PL71093B1 - - Google Patents

Description

Uprawniony z patentu: USS Engineersand Donsultants Inc., Pittsburgh (Stany Zjednoczone Ameryki) Sposób obróbki cieplnej tasm metalowych,zwlaszcza tasm ze stali krzemowej oraz rolka wsporcza pieca do obróbki cieplnej tasm metalowych, zwlaszcza tasm ze stali krzemowej Przedmiotem wynalazku jest sposób obróbki cieplnej tasm metalowych, zwlaszcza tasm ze stali krzemowej oraz rolka wsporcza pieca do obróbki cieplnej tasm metalowych zwlaszcza tasm ze stali krzemowej.Przedmiot wynalazku dotyczy zwlaszcza rolkowego przenosnika pieca, wokól którego tasma jest owinieta i który w sposób ciagly przemieszcza tasme przez strefe nagrzewania pieca, na przyklad pieca do wyzarzania.Znany jest sposób ciaglej obróbki cieplnej tasm metalowych, w którym tasma przechodzac przez strefe nagrzewu pieca wspiera sie na zaroodpornych elementach przenosnika.Elementy przenosnika maja wykladzine zaroodporna korzystnie z weglików krzemu. Przy obróbce cieplnej blach zadowalajace rezultaty uzyskuje sie w wypadku stosowania rolek przenosnika, zaopatrzonych w zaroodpor¬ na wykladzine z weglików krzemu, poniewaz na powierzchni takiej wykladziny nie tworzy sie warstwa tlenków.Jednak w przypadku ciaglej obróbki cieplnej tasm metalowych, gdy naprezna tasma przewija sie przez rolke, na powierzchni zaroodpornych wkladek z weglików krzemu tworza sie narosty. Zjawisko to wystepuje szczególnie przy obróbce tasm ze stali krzemowej. Ponadto wykonanie i zamontowanie tego typu wykladzin zaroodpornych zwiazane jest ze znacznym nakladem sil oraz kosztów. Tworzace sie na powierzchni rolki przenosnikowej narosty maja postac miejscowych skupien czastek pochodzacych z obrabianej tasmy. Utworzone w ten sposób narosty kalecza powierzchnie tasmy przewijajacej sie przez rolke. Problem ten wystepuje szczególnie ostro przy obróbce cieplnej tasm ze stali krzemowej oraz innych stali wymagajacych stosunkowo wysokiej temperatury obróbki, to jest temperatury lezacej w zakresie od 530°C do powyzej 840°C.Tworzenie sie narostów jest zjawiskiem dosc skomplikowanym i zalezy od wielu czynników, jak napiecie tasmy przewijajacej sie przez rolki, sklad materialu z którego wykonana jest tasma, sklad oraz temperatura atmosfery pieca, jak równiez rodzaj materialu z którego wykonana jest powierzchnia rolki.Znane sa rozwiazania majace na celu zapobiezenie tworzeniu sie narostów na powierzchni rolki przenosni¬ kowej. Jednym z nich jest zastosowanie na rolce przenosnikowej nakladanej tulei wykonanej zwegla. Rolki2 71 093 takie, z tuleja wykonana z wegla bezpostaciowego lub grafitu byly z powodzeniem stosowane w kazdej atmosferze oraz w zakresie duzych napiec tasmy.W innym rozwiazaniu zastosowano tuleje rolki przenosnikowej, wykonana ze spieku zawierajacego grafit oraz odpowiedni srodek wiazacy. Weglowe tuleje rolek przenosnikowych mialy te wade, ze nastepowalo nierównomierne utlenianie ich powierzchni. Wynikiem tego bylo tworzenie sie twardych pól na powierzchni tulei, które kaleczyly przewijajaca sie przez rolke tasme. W tym wypadku konieczne bylo wymontowanie tulei oraz przeszlifowanie rolki.Inna niedogodnoscia rolek zaopatrzonych w tuleje weglowe bylo to, ze rolki nie mozna bylo wyjac z pieca bez uprzedniego jej ochlodzenia. Tuleja rolki wyjetej z goracego pieca ulegala natychmiast spaleniu w powietrzu.Celem wynalazku w zakresie sposobu jest usuniecie wyzej opisanych niedogodnosci, a zwlaszcza wyelimi¬ nowanie zjawiska tworzenia sie narostów na powierzchni, na której opiera sie tasma poddawana obróbce cieplnej.Cel wynalazku