Przedmiotem wynalazku jest piec prózniowy do hartowania stalowych przedmiotów dlugich z za¬ stosowaniem chlodzenia w gazie lub oleju.Przez przedmioty dlugie rozumie sie przedmioty, których stosunek dlugosci do srednicy lub najwiek¬ szego wymiaru poprzecznego przekroju jest równy lub wiekszy od dziesieciu. W czasie hartowania te¬ go rodzaju przedmiotów, zwlaszcza wykonanych ze stali szybkotnacych, które to stale sa hartowane z temperatury pomiedzy 1150 i 1280°C, musza byc one zawieszone zupelnie pionowo. W przypadku, nawet niewielkiego odchylenia od pionu, miekki juz w tych temperaturach przedmiot ulegnie de¬ formacji na skutek malej swojej wytrzymalosci i dzialania sil. grawitacyjnych. Przedmioty wyko¬ nane ze stali szybkotnacych, a w tym i przedmioty dlugie moga byc hartowane w piecach solnych, prózniowych i z atmosfera ochronna.Przedmioty dlugie o wzglednie malej masie, to jest do 10 kilogramów i tym samym o wzglednie malej dlugosci, w piecach prózniowych i atmosfe¬ rowych moga byc zawieszane na konstrukcji wsporczej opartej o trzon pieca, posiadajacej ele¬ menty pionowe i górne elementy poprzeczne do których hartowane przedmioty mocowane sa w po¬ lozeniu wiszacym. Przedmioty dlugie takie jak przeciagacze lub walce o duzej masie, przekra¬ czajacej 10 kilogramów, nie sa nagrzewane do hartowania w powyzej opisany sposób, poniewaz konstrukcja wsporcza pracujaca w wysokich tern- 10 15 20 25 30 peraturach musialaby byc zbyt ciezka, co powo¬ dowaloby zbyt wysoki jej koszt oraz trudnosc odpowiednio szybkiego chlodzenia hartowanego przedmiotu, który musi byc chlodzony razem z ciezka konstrukcja wsporcza.Z powyzszych powodów przedmioty ze stali szybkotnacych, dlugie i o duzej masie sa w dzi¬ siejszej praktyce przemyslowej hartowane w urza¬ dzeniach solnych. W trakcie hartowania sa one pojedynczo zawieszane na odpowiednich zawiesz¬ kach zapewniajacych ich calkowicie pionowe polo¬ zenie w piecu i w czasie transportu miedzy pie- . cem i urzadzeniem do chlodzenia. Zasada jest, ze dlugi i ciezki przedmiot ze stali szybkotnacej musi byc w czasie hartowania zawieszony na przegubo¬ wym lub elastycznym zawiesiu, zapewniajacym mu dokladne pionowe polozenie w trakcie wszystkich tych faz procesu, które przebiegaja w wysokich temperaturach.Piece prózniowe stosowane do hartowania przed¬ miotów dlugich sa juz znane, z francuskiego opisu patentowego nr 2.105.538 oraz z opisu patentowego RFN nr 1.583.343, a ponadto sa opisane w artykule D. Grassel i Korntal pod tytulem „Analogen fiir die Vaccum — Warmebehandlung von Werkzeug- stahlen" opublikowanym w Zeitschrift fiir Wir- schaftliche Fertigung, 1975, vol. 70, nr 10, na stro¬ nach 533 do 539.Wszystkie wspomniane powyzej piece posiadaja komore grzewcza polozona wspólosiowo ponad ko- 108 760108 760 mora chlodzenia i sa ladowane od góry bezposred¬ nio do komory grzewczej, w której w trakcie pro¬ cesu znajduje sie naprzemian powietrze, próznia i gaz obojetny.Hartowany przedmiot zawieszony jest w czasie 5 nagrzewania I wygrzewania na linie w komorze grzewczej, a w celu ochlodzenia jest" opuszczany do komory chlodzenia. Jeden koniec liny zamoco¬ wany jest do hartowanego przedmiotu, a drugi do odpowiedniej wciagarki na przyklad bebnowej. 