Pierwszenstwo: Zgloszenlie ogloszono: 30.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 20.02.1975 74233 KI. 48b,H/12 MKP C23c 11/12 Twórcy wynalazku: Tadeusz Wachtl, Stanislaw Para Uprawniony z patentu tymczasowego: Zaklady Mechaniczne „Ponar-Tar- nów", Tarnów (Polska) Urzadzenie do naweglania wzglednie hartowania stali w atmosfe¬ rze obojetnej lub redukujacej gazowej Przedmiotem wynalazku jest (urzadzenie do na- wegUania wzglednie hanfajwania stali w atmosferze oibo(jetnej lub (redukujacej ©azowej, za pomoca od¬ powiednio przygotowanego gazu naweglajacego w generatorze gazu, skad doprowadzony jest on do komory wsadowej, w której umieszcza sie przed- mioty istallowe poddawane obróbce itetnmioznej podgrzane do wysokiej temperatury.Znane urzadzenia do tego celu, na przyklad urzadzenia typu PEKAiT, skladaja sie z dwóch zasadniczych zespolów to jest generatora gazowego wytwarzajacego w iretoncie z katalizatorem, pod¬ grzanej do wysokiej temperatury, odpowiedni gaz naweglajacy, oraz szczelnej komory wsadowej, w której prowadzony jest proces podgrzewania w obojetnej aitmostferze llulb naweglania w tempera¬ turze okolo 950°C.Dla wyrównania temperatury wewnatrz komory stosowane jest mieszadlo napedzane silnikiem eOekttirycznym.'Przedmioty stalowe poddawane procesowi obrób¬ ki termicznej umieszcza sie w tej nagrzanej komo¬ rze, a nastepnie doprowadza do komory nagrzany i odpowiednio przygotowany w generatorze gazo¬ wym gaz nawegla"jacy.Komora wsadowa pieca nagrzewana jest przy pomocy oporowych elementów grzewczych spiral¬ nych, umieszczonych w specjalnych (ksztaltkach sza¬ motowych obudowanych gruibosoiennymi zarood¬ pornymi rruiraimi. Elementy grzewcze zasilane Z napieciem 3Xi380 V. Wada tego rozwiazania jest bardzo czeste uszkadzanie sie elementów grzew¬ czych, które na skutek zabudowania ich w gruibo- sciennych zairoodtpornych oslonach metalowych o 5 zlej przewodnosci ciepOnej ulegaja przegrzaniu, a przepalajac sie tworza luk elektryczny miedzy przepalajacymi sie przewodami i oslona metalowa.Wyttworzona w ten sposób wysoka temperatura powoduje stapianie sie przewodu oporowego grzew- io czego z obudowa metalowa a nie rzadko wypala w niej otwór. Takie stany sa powodem bardzo czestych awarii urzadzenia powodujacych kilku¬ dniowe postoje, poniewaz zachodzi koniecznosc wystudzenia (komory wsadowej dla 'umoziliwienlia 15 wejscia pracownika do komory celem wyciecia rury wraz z uszkodzonymi elementanii grzewczymi lacznie z izolacja szamotowa. Ftrócz tego istnieje niebezpieczenstwo porazenia pradem obslugi urza¬ dzenia, poniewaz elementy grzewcze zasilane sa 20 napieciem 380 V, a szamotka, w której umieszczone sie te elementy traci wlasnosci izolacyjne przy tak wysokiej itemperaturze.Równiez wystepuja powazne trudnosci utrzyma¬ nia stalej temperatury w komorze wsadowej, po- 25 niewaz zastosowane grrflbosoenne oslony zarood¬ porne i znaczna masa ksztaltek szamotowych z ele¬ mentami grzewczymi w tych oslonach, posiadaja duza bezwladnosc icieplna, wskutek czego wyste¬ puja wzrosty temperatur w komorze wsadowej po- sa »o wyzej wartostei nastawionej na regulatorze tempe- 74 2333 74 233 4 ratury, pomimo wylaczenia doplywu pradu do elementów grzewczych przez regulator.Inne znane urzadzenia do tego celu imaja równiez generator gazu i komore wsadowa ogrzewana elektrycznie, ale ;przy pomocy oporowych elemen¬ tów grzewczych wykonanych z chromoniikieliny w postaci pojedynczych tasm falistych zawieszonych wzdluz ibocznych scian komory bez obudowy ochronnej. Elementy te zasilane sa z czterech transformatorów jednofazowych niskim napieciem.Kazdy transformator zasila element grzewczy któ¬ rego koncówki przylaczowe wyprowadzone sa na boczne sciany przez obmiurze tej komory.Do wad tego urzadzenia nalezy to, ze przy takiej konstrukcji elementów grzewczych zachodzi ko¬ niecznosc wyprowadzenia koncówek przylaczowych na zewnatrz bocznych scian komory wsadowej, poniewaz w przypadku uszkodzenia elementów grzewczych dla ich naprawy lub wymiany koniecz¬ ne jest wejiscie pracownika do komory, co wyimiaiga jej wystudzenia. Taki przebieg napraw elementów grzewczych powoduje nie tylko kilkudniowe przer¬ wy w pracy 'urzadzenia, ale równiez wplywaja ujemnie na wyrnurówke i inne elementy konstruk¬ cyjne komory pod wiplywem (duzych zmian ter¬ micznych. Nastepna wada tego .urzadzenia jest za¬ stosowanie pojedynczych tasm falistych oporowych jako elementów grzewczych (umieszczonych wzdluz bocznych scian wewnatrz komory w ilosci czterech sztuk, poniewaz narzuca koniecznosc zastosowania czterech transformatorów jednofazowych do ich zasilania, które umieszczone sa nad stropem komo¬ ry, gdzie panulje dosc wysoka temperatura, wskutek czego dla ochrony uzwojen przed przegrzaniem chlodzone sa woda. Takie rozwiazanie nie jest dobre pod fwz^ledem energetycznym poniewaz daje niesymetryczne obciazenie isieci elektrycznej i przy¬ czynia sie do powstawania przepiec elektrycznych, oraz wymaga chlodzenia wodnego oo nie jest wy¬ godne, poniewaz w razie przerwy w dostawie wody stwarza niebezpieczenstwo spalenia uzwojen trans¬ formatora wzglednie zmusza do wylaczenia urza¬ dzenia z ruchu.Niezaleznie od tego inna wada takiego rozwia¬ zania sa inadpalania obrabianych termicznie przed¬ miotów w komorze grzewczej, zwlaszcza drobnych wskutek iskrzenia w miejscu ilch stykania sie wy¬ wolanego pradami wirowymi, lub wzajemnego zde¬ rzania sie w formie drgan tych przedmiotów wskutek isil elektrodynamicznych, szczególnie w pierwszej fazie podgrzewania, gdy iczesoi stalowe posiadaja niska temperature. Dzieje sie to na sku¬ tek tego, ze przez pojedynczy element grzewczy umieszczony wzdluz scian bocznych komory wsa¬ dowej w isasieidztwie którego umieszczony jiest kosz z przedmiotami obrabianymi termicznie, przeplywa bardzo duzy prad okolo 2000 A wskutek czego pow¬ staje wdkól elementu pierscieniowego zmienne pole elektromagnetyczne o wysokim natezeniu obejmu¬ jace swym wplyweim nagrzewany wsad.Oelem wynalazku jest usuniecie wad w znanych dotychczas urzadzeniach, przez zmiane materialu i konstrukcji elementów grzewczych, oraz sposobu ich zabudowy.Wytyczone zadanie osiaga sie wedlug wynalazku w iurzadzeniai ido naweglania wzglednie hartowania stali w atmosferze obojetnej lulb redukujacej ga¬ zowej, przez zastosowanie plaskich elementów 5 grzewczych z blachy stalowej zaroodpornej nieizo- lowainej o malej bezwladnosci cieplnej, w formie uzwojenia bifilamego o ksztalcie litery U, dzieki czernin wyeliminowano ujemne dzialanie pola •elektromagnetycznego na wsad.Elementy umieszczono wzdluz bocznych scian ko-, mory, z wyprowadzeniem obu koncówek kazdego elementu iprzez jeden otwór w scianie tylnej