Устройство для термического охрупчивания стружки

 

Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано в устройствах для термообработки стружки. Цель изобретения - повьпиение эффективности охрупчивания. На загрузочный конец пода подается стружка и под действием сип инерции продвигается к загрузочному концу и падает в закалочный бак 9. По трубам А в муфель подается защитный газ. Пары воды, вьщеляющиеся при нагреве завалочной жидкости стружкой, нагреваются факелом, подаваемым через гребенку 11 и за счет конвекции поднимаются к зытяжиой трубе 10 и через нее удаляются в атмосферу, Зaxвaтьraae fыe горючие компоненты газовой смеси выжигаются в пламенной завесе. Тем самым предотвращается попадание влапг в рабочую зону печи и обеспечивается обезуглероживание материала . с 1 ил., 1 табл.

«, 1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

Г:-:-, ".-.,-. цд

° °

::1 Ч, k, -,Р:« и

1 Ц::,;, с . .. ., «.м

1

« I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTQPCHOMY СВИДЕтеЛьСт ВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (46) 30. 1О. 90. БЮл. У. 40 (21) 4098275/23-02 (22) 17.07.86 (72) Б.Г.Арабей, В.Г.Кислов, С.А.Сопочкин, С.A.Ñòåïíîâ и В.Л.Эсикман (53) 621.762.3 (088.8) (56) Рустем С.Л. Оборудование и проектирование термических цехов. М.:

Машгиэ, 1962, с. 199-201.

Там же, с.273. (54) УСТРОЙСТВО ДПЯ ТЕРМИЧЕСКОГО

ОХРУПЧИВАНИЯ СТРУЖКИ (57) Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано в устройствах для термообработки стружки. Цель изобретения— повьпнение эффективности охрупчинания.

„„Я0„, 4Д. А1 (51)5 В 22 F 1/00, F 27 В 3/06

На загрузочный конец пода подается стружка и под действием сил инерции продвигается к загрузочному концу и падает в закалочный бак 9. По трубам

4 в муфель подается защитный газ. Пары воды, выделяющиеся нри нагреве завалочной жидкости стружкой, нагрева« ются факелом, подаваемым через гребенку 11 и за счет конвекции поднимаются к вытяжной трубе 10 и через иее удаляются в атмосферу. Захватываемые горючие компоненты газовой смеси выжигаются в пламенной завесе. Тем самым предотвращается попадание влаги в рабочую зону печи и обеспечивается обеэуглероживание материала стружки. а

Ю

1 ил., 1 табл.

14 18с)91

lI ((1брс } (}(}(отf}()(I} } ((} к (}пласт}} (}((}> }((}с(.}1с>(} мс с;}(}}}ург}}и„я ° }с}(.т}}с}ст}с у с (я }} (l }l }(я }g J 1,(} }(т (. p M (1 o l p n б () т к и с т р уж

К }}.

Цель изобретения — пон}.ппение зффс.кти}}}}ости с}хруп }}свя}}}ся.

Ия чертежс изобряжено предлагаемое ус.:трой(тn().

Устройство содержит камеру нагре- 1О яя 1, в которой расположен муфель 2 !

} нагреватель 3. !< муфел}(} подводится зящитный гяз через мягистраль с}. В ! муфеле,са роликах 5, смонтиронанньпс на опорах 6, расположен пульсирующий под 7, уста}}с}}}}}е}}нь}й с возможностью во spa } «o-}}с}ступатель}}ого перемеще}сия и соединенный с приводом пульсации 8.

Со стороны выгрузки муфель погружен в зякялочный бак 9 своим нижним кон- 2п цом и снабжен вытяжной трубой 10, открытой в атмосферу. Над поверхностью эякалочной жидкости н муфеле располо1 жена гребенка 11 для ввода газа н запальник 12. Под 7 выполнен расширяю- 25 пс}}мся к выгрузке.

Рsáo÷ë}} поверхность пода выполнена в виде понижающейся к разгрузочному концу ступенчатой поверхности или в виде поверхности переменной кринизны.

Устройство работает следующим образом.

На загрузочный конец пода подается стружка, под действием сил инерции продвигается к разгрузочному концу н падает в закалочный бак. По тру35 бам в муфель подается защитный газ, Пары воды, интенсивно выделяющиеся с поверхности закалочной ванны в зоне разгрузки при контакте нагретой стружки с эакалочной жидкостью, нагреваются факелом, горящим над ее поверхностью, создаваемым природным газом, подаваемым через гребенку, и за счет конвекции поднимаются к нытяжной трубе и удаляются через нее иэ муфеля. Захватьгваемые горючие компоненты газовой смеси выжигаются н плазменной завесе. Тем самь}м предотвращается} попадание влаги н рабочую зону печи и обеспечиваются оптималь5О ные условия нагрева, предотвращающие обезуглерожива}}ие материала стружки.

В процессе движения через лечь стружка нагревается. Прн этом увеличивается козффпциеь г трения между стружкой и поверхностью пода, в результате чего снижается скорость движения нагретого материала по поду печи. Расширение пода к вь}грузке позволяет компенсировать снижение скорости движения материала и при постоянной скорости загрузки предотвратить увеличение тс}лптини слоя, переполнение агрегата и нарушение его нормальной работы.

Соотношение ширины пода на входе и выходе определено иэ условия равенства объемов материала, продвигаемого на загрузке и выгрузке за один цикл толкания. Так как коэффициент трения при нагреве увеличивается, уменьшается путь„ проходимь}й материалом зя один цикл толкания. Поэтому для обеспечения постоянной толщины слоя стружки на поде уменьшение пути должно компенсироваться увеличением ширины пода, которое должно быть пропорционально увеличению коэффициента трения.

