PL198651B1

PL198651B1 - Piec do obróbki termicznej

Info

Publication number: PL198651B1
Application number: PL370442A
Authority: PL
Inventors: Motokazu Murakami; Yoshiyuki Tanno; Kazuaki Kawasaki; Akihiro Nagaishi; Hiroyoshi Suzuki; Ken-Ichi Kitamoto
Original assignee: Dowa Thermotech Co
Priority date: 2002-02-12
Filing date: 2002-03-27
Publication date: 2008-07-31
Also published as: US7090488B2; KR100869424B1; JP2003240440A; PL370442A1; EP1475446A1; WO2003068997A1; KR20040077940A; EP1475446A4; EP1475446B1; US20050158685A1; JP4305716B2

Abstract

1. Piec do obróbki termicznej, znamienny tym, ze strefa podgrzewania (4), strefa ch lodzenia (5) oraz strefa hartowania (6) s a umieszczone wewn atrz liniowego korpusu pieca w takiej w la snie kolejno sci, strefa podgrzewania (4), strefa ch lodzenia (5) oraz strefa hartowania (6) s a oddzielone drzwiami oddzie- laj acymi (2, 3), srodki transportuj ace wsad (W) to popychacz paletowy (7) w strefie podgrzewania (4), srodki transportuj ace wsad (W) zawieraj a przeno snik rolkowy (8, 9) w strefie ch lodzenia (5) oraz w strefie hartowania (6), przeno sniki rolkowe (8, 9) s a nap e- dzane niezale znie, oraz tym, ze przednia kraw ed z przeno snika rolkowego (8), nale zacego do strefy ch lodzenia (5), znajduje si e wewn atrz strefy pod- grzewania (4) na kra ncu tylnym strefy podgrzewa- nia (4), a ponadto tym, ze przedni kraniec przeno sni- ka rolkowego (8), który nale zy do strefy ch lodze- nia (5), znajduje si e w strefie podgrzewania (4) na d lugo sci jednego bloku wsadu (W) od drzwi oddzie- laj acych (2), które oddzielaj a stref e podgrzewania (4) od strefy ch lodzenia (5), a tylny kraniec szyny (33) prowadz acej wsad, umieszczonej w strefie podgrze- wania (4), jest polaczony z przedni a kraw edzi a prze- no snika rolkowego (8), tak ze mo zliwe jest przeno- szenie wsadu (W). PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest piec do obróbki termicznej.

Przedmiotem wynalazku jest piec do obróbki termicznej metali w różnych atmosferach, w szczególności piec do obróbki termicznej, który może być efektywnie wykorzystany w procesie ciągłego nawęglania gazowego.

W rozwiązaniu ze stanu techniki przedstawionym na fig. 16, prosty piec 1A ciągłego nawęglania gazowego znanego typu zawiera strefę podgrzewania wstępnego 4a, strefę 4b dyfuzji nawęglającej, które w dalszej części opisu są wspólnie oznaczane jako strefa podgrzewania 4, ponadto zawiera strefę chłodzenia 5 oraz strefę hartowania 6. Strefa podgrzewania 4, strefa chłodzenia 5 oraz strefa hartowania 6 nie są oddzielone przez drzwi dzielące, ale są ze sobą zintegrowane. Pomiędzy strefami podgrzewania 4, chłodzenia 5 i hartowania 6 występuje gradient temperatur.

W szczególności, po podgrzaniu w strefie podgrzewania 4 wsad W j est chłodzony w strefie chłodzenia 5 do temperatury hartowania, strefa 5 w sposób ciągły jest kontynuacją strefy podgrzewania 4, następnie wsad W, przez określony okres czasu według cyklu nawęglania, jest utrzymywany w strefie hartowania 6, która w sposób ciągły przechodzi ze strefy chłodzenia 5. Tak więc, w piecu obserwuje się duże zmiany w rozkładzie temperatur wynikające z charakteru pracy elementów grzejnych pracujących w cyklu załącz/wyłącz, ponadto temperatura z przodu palety różni się od temperatury z tyłu palety, dlatego też kontrola jakości wsadu W jest trudna do przeprowadzenia.

Na fig. 16, 7 oznacza popychacz paletowy, 20 oznacza zbiornik oleju hartowniczego, 21 oznacza drzwi wejściowe, 22 oznacza drzwi wyjściowe, natomiast 32 oznacza komorę wejściową (te oznaczenia numeryczne określają również te same elementy na kolejnych figurach i w tekście opisu).