10 Pomiedzy komora grzewcza i komora chlodzenia zastosowane sa przeslony w rodzaju nieszczelnych zasuw. Miedzy komorami grzewcza i chlodzenia nie moze byc szczelnego zamkniecia ze wzgledu na toy ze przez-przestrzen laczaca obie komory musi 15 przechodzic lina w czasie chlodzenia przedmiotu.Poniewaz po opuszczeniu przedmiotu do komory chlodzenia lina przechodzi przez goraca, jeszcze nie ochlodzona komore grzewcza wiec musi byc ona wykonana z materialu odpornego na dzialanie 20 wysokich temperatur, takiego jak molibden lub tantal, a gdy lina jest wykonana z normalnych materialów stalowych to musi byc bardzo czesto wymieniana co jest zabiegiem drogim i klopotli¬ wym, i 25 Hartowany przedmiot jest wyjmowany z pieca i zaladowywany przez pokrywe próznioszczelna umieszczona nad komora grzewcza, z tego powodu wysokosc polozenia haka urzadzen zaladowczo-wy- ladowczych mierzona od poziomu posadowienia *° pieca musi byc wieksza od trzech dlugosci harto¬ wanego przedmiotu. Transport hartowanego przed¬ miotu wewnatrz pieca, w srodowisku odizolowa¬ nym od otoczenia odbywa sie w pionie po linii prostej.W przypadku hartowania w oleju, pary oleju za¬ nieczyszczaja komore grzewcza co ma niekorzystny wplyw na trwalosc termopar, trwalosc elementów grzewczych i czas uzyskiwania prózni.Jezeli olej hartowniczy znajduje sie w przestrze- 40 ni prózniowej pieca prózniowego to musi to byc olej w specjalnym gatunku tak zwany „hartowni¬ czy olej prózniowy" o bardzo wysokiej cenie.Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji pieca prózniowego do hartowania przedmiotów wy- ^ dluzonych, w którym elastyczne cieglo do zawie¬ szania hartowanego przedmiotu nie znajduje sie w zadnym momencie w strefie wysokiej tempera¬ tury, posiadajacy dwie komory chlodzenia, a mia¬ nowicie komore do chlodzenia w gazie i komore 50 do chlodzenia w oleju, nie wymagajacy zainsta¬ lowania w pomieszczeniu, w którym jest ustawio¬ ny, urzadzen transportowych do przenoszenia wsadu, w którym wysokosc polozenia haka mie¬ rzona od poziomu posadowienia pieca musi byc 55 wieksza od 3 dlugosci odbrabianego cieplnie przed¬ miotu, nie wymagajacy stosowania specjalnych prózniowych olejów hartowniczych i którego kon¬ strukcja uniemozliwia zanieczyszczanie komory grzewczej parami oleju pochodzacego z wanny ole- 60 jowej.Przedmiotem niniejszego wynalazku jest piec prózniowy do hartowania przedmiotów wydluzo¬ nych, w którym pionowe komory do nagrzewania, do chlodzenia w gazie i/lub do chlodzenia w oleju 65 35 oraz otwór zaladowczo-wyladowczy sa polaczone za posrednictwem próznioszczelnych zawieradel ze¬ znajdujaca sie nad nimi posrednia komora trans¬ portowa.Wewnatrz komory transportowej znajduje sie- oslona izolacyjna zamocowana do ruchomej czesci wewnetrznego urzadzenia transportowego, w któ¬ rej to oslonie hartowany przedmiot jest transpor¬ towany w plaszczyznie poziomej w celu zmniejsze¬ nia spadku jego temperatury i w celu nie dopu¬ szczenia do jego rozkolysania sie w czasie trans¬ portu.