Устройство для нагрева металлических изделий Советский патент 1986 года по МПК C21D9/00 

«

Изобретение относится к металлургии, Б частности к устройствам безокислительного или малоокислительного нагрева металла в расплавах стекла или солей.

Цель изобретения - расширение технических возможностей.

На фиг.1 показано устройство для нагрева, продольный разрез; на фиг.2 то же, план; на фиг.З и 4 - то же, варианты выполнения, продольный разрез; на фиг.З и 6 - заслонка, разрез на фиг,7 и 8 - шток толкателя; на фиг.9 - механизм закрьшания окна печи; на фиг.О - то же, вид сбоку.

Устройство для нагрева металлических изделий содержит нагревательную печь , наклонный гермет5гчнъ й желоб 2 с проходным отверстием 3, соединяю «щ-гй печь с камерой 4, заполненной расплавом стекла или соли, и штамп 5

В зависимости от формы заготовки желоб может быть выполнен с круглым или прямоугольным сечением. Желоб выполняется сварным из листовой стали, причем для у {еньшения теплоотдачи он футерован огнеупорным материалом 6, Желоб смонтирован на раме 7. Заготовка 8 по желобу перемещается под собственным весом, при этом угол наклона желоба составляет 15-20 . Проходное отверстие желоба выполняется на 20-30 мм больше максимального размера заготовки. Желоб герметично фланцем с прокладкой 9 крепится к кожуху 10 печи с помощью тпилек и гаек

В верхней стенке желоба на расстоянии 100-150 tiM от печи выполнен проем 11 с патрубком 12, песочным затвором 13 и крышкой 14. Патрубок 12 может быть выполнен с фланцем.15, к которому крепится колпак 16 с фланцем. Крепление колпака осуществляется через прокладку 7 с помощью болтов 18 и гаек 9, В верхней своей части колпак 16 имеет танец 20, к которому через асбестовую прокладку 21 крепится при помощи болтов и гаек газопровод 22 с вентилем 23. Последыши приводится в действие механическим приводом.

Со стороны, противоположной креплению желоба, смонтирован толкатель 24 для передачи заготовок из печи в желоб. Шток толкателя ш-1еет водяное охлаждение. На печи имеется заслонка 25, перекрьшающая окно 26 загрузки печи. Заслонка 25 работает от ци

35940

линдра гидравлического привода и оборудована эксцентрическими прижимами 27, приводимыми в движение цилиндрами 28, установленными внизу с боков

5 заслонки. Заслонка поджимается эксцентриками 29 через асбестовую прокладку, проложенную в пазу рамы 30, приваренной к кожуху печи. Все рычаги эксцентриков соединена общей тра10 версой 31, которая, в свою очередь, соединена со штоком цилиндра. При ходе цилиндра вниз эксцентрики плотно поджимают дверку, при движении штока цилиндра вверх все эксцентрики од15 повременно отходят от плоскости за- сшонки и она может открываться (подниматься) дпя загрузки негабаритных деталей, (ля перекрытия канала 32 прохода штока толкателя и канала 33

20 цпя передачи заготовки из рабочей камеры печи в желоб смонтяровазм шар- нирно закрепленные заслонки 34 и 35, установленные на рычагах 36, посажен- laix на осях 37. Последние пропущены

13 отверстргя щтоков кронштейнов 38, приваренных с наружной стороны заслонки 24,, перекрывающей окно 25.

Рычаги 36 проходят в пазах 39, выполненных: в футеровке заслонки, и

30 через отверстия 40 заслонки выходят наружу,, Концы рычагов 36 соединены общей осью 41, на которой через отверстия 42 вилки 43 свободно посажен 44. Внизу рычаг выполнен круг35 лого сечения, на конце - лысками и отверстием, в которое запрессован палец 45, Все эти элементы заключе1ш в коробку 46, которая герметично через асбестовую прокладку укреплена

40 с помощью шпилек и гаек к передней стенке заслонки. Рьгааг 44 проходит через коробку 46. В месте выхода рычага с внешней стороны установлен сальник 47 с асбестовой набивкой, а

45 с внутренней стороны - пр жина 48, действующая на разжим. Внутренняя часть коробки для теплоизоляции набивается асбестовой ватой.

Подьем обоих заслонок производит- ся цилиндром 49 со ттоком 50, имеющим прямоугольн по форму. На конце штока на оси 51 смонтирован захват 52 для соединения с концами пальца 45 рычага 44.

55 При действии цилиндра вниз заслонки поднимаются, а при действии цилиндра, вверх заглонки под действием своей тяжести и под действием пружиm, опускаются и перекрывают отверстия прохода штока толкателя и переда чи заготовки из печи в желоб.

Каждая заслонка изготовлена из кар борундовых кругов 53 с внутренним ко нусом 54, соединенных через отверс- тие 55 с помощью болтов 56 и гаек 57 В середине заслонки на указанных бол так крепится конец рычага 36. Конусные внутренние выемки, болты с гайками и из щель между кругами заслонок изолированы со всех сторон жаро- упорным бетоном.

