УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКАЛКИ ШАРОВ Российский патент 2003 года по МПК C21D9/36 

Изобретение относится к термической обработке в металлургическом производстве, а точнее к устройствам для закалки металлических шаров с прокатного нагрева.

Известно устройство для закалки шаров, содержащее вращающийся закалочный барабан, приспособление для подачи охлаждающей жидкости, установленное в барабане, и загрузочный и разгрузочные лотки (авт. свид. СССР 881132, кл. С 21 Д 1/62, 9/36, з. 16.04.80, оп. 15.11.81).

По наклонному загрузочному лотку шары скатываются в закалочный барабан, при вращении которого шары перемещаются вдоль барабана к разгрузочному лотку, охлаждаясь при этом струями закалочной среды.

Недостатком этого устройства является то, что время пребывания шаров в закалочной среде регулируется только частотой вращения закалочного барабана. Так как возможности такой регулировки ограничены, для значительной части сортамента невозможно обеспечить необходимые требования технологии закалки. Это приводит к снижению качества продукции. Объясняется это тем, что увеличение скорости вращения барабана, установленного на катках, возможно только в пределах не более 15-20 об/мин и явно недостаточно для закалки шаров малого диаметра.

Из известных устройств для закалки шаров наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее загрузочный лоток, вращающийся закалочный барабан, установленный внутри барабана коллектор подачи закалочной среды (см. авт. свид. СССР 1775482, кл. С 21 Д 9/36, заявл. 30.05.89, опубл. 15.11.92).

Для расширения диапазона размеров закаливаемых шаров и улучшения качества их обработки путем изменения длины закалочной ванны коллектор подачи закалочной среды выполнен из трех секций, одна из которых размещена в загрузочной части барабана, с возможностью самостоятельного включения и отключения.

Недостаток известной конструкции устройства для закалки шаров заключается в том, что шары в зону подачи закалочной среды от загрузочного лотка передают посредством перемещения их собственно в барабане винтовыми витками по внутренней стенке при вращении закалочного барабана. Для шаров малого диаметра время передачи будет завышено, что скажется на качестве закалки. Уменьшение же времени перемещения шаров за счет увеличения частоты вращения барабана приведет к сильному износу опорных катков закалочного барабана, простоям, связанным с ремонтом, и, следовательно, к уменьшению производительности. При значительном увеличении числа оборотов возможно выскакивание барабана из катков и создание аварийной ситуации.

Задача настоящего изобретения состоит в создании устройства, позволяющего обеспечить высокое качество закаливаемых шаров при широком сортаменте путем расширения возможностей регулирования времени закалки (времени пребывания шара в охлаждающей среде) в зависимости от диаметра шара.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для закалки шаров, содержащее загрузочный лоток, вращающийся закалочный барабан, установленный внутри барабана секционный коллектор подачи закалочной среды с индивидуальным включением секций, согласно изобретению, снабжено наклонно установленным в закалочном барабане консольным поворотным приемным желобом в виде трубы с отверстиями, выполненными на размещенной перед закалочным барабаном части его боковой поверхности и взаимодействующими с загрузочным лотком, при этом расположенные в закалочном барабане участки боковой поверхности поворотного желоба, противолежащие отверстиям, имеют различную длину.

Такое конструктивное выполнение устройства для закалки шаров обеспечит повышение качества закалки за счет уменьшения времени перемещения шаров в зону подачи закалочной среды, т.к. шары от загрузочного лотка по одной из боковых поверхностей желоба подаются сразу в зону закалки.

Это объясняется тем, что расстояние L₃, которое шары должны пройти под воздействием охлаждающей среды (длина зоны закалки), прямо пропорционально времени охлаждения шаров, а именно L₃=s•n_max•t/60, где S - шаг витков на внутренней поверхности барабана, n_max - допустимая конструкцией частота вращения барабана, t - время охлаждения закаливаемых шаров.

Поэтому, чем меньше диаметр шара, тем меньше время его закалки, тем меньше должна быть длина участка включенных спрейеров (коллектора), подающих охлаждающую среду, тем длиннее должен быть участок боковой поверхности приемного желоба, по которому скатывается шар в зону закалки. Шары большого диаметра скатываются по наиболее короткому участку.

Для пояснения изобретения ниже приводится конкретный пример выполнения изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг.1 изображено устройство для закалки шаров, общий вид;
на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;
на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1;
на фиг. 4, 5, 6 - схематично показано положение поворотного желоба при закалке шаров различных типоразмеров.