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia piec prózniowy do hartowania przed¬ miotów dlugich w przekroju pionowym przez ko¬ mory grzewcza, transportowa i otwór zaladowczo- -wyladowczy, fig. 2 — piec, w przekroju pionowym przez komory gazowa, olejowa i transportowa, fig. 3 — piec, w przekroju poziomym, wykonanym przez komory grzewcza, gazowa i olejowa ponizej przeslon izolacyjnych, a fig. 4 — piec, w przekroju poziomym wykonanym w polowie wysokosci ko¬ mory transportowej.Na fig. 1 przedstawiono przekrój pieca przez: komore grzewcza 2 ze znajdujacym sie w niej har¬ towanym przedmiotem 6 zawieszonym na ciegle 7- Komora grzewcza 2, posiada obudowe 8 o podwój¬ nych sciankach, miedzy którymi przeplywa woda chlodzaca. Izolacja 9, ograniczajaca strefe wysokiej temperatury wykonana jest z odpowiednich do pracy w prózni materialów takich jak tkaniny grafitowe, ceramiczne lub ekrany metalowe. Ko¬ mora grzewcza 2 jest ogrzewana elektrycznie opo¬ rowo za pomoca elementów grzewczych 10 wyko¬ nanych z grafitu, molibdenu lub innego odpowied¬ niego do pracy w prózni materialu pozwalajacego na uzyskanie temperatury 1300°C. Strefa grzewcza komory grzewczej 2 jest zamykana dwuczesciowa zasuwa izolacyjna 11, która w stanie zamknietym obejmuje swoimi dwoma czesciami cieglo 7. Przy opuszczaniu lub wyjmowaniu hartowanego przed¬ miotu 6 z komory grzewczej 2 zasuwa izolacyj¬ na 11 zostaje otwarta. Komora grzewcza 2 i ko¬ mora transportowa 1 sa polaczone ze soba za po¬ moca plaskiej zasuwy prózniowej 12, która jest otwarta gdy hatowany przedmiot 6 znajduje sie wewnatrz komory grzewczej 2 i jest zamknieta gdy hartowany przedmiot 6 znajduje sie poza ko¬ mora grzewcza 2. Zasuwa prózniowa 12 jest po¬ laczona z komora grzewcza 2 za posrednictwem ksztaltki posiadajacej mniejszy kolnierz, skrecany z zasuwa prózniowa 12 i wiekszy kolnierz, skrecany z górnym kolnierzem obudowy 8 strefy grzewczej.Sruby laczace te kolnierze sa dluzsze od najkrót¬ szych potrzebnych o dlugosci a. W stanie zmon¬ towanym, z caloscia pieca, komora grzewcza 2 wisi na srubach laczacych je z ksztaltka 13.Dolna przykrywa komory grzewczej 2 posiada cztery kólka jezdne 14, które w czasie gdy komora grzewcza 2 jest zmontowana z komora transpor¬ towa 1 wisza w powietrzu w odleglosci a od szyn 14, natomiast spoczywaja na szynach 14 gdy komora grzewcza 2 jest rozlaczona z komora trans¬ portowa 1. Komora grzewcza 2 moze byc po roz-108 760 5 6 laczeniu z komora transportowa 1 odwieziona po szynach 14 spod pieca na bok do polozenia poka- zango przerywanymi liniami, w którym to polo¬ zeniu moze byc ona remontowana i poddawana kontroli.Przedstawiona na fig. 2, zawieszona na srubach komora chlodzenia w oleju 3 jest polaczona z ko¬ mora transportowa 1 tak samo jak komora grzew¬ cza 2 i posiada takie same kola jezdne w plycie dennej, wobec czego podzespoly te nie sa oddzielnie opisywane.Pancerz komory olejowej 3 jest otoczony izola¬ cja 15, co jest potrzebne przy hartowaniu przed¬ miotu w oleju goracym o temperaturze do 200°C.W celu zapewnienia równomiernego chlodzenia hartowanego przedmiotu przeplyw oleju w ukladzie chlodzenia jest wymuszany pompa 16. Olej tloczo¬ ny przez pompe 16 przeplywa do umieszczonego wewnatrz komory olejowej 3, kolektora pierscie¬ niowego 17, z którego przeplywa do pionowych przewodów 18 z których otworkami 19 wyplywa w kierunku hartowanego przedmiotu.Z komory olejowej 3 olej wraca przewodem 20 do zbiornika cyrkulacyjnego 21 zaopatrzonego w nagrzewnice 22 do podgrzewania oleju. Prze¬ wód 21 laczy przestrzenie komory olejowej 3 i zbiornika cyrkulacyjnego 21 wypelnione ciecza jak równiez i gazem.Przedstawiona równiez na fig. 2 komora chlo¬ dzenia w gazie obojetnym 4 