Устройство для закалки бухты катанки из алюминиевого сплава



Устройство для закалки бухты катанки из алюминиевого сплава
Устройство для закалки бухты катанки из алюминиевого сплава
Устройство для закалки бухты катанки из алюминиевого сплава

 

C21D1/667 - Изменение физической структуры черных металлов; устройства общего назначения для термообработки черных или цветных металлов или сплавов; придание ковкости металлам путем обезуглероживания, отпуска или других видов обработки (цементация диффузионными способами C23C; поверхностная обработка металлов, включающая по крайней мере один процесс, предусмотренный в классе C23, и по крайней мере другой процесс, охватываемый этим подклассом, C23F 17/00; однонаправленное отвердевание эвтектики или однонаправленное разделение эвтектик C30B)

Владельцы патента RU 2427652:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к оборудованию для закалки изделий больших размеров и может быть использовано для закалки катанки из алюминиевого сплава (например, ABE) на кабельных заводах. Устройство для закалки бухты катанки из алюминиевого сплава включает емкость с крышкой и керном, прикрепленным к крышке, патрубки для слива воды и отвода пара, форсунки для подачи охлаждающей воды. Форсунки расположены на внутренней стороне емкости, крышки и керне, прикрепленном к крышке, в шахматном порядке, обеспечивающем полное покрытие поверхности бухты струями капельной жидкости, при этом бухта катанки размещена в решетчатом контейнере, а толщина бухты катанки составляет не более 0,16 м. Техническим результатом является повышение интенсивности охлаждения бухты алюминиевой катанки больших размеров со скоростью не менее 17°С/с. 3 ил.

 

Изобретение относится к оборудованию для закалки изделий больших размеров и может быть использовано для закалки катанки из алюминиевого сплава (например, ABE) на кабельных заводах.

Известно устройство для охлаждения ванного типа, содержащее наполнительную емкость с подводом воды, преимущественно имеющую форму полуцилиндрической ванны, одна из боковых поверхностей которой в верхней части выполнена со сливом, емкость по длине ванны разделена продольной перегородкой на две секции, одна из которых закрыта, другая, в боковой поверхности которой выполнен слив, выполнена открытой (см. Заявка на изобретение №92009659, опубл. 20.07.1996 г.).

К недостаткам известного устройства относится то, что известное устройство регулирует скорость охлаждения путем подачи воды с определенным расходом, вследствие этого обеспечивается коэффициент теплоотдачи 1200-1500 Вт/(м2·°С) [1], что является недостаточным для закалки бухты больших габаритов алюминиевой катанки.

Известно устройство для охлаждения рулона, содержащее основание и расположенную над ним форсунку для распыления воды, соединенную трубопроводом с запорным клапаном. Форсунка выполнена с возможностью изменения угла распыления и перемещения относительно основания в вертикальном направлении. Форсунка установлена с возможностью вертикального перемещения. Она содержит корпус, на котором с его охватом и возможностью перемещения вдоль оси установлен кольцевой диффузор. Основание выполнено в виде конической сужающейся к низу емкости (см. Патент РФ №2073730 от 20.02.1997 г.).

Недостатком известного устройства является низкая интенсивность охлаждения бухты катанки из-за того, что известное устройство не позволяет охлаждать внутреннюю поверхность бухты катанки больших размеров.

Известно устройство для охлаждения рулонов горячекатаных полос, содержащее основание в виде емкости с системой слива с дополнительным патрубком для отвода пара, съемный колпак, установленный на основании, систему подачи охлаждающей воды в виде форсунок, размещенных в верхней части колпака (см. Патент РФ №2100449 от 27.12.1997 г.). Данное устройство принято за прототип.

К недостаткам известного устройства, принятого за прототип, относится то, что известное устройство не позволяет интенсивно охлаждать бухту катанки больших размеров из-за того, что форсунки расположены только сверху.

Признаки прототипа, являющиеся общими с заявляемым изобретением, - емкость с крышкой; форсунки для подачи охлаждающей воды; патрубок для слива воды; патрубок для отвода пара.

Недостатком известного устройства, принятого за прототип, является низкая интенсивность охлаждения бухты катанки из-за того, что известное устройство не позволяет охлаждать внутреннюю поверхность бухты катанки больших размеров.

Задачей предложенного технического решения является повышение интенсивности охлаждения бухты алюминиевой катанки больших размеров со скоростью не менее 17°C/с [2].

Поставленная задача решается за счет того, что в известном устройстве, включающем емкость с крышкой, форсунки для подачи охлаждающей воды, патрубки для слива воды и отвода пара, форсунки расположены в шахматном порядке на внутренней стороне емкости, крышки и керне, прикрепленном к крышке, а количество форсунок должно быть таким, чтобы обеспечивалось полное покрытие поверхности бухты струями капельной жидкости. При этом катанка размещена в решетчатом контейнере и толщина бухты катанки составляет не более 0,16 м.

Отличительные признаки предлагаемого устройства от прототипа - форсунки расположены в шахматном порядке на внутренней стороне емкости, крышки и керне; керн прикреплен к крышке; количество форсунок должно быть таким, чтобы обеспечивалось полное покрытие поверхности бухты струями капельной жидкости; катанка размещена в решетчатом контейнере; толщина бухты катанки составляет не более 0,16 м.

Расположение форсунок в шахматном порядке на внутренней стороне емкости, крышки и керна обеспечивает полное покрытие поверхности бухты струями капельной жидкости. Размещение бухты катанки в решетчатом контейнере исключает потерю формы и запутывание витков при дальнейшем волочении. Расчетным путем установлена взаимосвязь толщины бухты и скорости охлаждения, достаточной для закалки бухты катанки больших размеров. Установлено, что толщина стенки бухты катанки должна составлять не более 0,16 м.

