УСТАНОВКА ДЛЯ ОТЖИГА ТВЧ КАЛИБРОВАННОЙ СТАЛИ Российский патент 1995 года по МПК C21D9/60 C21D1/32 

Изобретение относится к оборудованию для термической обработки металлов и может быть использовано в технологических процессах, требующих ускоренного нагрева и замедленного охлаждения с заданной скоростью, в частности для сфероидизирующего и рекристаллизационного отжига калиброванной стали в бунтах.

Известно устройство для медленного охлаждения предварительно нагретой катанки, содержащее теплоизоляционную камеру, расположенные в ней взаимно параллельно по направлению вертикали опорные оси колеса для медленного охлаждения, установленные с возможностью вращения на каждой из осей и электрически изолированные одно от другого. К каждому из колес подводится электрический ток, благодаря чему колеса нагреваются до определенной температуры, при этом происходит медленное охлаждение нагретой катанки [1]
Недостаток известного устройства состоит в сложной металлоемкой конструкции, которая не обеспечивает равномерную температуру в начале и в конце бунта. Громоздкая система регулирования температуры обогрева снижает надежность устройства в работе. Кроме того, затруднение вызывает заправка начала бунта в устройство.

Наиболее близким к предлагаемой установке по совокупности признаков является устройство для термообработки проволоки, содержащее размоточный барабан, протягивающий механизм, узел нагрева, термокамеру с намоточными барабанами и нагревателями [2]
Данное устройство имеет ряд недостатков, связанных с заправкой начала бунта непосредственно в печь. Сложно сформировать первый виток на намоточный барабан при непрерывном процессе подачи калиброванной стали от размоточного барабана. Отсутствует синхронизация скорости подачи проволоки в индуктор и скорости вращения намоточного барабана. В процессе поступления нагретой проволоки из индуктора на открытые тянущие ролики, установленные перед термокамерой, происходит повышенный отвод тепла, что недопустимо при сфероидизирующем и ректисталлизационном отжиге. В данном устройстве отсутствует камера ускоренного охлаждения бунта после отжига, что существенно увеличивает период его охлаждения перед выдержкой и снижает производительность устройства.

В основу изобретения поставлена задача создать установку для сфероидизирующего и рекpисталлизационного отжига ТВЧ калиброванной стали в бунтах, обладающую высокой производительностью, улучшенными эксплуатационными характеристиками и обеспечивающую хорошее качество термообработанной стали.

Поставленная задача решена тем, что в установке для отжига ТВЧ калиброванной стали, содержащей размоточный барабан, протягивающий механизм, узел нагрева, термокамеру с намоточными барабанами и нагревателями, протягивающий механизм снабжен устройством варьирования диаметров термообрабатываемой стали, а термокамера разделена на зоны, соответствующие позициям намотки, технологического охлаждения, ускоренного охлаждения и выгрузки. Внутри термокамеры на позиции намотки установлено устройство формирования бунта. Все зоны расположены по окружности, по которой на поворотном столе, находящемся под термокамерой, размещены с возможностью перемещения по позициям намоточные барабаны. Привод вращения намоточных барабанов при намотке имеет устройство синхронизации скорости вращения и скорости подачи стали. Устройство формирования бунта выполнено в виде трех роликов, один из которых установлен неподвижно, другой с возможностью поворота, третий предназначен для формирования радиуса гибки. На позиции ускоренного охлаждения смонтировано устройство душирования.

Расположение в термокамере нескольких последовательных позиций повышает качество термообрабатываемой калиброванной стали, обеспечивая заданную скорость охлаждения (v < 0,01^оС/сек). Устройство формирования бунта позволяет сформировать первый виток на намоточный барабан в непрерывном режиме подачи калиброванной стали от размоточного барабана. Для отжига стали с разными диаметрами предусмотрено в протягивающем механизме устройство варьирования диаметров. Устройство синхронизации скорости вращения барабанов и скорости подачи стали обеспечивает получение плотного бунта требуемой формы. Одновременный процесс намотки нагретой стали и выгрузки охлажденного бунта значительно увеличивает производительность работы установки.

На фиг.1 представлен общий вид установки; на фиг.2 термокамера, вид сверху; на фиг.3 сечение А-А на фиг.2; на фиг.4 устройство формирования бунта.

Установка для отжига ТВЧ калиброванной стали содержит размоточный барабан 1, протягивающий механизм 2 с устройством варьирования диаметров термообрабатываемой стали 3, узел нагрева 4 и термокамеру 5, разделенную на зоны, соответствующие позициям намотки 6, технологического охлаждения 7, ускоренного охлаждения 8 с устройством душирования 9 и выгрузки 10. Перемещение бунтов круглой стали по зонам осуществляется с помощью привода 11 поворотным столом 12, на котором по окружности размещены намоточные барабаны 13. В нижней части термокамеры выполнены пазы 14, позволяющие производить поворот барабанов с позиции на позицию. Для подачи стали в термокамеру предусмотрена направляющая втулка 15. Непосредственно в термокамере на позиции намотки расположено устройство формирования бунта, состоящее из роликов 16,17,18. Ось ролика 16 выполнена неподвижно. Ролик 17 размещен на рычаге кривошипного механизма, система автоматического управления приводом которого состоит из упора рычажного типа 19 и датчика 20. Для получения радиуса гибки в связи с применением данной установки на разные диаметры термообрабатываемой стали ролик 18 снабжен регулировочным механизмом винтового типа 21. Для предотвращения сползания стали с канавок роликов 17, 18 за счет массы витков в начальный момент намотки предусмотрен поджимной ролик 22. Намоточный барабан получает вращение на позиции намотки от привода 23, расположенного в нижней части поворотного стола. Привод 23 посредством устройства синхронизации скоростей 24 связан с приводом 25 протягивающего механизма через управляемую полумуфту 26 и полумуфту 27, закрепленную на оси барабана. Термокамера снабжена теплоизоляционными подъемными шторками 28. Для создания заданных условий охлаждения термообрабатываемой калиброванной стали в термокамере установлены нагреватели 29 и устройство контроля и регулирования температуры 30. Поверхность барабанов, контактирующая с нагретой сталью, имеет теплоизоляционное покрытие 31. Теплоизоляция 32 термокамеры выполнена из волокнистого материала, обеспечивающего падение температуры от 600^оС внутри камеры до 50^оС и менее на поверхности.