W innym swoim zgłoszeniu patentowym Zgłaszający zaproponował wprowadzenie oddzielnej komory pełniącej rolę strefy chłodzenia i hartowania we wspomnianym powyżej znanym typie pieca zintegrowanego. To znaczy, tak jak to pokazano na fig. 18, piec 1B ciągłego nawęglania gazowego zawiera strefę 6 chłodzenia i hartowania, która umieszczona jest z tyłu strefy 4 podgrzewania i jest oddzielona od strefy 4 podgrzewania przez drzwi oddzielające 2 tak, że pełni rolę oddzielnej komory (patrz zbadane japońskie zgłoszenie patentowe nr 62-21866).

W przypadku pieca 1B ciągłego nawęglania gazowego, popychacz 7 popycha wsad z komory wejściowej 32 do strefy podgrzewania 4, w której wsad poddawany jest określonej obróbce termicznej. Następnie popychacz boczny 26 popycha wsad przez otwarte drzwi oddzielające 2, które są umieszczone pomiędzy strefą podgrzewania 4 i strefą chłodzenia i hartowania 6, oddzieloną od strefy podgrzewania 4. Następnie wsad jest przenoszony do strefy chłodzenia i hartowania 6, która jest oddzielona od strefy podgrzewania 4, gdzie jest chłodzony i utrzymywany w temperaturze hartowania przez czas trwania jednego cyklu nawęglania. Następnie wsad jest przenoszony przy użyciu popychacza wyciągającego 27 do zbiornika oleju hartowniczego 20, gdzie podlega hartowaniu niezależnie od cyklu nawęglania.

W odróżnieniu od prostych pieców ciągłego nawęglania gazowego 1A, piec ciągłego nawęglania gazowego 1B zawiera strefę 6 chłodzenia i hartowania, która jest oddzielona od strefy podgrzewania 4, tak że wsad nie podlega oddziaływaniu temperaturowemu pochodzącemu od wsadów znajdujących się za nim lub przed nim, co prowadzi do znacznej poprawy rozkładu temperatury hartowania. Ponadto, w strefie 6 chłodzenia i hartowania można niezależnie regulować koncentrację węgla, co znacznie poprawia efektywność regulacji koncentracji węgla w atmosferze. Dzięki temu poprawia się jakość obrabianego wsadu.

Ponadto, w odróżnieniu od prostego pieca ciągłego nawęglania gazowego 1A, w piecu ciągłego nawęglania gazowego 1B dwoje drzwi nie są otwierane równocześnie, tak więc zmiany ciśnienia w piecu są niewielkie. Ponadto, natychmiast po osiągnięciu temperatury chłodzenia wsad jest hartowany (hartowanie natychmiastowe - zero quenching), dzięki czemu minimalizuje się odkształcenia wsadu.

Ponadto, w odróżnieniu od prostych pieców nawęglania gazowego 1A, w piecu ciągłego nawęglania gazowego 1B nie ma potrzeby przetrzymywania wsadu w strefie chłodzenia 5, która byłaby połączona ze strefą podgrzewania 4 tak, aby temperatura wsadu uległa obniżeniu to temperatury hartowania, co znacznie redukuje czas, w którym wsad jest przetrzymywany w strefie chłodzenia 5. Ponadto, całkowity czas podgrzewania ulega drastycznemu skróceniu, co z kolei przyczynia się do zmniejszenia niezbędnej energii cieplnej jak i zapotrzebowania na gazy atmosferyczne. W rezultacie uzyskuje się znaczną redukcję kosztów, którą cechują dobre efekty ekonomiczne.

PL 198 651 B1

Niestety, w piecu 1B ciągłego nawęglania gazowego strefa 6 chłodzenia i hartowania jest umieszczona za strefą podgrzewania 4 w postaci osobnej komory. Ponadto, piec 1B ciągłego nawęglania gazowego wymaga zastosowania oprócz popychacza paletowego 7 popychaczy bocznych 26, popychacza wysuwającego 27 oraz tym podobnych środków, a więc posiada skomplikowaną konstrukcję, wymagającą dużej przestrzeni instalacyjnej.