zostal osiagniety dzieki temu, ze w, sposobie wedlug wynalazku tasme w czasie obróbki cieplnej opiera sie na powierzchni z materialu zawierajacego spieczona krzemionke, przy czym spieczona krzemionka zawiera do 20% co najmniej jednego skladnika wybranego z grupy obejmujacej glinke ogniotrwala, CaO, MgO, Al203, ZrSi04 i Cr203 a takze ziarnisty spiek glinki ogniotrwalej zwiazany na zimno lepiszczem dla powstrzy¬ mywania tworzenia sie narostów. Cel wynalazku zostal osiagniety równiez dzieki temu, ze w rolce wsporczej pieca do obróbki cieplnej tasm metalowych zwlaszcza tasm ze stali krzemowej tuleja jest z materialu zawierajacego spieczona krzemionke, przy czym spieczona krzemionka zawiera do 20% co najmniej jednego skladnika z grupy obejmujacej glinke ogniotrwala, CaO, MgO, Al203, ZrSi04 i Cr203 oraz ziarnisty spiek glinki ogniotrwalej zwiazany na zimno lepiszczem dla powstrzymania tworzenia sie narostów.Przedmiot wynalazku zostal zilustrowany na przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia rolke wedlug wynalazku w czesciowym przekroju, fig. 2 — rolki z fig. 1, w widoku z boku.Rolka 2 ma korpus 8 w ksztalcie pustego wewnatrz cylindra oraz ceramiczna tuleje 6 sztywno osadzona na zewnatrz rolki. Tuleja ceramiczna 6 w korzystnym wykonaniu sklada sie z rozdrobnionych czastek Si02 szkliwa krzemionkowego, które zmieszane jest z krzemionka koloidalna, zaformowane w ksztalt tulei 6 i poddane operacji spiekania, korzystnie w temperaturze 975°C. Wykonana w ten sposób tuleja ze spieczonego szkla krzemionkowego jest odporna na scieranie, jakiemu zostaje poddana w czasie, gdy przewija sie przez nia obrabiana tasma. Tuleja 6 jest korzystnie uformowana z czastek szkla krzemionkowego oraz krzemionki koloidalnej lub spoiwa cementowego oraz spieczona tak, aby uzyskac spiek o dobrych wlasnosciach wytrzyma¬ losciowych.Szklo krzemionkowe otrzymuje sie przez stopienie czastek kwarcu Si02. Gorace szklo zostaje nastepnie zahartowane i rozdrobnione. Rozdrobnione szkliwo zostaje nastepnie zaformowane w ksztalt tulei 6 wraz z krzemionka koloidalna lub spoiwem cementowym oraz spieczone, co w efekcie daje porowata tuleje o dobrych wlasnosciach wytrzymalosciowych.Tuleja 6 ma bardzo dobra odpornosc na luszczenie i moze byc bezpiecznie wkladana i wyjmowana z goracego pieca. Tuleja krzemionkowa 6 ma niska przewodnosc cieplna w porównaniu z wkladkami z weglika krzemu lub wegla, lub tez tulejami weglowymi stosowanymi poprzednio. Dzieki temu tuleja 6 wedlug wynalazku przewodzi mniej ciepla do korpusu rolki, co w efekcie daje stabilne warunki pracy calego zespolu rolki. Ze wzgledu na niskie koszty wytwarzania zastosowanie szkliwa krzemionkowego przynosi znaczne oszczednosci. Nie istnieje tez potrzeba okresowego wymontowywania tulei ze szkliwa krzemionkowego i poddawania jej szlifowa¬ niu regenerujacemu powierzchnie. Ponadto w temperaturze bliskiej 975°C powierzchnia tulei ze szkla krzemion¬ kowego ulega rekrystalizacji i dlatego tuleje takie moga byc stosowane w pionowych piecach do obróbki cieplnej.Material z którego wykonana jest tuleja 6, to znaczy mieszanina oparta na szkliwie krzemionkowym ma gestosc okolo 1,76 — 19,2 g/cm3 co stanowi maksymalna wartosc dla materialu odpowiedniego do odlewania grawitacyjnego. Niska przewodnosc cieplna tego materialu (26,352 kcal/m2 h°C) zapewnia oszczednosc ciepla w piecu, poniewaz mniej ciepla doprowadzane jest do stalowego korpusu rolki. Przewodnosc ta zalezy takze od gestosci uzytego materialu.Material ten wykazuje równiez niska rozszerzalnosc cieplna (0,3*10"6 w zakresie od 