PL166265B1 - Urzadzenie do podtrzymywania w piecu grzewczym wyrobu poddawanego obróbce cieplnej PL PL PL - Google Patents

Abstract

1. Urzadzenie do podtrzymywania w piecu grzewczym wyrobu poddawanego obróbce ciepl- nej, zwlaszcza w piecu z trzonem belkowym, zwla- szcza kesisk plaskich, kesów, wlewków, który to piec zawiera co najmniej jedna rure nosna, przez która przeplywa czynnik chlodzacy i co najmniej jeden wieszak, odporny na dzialanie wysokiej tem- peratury, usytuowany na rurze nosnej, znamienne tym, ze wieszak (3) ma korpus (4) odlewany z mate- rialu odpornego na dzialanie ciepla, nasadzony na rure nosna (1) i polaczony z nim rozlacznie, przy czym korpus (4) ma co najmniej jedno, otwarte od góry wybranie (9), uformowane w osi podluznej rury nosnej (1) na ksztalt jaskólczego ogona, od strony czolowej ograniczone na jednym koncu przez sciane czolowa (13), a na drugim koncu przez rygiel (14), zas w wybraniu (9) korpusu (4) osa- dzony jest element nosny (10), korzystnie z mate- rialu ceramicznego, którego górna czesc tworzy powierzchnie nosna (11), na której spoczywa obrabiany cieplnie wyrób, zas czesc dolna jest uformowana w osi podluznej rury nosnej (1) na ksztalt jaskólczego ogona. Fig. 1 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do podtrzymywania w piecu grzewczym wyrobu poddawanego obróbce cieplnej, zwłaszcza w piecu przepychowym z trzonem belkowym, zwłaszcza dla kęsisk płaskich, kęsów, wlewków, który to piec zawiera co najmniej jedną rurę nośną, przez którą przepływa czynnik chłodzący i co najmniej jeden wieszak, odporny na działanie wysokiej temperatury, usytuowany na rurze nośnej.

W urządzeniach tego rodzaju, które są znane z europejskiego opisu patentowego nr 0 18-4021 B1, wieszakiem jest odlew, odporny na działanie wysokiej temperatury. Materiał z którego jest wykonany, daje się obciążyć termicznie do temperatury około 1.200°C i wykazuje w tym zakresie temperatury znakomite właściwości wytrzymałościowe. Powyżej 1200°C wytrzymałość ta przestaje jednak spełniać powszechnie przyjęte wymagania. Nagrzewanie obrabianego cieplnie wyrobu może tymczasem wymagać temperatury o 50 do 10<Q^oC wyższej, zwłaszcza przy kęsiskach płaskich, które ostatecznie winny zostać poddane procesowi walcowania. Ponieważ

166 265 znane wieszaki muszą być trzymane w temperaturze niższej od wymienionej, wytwarzają one z konieczności w poddawanym obróbce cieplnej wyrobie tak zwane „cienie szynowe“. Chodzi tu o obszary o niższej temperaturze, prowadzące do pogorszenia jakości końcowego wyrobu (odchylenia grubości i szerokości jak również zmiany w strukturze ziarna), o ile nie podejmie się dodatkowych działań, mających na celu usunięcie tych „cieni szynowych“ na samym początku procesu walcowania. Znaczenie tej wady narasta, ponieważ ciągle wzrastają wymagania jakościowe.

Celem wynalazku jest zatem opracowanie urządzenia w rodzaju opisanego na wstępie, które umożliwiłoby maksymalnie równomierne nagrzewanie obrabianego cieplnie wyrobu, a nadto spełniającego założenia techniczne i technologiczne.

Cel ten osiągnięto dzięki urządzeniu według wynalazku które charakteryzuje się tym, że wieszak ma korpus odlewany z materiału odpornego na działanie ciepła, nasadzany na rurę nośną i połączony z nią rozłącznie, a korpus ma co najmniej jedno, otwarte od góry, wybranie uformowane w osi podłużnej rury nośnej na kształt jaskółczego ogona, od strony czołowej ograniczone na jednym końcu przez ścianę czołową, a na drugim końcu przez rygiel, przy czym w wybraniu osadzony jest element nośny z materiału, w zasadzie ceramicznego, którego górna część tworzy powierzchnię, na której leży obrabiany cieplnie wyrób, zaś dolna część jest uformowana w osi podłużnej rury nośnej na kształt jaskółczego ogona.

