RU2788398C1 - High-performance steel rod quenching plant, quenching machine and corresponding steel rod quenching method - Google Patents
High-performance steel rod quenching plant, quenching machine and corresponding steel rod quenching method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2788398C1 RU2788398C1 RU2021138115A RU2021138115A RU2788398C1 RU 2788398 C1 RU2788398 C1 RU 2788398C1 RU 2021138115 A RU2021138115 A RU 2021138115A RU 2021138115 A RU2021138115 A RU 2021138115A RU 2788398 C1 RU2788398 C1 RU 2788398C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rods
- hardening
- furnace
- quenching
- cooling
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 54
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 54
- 238000010791 quenching Methods 0.000 title abstract description 20
- 230000000171 quenching Effects 0.000 title abstract description 20
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 title description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 90
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 36
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000011068 load Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 15
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 210000000214 Mouth Anatomy 0.000 description 3
- 210000000614 Ribs Anatomy 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 210000001699 lower leg Anatomy 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000004301 light adaptation Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic Effects 0.000 description 1
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 1
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000036633 rest Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится предлагаемое изобретениеThe field of technology to which the invention belongs
Предлагаемое изобретение относится к высокопроизводительной установке для закалки стальных стержней. В частности, предлагаемая установка для закалки пригодна для выполнения закалочной обработки нескольких стержней одновременно.The present invention relates to a high-performance plant for hardening steel rods. In particular, the proposed hardening plant is suitable for performing the hardening treatment of several rods at the same time.
Изобретение относится также к печи и закалочной машине, используемым в этой установке.The invention also relates to the furnace and hardening machine used in this plant.
Кроме того, изобретение относится к способу закалки, в котором используются указанные установка и машина.In addition, the invention relates to a quenching method in which the above plant and machine are used.
Предпосылки создания предлагаемого изобретенияPrerequisites for the creation of the invention
Известно, что для улучшения механических свойств металлических изделий, таких как, например, стальные стержни, последние подвергают закалке и отпуску. Закалка состоит в том, что стальные стержни подвергают одному или нескольким циклам нагрева с последующим быстрым охлаждением.It is known that in order to improve the mechanical properties of metal products, such as, for example, steel rods, the latter are subjected to quenching and tempering. Hardening consists in the fact that steel rods are subjected to one or more heating cycles followed by rapid cooling.
Закалка предусматривает, что сталь подвергается процессу, разделенному по меньшей мере на три основных стадии, выполняемых в следующем порядке: сильный нагрев, быстрое охлаждении и, наконец, следующая стадия нагрева / охлаждения, соответственно выполняемых с помощью подходящих устройств, таких как, например, печь аустенизации, закалочная машина и печь отпуска.Hardening provides that the steel is subjected to a process divided into at least three main stages, carried out in the following order: strong heating, rapid cooling, and finally the next heating / cooling stage, respectively carried out using suitable devices, such as, for example, a furnace austenitizing, hardening machine and tempering furnace.
Для закалки применяют известные установки, позволяющие обрабатывать за один раз один стальной стержень или группы стержней.For hardening, known installations are used, which make it possible to process one steel rod or groups of rods at a time.
Установки для закалки могут обрабатывать стержень в непрерывном режиме, или же в периодическом или прерывистом режиме, определяемом ниже.Hardeners can process the rod in a continuous mode, or in a batch or discontinuous mode, as defined below.
Прерывистый или периодический режим предусматривает, что стержень (-жни) подвергается (-ются) всем видам обработки, оставаясь почти в одном и том же положении в течение практически всего процесса обработки, то есть, во время операций нагрева и охлаждения.Intermittent or intermittent mode provides that the rod (s) is (are) subjected to all types of processing, remaining in almost the same position during almost the entire processing process, that is, during heating and cooling operations.
Одним из недостатков установок, использующих этот прерывистый режим, является неравномерность обработки.One of the disadvantages of installations using this intermittent mode is the uneven processing.
На этих установках стальной стержень (-жни) необходимо поддерживать во время обработки неподвижным (-и), что приводит к ограничению проникновения (на этапе нагрева) или отвода (на этапе охлаждения) тепла, когда стержень (-жни) находится (-ятся) на соответствующей опоре.In these installations, the steel rod(s) must be kept immobile during processing, resulting in limited penetration (during the heating phase) or removal (during the cooling phase) of heat when the rod(s) is (are) on an appropriate base.
Этот недостаток возникает как при обработке одного стержня, так и, что еще хуже, в тех случаях, когда для повышения производительности одновременно обрабатывают несколько стальных стержней.This disadvantage arises both when processing a single rod, and, even worse, in cases where several steel rods are simultaneously processed to increase productivity.
Такое решение приводит к необходимости размещать наложенные друг на друга и/или размещенные рядом друг с другом стержни на расстоянии друг от друга, или же в контакте друг с другом, на разных расстояниях от компонентов установки, что приводит к неравномерности обработки как в стержне (в частности, там, где он опирается на части установки и/или соприкасается с ними), так и между стержнями.Such a solution leads to the need to place superimposed and/or placed next to each other rods at a distance from each other, or in contact with each other, at different distances from the components of the installation, which leads to uneven processing both in the rod (in in particular, where it rests on and/or comes into contact with parts of the installation), and between the rods.
Известны также установки для закалки, способные работать в непрерывном режиме, обеспечивающем продвижение стержня в процессе обработки, таким образом, чтобы стержень переходил от одной стадии обработки к другой.Hardening plants are also known which are capable of operating continuously to advance the rod during processing, so that the rod moves from one processing stage to another.
Известные установки для закалки, использующие непрерывный режим, обычно обеспечивают обработку только одного стержня за раз.Known continuous tempering plants typically process only one rod at a time.
