PL116624B1 - Apparatus for carrying out continuous heat treatment ofmetal articles - Google Patents

Description

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest urza¬ dzenie do ciaglej obróbki cieplnej wydluzonych wyrobów z metalu, w szczególnosci drutu lub tasm stalowych.Jednym z przyjetych rodzajów obróbki cieplnej drutu jest patentowanie, czyli hartowanie izoter- miczne drutu, za pomoca którego jego struktura powinna byc dokladnie przeprowadzona przez aus- tenityzacje w strukture sorbityczna.Juz w roku 1930 próbowano z powodzeniem za¬ stapic klasyczne patentowanie, przy którym ogrze¬ wanie drutu do wymaganej temperatury patento¬ wania nastepuje w ogrzewanej czesci pieca za po¬ moca napromieniowania i wskutek tego, zwlaszcza przy duzych grubosciach drutu, wymagany jest dlugi czas przebywania drutu w urzedzeniach, elek¬ tryczna metoda patentowania, przy której drut jest poddany bezposredniemu nagrzaniu oporowemu.Powszechnie stosowane do tego celu urzadzenia na ogól skladaja sie z kapieli podgrzewajacej, prze¬ waznie z kapieli olowiowej, która nagrzewa prze¬ prowadzany przez nia drut do temperatury 450— —550 °C. Do tej kapieli podgrzewajacej, która jest w tym celu doprowadzona do odpowiedniej tempera¬ tury za pomoca dozwolonego srodka, dolaczona jest nastepnie podobna kapiel jako kapiel hartujaca.Obie kapiele sa polaczone z transformatorem w ten sposób, ze drut prowadzony przez plynne masy metalu, na odcinku, w którym przebiega on 15 20 25 30 swobodnie miedzy obiema kapielami, zostaje na¬ grzany oporowo.Dzieki odpowiedniemu dopasowaniu mocy trans¬ formatora oraz dlugosci odcinka swobodnie prze- bywanego przez drut — tak zwanego odcinka wy¬ zarzania — w bardzo krótkim czasie zostaje osia¬ gnieta temperatura okolo 1000 °C lezaca wyraznie ponad Acs, wymagana do austenizacji.Przy nastepujacym kolejno przebieganiu drutu przez kapiel hartujaca, w której drut zostaje ochlo¬ dzony dokladnie do temperatury 500 °C i w tej temperaturze przebywa przez okolo 20 sek., na¬ stepuje utworzenie sie wymaganej drobnoziarnistej struktury sorbitycznej Podczas gdy do ogrzewania kapieli podgrzewaja¬ cej musza byc zuzywane znaczne ilosci energii, to energia cieplna wprowadzona przez zarzacy sie drut do kapieli hartujacej musi byc z powrotem odprowadzona, co wymaga dalszego nakladu ener¬ getycznego i technicznego.Elektryczne patentowanie oprowe zuzywa fak¬ tycznie wiecej energii do ogrzania kapieli metalo¬ wych niz do wlasciwego nagrzewania oporowego.Próbowano obnizyc zuzycie energii w ten spo¬ sób, ze austenityzowano drut przez nagrzewanie w co najmniej jednym elektrycznym piecu induk¬ cyjnym, a jedna kapiel metalowa zuzywano jed¬ noczesnie jako kapiel podgrzewajaca i hartujaca.Korzysc z tej metody, która faktycznie obniza 116 6243 116 624 4 calkowite zuzycie energii jest jednak zniweczona przez wazna wade, gdyz okazalo sie, ze drutów o srednicy powyzej 3 mm nie mozna przeprowa¬ dzac przez piec indukcyjny, jesli trzeba pogodzic jednoczesnie predkosc nagrzewania w piecu i pred¬ kosc posuwu drutu z metalurgicznymi wymagania¬ mi metody patentowania.Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie urzadzenia, które z jednej strony zachowuje dajace sie latwo realizowac nagrzewanie oporowe patento¬ wanego drutu, z drugiej strony pozwala na znacz¬ ne obnizenie nakladu energii, przy tej znanej me¬ todzie.Urzadzenie wedlug wynalazku zawiera dwie ka¬ dzie napelnione cieklym metalem, zwlaszcza olowiem z których jedna kadz podgrzewajaca jest czesciowo zanurzona w kadzi hartujacej, przy czym plaszcz kadzi podgrz.ewa54cei Jest calkowicie elektrycznie odizolowany* wzgledem cieklego metalu w kadzi hartowniczej, przy jednoczesnie wysokiej przeni- kalnosci cieplnej.Wedlug korzystnej postaci wykonania kadz har¬ tujaca jest wyposazona w agregat pompowy.Gdy pojemnosc kadzi hartujacej przewyzsza po¬ jemnosc kadzi podgrzewajacej wiecej niz dwukrot¬ nie, wówczas zaleca sie w kazdym przypadku wbu¬ dowanie agregatu pompowego.Jako agregat pompowy moze sluzyc konwencjo¬ nalny przyrzad, który nadaje sie do wywolywania krazenia kapieli metalowych.Powodowanie permanentnego krazenia cieklego metalu w kadzi hartujacej sluzy z jednej ztreny do transportowania energii cieplnej bezposrednio w okolice plaszcza kadzi podgrzewajacej oraz z dru¬ giej strony pozwala uniknac objawów przegrzania w obszarze wejscia drutu.Energia zuzyta do wyzarzania i austenityzacji dru¬ tu, która podczas zachodzacej nastepnie sorbityza- cji przechodzi prawie calkowicie do kapieli har¬ tujacej, a wiec zgodnie z wynalazkiem zostaje za¬ stosowana do nagrzania kapieli podgrzewajacej, poniewaz kadz podgrzewajaca jest prawie calko¬ wicie obmywana przez ciekly metal znajdujacy sie w kadzi hartujacej.Kadz hartujaca jest wedlug wynalazku wyposa¬ zona w kombinowany agregat ogrzewczo-chlodza- cy. Zadaniem tego agregatu jest wytworzenie nie¬ zbednych temperatur przy rozruchu urzadzenia, wzglednie aby w kazdej chwili odprowadzic zby¬ teczne ilosci energii cieplnej.Dzieki urzadzeniu wedlug wynalazku mozliwe jest stale utrzymywanie dostatecznie wysokiej tem¬ peratury kapieli podgrzewajacej bez istotnego dal¬ szego doplywu energii.Ponadto, w kapieli hartujacej osiaga sie warunki wymagane do wytworzenia struktury sorbitycznej, mianowicie utrzymywana jest jednorodna tempe¬ ratura 500—550 °C, i jest racjonalnie wykorzystana energia cieplna oddana kapieli hartujacej przez rozzarzony drut.W porównaniu z konwencjonalnymi oporowymi urzadzeniami do patentowania, mozna na omawia¬ nej drodze wymienionym sposobem osiagnac osz¬ czednosc energii wynoszaca do 50*/o.Jesli wymiary pojemnika do kapieli hartujacej dwukrotnie przewyzszaja wymiary pojemnika do kapieli podgrzewajacej, wtedy kadz hartownicza mozna wykonac w ksztalcie jak najbardziej wydlu¬ zonym.Wedlug dalszej wersji wykonania mozna równiez przewidziec podzial kadzi hartowniczej albo na dwa przedzialy, za pomoca przegrody spietrzaja¬ cej, albo zastosowac dwie oddzielne kadzie, z któ¬ rych jedna stanowi kadz podgrzewcza i jest po¬ laczona z druga kanalami przeplywowymi.Plaszcze kadzi powinny byc wykonane ze stali.Plaszcz kadzi podgrzewajacej mozna wykonac z warstwa izolacyjna w postaci materialu wiazane¬ go. Mozna jednak przewidziec równiez konstruk¬ cje przekladkowa, w której miedzy dwoma sta¬ lowymi plaszczami jest zalana warstwa izolacyjna, najlepiej z materialu ceramicznego.Przedmiot wynalazku uwidoczniony zostal w przykladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urzadzenie z wzajemnie syme¬ trycznym ustawieniem kadzi podgrzewczej i har¬ towniczej, fig. 2 — urzadzenie z kadzia hartowni¬ cza o wydluzonym ksztalcie.Na figurze 1 przedstawiono umieszczona jedna w drugiej kadz (10) z kapiela podgrzewajaca i kadz (20) z kapiela hartujaca. Plaszcz kadzi