Рычаги подъема заслонок выполняют ся из жароупорной стали и покрываются сверху глазурью с температурой, плавления 1500-1 60П°С . Однотипной конструкции выполнена шарнирно закрепленная заслонка 58, смонтированная в патрубке 12 и закрьшающая отверстие, выполненное в футеровке печи для выдачи заготовки. Заслонка выполнена так же на рычагах 59, посаженных на оси 60, укрепленно в отверстиях кронштейнов 61, приваренных к стенке патрубка.

Внизу, рядом с устройством деформирования заготовки давлением, наклонный желоб заканчивается отверстием с фланцем 62, в котором выполнен паз 63 с прокладкой из крученого асбестового шнура. Отверстие закрывается заслонкой 64, приводящейся в действие цилиндром 65 через рычаги 66 на оси 67, установленной в отверстиях ушков кронштейнов 68.

Под дверкой выполнен газопровод 69 для газовой завесы, причем газ подается только в случае поступления заготовки в наклонный желоб. Зажигание газовой завесы осуществляется от запальника 70. Пламя завесы поступает в отверстие наклонного же,11оба и удаляется в атмосферу по газопроводу 22 при открытии вентиля 23.

Внизу заслонки возле устройства деформации заготовки давлением (штампа) установлена ванна 7I с расплавом стекла или соли с электронагревом электродами 72 от трансформатора 73. Внутри ванны установлены поворотный KOBD 74 на рычагах 75 и оси 76, пред- назначег ный для выемки заготовки из ванны, покрытой тонким слоем стекла или соли и передачи ее к штампу устройства деформирования давлением. Ковш изготовлен из стальных полос жароупорной стали с сетчатым распо359404

ложением их. Данные устройства могут быть приспособлены к любым существующим нагревательным печам, для чего все без исключения, как камерные,

5 так и проходные печи заключены в герметичные кожуха, т.е. выполнены однотипно с безмуфельными печами для химико-термической обработки.

По второму варианту вьтолне.ния

Ш устройство Б основном отличается от первого тем, что не имеет средств покрытия заготовки слоем стекла или соли.

Под заслонкой подведен газопровод

15 76 газовой завесы вверху с двумя рядами отверстий 77 и 78, Один ряд отверстий расположен вертикальноi а второй ряд вьтолнен под углом в 45°. Отверстия служат для образования

0 двухпламенной газовой завесы. Зажигание газовой завесы производится от электрозапальника.

Пламя газовой завесы проходит внутрь железа, а газ, пройдя вверх

5 по нему, отводится под колпак 16 и по газовой магистрали 22 при открытии вентиля 23 удаляется в атмосферу. По другому ряду отверстий, расположенных под углом, газ завесы так

0 же зажигается. Пламя газовой завесы охватывает сверху штамп устройства деформации заготовки давлением и отходы газа удаляются под зонт 79, Закрепленный винтами к корпусу устрой5 ства герметично через асбестовую

прокладку, и по газопроводу в атмосферу цеха.

Третий вариант выполнения устройства для нагрева заготовок отличает0 ся наличием трех форсунок 80 низкого давления для распьшения стеклянной или солевой пудры, поступающей в желоб по трубопроводу из бункера 81 через питатель 82.

5 К форсункам под давлением от вентилятора 83 по газопроводу 84 поступает нейтральная (безокислительная) атмосфера илн азот, нагретые до температуры на 20-30 С тше температуры

0 плавления пудры, поступающей к форсункам так же под давлением.

Форсунки установлены к желобу под углом, против движения нагретой заготовки в нем. Они смонтированы как в

5 двух боковых стенках корпуса, так и вверху корпуса.

Пока нагретая заготовка под своим весом перемещается в отверстии наклонного желоба, она покрывается из форсунок слоем стёкла или соли в зависимости от марки стали заготовки, препятствующими, окислению заготов- ки и одновременно являгощимся прекрасной смазкой при дальнейшей обработке ее давлением на молоте, пресс-штампе

Под заслонкой, перекрывающей снизу отверстие желоба, выполнена ванна 85 для сбора отходов пыли-пудры, которые стекают по дну наклонного желоба. Заготовка через газовую завесу падает в ковш, опущенный в ванну, и поворотным механизмом передается к штампу. Механизмы переброски заготовки в ковш к штампу, а также все ос- узлы устройства однотипны с конструкцией механизмов по первому варианту выполнения устройства.

Заготовка из ванны передается в штамп клещами или с помощью робота.

Благодаря действию пламенных заве заготовки не получают окисления или получают незначительное окисление, и благодаря этому потери металла сокращаются.

Стеклянная или солевая пудра, нанесенная на нагретую заготовку, плавится и образуется слой.

Устройство работает следующим образом.

Действует толкатель и передает, заготовку из печи в отверстие наклонного желоба. По первому варианту кон структивного выполнения устройства, при передаче заготовки из рабочего пространства печи в отверстие наклонного желоба, торцом заготовки при передаче открывается наружная откид- нал на рычагах заслонка. Заготовка под действием штока толкателя поступает в отверстие наклонного желоба, наклоняется, JIOJKHTCH на пол и катится или скользит по нему вниз.