Устройство работает следующим образом.

Калиброванная сталь с размоточного барабана 1 через протягивающей механизм 2, устройство варьирования диаметров 3 которого заранее установлено на нужный размер, поступает в узел нагрева 4, затем в направляющую втулку 15 и попадает в термокамеру на гибочные ролики 16,17,18 устройства формирования бунта. Предварительно, до начала размотки, устанавливают с помощью винтовой передачи 21 радиус гибки, соответствующий диаметру термообрабатываемой стали. Поворотный ролик 17 в начальный момент подачи прутка отжат. Круглая сталь, перемещаясь прямолинейно, нажимает на упор 19 рычага, поворачивает ось с кулачком и срабатывает датчик 20. Подается команда на привод рычажного механизма и ролик 17 приводится в рабочее положение, при котором происходит формирование спиралей бунта, опускающихся под собственным весом на вращающийся намоточный барабан 13. После окончания формирования бунта подается команда на подъем шторок 28, включают привод 11 и осуществляют поворот стола 12 на угловой шаг. При этом бунт 13 перемещается с позиции намотки 6 на позиции технологического охлаждения 7. Шторки опускаются. При следующих поворотах стола бунт с t < 500^оС поступает в камеру ускоренного охлаждения 8, где вступает в работу устройство душирования 9, затем переходит в зону выгрузки 10. Одновременно с перемещением сформированного бунта на позицию медленного охлаждения свободный намоточный барабан поворотного стола переходит из зоны выгрузки на позицию намотки, где за счет соединения управляемой полумуфты 26 привода 23 и полумуфты 27 намоточного барабана начинается его принудительное вращение, связанное со скоростью привода 25 с помощью устройства синхронизации скоростей 24, и формирование нового бунта. Нагреватели 29 генерируют определенное количество тепла, которое в сочетании с количеством тепла, отдаваемым горячей сталью, обеспечивает поддержание постоянного температурного режима по позициям намотки и медленного охлаждения, который выбирается от требуемой скорости охлаждения в интервале от температуры нагрева до 500^оС, что соответствует 0,5-0,05^оС/сек. Устройство контроля и регулирования температуры 30 корректирует работу нагревателей.

Внедрение предлагаемой установки для отжига ТВЧ калиброванной стали позволит отказаться от низкопроизводительных колпаковых печей, применяемых в настоящее время для отжига стали перед холодной объемной штамповкой, повысит качество термообработанной стали и значительно улучшит условия эксплуатации.

Изобретение относится к оборудованию для термической обработки и может быть использовано в технологических процессах, требующих ускоренного нагрева и замедленного охлаждения с заданной скоростью, в частности для сфероидизирующего и рекристаллизационного отжига стали в бунтах. Установка для отжига ТВЧ калиброванной стали содержит размоточный барабан, протягивающий механизм с устройством варьирования диаметров термообрабатываемой стали, узел нагрева и термокамеру (ТК) с намоточными барабанами, нагревателями и устройствами контроля и регулирования температуры. ТК разделена на расположенные по окружности зоны, соответствующие позициям намотки, технологического охлаждения, ускоренного охлаждения и выгрузки. Внутри ТК на позиции намотки установлено устройство формирования бунта. На поворотном столе, находящемся под ТК, размещены с возможностью перемещения по позициям ТК намоточные барабаны, привод вращения которых имеет устройства синхронизации скорости вращения при намотке и скорости подачи стали. Установка позволяет повысить качество термообработанной стали и значительно улучшает условия эксплуатации. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ОТЖИГА ТВЧ КАЛИБРОВАННОЙ СТАЛИ, содержащая размоточный барабан, протягивающий механизм, узел нагрева, термокамеру с нагревателями и намоточными барабанами с приводом их вращения, отличающаяся тем, что протягивающий механизм выполнен с устройством варьирования диаметров обрабатываемой стали, термокамера выполнена разделенной по окружности на зоны загрузки, охлаждения, ускоренного охлаждения и выгрузки с узлом перемещения барабанов в виде размещенного под камерой поворотного стола, в котором установлены намоточные барабаны, с устройством синхронизации скорости вращения при намотке и скорости подачи стали, соединенным с приводом вращения намоточных барабанов и с устройством формирования спирали бунта, расположенного в зоне загрузки. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что устройство формирования спирали бунта выполнено в виде трех роликов, один из которых выполнен стационарным, другой с возможность поворота, а третий подвижным для формирования радиуса гибки. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что термокамера выполнена с душирующим устройством, расположенным в зоне ускоренного охлаждения. 4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что термокамера выполнена с устройством контроля и регулирования температуры.