W stanie techniki zaproponowano inną konstrukcję pieca (zbadane japońskie zgłoszenie patentowe nr 61-16912). W tym piecu komora podgrzewania, komora nawęglania oraz komora chłodzenia i przetrzymywania są oddzielone drzwiami oddzielającymi a wsad może być przenoszony przy użyciu przenośnika rolkowego, który jest niezależnie umieszczony w odpowiedniej komorze. Niemniej piec, który wykorzystuje do przenoszenia wsadu wewnątrz pieca tylko i wyłącznie przenośnik rolkowy jest większy niż piec typu paletowego. Ponadto, w przypadku takiego typu pieca straty ciepła wynikające z rozpraszania ciepła są znaczne, co w rezultacie oznacza zwiększone koszty.

Celem niniejszego wynalazku jest wprowadzenie pieca do obróbki termicznej, który posiadałby nie tylko szereg zalet charakteryzujących piec 1B ciągłego nawęglania gazowego, ale cechowałby go także krótszy czas obróbki (czas, w którym wsad jest utrzymywany w piecu) w porównaniu do prostego pieca 1A ciągłego nawęglania gazowego. Ponadto, piec do obróbki termicznej według wynalazku posiada znacznie prostszą konstrukcję w porównaniu pieca 1B ciągłego nawęglania gazowego, lub tym podobnego pieca i wymaga mniejszej przestrzeni instalacyjnej.

Istotą wynalazku jest piec do obróbki termicznej charakteryzujący się tym, że strefa podgrzewania, strefa chłodzenia oraz strefa hartowania są umieszczone wewnątrz liniowego korpusu pieca w takiej właśnie kolejności, strefa podgrzewania, strefa chłodzenia oraz strefa hartowania są oddzielone drzwiami oddzielającymi środki transportujące wsad to popychacz paletowy w strefie podgrzewania, środki transportujące wsad zawierają przenośnik rolkowy w strefie chłodzenia oraz w strefie hartowania, przenośniki rolkowe są napędzane niezależnie, oraz tym, że przednia krawędź przenośnika rolkowego, należącego do strefy chłodzenia, znajduje się wewnątrz strefy podgrzewania na krańcu tylnym strefy podgrzewania, a ponadto tym, że przedni kraniec przenośnika rolkowego, który należy do strefy chłodzenia, znajduje się w strefie podgrzewania na długości jednego bloku wsadu od drzwi oddzielających, które oddzielają strefę podgrzewania od strefy chłodzenia, a tylny kraniec szyny prowadzącej wsad, umieszczonej w strefie podgrzewania, jest połączony z przednią krawędzią przenośnika rolkowego, tak że możliwe jest przenoszenie wsadu.

Piec według wynalazku charakteryzuje się tym, że czujniki wykrywające obecność wsadu są umieszczone wewnątrz odpowiednio strefy podgrzewania, strefy chłodzenia oraz strefy hartowania.

Ponadto, piec według wynalazku charakteryzuje się tym, że ponadto ściana korpusu pieca posiada konstrukcję warstwową zawierającą, patrząc od wewnątrz, cegły, płytę sylikatową, wypraskę zawierającą krzemionkę, tlenek tytanu oraz włókna nieorganiczne.

Dzięki konstrukcji pieca według wynalazku, takiej jak to opisano powyżej, z czujnikami wykrywającymi obecność wsadu i potwierdzającymi obecność wsadu w strefie podgrzewania, strefie chłodzenia i strefie hartowania, możliwe jest precyzyjne i bezpieczne automatyczne przenoszenie wsadu pomiędzy strefami.

Ponadto, konstrukcja pieca poprawia własności termiczno izolacyjne ścian pieca tak, że rozpraszanie ciepła przez ściany pieca zostaje zmniejszone, co z kolei owocuje zmniejszeniem zapotrzebowania na energię cieplną zapewniając tym samym korzystny efekt ekonomiczny.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w korzystnym przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 jest widokiem w przekroju poprzecznym pieca obróbki termicznej według przykładu wykonania niniejszego wynalazku, fig. 2 jest schematycznym widokiem z góry pieca obróbki cieplnej według przykładu wykonania niniejszego wynalazku wraz z krzywą gradientu temperatury dla nawęglania, fig. 3 jest rysunkiem konstrukcyjnym przedstawiającym ściany pieca obróbki termicznej według przykładu wykonania niniejszego wynalazku wraz z krzywą izolacji-termicznej, fig. 4 do 15 to schematyczne widoki przedstawiające etapy nawęglania z użyciem pieca obróbki cieplnej według przykładu wykonania niniejszego wynalazku, fig. 16 przedstawia widok z góry znanego prostego pieca ciągłego nawęglania gazowego wraz z krzywą gradientu temperatury dla nawęglania, fig. 17 przedstawia rysunek konstrukcyjny ściany znanego prostego pieca ciągłego nawęglania gazowego wraz z krzywą izolacji termicznej, fig. 18 jest widokiem z góry pieca ciągłego nawęglania gazowego proponowanego przez zgłaszającego, a fig. 19 jest widokiem przykładowym przedstawiającym sposób transportowania wsadu ze strefy hartowania do strefy chłodzenia.