0 do 975°C), co jest o tyle istotne, ze pozwala na zmiany temperatury bez niebezpieczenstwa pekania, a jesli na rolce znajduja sie przyczepione czastki metalu, metal ten ma znacznie wieksza kurczliwosc.przy chlodzeniu niz material rolki, co powoduje, ze czastki metalu same odpadaja przy chlodzeniu lub przy zmianach temperatury w czasie normalnej pracypieca. - Przyczepione czastki metalu maja ksztalt wydluzonych narostów o dlugosci 1,5 do 12 mm, lecz nie tworza "one ciaglej powloki na powierzchni tulei. Jakkolwiek korzystna wartosc rozszerzalnosci cieplnej wynosi 0,3 X 10"6 lub mniej, moze ona osiagnac wartosc nawet 0,5 • 10"6.71093 3 Szlifowanie regeneracyjne tulei krzemionkowej jest znacznie latwiejsze niz szlifowanie tulei z innych materialów. Jesli na powierzchni tulei utwórz* sie narosty metalu lub tlenków zelaza, które nie odpadna w czasie chlodzenia, wystarczy w wielu wypadkach reczne przetarcie powierzchni tulei papierem sciernym.W zakresie temperatur od 1030°C do 1060°C i wbecnoici pary wodnej czastki metalu odpadaja same, bez koniecznosci chlodzenia, dzieki reakcji miedzy krzemionke i FeO utworzonym przez utlenienie czastek metalu.Utworzony w wyniku reakcji zwiazek jest w stanie plynnym I ma stosunkowo mala lepkosc i splywa po powierzchni rolki, przy czym moze nawet wypelniac pory w spieczonej tulei krzemionkowej. W wypadku zastosowania jako materialu tulei innego tlenku ceramicznego jak na przyklad 100% tlenek glinu (AljOa)/ produkt reakcji tlenku zelaza jest w stanie stalym i powiekszanie sie narostów postepuje nadal. Jednakze niewielkie ilosci Al203 w przestrzeniach porów tulei lub korpusu rolki moga byc pomocne w usunieciu narostów, poniewaz ograniczona ilosc Al203 wplywa na obnizenie temperatury, przy której zwiazek FeO i krzemionki uplynnia sie.Czastki innych tlenków, takich jak glinka ogniotrwala, CaO, MgO, Al203, ZrSi04,oraz/lub Cr203 mozna dodawac do stopionego szkla krzemionkowego w zakresie 0,5-20%, co nie ma wplywu na pogorszenie sie takich cech jak rozszerzalnosc cieplna, przewodnosc lub odpornosc na luszczenie tulei wykonanych z czystej krzemionki. Kazdy z tych tlenków lub ich mieszanine mozna dodawac w ilosci, która ograniczona jest tylko pozadanymi wlasnosciami cieplnymi koncowego produktu. W najwiekszej ilosci mozna dodawac wypalonej glinki kaolinowej (AI2Si207).Mozliwa jest takze zmiana wlasnosci chemicznych powierzchni rolki przez calkowicie lub czesciowe wypelnienie porów powierzchniowych tulei krzemionkowej zwiazkem, który rozklada sie w podwyzszonej temperaturze. Powoduje to stracenie chemicznych zanieczyszczen osiadlych w porach tulei. Po ogrzaniu tulei do temperatury 400°C kwas chromowy Cr03 XH:0 wprowadzony do porów przechodzi wCr203. Takie inne zwiazki chemiczne, jak na przyklad chlorek glinu, moga byc zastosowane w celu zmiany wlasnosci chemicznych powierzchni rolki przy zachowaniu pierwotnych wlasnosci spieczonych czastek szkla krzemionkowego.Jesli zachodzi potrzeba, jako materialu na tuleje 6 mozna uzyc mieszaniny o innym skladzie. Material taki moze byc utworzony przez spieczenie ziarnistej glinki ogniotrwalej z cementem lub innym srodkiem wiazacym na zimno.Korpus rolki zaopatrzony jest w dwa stozkowe zakonczenia walu 10. Cylindryczny korpus 8 rolki zamkniety jest z obu stron przez plyty krancowe 14 oraz ma na obu koncach pierscien napedowy 12. Stozkowe zakonczenia walu 10 sa wypelnione materialem izolacyjnym 16. Korpus rolki 8 stozkowe zakonczenia walu 10, pierscienie napedowe 12 oraz plyty krancowe 14 moga byc wykonane z kazdego wysokotopliwego stopu