. 197, № 1, с. 75; 1972, т. 205, №2, с. 336; их же, «Металловедение и термическая обработка металлов», 1972, № 4, с. 24. А. Т. Туманов, К. И. Портной |