Способ отжига металлоконструкций и устройство для его реализации Российский патент 2019 года по МПК C21D1/78 F27B5/10 F27D1/00 

Изобретение относится к области термической обработки металлов.

Известна колпаковая печь для безокислительного отжига металла, которая состоит из стенда, расположенного на нем футерованного колпака с нагревателями и муфеля, образующего со стендом рабочую камеру. Внутри рабочей камеры на стенде расположен муфель-контейнер со съемной крышкой. На корпусе муфеля-контейнера смонтированы системы рычагов, состоящие из рычагов и двух толкателей (SU, авторское свидетельство на изобретение №829700, МПК C21D 9/67, F27B 11/00, опубл. 15.05.1981 г.).

Недостатком данного изобретения является сложность конструкции печи, а также отсутствие возможности проведения в ней отжига металлоконструкций нестандартной длины.

Известен способ отжига металлических конструкций, который осуществляется для всей конструкции с помощью последовательного нагрева ее сгоранием горючего на водяной подушке, уровень которой регулируют по высоте конструкции (SU, авторское свидетельство на изобретение №258356, МПК C21d, опубл. 03.12.1969 г.).

Недостатком данного изобретения является то, что нагрев металлоконструкций осуществляется путем применения легковоспламеняющихся горючих веществ, что может привести к возгоранию, для осуществления отжига необходима привязка к источнику водоснабжения, кроме того возможен отжиг только полых металлоконструкций.

Известна муфельная печь, имеющая цельный сердечник, который является основанием для легкозаменяемого нагревательного элемента. Вокруг сердечника с нагревательным элементом применена сплошная внешняя оболочка из теплоизоляционного материала. Вся конструкция расположена

внутри корпуса печи. Огнеупорные торцевые элементы, один из которых оснащен входным отверстием, обеспечивают торцевое уплотнение печи. Сердечник изготовлен из тонкостенных литых огнеупорных элементов, спаянных в жесткий узел, имеющий трубчатые каналы, через которые пропущен гибкий нагревательный элемент (US 3541293 A1, F27B 5/14, опубл. 17.11.1970).

Недостатком данного изобретения является то, что для отжига металлоконструкций необходимы жесткие конструкции корпуса печи, сердечника и торцевых элементов.

Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции печи, обеспечение возможности проведения в ней безопасного отжига металлоконструкций нестандартной длины без применения жестких конструкций корпуса печи, сердечника и торцевых элементов.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе отжига металлоконструкции, включающем нагрев металлоконструкции теплом, излучаемым электронагревателями, установленными внутри муфеля, который выполнен из негорючих материалов, перед нагревом металлоконструкцию устанавливают на стенд, используют гибкий муфель, который выполняют из двух слоев, полученных путем обматывания металлоконструкции первым слоем из плотного негорючего материала и наматывания поверх него второго слоя из негорючего мягкого пористого материала, после чего осуществляют нагрев, при этом температуру нагрева внутри муфеля регулируют посредством коммутатора в зависимости от количества излучаемого электронагревателями тепла при использовании различных режимов нагрева, при которых электронагреватели подключают по параллельной, последовательной или параллельно-последовательной схемам. При отжиге металлоконструкций возможно применение режима прерывистого нагрева.

Также технический результат достигается тем, что в устройстве для отжига металлоконструкции, включающем стенд для установки металлоконструкции, муфель, выполненный из негорючих материалов, электронагреватели, и датчики температуры, муфель выполнен гибким и состоит из двух слоев, первый слой из которых выполнен из плотного негорючего материала и намотан непосредственно на металлоконструкцию с закрепленными на ней электронагревателями и датчиками температуры, а второй слой выполнен из негорючего мягкого пористого материала и намотан на первый слой, при этом снаружи муфеля расположен прибор, регистрирующий температуру внутри муфеля и коммутатор управления регулировкой температуры, связанные с датчиком температуры.

На фигуре схематически представлено устройство для реализации способа отжига металлических конструкций.

Устройство для отжига металлоконструкции, включает стенд 1 для установки металлоконструкции 2, муфель 3, выполненный из негорючих материалов, электронагреватели 4, и датчики температуры 5, отличающееся тем, что муфель 3 выполнен гибким и состоит из двух слоев, первый слой 6 из которых выполнен из плотного негорючего материала (например, стеклоткань), и намотан непосредственно на металлоконструкцию 2 с закрепленными на ней электронагревателями 4 и датчиками температуры 5, а второй слой 7 выполнен из негорючего мягкого пористого материала (например, базальтовое волокно) и намотан на первый слой 6, при этом снаружи муфеля 3 расположен прибор 8, регистрирующий температуру внутри муфеля 3 и коммутатор 9 управления регулировкой температуры, связанные с датчиком температуры 5.