Устройство для закалки шаров содержит загрузочный лоток 1, закалочный барабан 2 с внутренними винтовыми ребордами 3, установленные внутри барабана 2 секционный коллектор (спрейер) 4 подачи охлаждающей среды и поворотный приемный желоб 5 в виде трубы.

Закалочный барабан 2 установлен с возможностью вращения на приводных и холостых катковых опорах 6. Закалочная среда подается на изделие соплами 7.

Поворотный приемный желоб 5 наклонно установлен в подшипниковых опорах 8, размещенных перед закалочным барабаном 2. На размещенной перед закалочным барабаном 2 боковой поверхности приемного желоба равномерно по окружности выполнены отверстия 9, например три, каждое из которых может быть совмещено с загрузочным лотком 1. Для закрывания отверстий 9, в данный момент не взаимодействующих с загрузочным лотком 1, предусмотрен щиток 10.

Расположенные в закалочном барабане 2 участки боковой поверхности приемного желоба 5, противолежащие отверстиям 9, имеют различную длину и оканчиваются торцовыми кромками "а", "в", "с".

Длина l участков боковой поверхности приемного желоба, находящихся в барабане, определяется по формуле
l = L - L₃,
где l - длина участка приемного желоба в закалочном барабане;
L - внутренняя длина барабана;
L₃ - длина зоны закалки, определяемая по формуле
L₃=s•n_max•t/60,
где S - шаг витков на внутренней поверхности барабана;
n_max - допустимая конструкцией частота вращения барабана;
t - время охлаждения закаливаемых шаров.

Устройство работает следующим образом.

Шары 11 от шаропрокатного стана через загрузочный лоток 1 и одно из отверстий 9 поступают на приемный желоб 5, а затем скатываются в закалочный барабан 2, где, перемещаясь вдоль вращающегося барабана винтовыми ребордами 3 и находясь под воздействием охлаждающей среды из сопел 7, подвергаются закалке.

При закалке диапазона крупных шаров используется отверстие 9, противолежащее наиболее короткому участку приемного желоба 5 с торцовой кромкой "с" (фиг. 6), так как для охлаждения крупных шаров используется вся длина закалочного барабана 2. В этом случае регулирование времени охлаждения производится за счет изменения частоты n вращения закалочного барабана до n_max, обусловленной конструкцией устройства.

Для уменьшения времени охлаждения средних и мелких шаров в зависимости от диапазона размеров, помимо уменьшения зоны охлаждения путем отключения части сопел 9 секционного коллектора 4, также уменьшается время подачи шаров в зону охлаждения благодаря использованию соответствующих участков приемного желоба 5 с торцовыми кромками "в" (для средних шаров) и "а" (для мелких шаров).

Таким образом, шары с наибольшими диаметрами скатываются по наиболее короткому участку приемного желоба 5, а с наименьшими диаметрами - по наиболее длинному. Это позволяет подать шары непосредственно в зону закалки.

Предложенное устройство для закалки шаров по сравнению с известными позволяет повысить качество их закалки при широком диапазоне размеров.

Изобретение относится к термической обработке в металлургическом производстве и касается устройств для закалки металлических шаров с прокатного нагрева. Устройство для закалки шаров содержит загрузочный лоток, вращающийся закалочный барабан, установленный внутри барабана секционный коллектор подачи закалочной среды с индивидуальным включением секций и наклонно установленный консольный поворотный желоб в виде трубы. На боковой поверхности желоба, размещенной перед закалочным барабаном, выполнены отверстия, взаимодействующие с загрузочным лотком, при этом расположенные в закалочном барабане участки боковой поверхности поворотного желоба, противолежащие отверстиям, имеют различную длину. Изобретение позволяет повысить качество закаливаемых шаров при широком сортаменте путем расширения возможностей регулирования времени закалки в зависимости от диаметра шара. 6 ил.

Устройство для закалки шаров, содержащее загрузочный лоток, вращающийся закалочный барабан, установленный внутри барабана секционный коллектор подачи закалочной среды с индивидуальным включением секций, отличающееся тем, что оно снабжено наклонно установленным в закалочном барабане консольным поворотным приемным желобом в виде трубы с отверстиями, выполненными на размещенной перед закалочным барабаном части его боковой поверхности и взаимодействующими с загрузочным лотком, при этом расположенные в закалочном барабане участки боковой поверхности поворотного желоба, противолежащие отверстиям, имеют различную длину.