W wieszaku według wynalazku wykorzystuje się dobre właściwości wytrzymałościowe odlewu, odpornego na działanie znacznego gorąca, charakteryzującego się temperaturą poniżej 1200°C, skojarzone ze znaczną wytrzymałością na ściskanie materiałów ceramicznych przy temperaturze powyżej 1200°C. Korpus z odlewu odpornego na działanie znacznego gorąca osłania ceramiczny element nośny i wprowadza występujące siły do rury nośnej, przez którą przepływa czynnik chłodzący. Element nośny pracuje tylko na ściskanie i może to obciążenie wytrzymać również przy temperaturach wymaganych do nagrzewania obrabianego cieplnie wyrobu. Element nośny i obrabiany cieplnie wyrób znajdują się w tej samej temperaturze tak, że nie mogą wystąpić „cienie szynowe“. Skutkiem tego jest równomierne nagrzanie tego wyrobu, dzięki czemu produkty końcowe mogą mieć znakomitą jakość.

Jako materiał na element nośny mogą być brane pod uwagę dowolne materiały ceramiczne, również metalo-ceramiczne, ewentualnie w połączeniu z innymi materiałami, posiadającymi potrzebną wytrzymałość na ściskanie w wysokiej temperaturze.

Koszty wytwarzania urządzenia według wynalazku są na normalnym poziomie. Odporność na wysoką temperaturę jest wyższa od jej przeciętnego poziomu, po pierwsze dzięki dobraniu materiału według wynalazku, a po drugie dzięki odpowiednim charakterystykom termicznym konstrukcji, która bez przeszkód dopuszcza wydłużenie cieplne. Koszty związane z konserwacją są nieznaczne, ponieważ nasadzane swobodnie wieszaki mogą być wymieniane bez problemu.

Korpus daje ceramicznemu elementowi nośnemu bardzo dobre, wywołujące kohezję, wsparcie. Połączenie ze sobą obydwóch części wieszaka na jskółczy ogon zapewnia przy tym, że element nośny nie może zostać wyciągnięty z korpusu do góry. Przy montażu element nośny wsuwa się w korpus, wzdłuż jego, osi podłużnej i ustala się następnie jego położenie ryglem. Ten ostatni zostaje przyspawany. Może on być również mocowany rozłącznie, jeżeli kładzie się nacisk na możliwość wymiany elementu nośnego. Układ jest korzystnie tak ukształtowany, że ściana czołowa korpusu jest usytuowana „z prądem“ względem kierunku przenoszenia obrabianego cieplnie wyrobu.

Korzystnie ściana czołowa korpusu jest zaokrąglona poprzecznie względem osi podłużnej rury nośnej.

Między elementem nośnym i wybraniem znajduje się szczelina, wypełniona włóknem ceramicznym lub zaprawą. Dzięki temu uzyskuje się bardzo dobre właściwości przenoszenia sił, połączone ze zminimalizowaniem strat ciepła przy jego przepływie w kierunku chłodzącej rury nośnej. Mogą być również wyrównane w ten sposób tolerancje produkcyjne i nierówności powierzchni.

Górna część elementu nośnego może być ukształtowana jako zaokrąglona poprzecznie względem osi podłużnej rury nośnej, korzystnie w kształcie grzybka. W tym ostatnim przypadku obejmuje ona wybranie w korpusie i zabezpiecza je przed przedostaniem się ciał obcych.

Jako konstrukcję alternatywną proponuje się taką, że górna część elementu nośnego aż do górnej powierzchni, na której leży obrabiany cieplnie wyrób, stanowi przedłużenie, w formie

166 265 odpowiadającej tej powierzchni, części dolnej w kształcie jaskółczego ogona. Również tutaj powierzchnia nośna może być zaokrąglona. Otrzymuje się szczególnie proste ukształtowanie.

Inna korzystna cecha wynalazku polega na tym, że korpus obejmuje występ rury nośnej, i że poprzecznie względem osi podłużnej tej rury, poprzez jej występ i korpu, przetknięty jest bolec. Przy prostej konstrukcji uzyskuje się bardzo łatwą wymianę kompletnego wieszaka, bez konieczności wykonywania prac rozdzielających i spawalniczych.

Urządzenie charakteryzuje się dalej tym, że korpus obejmuje górny obszar rury nośnej i łączy się z obejmującą jej pozostały odcinek izolacją. Wieszak jest więc bardzo dobrze wintegrowany w całą konstrukcję urządzenia, co może być jeszcze tym wywołane, że między korpusem a izolacją znajdują się szczeliny wypełnione włóknem ceramicznym.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie w przekroju pionowym wzdłuż linii I-I według fig. 2, fig. 2 - przekrój pionowy wzdłuż linii II-II według fig. 1, fig. 3 - drugi przykład wykonania w przekroju pionowym, fig. 4 - trzeci przykład wykonania w przekroju pionowym.