Отличительные признаки в совокупности с известными позволяют повысить интенсивность охлаждения бухты алюминиевой катанки больших размеров до скорости 17°C/с.

Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-3.

На фиг.1 представлена расчетная зависимость температуры среднего слоя бухты от времени охлаждения, где показана толщина бухты: 1 - 0,16 м; 2 - 0,22 м; 3 - 0,24 м. Расчетные кривые охлаждения (фиг.1) получены при моделировании процесса закалки с помощью пакета прикладных программ ANSYS. При толщине бухты 0,16 м температура упадет с 520°C до 150°C за 22 с, что обеспечит скорость 17°C/с.

На фиг.2 изображена схема устройства для закалки бухты катанки из алюминиевого сплава (крышка приподнята).

На фиг.3 изображено расположение форсунок в шахматном порядке.

Устройство состоит из емкости 1 (фиг.2) с крышкой 2, к которой крепится керн 3. На внутренней стороне емкости 1, крышки 2 и керне 3 размещены форсунки 4 для подачи охлаждающей воды, соединенные с трубопроводом 5. Форсунки 4 установлены в шахматном порядке (фиг.3). Количество форсунок 4 должно быть таким, чтобы обеспечивалось полное покрытие поверхности бухты 6 струями капельной жидкости. В нижней части емкости имеется патрубок 7 для слива воды, в верхней части емкости расположен патрубок 8 для отвода пара. Бухта 6 катанки помещена в контейнер 9, состоящий из поддона и цилиндрической части. Контейнер 9 имеет решетчатую конструкцию с крупными ячейками.

Устройство работает следующим образом.

Бухту 6, намотанную на контейнер 9, достают из печи нагрева и помещают в емкость 1, крышку 2 закрывают. Воду подают через трубопровод 5 к форсункам 4. Давление в трубопроводе 5 должно обеспечивать скорость струи капельной жидкости не менее 15 м/с для создания коэффициента теплоотдачи 30000-40000 Вт/(м2·°С) [1]. Пар выходит через патрубок 8, излишки воды сливаются через патрубок 7. После завершения охлаждения отключают подачу воды, крышку 2 открывают, бухту 6 извлекают.

Преимущество изобретения состоит в том, что оно позволяет закаливать бухту катанки больших размеров.

Литература

1. Юдаев Б.Н. Техническая термодинамика. Теплопередача: Учеб. для неэнергетич. спец. втузов. - М.: Высш. Шк., 1988. - 479 с.

2. Машиностроение. Справочник. Энциклопедия. Под ред. Фролова К.В. т.2-3, 2001.

Устройство для закалки бухты катанки из алюминиевого сплава, содержащее емкость с крышкой, форсунки для подачи охлаждающей воды, патрубки для слива воды и отвода пара, отличающееся тем, что форсунки расположены на внутренней стороне емкости, крышки и керне, прикрепленном к крышке, в шахматном порядке, обеспечивающем полное покрытие поверхности бухты струями капельной жидкости, при этом бухта катанки размещена в решетчатом контейнере, а толщина бухты катанки составляет не более 0,16 м.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к изготовлению сложных профилей проката с использованием тепла прокатного нагрева в потоке непрерывных среднесортных станов, а именно изготовление двутавра для шахтных монорельсовых дорог.

Изобретение относится к способу термообработки поверхности материалов концентрированными источниками энергии. .

Изобретение относится к области металлургии, а именно к легированной стали для изготовления заготовки держателя или заготовки детали держателя, или заготовки инструмента для формования для формирования держателя или детали держателя для инструмента для формования пластмассы или инструмента для формования и способу ее производства.

Изобретение относится к изготовлению горячекатаных или холоднокатаных деталей. .

Изобретение относится к изготовлению горячекатаных или холоднокатаных деталей. .

Изобретение относится к термической обработке и может быть использовано в области машиностроения, в частности в устройствах для изготовления деталей подвесок транспортных средств.

Изобретение относится к области металлургии, а более конкретно к термической обработке. .

Изобретение относится к технологии термической обработки листового проката, предназначенного для изготовления деталей и узлов конструкций, работающих при низких температурах, например контейнеров для перевозки, и длительного хранения отработавшего ядерного топлива

Изобретение относится к технологии термообработки деталей, а именно к поверхностной закалке электрической индукцией, и используется преимущественно при изготовлении износостойких элементов фрикционного гасителя колебаний (ФГК) тележек грузовых вагонов

Изобретение относится к технологии термообработки деталей, а именно к поверхностной закалке электрической индукцией, и используется преимущественно при изготовлении износостойких элементов фрикционного гасителя колебаний (ФГК) тележек грузовых вагонов

Изобретение относится к области термообработки и может быть использовано для безокислительного нагрева металлических изделий с восстановлением окислов при термообработке, нагреве под пластическую деформацию черных и цветных металлов и сплавов

Изобретение относится к печам для обработки, в которые газ реагент вводится как часть этапа обработки газовой фазы, в частности к печам для процесса химической инфильтрации газовой фазы

Изобретение относится к технологии поверхностной упрочняющей обработки режущих инструментов и может быть использовано в машиностроении и инструментальной промышленности

Изобретение относится к устройству для газопламенной обработки образцов материалов путем высокоинтенсивного и высокотемпературного их нагрева и может быть применено при проведении испытаний на прочность и стойкость при повышенных более 1000°C температурах и при нагреве образцов со скоростью 30 50 град/с, т.е

Изобретение относится к области индукционного нагрева
Изобретение относится к машиностроению и термической обработке металлов и может быть использовано при производстве новых и ремонте старых железнодорожных колес

Изобретение относится к металлургии, а именно к термомагнитной обработке магнитомягких материалов
Наверх