PL 198 651 B1

Według korzystnego przykładu wykonania, przód podajnika rolkowego, który znajduje się w strefie chłodzenia, znajduje się w strefie podgrzewania na długości jednego bloku pojedynczego wsadu od drzwi oddzielających, które oddzielają strefę podgrzewania od strefy chłodzenia, a tył szyny prowadzącej wsad, umieszczonej w strefie podgrzewania, jest połączony z przednią częścią przenośnika rolkowego tak, aby przenieść wsad. Dlatego też przenośnik rolkowy umieszczony w strefie chłodzenia został zminimalizowany w strefie podgrzewania, dzięki czemu zmniejszono długość pieca.

Tak jak to pokazano na fig. 1 i 2, piec obróbki termicznej 1 według przykładu wykonania niniejszego wynalazku zawiera strefę podgrzewania wstępnego 4a oraz strefę nawęglania dyfuzyjnego 4b, które w poniższym opisie są prosto określane mianem strefy podgrzewania 4, ponadto zawiera strefę chłodzenia 5 i strefę hartowania 6 umieszczone w tej kolejności w liniowym korpusie pieca. Strefa podgrzewania 4, strefa chłodzenia 5 oraz strefa hartowania 6 są oddzielone drzwiami oddzielającymi 2 i 3. Wsad W na palecie jest przesuwany przez popychacz paletowy 1 w strefie podgrzewania 4, przez przenośnik rolkowy 8 w strefie chłodzenia 5 i przez przenośnik rolkowy 9 w strefie hartowania 6, przy czym przenośnik rolkowy 8 i przenośnik rolkowy 9 są napędzane niezależnie. Według tego przykładu wykonania, część przednia przenośnika rolkowego 8 należącego do strefy chłodzenia 5 znajduje się w strefie podgrzewania 4, w tylnej części strefy podgrzewania 4.

Ponadto, strefa podgrzewania 4, strefa chłodzenia 5 i strefa hartowania 6 są wyposażone w optyczne czujniki 10, 11 i 12 wykrywające obecność wsadu. Optyczne czujniki 10, 11 i 12 wykrywające obecność wsadu są zbudowane z elementów emitujących światło oraz elementów odbierających światło, które są umieszczone po obu stronach środków transportujących dla wsadu W, tak że są zwrócone ku sobie. Alternatywnie, możliwe jest umieszczenie dodatkowych rezerwowych elementów emitujących światło i elementów odbierających światło zwróconych ku sobie. W razie takiej potrzeby w jednym miejscu możliwe jest umieszczenie zespołu wielu elementów emitujących światło i elementów odbierających światło zwróconych ku sobie.

Na fig. 1 numerem 16 oznaczono wentylator mieszający, 17 oznacza termoparę, 18 oznacza urządzenie otwierające i zamykające drzwi oddzielających 2, 19 oznacza urządzenie otwierające i zamykające drzwi oddzielających 3, a H oznacza element grzejny.

Tak jak to pokazano na fig. 3, izolacja cieplna korpusu pieca obróbki cieplnej 1 posiada konstrukcję warstwową zawierającą, patrząc od środka, cegły 13, płytę sylikatową 14 oraz wypraskę 15 zawierającą krzemionkę, tlenek tytanu oraz włókna nieorganiczne.

Grubość pokazana na fig. 3 została przedstawiona w milimetrach (mm). Całkowita grubość izolacji termicznej wynosi 345 mm. Krzywa izolacji termicznej pokazuje, że gdy temperatura pieca jest utrzymywana na poziomie 950°C, temperatura powierzchni pieca 1 wynosi 61°C (temperatura otoczenia 25°C) a ilość rozproszonego ciepła wynosi 1,60 MJ/m²h.