Изобретение реализуется следующим образом: на стенд 1 неподвижно устанавливается металлоконструкция 2, которая подлежит нагреву. На металлоконструкцию 2 равномерно по периметру прикрепляют электронагреватели 4. Датчики температуры 5 прикрепляют по разным концам и

посередине металлоконструкции 2. После чего металлоконструкцию 2 укрывают гибким муфелем 3, состоящим из двух слоев: сначала наматывают первый слой 6, выполненный из плотного негорючего материала, например стеклоткани, поверх которого плотно наматывают второй слой 7 из негорючего мягкого пористого материала, например базальтового волокна. Снаружи муфеля 3 располагают прибор 8, регистрирующий температуру внутри муфеля 3 и коммутатор 9 управления регулировкой температуры, связанные с датчиком температуры 5. В зависимости от необходимого количества тепла для отжига металлоконструкции 2 коммутатор 9 управления регулировкой температуры автоматически подключает электронагреватели 4 по параллельной, последовательной или параллельно-последовательной схемам, которые либо добавляют, либо уменьшают количество тепла, выделяемое электронагревателями 4. Кроме того, при необходимости возможен режим прерывистого нагрева. Контроль температуры внутри муфеля 3 производится посредством датчиков температуры 5 с выводом информации на регистрирующий температуру прибор 8 и коммутатор 9.

Предложенный способ отжига металлоконструкций позволит отжечь металлоконструкцию без применения сложного жесткого металлоемкого корпуса печи, сердечника, торцевых элементов и легковоспламеняющихся жидкостей для обеспечения нагрева и без привязки к источнику водоснабжения, что позволит повысить оперативность и безопасность процесса отжига и снизить стоимость его проведения.

Группа изобретений относится к способам отжига металлоконструкций и устройствам для их осуществления. Способ включает нагрев металлоконструкции теплом, излучаемым электронагревателями, установленными внутри муфеля, который выполнен из негорючих материалов. Перед нагревом металлоконструкцию устанавливают на стенд, используют гибкий муфель, который выполняют из двух слоев, полученных путем обматывания металлоконструкции первым слоем из плотного негорючего материала и наматывания поверх него второго слоя из негорючего мягкого пористого материала, после чего осуществляют нагрев. При этом температуру нагрева внутри муфеля регулируют посредством коммутатора в зависимости от количества излучаемого электронагревателями тепла при использовании различных режимов нагрева, при которых электронагреватели подключают по параллельной, последовательной или параллельно-последовательной схемам. Устройство содержит стенд для установки металлоконструкции, муфель, выполненный из негорючих материалов, электронагреватели и датчики температуры, при этом муфель выполнен гибким и состоит из двух слоев, первый слой из которых выполнен из плотного негорючего материала и намотан непосредственно на металлоконструкцию с закрепленными на ней электронагревателями и датчиками температуры, а второй слой выполнен из негорючего мягкого пористого материала и намотан на первый слой. Снаружи муфеля расположен прибор, регистрирующий температуру внутри муфеля, и коммутатор управления регулировкой температуры, связанные с датчиком температуры. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции печи, обеспечение возможности проведения в ней безопасного отжига металлоконструкций нестандартной длины. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ отжига металлоконструкции, включающий нагрев металлоконструкции теплом, излучаемым электронагревателями, установленными внутри муфеля, который выполнен из негорючих материалов, отличающийся тем, что перед нагревом металлоконструкцию устанавливают на стенд, используют гибкий муфель, выполненный из двух слоев, полученных путем обматывания металлоконструкции первым слоем из плотного негорючего материала и наматывания поверх него второго слоя из негорючего мягкого пористого материала, после чего осуществляют нагрев, при этом температуру нагрева внутри муфеля регулируют посредством коммутатора в зависимости от количества излучаемого электронагревателями тепла при использовании различных режимов нагрева, при которых электронагреватели подключают по параллельной, последовательной или параллельно-последовательной схемам.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют режим прерывистого нагрева.

3. Устройство для отжига металлоконструкции, содержащее стенд для установки металлоконструкции, муфель, выполненный из негорючих материалов, электронагреватели и датчики температуры, выполненные с возможностью закрепления на металлоконструкции, отличающееся тем, что муфель выполнен гибким и состоит из двух слоев, первый слой из которых выполнен из плотного негорючего материала c возможностью намотки непосредственно на металлоконструкцию, а второй слой выполнен из негорючего мягкого пористого материала и намотан на первый слой, при этом снаружи муфеля расположен прибор, регистрирующий температуру внутри муфеля, и коммутатор управления регулировкой температуры, связанные с датчиком температуры.