ze stosowanych zwykle do wyrobu elementów przenosnika piecowego. Korpus 8 rolki zaopatrzony jest w rozmiesz¬ czone wzdluz osi powierzchnie oporowe 18 dla oparcia tulei 6. Ze wzgledu na dostateczna porowatosc tulei 6 wykonanej ze spieku drobnoziarnistej krzemionki, mieszaniny krzemionki i innych tlenków lub ziarnistej glinki ogniotrwalej — zbedne jest wykonywanie specjalnego odpowietrzenia korpusu rolki 8. Stozkowe zakonczenia walu 10 zaopatrzone sa w czesci cylindryczne 22 wchodzace do wewnatrz korpusu rolki 8, oraz cylindryczne zakonczenia 26 i 28 o odpowiednio duzej i malej srednicy. Rolke osadza sie obrotowo w piecu w znany sposób.Krawedzie korpusu rolki sa polaczone z zakonczeniem walu 10 przy pomocy spoin 30, a plyty krancowe 14 polaczone sa z zakonczeniami walu przy pomocy spoin 32. Pierscienie napedowe 12 przyspawane sa do korpusu rolki spoinami 34, jednak drugi pierscien spawa sie dopiero po zalozeniu na korpus rolki tulei 6. Kazdy z pierscieni napedowych 12 posiada na obwodzie rozmieszczone promieniowo wystepy 36, z których kazdy wchodzi w rowek 38 na tulei 6, dzieki czemu tuleja 6 oraz korpus 8 tworza jedna calosc.Rowki 38 moga byc zaformowane wraz z tuleja 6 lub tez wykonane pózniej, juz po uformowaniu i spieczeniu tulei.Tgleja 6 stanowi element bezposrednio stykajacy sie z obrabianym w piecu materialem, a jej zewnetrzna powierzchnia cylindryczna 40 jest elementem wsporczym tasmy przechodzacej przez piec. PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób obróbki cieplnej tasm metalowych zwlaszcza tasm ze stali krzemowej w których tasmy sa podgrzewane do temperatury powyzej 500°C, znamienny tym, ze tasme w czasie obróbki cieplnej opiera sie na powierzchni wykonanej z materialu zawierajacego spieczona krzemionke, przy czym spieczona krzemion¬ ka zawiera do 20% przynajmniej jednego skladnika wybranego z grupy obejmujacej glinke ogniotrwala, CaO, MgO, AI2Ó3, ZrSi04 iCr203 a takze ziarnisty spiek glinki ogniotrwalej zwiazany na zimno lepiszczem dla powstrzymania tworzenia sie-narostów.4 71093 2. Rolka wsporcza pieca do obróbki cieplnej tasm metalowych zwlaszcza tasm ze stali krzemowej zawierajaca korpus rolki osloniety porowata tuleja, znamienna tym, ze tuleja (6) jest z materialu zawierajacego spieczona krzemionke, przy czym spieczona krzemionka zawiera do 20% co najmniej jednego skladnika z grupy obejmujacej glinke ogniotrwala, CaO, MgO, Al203, ZrSi04 iCr203 i ziarnisty spiek glinki ogniotrwalej zwiazanej na zimno lepiszczem dla powstrzymania tworzenia sie narostów. 3. Rolka wedlug zastrz. 2, z n a m i e n n a t y m, ze tuleja (6) sklada sie zasadniczo z drobnoziarnistego szkliwa krzemionki spieczonego z krzemionka koloidalna. 4. Rolka wedlug zastrz. 2, z n a m i e n n a t y m, ze tuleja (6) sklada sie zasadniczo z drobnoziarnistego szkliwa krzemionki spieczonego z cementem. 5. Rolka wedlug zastrz. 2, albo 3, znamienna tym, ze tuleja (6) sklada sie z mieszaniny drobnoziar¬ nistego szkliwa krzemionki oraz do 20% co najmniej jednego skladnika wybranego z grupy obejmujacej glinke ogniotrwala, CaO, MgO, Al203, ZrSi04 iCr203, przy czym mieszanina ta jest spieczona z krzemionka koloidalna. 6. Rolka wedlug zastrz. 2, albo 4, znamienna tym, ze tuleja (6) sklada sie z mieszaniny drobnoziar¬ nistego szkliwa krzemionki oraz do 20% co najmniej jednego skladnika wybranego z grupy obejmujacej glinke ogniotrwala, CaO, MgO, Al203, ZrSi04 i Cr203, przy czym mieszanina ta jest spieczona z cementem. FIG. I. 40 38 36 L—Av/* FIG.

2. Prac. Poligraf. UP PRL Naklad 120 + 18 egz. Cena 10 zl PL PL