Tak jak to pokazano na fig. 17, izolacja termiczna korpusu znanego prostego pieca 1A ciągłego nawęglania gazowego posiada konstrukcję warstwową zawierającą cegły 23, płytę sylikatową 24 oraz płytę sylikatową 25, patrząc od wewnątrz.

Grubość pokazana na fig. 17 została przedstawiona w milimetrach (mm). Całkowita grubość izolacji termicznej wynosi 345 mm. Krzywa izolacji termicznej pokazuje, że gdy temperatura pieca jest utrzymywana na poziomie 950°C, temperatura powierzchni korpusu pieca 1 wynosi 78°C (temperatura otoczenia 25°C) a ilość rozproszonego ciepła wynosi 2,54 MJ/m²h.

Porównanie ilości rozpraszanego ciepła dla pieca według przykładu wykonania wynalazku pokazanego na fig. 3, z wartościami dla znanego pieca pokazanego na fig. 17, pokazuje różnicę 2,54 MJ/m²h - 1,60 MJ/m²h = 0,94 MJ/m²h. Oznacza to, że piec według niniejszego wynalazku pozwala na redukcję energii na poziomie 0,94 MJ/m²h (0,26 Kwh/m²).

Poniżej opisano skrócenie czasu obróbki (czasu, w którym wsad przebywa w piecu) uzyskane dzięki wprowadzeniu pieca obróbki termicznej 1 według przykładu wykonania, pokazanego na fig. 1 i 2, przez porównanie pieca obróbki termicznej 1 ze znanym prostym piecem 1A ciągłego nawęglania gazowego pokazanym na fig. 16.

W znanym prostym piecu 1A ciągłego nawęglania gazowego pokazanym na fig. 16, w strefie podgrzewania znajduje się 14 palet, na każdej umieszczono zbiór pojedynczych wsadów W, trzy palety znajdują się w strefie chłodzenia 5, a dwie palety znajdują się w strefie hartowania 6. W całym piecu znajduje się 19 palet.

Z drugiej strony, w piecu obróbki termicznej 1 według przykładu wykonania wynalazku, tak jak to pokazano na fig. 2, w strefie podgrzewania 4 znajduje się 14 palet, z których każda mieści zbiór pojedynczych wsadów, podobnie jak w znanym prostym piecu 1A ciągłego nawęglania gazowego

PL 198 651 B1 pokazanym na fig. 16, a pojedyncza paleta znajduje się w każdej ze stref chłodzenia 5 i hartowania 6. Dlatego też piec obróbki termicznej 1 mieści łącznie 16 palet. W piecu obróbki termicznej 1, pomiędzy strefą chłodzenia 5 i strefą hartowania 6 oddzielonymi drzwiami oddzielającymi 2 i drzwiami oddzielającymi 3 pojawia się gradient temperatur.

Obliczony współczynnik redukcji czasu obróbki dla tych dwóch pieców wynosi (19-16)/16 = 0,1875. To znaczy, że piec według przykładu wykonania wynalazku redukuje czas obróbki o około 19% w porównaniu do znanego pieca przedstawionego na fig. 16. W szczególności zakładając, że cykle pracy pieca obróbki termicznej 1 i prostego pieca 1A ciągłego nawęglania gazowego wynoszą na przykład 15 minut, czas obróbki dla znanego prostego pieca 1A ciągłego nawęglania gazowego wynosi 285 minut (15 min x 19 palet = 285 min), podczas gdy czas obróbki dla pieca obróbki termicznej 1 według przykładu wykonania wynalazku wynosi 240 minut (15 min x 16 palet = 240 min). Tak więc, dla pieca obróbki termicznej 1 czas obróbki został skrócony o 45 minut (285 - 240 = 45 min).

Poniżej, w odniesieniu do fig. 4 do 15 opisany zostanie etap rzeczywistego nawęglania w piecu obróbki termicznej 1 według przykładu wykonania wynalazku z fig. 1 i 2.

Odnosząc się do fig. 4, po zakończeniu sezonowania wsad W (paleta) jest dostarczany do strefy podgrzewania 4 i jest podgrzewany do temperatury 950°C tak, aby możliwe było wykonanie obróbki nawęglania dyfuzyjnego wsadu W (określanej poniżej mianem nawęglania).