jest polaczona z ko¬ mora transportowa 1 w taki sam sposób, jak ko¬ mora grzewcza 2 i komora olejowa 3. Obudowa komory gazowej 4 jest taka sama jak obudowa 8 komory grzewczej 2; to znaczy, ze jest ona chlo¬ dzona woda przeplywajaca pomiedzy jej podwój¬ nymi sciankami. W komorze gazowej 4 jest za¬ montowanych poziomo szesc wentylatorów wymu¬ szajacych krazenie gazu obojetnego wewnatrz komory w czasie chlodzenia hartowanego przed¬ miotu, który w tym czasie wisi na ciegle tak jak to opisano w zwiazku z komora olejowa.Przedstawiona na fig. 1, 2 i 4 kompra transpor¬ towa 1 laczy wszystkie trzy komory grzewcza 2, olejowa 3 i gazowa 4 ze soba, a równiez z otwo¬ rem zaladowczo-wyladowczym 24, Komora trans¬ portowa 1 wykonana jest w postaci cylindra z bla¬ chy stalowej zakonczonego od góry tloczonym dnem stalowym, a od dolu plaska podloga z bla¬ chy, w której to podlodze sa wykonane cztery krócce z kolnierzami wspólpracujacymi z kolnie¬ rzami zasuw prózniowych 12. W scianie bocznej komory transportowej umieszczony jest króciec ssacy 25 polaczony z nie pokazanym na rysunku ukladem pomp prózniowych.W srodku komory jest ustawiony pionowo maszt 26 zespolu dzwigowego. Maszt 26 jest zamocowany obrotowo na dole w lozysku stopowym 27 i w gór¬ nej czesci w lozysku promieniowym 28. Ponizej lozyska promieniowego 28 umieszczone jest obro¬ towe uszczelnienie prózniowe 29. Maszt 26 jest po¬ ruszany ruchem obrotowo-podzialowym za posred¬ nictwem pierscienia zebatego 30 i zespolu napedo¬ wego 31, który moze skladac sie z silnika elek¬ trycznego, przekladni i zebatego kola napedzaja¬ cego 40. Do masztu 26 jest sztywno przymocowana izolowana oslona transportowa 32 wylozona od we¬ wnatrz miekka izolacja wykonana na przyklad z ogniotrwalego filcu ceramicznego. Oslona izola¬ cyjna 32 ma za zadanie zmniejszenie strat ciepla 5 hartowanego przedmiotu 6 w czasie jego transportu z komory grzewczej 2 do jednej z komór chlodza¬ cych, a dodatkowo ma równiez za zadanie amor¬ tyzowanie skutków ewentualnych wahniec przed¬ miotu hartowanego przy rozpoczynaniu i konczeniu odcinka ruchu poziomego. Do masztu przymoco¬ wany jest równiez zespól transportu pionowego skladajacy sie z kólka 33 wysiegnika 34 i zespolu napedowego 35, który moze miec znany naped elektryczny z opóznionym startem i hamowaniem.Wsad, ladowany i wyladowywany z pieca po¬ przez otwór zaladowczo-wyladowczy 24 jest pod¬ wozony pod otwór 24 i odbierany spod tego otwo¬ ru za pomoca wózka 36. Wózek 36 podwozi har¬ towany przedmiot pod zasieg zaczepu umieszczo¬ nego na ciegle 7 z pod zasiegu, nie pokazanego na rysunku, haka suwnicy obslugujacej pomieszczenie, w którym zainstalowany jest piec i na odwrót.Wózek 36 porusza sie po szynach 37 i jest nape¬ dzany silownikiem 38 o napedzie hydraulicznym lub pneumatycznym.Piec jest ustawiony na zafundamentowanej kon¬ strukcji wsporczej 39. Do konstrukcji wsporczej 39 zamocowana jest wylacznie komora transportowa 1 pieca, natomiast w stanie zamontowanym pozo¬ stale trzy komory 2, 3 i 4 wisza w powietrzu przy¬ mocowane srubami do kolnierzy krócców wystaja¬ cych z dna komory transportowej 1.Ponizej opisane zostanie dzialanie pieca wedlug wynalazku do hartowania stalowych przedmiotów dlugich. W czasie pierwszego uruchomienia po pierwszym montazu lub remoncie uklad chlodzenia zalewa sie