Наружная заслонка, перекрывающая от}зерстие прохода заготовки из печи, а также обе внутренние заслонки, после возвраще 1ия штока толкателя в исходное положение и движении штока ци линдра вверх, опускаются под собст- венньм весом. Кроме этого, внутрен- шгм заслонкам помогает опускаться пружина, установленная на рычаге и работающая на разжим.

Одновременно с передачей заготовки в отверстие наклонного корпуса от электрозапальника зажигается газовая

завеса, после чего действует цилиндр и через рычаги путем поворота на оси он открывает заслонку и заготовка через отверстие желоба под действием веса падает в ковш, установленный в ванне с расплавом стекла или соли и с электронагревом электродами. Ковш выполнен поворотным на и поворот его осуществлен с осью., смонтированной в подшипниках кронштейнов укрепленных на бортовой кромке ванны Поворот оси, а также и ковша производится от маленького мотора через редуктор и соединительную муфту. При повороте оси заготовка в ковше покрытия тонким слоем стекла или соли подымается из ванны и передается в штамп, приобретая при дальнейшей обработке давлением значительную пластичность.

При втором варианте выполнения устройства работа механизмов осуществляется следующим образом.

Так же как в первом варианте действует цилиндр, шток которого при движении вниз заставляет рычаг, с которым он соединен при помощи захвата так же двигаться вниз и заставлять ось, соединяющую рычаги, поворачиваться на осях и тем самым подымать заслонки, укрепленные на других концах рычагов, и открывать отверстия печи и желоба.

Нагретая в печи заготовка толкателем передается из рабочего пространства печи в отверстие наклонного желоба. При дви7кении заготовки под воздействием толкателя она торцом открывает дверку, выполненную так же на рычагах и оси, и заготовка наклоняется и ложится на под наклонного желоба.

Таким образом, операция передачи, так и работа, механизмов этой операции однотипны с первым вариантом исполнения.

Одновременно с передачей заготовки в наклонный желоб в газопровод, выполненный под заслонкой желоба, перекрываюшей внизу выгрузочное окно желоба, подается газ для пламенной . з авесы и через ряды сопел коллектора дпя завесы с диаметром 3 мм, выполненных в стенках газопровода, газ поступает наружу и электрозапальником зажигается. В газопроводе выполнено два ряда отверстий для выхода

газа: один из них выполнен вертикально относительно заслонки, а второй ряд отверстий расположен под углом 45°, и поэтому в местах выхода газа образуются две пламенные завесы.

Приводится в действие цилиндр и через рычаги открывает дверку, и вертикальная пламенная завеса перекрывает выгрузочное отверстие желоба, чем устраняется попадение в него воздуш- ной атмосферы. Пламя завесы, попадая так же в отверстие желоба, проходит вверх в печь при закрытии патрубка 12 крьшкой 14 с песочным затвором 3 или поступает вверх под колпак 16 и по газопроводу 2.2 при открытии вентиля 23 удаляется в атмосферу.

Пламя второй пламенной завесы от газа, поступающего через отверстия, расположенные под углом, покрывает верх штампа и препятствует окислению заготовки при передаче ее в штамп. Отвод газа от второй пламенной завесы происходит под зонт с асбестовой прокладкой, укрепленный винтами к остову устройства деформации заготовки давлением, и по газопроводу газ удаляется в атмосферу.

Второй вариант отличается от первого тем, что он осуществляется без применения операции нанесения на нагретую заготовку слоя стекла или соли и без установки ванны с расплавом указанных элементов для покрытия.

Весь путь от печи к штампу нагретая заготовка проходит S безо.кисли- тельной атмосфере газовой завесы, в отверстии наклонного корпуса, а далее направляется в штамп, который также окружен газовой завесой ,путем трубчатого кольца, окружающего штамп с мелкими (0 3 мм) отверстиями, и поступления газа через них, и сгорания от электрозапальника.

Плазменная газовая завеса препятствует окислению заготовки и окалина сокращается.

Третий вариант состоит в том, что заготовка получает защитный слой путем газового распыления на ее поверхности пудры стекла или соли при перемещении в наклонном желобе. Пудра наносится на заготовку форсунками низкого давления под воздействием газовой безокислительной атмосферы или азота, нагретых до температуры, ниже плавления самой пудры на 40-50 С.

Попав на нагретую поверхность заготовки, пудра моментально расплавляется, образуя слой, препятствующий окислению и создавая при обработке давлением прекрасную эластичность металла заготовки. Кроме того, он препятствует проникновению кислорода в металл, т.е. препятствует образованию окалины и является прекрасной смазкой при обработке заготовки давлением .

Фиг.1

2S

Г7 8

Фиг. 4

J S3

36

| ф

Фаг. 5

фиг. 7

5д ,55

дб

- .

Фиг. 10