Odnośnie fig. 5, w czasie nawęglania wsad W przesuwa się w strefie podgrzewania 4, a gdy nawęglanie najdalszego wsadu 28 kończy się w strefie podgrzewania 4, do strefy podgrzewania 4, przy użyciu popychacza paletowego 1, dostarczany jest nowy wsad 29.

Odnośnie fig. 6, w trakcie nawęglania w strefie podgrzewania 4 drzwi oddzielające 2, które oddzielają strefę podgrzewania 4 od strefy chłodzenia 5 są otwierane w odpowiedzi na sygnał z zegara tak, że nowy wsad 29 jest dostarczany do strefy podgrzewania 4 przez popychacz paletowy 7, jednocześnie najdalszy wsad 28, który został już nawęglony w strefie podgrzewania 4, jest wprowadzany przez przenośnik rolkowy 8 do strefy chłodzenia 5.

Tak jak to pokazano na fig. 6, popychacz paletowy 7 realizuje transport skrajnego wsadu 28 do strefy chłodzenia 5 tak długo, jak długo przednia powierzchnia wsadu 28 nie zostanie wykryta przez czujniki 10 wykrywające obecność wsadu, to znaczy popychacz paletowy 7 wykonuje suw L1, przy czym czujniki 10 wykrywające obecność wsadu są umieszczone w strefie podgrzewania 4. W odniesieniu do kolejnego suwu L2, odległość o jaką popychacz paletowy 7 przesuwa się jest obliczana na podstawie zliczonych impulsów, dzięki czemu możliwe jest skrócenie długości pieca.

Na rysunku P oznacza czujnik impulsowy do impulsowego sterowania odległością, o którą przesuwa się popychacz paletowy 7. Mimo że szczegóły nie zostały przedstawione, czujnik impulsowy P zawiera mechanizm detekcji pozycji przesunięcia, który jest operacyjnie powiązany z przesunięciem popychacza paletowego 7.

Poniżej opisane zostanie zmniejszenie długości pieca uzyskane dzięki wprowadzeniu sposobu transportu według przykładu wykonania wynalazku.

Na fig. 19 (A) pokazuje ogólnie sposób transportowania wsadu, podczas gdy (B) pokazuje sposób transportowania wsadu według przykładu wykonania wynalazku pokazanego na fig. 6. W obu sposobach transportowania żaden z optycznych czujników 10 położenia nie może być umieszczony w drzwiach oddzielających 2, a więc muszą one być umieszczone wewnątrz strefy podgrzewania 4, która znajduje się przed drzwiami oddzielającymi 2.

W obu sposobach transportowania wymagane jest, aby w czasie gdy skrajny wsad 28 jest transportowany do strefy chłodzenia 5, kolejny wsad 31 był wprowadzany do określonego miejsca w strefie podgrzewania, w szczególności w części końcowej szyny prowadzącej 33. W opisie dotyczącym fig. 19 długość bloku (jednej palety) wsadu W wynosi hipotetycznie 460 mm.

Najpierw opisany zostanie ogólny sposób transportowania pokazany na fig. 19 (A). Aby przetransportować skrajny wsad 28 do strefy chłodzenia 5 i równocześnie wprowadzić kolejny wsad 31 do części końcowej szyny prowadzącej 33, przenośnik rolkowy 8a o długości przynajmniej jednego bloku wsadu W, to znaczy 460 mm musi być umieszczony pomiędzy przednią częścią szyny prowadzącej 33 i czujnikami 10 wykrywającymi obecność wsadu.

Z drugiej strony, w przypadku sposobu transportowania wsadu pokazanego na fig. 19 (B) według niniejszego wynalazku, część przenośnika rolkowego 8a występująca w ogólnym sposobie transportowania pokazanym na fig. 19 (A) nie jest wprowadzona, niemniej przedłużona jest tam szyna prowadząca 33. Dlatego też długość pieca zostaje skrócona o długość tej części przenośnika rolkowego 8a,

PL 198 651 B1 która została zastąpiona przenośnikiem rolkowym 8. Skrócenie długości zostało pokazane po stronie wejściowej pieca z fig. 19 (B).