komo¬ ry, dzieki czemu mozliwa jest wymiana uszkodzo¬ nego elementu bez studzenia 'komory wsadowej.Prócz tego zastosowano elementy grzewcze w ilosci trzech albo wielokrotnosc tej liczby, oo umozliwilo wykorzystanie do zasilania ich typowego transfor¬ matora trójtfiazowego nie wymagajacego chlodzenia woda, który 'daje symetryczne obciazenie sieci energetycznej.Techniczne i techniczno uzytkowe iskutki wyna¬ lazku sa nastepujace: * Zastosowanie 'elementów grzewczych z innego materialu i innej konstrukcji, oraz zmiana ich zabudowy w komorze wsadowej, wyeliminowaly ujemny wplyw pola elektromagne¬ tycznego na obrabiany termicznie wsad, odpadla koniecznosc wystudzenia komory wsadowej w przy¬ padku wymiany uszkodzonego elementu grzewcze¬ go, co bylo dotychczas przyczyna kilkudniowych postojów urzadzenia, wyeliminowano stosowanie drogich specjalnych elementów oporowych, uzyska¬ no duza stalosc i równomierny rozklad tempera¬ tury w komorze wsadowej, (uniezalezniono prace transformatora od przerw w dostawie wody, oraz uzyskano symetryczne 'Obciazenie sieci elektrycznej. iDodatkowa korzyscia zastosowania elementów grzewczych z blachy stalowej zaroodpornej jiest znaczne zwiekszenie wspólczynnika wypromienio- wania ciepla, a tym samym podniesienie sprawnos¬ ci energetycznej, dzieki oksydacji matowo-czarnej elementów grzewczych pod wplywem atmosfery nawe^lajacej, czego nie uzyskuja znane dotychczas elementy grzewcze na przyklad chromonikieiMnowe.Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym fig.-1 przedstawia ogólny schemat urzadzenia, fig. 2 ko¬ more wsadowa w przekroju pionowym wzdluz linii BhR, fig. 3 drugi rzut komory wsadowej w prze¬ kroju poziomym wzdluz linii A^A.Jak uwidoczniono na fig. 1—3 urzadzenie sklada sie z komory grzewczej 1, generatora gazu 2 z któ¬ rego doprowadzany jest gaz naweglajacy rura 3 do wnetrza szczelnej komory wsadowej 4 ogrzewanej elektrycznie elementami grzewczymi 5 niskim na¬ pieciem z transformatora 6. Przylaczowe koncówki 7 kazdego elementu grzewczego 5 sa wyprowadzone przez jeden otwór 8 w scianie 9 komory wsadowej 4 'uszczelnione zaprawa szamotowa J|1, a nastepnie polaczone w ukladzie elektrycznego trójkata z transformatorem 6 szynoprzewodami R.S.T.W komorze wsadowej 4 umieszczone sa wzdluz bocznych scian 11 i na dnie 12 komory wsadowej 4 elementy grzewcze 5 z których kazdy wykonany z dwu plaskich pasów 13 blachy stalowej zarood- 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6074 233 6 pornej w formie litery U, przy czym jedne konce posiadiaja przyspawane przylaczowe koncówki 7 z grulbej bllaidhy zaroodpornej i wsparte sa w otwo¬ rach 8, a konce przeciwne pasów 13 wspieraja sie we wnece 14 olbmurza sciany 15 zesipawiane ze soba na dluzsza zakladke 16 w celu obnizenia elektrycz¬ nego 'Obciazenia delplnego tej iczesci eletmentu, ze wzgledu na gorsze warunki odprowadzenia ciepla we wnece. Srodkowe czesci elementów grzewczych 5 podtrzymywane sa przez szamotowe wsporniki 17.Przez otwory 8 wkladane sa ellemeny grzewcze do komory wsadowej 4.Celem przeprowadzenia obróbki termicznej wpro¬ wadza sie przez otwór wsadowy 18, zamykany za¬ suwa 19, kosz 20 z obrabianymi przedmiotami do komory 4. W górnej czesci tej komory nad koszem 20 umieszczone jest mieszadlo 21 napedzane silni¬ kiem 22 dlla wyrównania temperatury wewnatrz komory 4. ( PL