podgrzew¬ czej (11) spoczywa na podporach (13). Posiada on wewnetrzna izolacje (12), która elektrycznie izolu¬ je kapiel podgrzewajaca (10) od kapieli hartujacej <20), natomiast pozwala na przejscie energii ciepl¬ nej.Plaszcz (11) kadzi podgrzewczej i plaszcz (21) kadzi hartowniczej sa polaczone z wtórnym uzwo¬ jeniem (31) transformatora (30).A zatem metalowe kapiele (10 i 20) pozwalaja na elektryczna lacznosc z drutem (1) przeprowa¬ dzanym w kierunku strzalki.Odcinek (G) drutu zaznaczony punktami odpo¬ wiada obszarowi nagrzewania, gdzie drut zostaje szybko nagrzany do okolo 1 000 °C. Wewnatrz ka¬ pieli hartujacej (20) znajduje sie kompleksowy agregat ogrzewczo-chlodniczy (22), który zaczyna dzialac przy rozruchu urzadzenia oraz przy odpro¬ wadzaniu nadmiernych ilosci energii cieplnej.Drut (1) po przejsciu przez kapiel podgrzewajaca (10) i nagrzewczego odcinka (G) przebiega przez kapiel hartujaca (20) w przeciwnym kierunku i na koniec przebiega odcinek (40), na którym nastepuje chlodzenie powietrzem.Na figurze 2 przedstawione jest urzadzenie we¬ dlug wynalazku, z kadzia hartownicza o wydluzo¬ nym ksztalcie. W kadzi tej jest przewidziany pom¬ powy agregat (23) do przenoszenia energii cieplnej w bezposrednie otoczenie kadzi podgrzewczej. Pro¬ wadzenie drutu zachodzi stale w tym samym kie¬ runku. Wskutek tego pompowy agregat (23) dziala tutaj w kierunku przeciwnym do przesuwu drutu.Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do ciaglej obróbki cieplnej wydlu¬ zonych wyrobów z metalu, w szczególnosci drutu, które zawiera dwie kadzie napelnione cieklym me- 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 605 116 624 6 talem, zwlaszcza olowiem, z których jedna stano¬ wi kadz podgrzewcza, druga kadz hartownicza, przy czym obie kadzie sa polaczone z wtórnym uzwojeniem transformatora, znamienne tym, ze kadz podgrzewcza jest czesciowo zanurzona w ka¬ dzi hartowniczej, przy czym plaszcz kadzi pod- grzewczej jest calkowicie elektrycznie odizolowany wzgledem cieklego metalu w kadzi hartowniczej, przy jednoczesnie wysokiej przenikalnosci ciep¬ lnej. 2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1^ znamienne tym, ze wewnatrz kadzi hartowniczej jest zamocowany agregat pompowy. 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 albo 2, znamien¬ ne tym, ze kadz hartownicza zawiera komplekso¬ wy agregat ogrzewczo-chlodzacy.FIG. 2 FIG.) PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do ciaglej obróbki cieplnej wydlu¬ zonych wyrobów z metalu, w szczególnosci drutu, które zawiera dwie kadzie napelnione cieklym me- 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 605 116 624 6 talem, zwlaszcza olowiem, z których jedna stano¬ wi kadz podgrzewcza, druga kadz hartownicza, przy czym obie kadzie sa polaczone z wtórnym uzwojeniem transformatora, znamienne tym, ze kadz podgrzewcza jest czesciowo zanurzona w ka¬ dzi hartowniczej, przy czym plaszcz kadzi pod- grzewczej jest calkowicie elektrycznie odizolowany wzgledem cieklego metalu w kadzi hartowniczej, przy jednoczesnie wysokiej przenikalnosci ciep¬ lnej.
2. 2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1^ znamienne tym, ze wewnatrz kadzi hartowniczej jest zamocowany agregat pompowy.
3. 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 albo 2, znamien¬ ne tym, ze kadz hartownicza zawiera komplekso¬ wy agregat ogrzewczo-chlodzacy. FIG. 2 FIG.) PL