W szczególności, według przykładu wykonania, część przednia przenośnika rolkowego 8 należącego do strefy chłodzenia 5, znajduje się wewnątrz strefy chłodzenia 4 na długości jednego bloku wsadu W od drzwi oddzielających 2, które oddzielają strefę podgrzewania 4 od strefy chłodzenia 5, a tylna część szyny prowadzącej 33, umieszczonej w strefie podgrzewania 4, jest połączona z przednią częścią przenośnika rolkowego 8, tak aby możliwe było przenoszenie wsadu W. Długość przenośnika rolkowego 8 strefy chłodzenia 5 w strefie podgrzewania 4 jest zminimalizowana, dzięki czemu uzyskuje się skrócenie długości korpusu pieca.

Sposób przenoszenia wsadu według przykładu wykonania wynalazku pokazanego na fig. 19 (B), w przypadku normalnej pracy popychacza paletowego 7, obejmuje etapy, w których wsad W przesuwa się wzdłuż szyny prowadzącej 33 w komorze podgrzewania przez na przykład 160 mm, gdy czujniki 10 wykrywające obecność wsadu w strefie podgrzewania 4 (suw L1) wykryją przednią powierzchnię pierwszego pojedynczego wsadu 28.

Następnie, w kolejnym impulsie, który został wcześniej obliczony, odległość o jaką przesunie się popychacz paletowy 7 jest regulowana, a wsad W jest przesuwany o 300 mm, co wprowadza najbliższy pojedynczy wsad 28 w określone położenie na przenośniku rolkowym 8 (suw L2). Następnie ruch popychacza paletowego 7 jest zatrzymywany i kolejny wsad 31 pozostaje na szynie prowadzącej do nawęglenia.

Odnośnie fig. 7, w czasie trwania procesu nawęglania w strefie podgrzewania 4 nowy wsad 29 jest doprowadzany do strefy podgrzewania 4 w celu nawęglenia, jednocześnie skrajny wsad 28 jest przesuwany do określonego położenia w strefie podgrzewania przez przenośnik rolkowy 8. Następnie drzwi oddzielające 2 są zamykane a skrajny wsad 28 zostaje schłodzony. Jeżeli to konieczne, przenośnik rolkowy pracuje w kierunku w przód i w tył, tak więc możliwe jest wykonanie niewielkich ruchów w przód i w tył lub rozkołysanie wsadu 28.

Odnośnie fig. 8, w czasie procesu nawęglania w strefie podgrzewania 4 chłodzenie najbliższego wsadu 28 w strefie chłodzenia 5 zostaje zakończone, a drzwi oddzielające 3, które oddzielają strefę chłodzenia 5 od strefy hartowania 6 zostają otwarte w odpowiedzi na sygnał zegara. Następnie przenośnik rolkowy 8 i przenośnik rolkowy 9 są uruchamiane tak, że najbliższy wsad 28 zostaje przeniesiony do strefy hartowania 6.

Odnośnie fig. 9, w czasie trwania procesu nawęglania w strefie podgrzewania 4 drzwi oddzielające 3, które oddzielają strefę chłodzenia 5 od strefy hartowania 6 zostają zamknięte, a najbliższy wsad 28 jest utrzymywany w strefie hartowania 6 w temperaturze wygrzewania.

Odnośnie fig. 10, w czasie trwania procesu nawęglania w strefie podgrzewania 4 drzwi oddzielające 2, które oddzielają strefę podgrzewania 4 od strefy chłodzenia 5 są otwierane w odpowiedzi na sygnał z zegara, i do strefy podgrzewania 4 wprowadzany jest przez popychacz paletowy 7 nowy wsad 30. Równocześnie skrajny wsad 31 w strefie podgrzewania 4 jest wprowadzany przez przenośnik rolkowy 8 do strefy chłodzenia 5. Ten etap jest taki sam jak etap pokazany na fig. 6 z tym wyjątkiem, że najbliższy wsad 28 znajduje się w strefie hartowania 6.

Odnośnie fig. 11, w czasie trwania procesu nawęglania w strefie podgrzewania 4 najbliższy wsad 31 w strefie podgrzewania 4 jest przenoszony do strefy chłodzenia 5. Etap ten jest taki sam jak ten przedstawiony na fig. 10, z tym wyjątkiem, że w tym etapie rozpoczyna się chłodzenie.

Odnośnie fig. 12, drzwi wyjściowe 22 są otwierane a najbliższy wsad 28 w strefie hartowania 6 jest przenoszony do zbiornika oleju hartowniczego (nieprzedstawiony) przy użyciu przenośnika rolkowego 9. Za wyjątkiem tego, etap ten jest taki sam jak ten przedstawiony na fig. 11.