Urządzenie według wynalazku (fig. 1 i 2) zawiera rurę nośną 1, usytuowaną w osi podłużnej pieca. Kierunek przenoszenia obrabianego cieplnie jest zgodny ze strzałką 2. Przez rurę nośną 1, w celu jej chłodzenia, przepływa środek chłodzący, na przykład para lub woda.

Na rurze nośnej 1 umieszczonych jest kilka wieszaków 3. Każdy wieszak 3 ma korpus 4, obejmujący przyspawany do rury nośnej 1 występ 5. Przez korpus 4 i występ 5 przetknięty jest i zabezpieczony przed wypadnięciem sworzeń 6 tak, że korpus jest dociskany przez transporto wany wyrób. Połączenie jest rozłączne i umożliwia przez to łatwy montaż i demontaż.

Jak widać na fig. 2, korpus 4 obejmuje górny obręb rury nośnej 1 i łączy się z izolacją 7, otaczającą pozostałą część obwodu tej rury. Pomiędzy korpusem 4 a izolacją 7 powstają szczeliny 8, wypełnione włóknem ceramicznym. W całości uzyskuje się dobre odizolowanie chłodzonej rury nośnej 1 od ogrzewanej przestrzeni pieca.

Korpus 4 ma otwarte ku górze wybrania 9, w które wetkniętyjest element nośny 10 z materiału ceramicznego. Element nośny 10 jest powierzchnią nośną 11 dla obrabianego cieplnie wyrobu.

Urządzenie jest przenoszone dla pieca przepychowego do nagrzewania kęsisk płaskich, które to na koniec winny być poddane procesowi walcowania. Temperatura nagrzewania wynosi około 1300°C. Ceramiczny element nośny wytrzymuje tę temperaturę bez żadnych problemów i odznacza się wystarczającą wytrzymałością na ściskanie. Przenoszenie występujących obciążeń na rurę nośną 1 następuje poprzez korpus 4, wykonany jako odlew z materiału odpornego na działanie wysokiej temperatury. Przez chłodzenie rurą nośną 1 korpus 4 jest utrzymywany w temperaturze nieco niższej od 1200°C, przy której posiada znakomite właściwości wytrzymałościowe. W całości wieszak 3, składający się z korpusu 4 i elementu nośnego 10, daje możliwość bardzo równomiernego, to znaczy bez „cieni szynowych, nagrzewania obrabianego cieplnie wyrobu. Wieszak 3 łączy w optymalny sposób wysoką wytrzymałość temperaturową materiału ceramicznego z występującymi przy niskiej temperaturze właściwościami wytrzymałościowymi odlewu staliwnego.

Między korpusem 4 a elementem nośnym 10 powstaje szczelina 12, wypełniona w omawianym przypadku włóknem ceramicznym. Włókno to stanowi dodatkową izolację cieplną i służy przede wszystkim do wspierania elementu nośnego 10, zapewnienia właściwego przenoszenia siły z elementu nośnego na korpus 4 i wyrównania tolerancji produkcyjnych między elementem nośnym 10 a korpusem 4.

Według fig. 2, wybranie 9 korpusu 4 jest uformowane, patrząc w osi podłużnej rury nośnej 1, na kształt jaskółczego ogona. Element nośny 10 jest kształtowany odpowiednio do niego, i ma górną powierzchnię nośną 11. Wybranie 9 jest ograniczone w osi podłużnej, na jednym końcu zaokrągloną ścianą czołową 13, a na drugim końcu ryglem 14. Rygiel 14jestzespawany z korpusem 4. Całość jest tak pomyślana, że element nośny 10 może być wsunięty w osi podłużnej w wybranie 9, po czym wypełnia się szczelinę 12 włóknem ceramicznym i mocuje rygiel 14. W ten sposób element nośny 10 jest uchwycony pewnie i zabezpieczony również przed wyciągnięciem ku górze przez przemieszczający się obrabiany cieplnie wyrób. Konstrukcja jest przy tym prosta w przygotowaniu i nie stwarza problemów podczas montażu.

166 265

Kształt przekroju poprzecznego elementu nośnego może odbiegać od kształtu pokazanego na fig. 2, o ile tylko jest zagwarantowane, że obrabiany termicznie wyrób jest wspierany nad korpusem z wystarczającym odstępem od niego.