normalnym, nie prózniowym olejem hartowniczym, zamyka sie zasuwy prózniowe 12 nad komorami grzewcza, gazowa w otworze zala¬ dowczym, a otwiera sie nad komora olejowa. Pod¬ grzewa sie olej do 150°C, uruchamia sie pompe olejowa 16 i uruchamia sie nie pokazany na ry¬ sunku uklad prózniowy w celu odgazowania oleju.Odgazowanie oleju prowadzi sie do chwili uzyska¬ nia w komorze transportowej 1 cisnienia ponizej 1 Tr. Nastepnie zamyka sie zasuwe prózniowa 12 nad komora olejowa 3, a otwiera sie zasuwy próz¬ niowe 12 nad komorami grzewcza i gazowa i obni¬ za sie cisnienie w komorach transportowej, grzew¬ czej i gazowej do wartosci mniejszej od 5*10-2 Tr.Nastepnie otwiera sie zasuwe nad komora olejowa i wypelnia sie caly uklad czystym gazem obojet¬ nym na przyklad azotem. Po czym zamyka sie za¬ suwy prózniowe nad komorami ga$pwa i olejowa i odpompowuje sie komory grzewcza i transpor* towa. Nastepnie zamyka sie zasuwe nad komora grzewcza, wypelnia sie powietrzem komore trans¬ portowa i otwiera sie zasuwe prózniowa otworu zaladowczo-wyladowczego.Stan pieca jest wtedy nastepujacy: w komorze grzewczej panuje próznia, komory gazowa i olejo¬ wa sa wypelnione gazem obojetnym, komora trans¬ portowa jest wypelniona powietrzem, zasuwa próz¬ niowa otworu zaladowczo-wyladowczego jest otwar¬ ta, pozostale zasuwy prózniowa nad komorami 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60108 760 8 grzewcza, gazowa i olejowa sa zamkniete. Piec jest gotowy do przyjecia wsadu.Hartowany przedmiot zostaje umieszczony, na wózku 36, za pomoca nie pokazanej na rysunku suwnicy, a nastepnie wózek 35 zostaje umieszczony 5 za pomoca silownika 38 pod otwartym otworem zaladowczo-wyladowczym 24. Mechanizm dzwigo¬ wy, za pomoca urzadzenia napedzajacego 31 zostaje ustawiony tak, zeby oslona izolacyjna 32 znalazla sie nad otworem zaladowczo-wyladowczym 24 i nad 10 hartowanym przedmiotem znajdujacym sie na wóz¬ ku 36. Po tym cieglo 7 zostaje opuszczone do dolu tak zeby po wyjsciu z otworu zaladowczo-wyla- dowczego jego zakonczenie znalazlo sie w poblizu górnego konca hartowanego przedmiotu. Hartowany 15 przedmiot lub uformowana w odpowiedni wsad partia hartowanych przedmiotów zostaja przez ob¬ sluge pieca zamocowane do ciegla 7.Wsad zostaje nastepnie podniesiony do góry do wnetrza oslony izolacyjnej 32. Zasuwa próznio- 20 wa 12 otworu zaladowczo-wyladowczego 24 zostaje zamknieta; a komora transportowa 1 zostaje od- pompowana do cisnienia nizszego od 5«10-2 Tr.Oslona izolacyjna 32 wraz z wiszacym w jej wnetrzu na ciegle 7 hartowanym przedmiotem 6 25 zostaja ustawione za pomoca ukladu napedowe¬ go 31 nad komora gazowa 2. Zasuwa prózniowa 12 zostaje otwarta, a hartowany przedmiot zostaje opuszczony na ciegle 1 do komory grzewczej 2.Dwudzielna przeslona izolacyjna 11 zostaje za- 30 mknieta obejmujac i sciskajac swymi elastyczny¬ mi, wykonanymi z filcu ceramicznego krawedzia¬ mi cieglo 7. Zasilanie elementów grzewczych 10 zostaje zalaczone. W komorach grzewczej 2 i trans¬ portowej 1 panuje cisnienie nizsze od 5.10-2 Tr, 35 w komorach gazowej i olejowej znajduje sie gaz obojetny pod cisnieniem atmosferycznym, zespól pomp prózniowych pracuje. Po nagrzaniu i wy¬ grzaniu hartowanego przedmiotu zostaje otwarta przeslona izolacyjna 11 i zostaje wlaczony mecha- 40 nizm podnoszenia przedmiotu hartowanego 6, który jest podnoszony za pomoca wciagarki 35 na cie¬ gle 7 do góry i przyjmuje polozenie oznaczone przerywanymi liniami wewnatrz oslony izolacyj¬ nej32. 