Odnośnie fig. 13, strefa hartowania 6 zostaje opróżniona.

Za wyjątkiem tego, etap ten jest taki sam jak ten przedstawiony na fig. 12.

Odnośnie fig. 14, w czasie trwania procesu nawęglania w strefie podgrzewania 4 chłodzenie skrajnego wsadu 3 zostaje zakończone w strefie chłodzenia 5, i drzwi oddzielające 3, które oddzielają strefę chłodzenia 5 od strefy hartowania 6 zostają otworzone w odpowiedzi na sygnał zegara. Jednocześnie skrajny wsad 31 jest przenoszony do strefy hartowania 6 przez uruchomienie przenośnika rolkowego 8 i przenośnika rolkowego 9. Ten etap jest taki sam jak etap pokazany na fig. 8.

Odnośnie fig. 15, w czasie trwania procesu nawęglania w strefie podgrzewania 4 drzwi oddzielające 3, które oddzielają strefę chłodzenia 5 od strefy hartowania 6 są zamykane w odpowiedzi na sygnał z zegara, a skrajny wsad 31 jest utrzymywany w określonej temperaturze w strefie hartowania 6. Etap ten jest taki sam jak etap pokazany na fig. 9.

PL 198 651 B1

Po etapie pokazanym na fig. 15, powtarzane są etapy występujące po fig. 10.

Tak jak to zostało już opisane, w przypadku pieca obróbki termicznej według przykładu wykonania wynalazku, znacząco poprawiono sterowanie składem atmosfery i rozkładem temperatury wygrzewania w strefie podgrzewania, strefie chłodzenia i strefie hartowania. Ponadto, temperatura zostaje obniżona do poziomu temperatury wygrzewania w czasie jednego cyklu nawęglania a wygrzewanie jest realizowane niezależnie od cyklu nawęglenia, dzięki czemu skróceniu ulga całkowity czas obróbki. Skrócenie całkowitego czasu obróbki z kolei zmniejsza zapotrzebowanie na energię cieplną i gazy atmosferyczne, przyczyniając się do zmniejszenia kosztów operacyjnych. Ponadto, zmniejszeniu ulega wymagana przestrzeń instalacyjna, przyczyniając się do zmniejszenia kosztów inwestycyjnych.

Claims

1. Piec do obróbki termicznej, znamienny tym, że strefa podgrzewania (4), strefa chłodzenia (5) oraz strefa hartowania (6) są umieszczone wewnątrz liniowego korpusu pieca w takiej właśnie kolejności, strefa podgrzewania (4), strefa chłodzenia (5) oraz strefa hartowania (6) są oddzielone drzwiami oddzielającymi (2, 3), środki transportujące wsad (W) to popychacz paletowy (7) w strefie podgrzewania (4), środki transportujące wsad (W) zawierają przenośnik rolkowy (8, 9) w strefie chłodzenia (5) oraz w strefie hartowania (6), przenośniki rolkowe (8, 9) są napędzane niezależnie, oraz tym, że przednia krawędź przenośnika rolkowego (8), należącego do strefy chłodzenia (5), znajduje się wewnątrz strefy podgrzewania (4) na krańcu tylnym strefy podgrzewania (4), a ponadto tym, że przedni kraniec przenośnika rolkowego (8), który należy do strefy chłodzenia (5), znajduje się w strefie podgrzewania (4) na długości jednego bloku wsadu (W) od drzwi oddzielających (2), które oddzielają strefę podgrzewania (4) od strefy chłodzenia (5), a tylny kraniec szyny (33) prowadzącej wsad, umieszczonej w strefie podgrzewania (4), jest połączony z przednią krawędzią przenośnika rolkowego (8), tak że możliwe jest przenoszenie wsadu (W).

2. Piec obróbki termicznej według zastrz. 1, znamienny tym, że czujniki (10, 11, 12) wykrywające obecność wsadu są umieszczone wewnątrz odpowiednio strefy podgrzewania (4), strefy chłodzenia (5) oraz strefy hartowania (6).

3. Piec obróbki termicznej według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że ponadto ściana korpusu pieca posiada konstrukcję warstwową zawierającą, patrząc od wewnątrz, cegły (13), płytę sylikatową (14), wypraskę (15) zawierającą krzemionkę, tlenek tytanu oraz włókna nieorganiczne.