Na figurze 3 przestawiono w innym przykładzie wykonania ukształtowanie elementu nośnego 10, to jest w formie „grzybka**. Element nośny 10 obejmuje boczne ściany korpusu 4 i stanowi w ten sposób zabezpieczenie przed wnikaniem brudu i innych obcych elementów.

W przykładzie wykonania na fig. 4, górna część elementu nośnego 10 ma zaokrąglony przekrój poprzeczny. Dzięki temu powierzchnia stykania się elementu nośnego z obrabianym cieplnie wyrobem została zredukowana do minimum.

Urządzenie według wynalazku ujawnia swoje podstawowe zalety tam, gdzie panują podane wyżej warunki temperaturowe. Istnieje natomiast możliwość zastosowania urządzenia również w innych warunkach. Nie ogranicza się ono do zastosowania w piecach z trzonem belkowym, ale mogą to być przykładowo również piece z trzonem kroczącym i przede wszystkim piece przepychowe.

Poza tym wynalazek daje szerokie możliwości odmian dla opisanych przykładów wykorzystania. Tak więc elementy nośne 10 w opisie wykonania według fig. 2 i 3 mogą również mieć zaokrąglone powierzchnie nośne 11, takie jak na fig. 4. Następnie rygiel 14 według fig. 1 może być połączony z korpusem 4 rozłącznie, na przykład przez wtykanie, ażeby ułatwić wymianę elementu nośnego. W szczelinie 12 między elementem nośnym 10 a korpusem 4 można zastosować również zamiast włókna ceramicznego zaprawę. To samo dotyczy szczeliny 8 według fig. 2. Dalej, układ wedługfig. 1 może być odwrotny, tak że strona czołowa 13 znajduje się od tyłu, a rygiel 14znajduje się od przodu. Występ 5 jest wówczas również korzystnie obrócony. Poza tym można również usytuować ten występ 5 z boku. Zwłaszcza przy przyjęciu takiego położenia można wybrać zamiast sworznia 6 inny sposób ryglowania. Wspomnijmy jeszcze o tym, że każdy korpus może obejmować również kilka elementów nośnych.

β166265

—«-ji

Departament Wydawnictw UP Rp. Nakład 90 egz. Cena 1,00 zł.

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do podtrzymywania w piecu grzewczym wyrobu poddawanego obróbce cieplnej, zwłaszcza w piecu z trzonem belkowym, zwłaszcza kęsisk płaskich, kęsów, wlewków, który to piec zawiera co najmniej jedną rurę nośną, przez którą przepływa czynnik chłodzący i co najmniej jeden wieszak, odporny na działanie wysokiej temperatury, usytuowany na rurze nośnej, znamienne tym, że wieszak (3) ma korpus (4) odlewany z materiału odpornego na działanie ciepła, nasadzony na rurę nośną (1) i połączony z nim rozłącznie, przy czym korpus (4) ma co najmniej jedno, otwarte od góry wybranie (9), uformowane w osi podłużnej rury nośnej (1) na kształt jaskółczego ogona, od strony czołowej ograniczone na jednym końcu przez ścianę czołową (13), a na drugim końcu przez rygiel (14), zaś w wybraniu (9) korpusu (4) osadzony jest element nośny (10), korzystnie z materiału ceramicznego, którego górna część tworzy powierzchnie nośną (11), na której spoczywa obrabiany cieplnie wyrób, zaś część dolna jest uformowana w osi podłużnej rury nośnej (1) na kształt jaskółczego ogona.
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że ściana czołowa (13) korpusu (4) jest zaokrąglona poprzecznie względem osi podłużnej rury nośnej (1).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że między elementem nośnym (10) a wybraniem (9) korpusu (4) znajduje się szczelina (12), wypełniona korzystnie włóknem ceramicznym lub zaprawą.
4. 4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że górna część elementu nośnego (10) jest ukształtowana jako zaokrąglona poprzecznie względem osi podłużnej rury nośnej (1).
5. 5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że górna część elementu nośnego (10) jest ukształtowana w kształcie grzybka, poprzecznie względem osi podłużnej rury nośnej (1).
6. 6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że górna część elementu nośnego (10), aż do powierzchni (11), na której spoczywa obrabiany cieplnie wyrób, stanowi przedłużenie w formie odpowiadającej tej powierzchni, części dolnej w kształcie jaskółczego ogona.
7. 7. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że korpus (4) obejmuje występ (5) rury nośnej (1), przy czym poprzecznie względem osi podłużnej rury nośnej, poprzez ten występ i korpus, przetknięty jest sworzeń (6).
8. 8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że korpus (4) obejmuje górny obszar rury nośnej (1) i łączy się z obejmującą jej pozostały obwód izolacją (7).