Numerical analysis of the process of heating of a bed of steel bars

The article describes the computation of the time of heating of a bed of bars in the heat treatment process. The charge was subjected to under-annealing, which is used in industry, e.g., to facilitate sawing of bars or billets into a sections intended for hot forging. The beds under examination were regarded as solid elements, which was possible thanks to the knowledge of the effective thermal conductivity, ?. The value of this quantity for the temperature range under consideration was determined based on the author’s original investigation. During heating of a bundle of bars at a constant heating medium temperature, a temperature difference occurs on the charge cross-section, which is significantly greater than that provided for by the technology. It is therefore essential to carry out a second soaking stage in order to achieve the cross-sectional temperature difference at a level of 20°C. The computation of soaking was conducted for the assumed conditions of a constant temperature on the charge surface and the parabolic distribution of temperature on the cross-section.

W artykule przedstawiono obliczenia czasu nagrzewania złoża prętów w procesie obróbki cieplnej. Wsad poddano wyżarzaniu niezupełnemu, które stosuje się w przemyśle np. w celu ułatwienia ciecia prętów lub kesów na piłach, na odcinki przeznaczone do kucia na gorąco. Analizowane złoża rozpatrywano jako element lity, co było możliwe dzięki znajomości efektywnego współczynnika przewodzenia ciepła. Wartość tego współczynnika dla rozpatrywanego zakresu temperatury określono na podstawie badań własnych autora. Podczas nagrzewania wiązki prętów w stałej temperaturze ośrodka nagrzewającego na przekroju wsadu pojawia sie znaczna różnica temperatur niż zakłada to technologia. W związku z tym niezbędne jest przeprowadzenie drugiego etapu wygrzewania celem uzyskania na przekroju wsadu różnicy temperatur na poziomie 20_C. Obliczenia wygrzewania przeprowadzono dla założonych warunków stałej temperatury na powierzchni wsadu i parabolicznego rozkładu temperatury na przekroju.