RU11204U1 - Устройство для закалки шаров - Google Patents

Abstract

Устройство для закалки шаров, содержащее загрузочный лоток, закалочный барабан с винтовой внутренней поверхностью, коллектор с соплами для подачи охлаждающей среды, наклонный цепной конвейер и разгрузочный лоток, отличающееся тем, что к коллектору с закалочной средой строго перпендикулярно его оси, на расстоянии 100 - 150 мм от каждого сопла закрепляют разбрызгиватель-распределитель, выполненный в виде плоской металлической пластины, причем сопло располагают к поверхности разбрызгивателя под углом 25 - 45°.

Description

мкм 6. с 21 Д 1/02. 1/62

Устройство для закалки шаров.

Полезная модель относится к области термической обработки в металлургии и может быть использована для закалки металлических lapoB с прокатного нагрева.

Известно устройство для закалки деталей, содержащее загрузочный лоток, закалочную ванну, наклонный конвейер и лоток выдачи Ci.

Недостатком устройства является низкая скорость перемещения шаров относительно закалочной среды, что не обеспечивает разрушения образующейся на шарах паровой рубашки и, следовательно, достаточной твердости мелющих шаров.

Известно устройство для закалки шаров, содержащее загрузочный лоток, закалочную ванну, наклонный цепной конвейер и лоток выдачи, винтовую трубу с приводом вращения и с установленным внутри нее коллектором с соплами, расположенными тангенциально к внутренней поверхности 2.

В этом устройстве подача закалочной среды и скорость охлаждения изделий постоянны по всей длине закалочного устройства. Этим исключается возможность изменения скорости охлаждения в процессе закалки, что не позволяет достичь большей интенсивности охлаждения и, соответственно, толщины закаленного слоя мелющих шаров из высокоуглеродистых сталей в области мартенситного превращения. Это приводит к увеличению остаточных напряжений, трещинам и снижению срока службы мелющих шаров.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для закалки мелющих шаров Сз7.

Устройство для закалки мелющих шаров, прокатанных на стане содержит загрузочный лоток, входящий во вращающую трубу, имеющую на внутренней поверхности винтовые витки. На выходе из трубы установлены направляющая воронка, наклонный цепной конвейер и лоток выдачи. В трубе установлен коллектор с соплами, тангенциально расположенными на внутренней поверхности. На сопла установлены насадки, выполненные в виде усеченных пирамид с прямоугольными основаниями. Насадки наклонены в сторону, противоположную направлению движения трубы, и составляют с соплами угол 15-45, а большие стороны основания насадок расположены параллельно продольной оси трубы.

Недостатком этого устройства является то, что закалочная среда подается на стенку трубы без изменения направления движения струи.

Это ведет к неравномерному охлаждению и, следовательно, недостаточной твердости маров.

Задачей изобретения является повыжение твердости жаров путем стабилизации скорости охлаждения при их закалке.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для закалки жаров к коллектору с закалочной средой строго перпендикулярно его оси, на расстоянии 100-150 мм от каждого сопла закрепляют разбрызгиватели-распределители, выполненные в виде плоской металлической пластины, причем сопла на коллекторе располагают к поверхности разбрызгивателя под углом 25-45°.

Устройство для закалки мелюцих жаров, прокатанных на стане, содержит загрузочный лоток 1, транспортер в виде закалочного барабана 2, наклонный цепной конвейер и разгрузочный лоток 3. Врацаюцийся барабан имеет винтовые направляющие 4. В барабане вдоль его оси установлено приспособление для подачи охлаждающей жидкости в виде коллектора 5 с закрепленными сферическими соплами 6. Напротив каждого сопла на расстоянии 100-150 мм от него к коллектору закрепляют разбрызгиватель-распределитель 7, выполненный в виде плоской металлической пластины. Барабан для закалки жаров установлен на катках 8, снабженных приводом вращения 9.

На фиг.1 и фиг.2 изображены устройство для закалки жаров и разрез по А-й.