45 Natychmiast po osiagnieciu przez hartowany przedmiot 6 górnego polozenia zostaja zamknieta przeslona 11 i zasuwa prózniowa 12 nad komora grzewcza 2, a komora transportowa 1 zostaje wy¬ pelniona gazem obojetnym. Po uzyskaniu w ko- 50 morze transportowej 1 cisnienia bezwzglednego o wielkosci okolo 760 Tr zostaja uruchomione rów¬ noczesnie naped obrotu 31 masztu 26 zespolu dzwigowego i naped otwierania zasuwy próznio¬ wej 12 nad ta komora chlodzenia, w której ma 55 byc chlodzony hartowany przedmiot. Po opuszcze- niu hartowanego przedmiotu do wnetrza odpo¬ wiedniej komory chlodzenia zostaje zamknieta dwudzielna przeslona izolacyjna nad dana komora, obejmujac swymi dwoma polówkami cieglo 7.W celu wykonania chlodzenia hartowanego przedmiotu lub przedmiotów zostaja uruchomione pompa olejowa 16 lub szesc wentylatorów 23, w przypadku chlodzenia w komorze gazowej. Po zakonczeniu chlodzenia, przeslona izolacyjna nad komora chlodzenia zostaje otwarta, a hartowany przedmiot zostaje podniesiony do wnetrza usta¬ wionej nad komora chlodzenia oslony izolacyj¬ nej 32. Po odcieknieciu oleju, jezeli chlodzenie odbywalo sie w komorze olejowej zasuwa próz¬ niowa nad dana komora chlodzenia zostaje za¬ mknieta, komora transportowa 1 wypelniona po¬ wietrzem, zasuwa prózniowa otworu zaladowczo- -wyladowczego 24 otwarta, oslona izolacyjna 32 ustawiona nad otworem zaladowczo-wyladow¬ czym 24, a hartowany przedmiot zostaje opuszczo¬ ny na wózek 36 gdzie zostaje odlaczony od cie¬ gla 7. Piec jest gotowy do wprowadzenia nowego hartowanego przedmiotu i rozpoczecia nowego cyklu hartowania.Zastrzezenia patentowe 1. Piec prózniowy do hartowania stalowych przedmiotów dlugich z zastosowaniem chlodzenia w gazie lub oleju, posiadajacy komore do nagrze¬ wania, komore do chlodzenia w oleju i/lub ko¬ more do chlodzenia w gazie, otwór zaladowczo- -wyladowczy oraz komore transportowa, znamien¬ ny tym, ze komora do nagrzewania (2), komora do chlodzenia w gazie (4), komora do chlodzenia w oleju (3) i otwór zaladowczo-wyladowczy (24) sa polaczone ze znajdujaca sie nad nimi komora transportowa (1). 2. Piec wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze komora do nagrzewania (2), komora do chlodzenia w gazie (4), komora do chlodzenia w oleju (3) oraz otwór zaladowczo-wyladowczy (24) sa polaczone z komora transportowa (1) za posrednictwem próz- nioszczelnych zawieradel (12). 3. Piec wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wewnatrz komory transportowej (1) jest umiesz¬ czona izolowana oslona (32) sluzaca do oslaniania hartowanego przedmiotu (6) w czasie jego prze¬ mieszczania wewnatrz komory transportowej (1). 4. Piec wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze komora do nagrzewania (2), komora do chlodze¬ nia w oleju (3) i komora do chlodzenia w gazie (4) sa podwieszone do komory transportowej (1) za pomoca srub. 5. Piec wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wewnatrz komory (3) do chlodzenia w oleju znaj¬ duja sie pionowe rury (18) posiadajace otworki wylotowe (19), poprzez które olej hartowniczy jest doprowadzany do komory do chlodzenia w oleju.108760 Figi 21 22 PL