Расположение пульсирующего пода в верхней части муфеля позволяет обеспечить наиболее благоприятные условия для взаимодействия нагреваемого материала с компонентами газовой среды, так как окисляющие компоненты (СО, Н О), обладая более высокой плотностью, располагаются в нижней части муфе}}я .

Выполнение образующей пода в виде ступенчатой линии позволяет увеличить импульс, придаваемый стружке в момент толкания, так как к силам инерции добавляется механическое воздействие вертикальной части ступеньки, предотвращая. обратное проскальзывание материала в момент разгона пода.

Из условия, что работа перемещения массы стружки, лежащей на одной ступени, равна кинетической энергии, сообщаемой ей при движении пода, можно записать

m Ч вЂ” — г

2 m$ у масса стружки, лежащей на ступени; скорость стружки в момент остановки пода; сила трения на ступени пода; длина ступени.

m Ч

Учитывая что -- — — const для

Ф

2 каждой ступени, можно записать

)/(3<3@ ) ( 1 о 1о

Откуда

1о — 1 о т ю g

fo

Ес

Таким образом, длина каждой ступе. ни на поде определяется формулой где — длина ступени на холодной части пода; . - коэффициент трения для стружки по холодному поду; — коэффициент трения для стружки по нагретой ступени пода; — выбирается равным пути стружки эа один цикл толкания на холодной части пода.

1Выхо г, Содержание

Пример

Время нагрева, мин порошка фракции

200 мкм, Со ная работа углерода в стружке, мас. 7., разрушения, K /

1 20 0,72

8,95

2 40 0,60 9,28

3 . 60 0 47

11, 85

4 90 0,33 13,80

5 20 0,27 17,70

20 0,98 5,64

50 водит к снижению хрупкости (повышениа удельной работы разрушения материала).

При этом получены данные для различного времени пребывания струги в нагретой печи.

Охрупченную стружку подвергают иэмельчению в порошок на лабораторной планетарной мельнице Pulveriaette-I фирмы Fritsch в течение 10 мин..П ри ме ры 1-5.Стружку стали ШХ 15 подвергают термическому охрупчиванию на серийном агрегате модели СИЗ 6,40.

Охрупчивание осуществляют закалкой в воду стружки, нагретой до 900 С. В качестве защитной среды при нагреве используют эндогаэ с добавкой до ЗОЖ

СН . При этом не удается избежать обеэуглероживания материала, что приВыполнение образующей пода в виде поверхности переменной кривизны, увеличивающейся к выходному концу„ поз5 воляет компенсировать увеличение коэффициента трения между стружкой и подом при повышении температуры. Поскольку с повышением температуры увеличивается сила трения и соответст1О ненно увеличивается работа, затрачиваемая на преодоление трения, для компенсации потерь количества движения вводится цополнительная составляющая, возникающая за счет появления

15 скатывающей силы, действующей на материал, лежащий на наклонной плоскости. Тем сам пч обеспечивается нормальная работа печи в непрерывном режиме со стабильной скоростью прохождения

20 материала через печь.

Сравнительные данные, полученные на известной установке (примеры 1-5) и ца модели, выполненной в соответст25 вии с данным изобретением (пример б) представлены в таблице.

14 3Я()91

Составитель Л.Родина

Техред А.Кравчук Корректор М.Максимпшинец

Редактор О.Юркова

Заказ 4354 Тираж 635 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

П р и и: р 6. (.тружку стлли ШХ 15

1 пс дкн рглют термическс му охрупчинлнию ! нл мо!(ели, н п(олненной в соответствии с данным рек(епием. Характеристики защитной газовой среды и режима измельче«ия охрупченной стружки аналогичны описанным в примерах 1-5.

Нл поде предложенной конструкции не наблюдается переполнения нагренаемым материалом и заклинивания пода. ,Агрегат работает стабильно, с посто янной производительностью. При этом можно выдерживать минимально необхо димое время нагрева — 20 мин, что ! позволяет обеспечить максимальную производительность.

Как следует из приведенных данных, применение закалочного агрегата данной конструкции позволяет повысить эффективность охрупчивания стружки

;примерно на 30 (в результате чего повышается выход годного продукта) и ,обеспечивает стабильную работу агре, :гата без остановок для чистки пода., Формупа изобретения

1. Устройство для термического охрупчивания стружки, содержащее кя мсру нлгре«а, муфсль, нлгре«ятсль, газопронодящую арматуру, приводной пульсирующий под, уста«о«ленный в муфеле и эакалочпый бак, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности охрупчивания стружки, оно снабжено со стороны разгрузки вытяжной трубой, гребенкой

10 для ввода газа и заплльником, расположенными над эакалочным баком, а под размещен н верхней части муфеля.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повы15 шения стабильности работы, под выполнен расширяющимся к выгрузке.

3. Устройство по пп.1 и 2, о т—

70 л и ч а ю щ е е с я тем, что рабочая поверхность пода выполнена ступенча roA в виде понижающейся к разгрузочному концу образующей с переменным, уменьшающимся шагом ступеней.

4. Устройство по пп.1 и 2, о.т— л и ч а ю щ е е с я тем, что рабочая поверхность пода выполнена выпуклой н ниде понижающейся к разгрузочному

I концу образующей с переменным радиусом увеличения кривизны.