Устройство работает следующим образом. Прокатанные на стане мелющие жары по загрузочному лотку 1 скатываются в барабан 2, где их вращают с окружной скоростью 0,1 - 1,0 м/с, а закалочную среду подают через коллектор 5 и сопла 6. Сопла расположены под углом 25 - 45° к разбрызгивателю-распределителю. Закалочная среда попадает на разбрызгиватель и равномерно распределяется по всему объему загружаемых в барабан жаров, которые перемещаются по винтовым направляющим вдоль оси барабана и скатываются в направляющую воронку и затем подаются в разгрузочный лоток. Окружная скорость вращения жаров обеспечивается частотой вращения барабана, скорость истечения воды (охладителя) - давлением воды в коллекторе. Для подачи воды в зону охлаждения жаров используется коллектор с соплами. 1ары перемещаются винтовыми направляшщими 4 вдоль оси барабана, скатываются в направляющую воронку и затем наклонным конвейером подаются в разгрузочный лоток 3. Вращение барабана производится на катках 8 с помощью электропривода 9. Благодаря установке разбрызгивателей на коллекторе охладитель равномерно распределяется по всему объему шаров, вращающихся внутри закалочного барабана, что способствует интенсивной циркуляции и постоянной температуре всего объема закалочной ванны. Эффект струйного охлаждения действует на все шары и достигается их равномерное охлаждение на протяжении всего процесса перемещения их через ванну закалочного устройства. Это особенно важно при закалке шаров высокоуглеродистых сталей. Угол наклона сопла к разбрызгивателю-распределителю 25

-45 является оптимальным и способствует максимальному омыванию шаров охлаждающей средой. При углах наклона сопла к разбрызгивателю менее более 45° ухудшается равномерность распределения охлаждающей среды по ширине разбрызгивателя-распределителя,- в первом случае сужается зона охлаждения, во втором нарушается сплошность водяного потока. Расстояние 100 - 150 мм между соплом и разбрызгивателем подобрано эксперементальными данными и является также наиболее оптимальным.

Пример.

Проводили закалку мелющих шаров диаметром 80 мм из стали следующего состава, 7.: углерод - 0.71; кремний - 0.30; марганец

-О.б; сера - 0.30; фосфор - 0.35.

Мелющие шары с прокатной клети по желобу передавали в ковшевой конвейер. За время транспортирования температура шаров выравнивалась по сечению и снижалась с температуры прокатки 950 до 800 . Затем шары подавали в закалочный барабан, который вращали со скоростью 0.4 м/с. Воду подавали через сопла, которые находятся под углом 30° к разбрызгивателю-распределителю, от которого вода отражается и равномерно растекается по всему объему шаров. Температура воды составляла . Закаленные шары по разгрузочному лотку скатывались в бункера, где производился отпуск закаленных шаров. Полученные результаты приведены в таблице N1.

Исследование уровня твердости шаров термоупрочненных на установке с разбрызгивателем показало, что фактическая твердость шаров выросла на .0 - 8.0 HRc, значительно улучшилась однородность ее распределения по поверхности. В целом, барабанная установка шнекового типа с коллектором и закрепленными к нему разбрызгивателями показывает устойчивую работу, а технология термического упрочнения - возможность стабильного обеспечения высокого уровня твердости (см. таблицу). Благодаря установке коллектора с закрепленными к нему разбрызгивателями внутри вращающегося винтового барабана вдоль оси последнего, обеспечивается интенсивная циркуляция и постоянная температура всего объема закалочной ванны, что повышает и стабилизирует скорость охлаждения шаров на протяжении всего процесса перемещения их через ванну закалочного барабана. Использование предлагаемого устройства обеспечивает равномерность омывания поверхности шаров закалочной средой и повышает скорость их охлаждения. В результате обеспечивается повышение равномерности механических свойств и срока службы мелющих шаров.

Таким образом заявляемое устройство полностью выполняет поставленную задачу. Заявляемое устройство не известно в Российской Федерации и за рубежом и отвечает требованиям критерия Новизна. Заявляемое устройство может быть реализовано промышленным способом в условиях серийного производства с использованием известных технических средств и отвечает требованиям критерия Промышленная применимость.

Использованная литература

1.А.с. 268469, с 21Д 9/06, 1970г.

2.ft.с. 881135, с 21Д 9/36, 1977г.

3.Ал;. 1211314, с 21Д 9/36, }984г

Показатели твердости и прокаливае мости шаров диаметром 80 мм.

Примечание:

1.йсследдемые жары изготавливались из стали с массовой долей углерода 0.60% (ГОСТ 7524-89).

2.Твердость маров закаленных по известному способу соответствует второй группе твердости, по предлагаемому способу - третьей группе твердости (ГОСТ 7524-89).

Claims (1)

1. Устройство для закалки шаров, содержащее загрузочный лоток, закалочный барабан с винтовой внутренней поверхностью, коллектор с соплами для подачи охлаждающей среды, наклонный цепной конвейер и разгрузочный лоток, отличающееся тем, что к коллектору с закалочной средой строго перпендикулярно его оси, на расстоянии 100 - 150 мм от каждого сопла закрепляют разбрызгиватель-распределитель, выполненный в виде плоской металлической пластины, причем сопло располагают к поверхности разбрызгивателя под углом 25 - 45°.