Поэтому следующий стержень, подлежащий обработке, может попасть в установку только после того, как предыдущий стержень прошел определенное расстояние, чтобы новый стержень можно было поместить без риска нежелательных контактов между стержнями.Therefore, the next rod to be processed can enter the machine only after the previous rod has traveled a certain distance, so that a new rod can be placed without the risk of unwanted contacts between the rods.
Таким образом, очевидным недостатком установки непрерывного действия является значительное ограничение производительности из-за обработки стержней по отдельности.Thus, the obvious disadvantage of the continuous plant is the significant limitation of productivity due to the processing of the rods individually.
Для увеличения производительности можно изменить только один параметр, а именно, скорость продвижения стержня внутри обрабатывающих машин.To increase productivity, only one parameter can be changed, namely, the speed of the rod advancement inside the processing machines.
Учитывая, что из-за проводимости стали проходимое расстояние ограничено временем, необходимым для завершения каждой стадии (как нагрева, так и охлаждения), и учитывая, что для завершения каждой отдельной стадии стержням большего диаметра требуется больше времени, очевидно, что с постепенным увеличением диаметра обрабатываемых стержней время между подачей одного стержня и следующего стержня тоже увеличивается.Considering that, due to the conductivity of steel, the distance traveled is limited by the time required to complete each stage (both heating and cooling), and considering that it takes longer for rods of larger diameter to complete each individual stage, it is obvious that with a gradual increase in diameter processed rods, the time between the supply of one rod and the next rod also increases.
Этот недостаток усугубляется с увеличением диаметра обрабатываемых стержней.This disadvantage is exacerbated with an increase in the diameter of the processed rods.
Из-за физических и термодинамических требований, связанных с проводимостью металла, из которого изготовлен стержень (и с его диаметром), нельзя чрезмерно увеличивать скорость продвижения стального стержня. Необходимо обеспечить, чтобы стержень оставался на каждой стадии в течение определенного времени, чтобы позволять теплу проникать в глубину стержня и отводиться при охлаждении, что налагает ограничения на скорости при тех же размерах установки.Due to the physical and thermodynamic requirements associated with the conductivity of the metal of which the rod is made (and with its diameter), the speed of advance of the steel rod cannot be excessively increased. It is necessary to ensure that the rod remains in each stage for a certain amount of time to allow heat to penetrate into the depth of the rod and be removed when cooled, which imposes speed limits for the same plant dimensions.
Поэтому увеличение скорости продвижения стержня для повышения производительности повлечет за собой увеличение размеров установки, что приведет к потере эффективности обработки и неизбежному увеличению затрат.Therefore, increasing the speed of the rod to increase productivity will entail an increase in the size of the installation, which will lead to a loss in processing efficiency and an inevitable increase in costs.
Таким образом, известные установки для закалки не позволяют повысить производительность без ущерба для качества обработки, или же такие установки должны быть сложными, дорогими и крупногабаритными.Thus, the known hardening plants do not allow to increase productivity without compromising the quality of processing, or such plants must be complex, expensive and large.
В JP 2011184712 описана нагревательная печь для стержней и охлаждающее устройство, расположенное за этой печью. Транспортировка стержней внутри нагревательной печи и через охлаждающее устройство выполняется роликовым транспортером. Охлаждающее устройство может принимать рабочее и убранное положение.JP 2011184712 describes a rod heating furnace and a cooling device downstream of this furnace. The rods are transported inside the heating furnace and through the cooling device by a roller conveyor. The cooling device can take a working and retracted position.
В CN 109295286 описана установка для закалки, содержащая первичное закалочное устройство и вторичное закалочное устройство.CN 109295286 describes a hardening plant comprising a primary hardening device and a secondary hardening device.
Известно также, что установки для закалки обеспечивают быстрое охлаждение стержней потоками охлаждающей текучей среды.It is also known that hardening plants provide rapid cooling of the rods with cooling fluid streams.
Известно также, что закалочные машины с потоками охлаждающей текучей среды используют каскадный поток, обеспечиваемый только в одном, например радиальном, направлении, или же с потоком сверху или снизу.It is also known that quenching machines with cooling fluid flows use cascaded flow provided in only one direction, such as radial, or with flow from above or below.
Известно также, что в таких закалочных машинах используются потоки, положение / расстояние подачи которых по отношению к стальному стержню, как правило, не подлежит изменению.It is also known that such hardening machines use streams whose position/delivery distance in relation to the steel rod, as a rule, cannot be changed.
Известно также, что закалочные машины используют ориентируемые или неориентируемые и несфокусированные потоки охлаждающей текучей среды на определенных частях охлаждаемого стержня.It is also known that hardening machines use orientable or non-orientable and non-focused cooling fluid flows on certain parts of the rod to be cooled.
Известно также, что установки для закалки могут быть оснащены закалочными машинами, выполняющими быстрое охлаждение путем погружения в охлаждающую текучую среду, содержащуюся в резервуаре.It is also known that hardening plants can be equipped with hardening machines that perform rapid cooling by immersion in a cooling fluid contained in a tank.
Одним из недостатков такого охлаждения погружением является то, что движение стержней внутри резервуара влечет за собой неизбежный контакт между стержнями и опорой, которая их перемещает, что препятствует рассеиванию тепла из этих областей.One of the disadvantages of such immersion cooling is that the movement of the rods inside the tank entails inevitable contact between the rods and the support that moves them, which prevents heat dissipation from these areas.
Другой недостаток заключается в том, что на этапе погружения участки стержней будут контактировать с охлаждающей текучей средой в разное время.Another disadvantage is that during the immersion phase, the sections of the rods will be in contact with the cooling fluid at different times.
То есть, недостаток этих известных закалочных машин состоит в том, что контакт между металлом и охлаждающей текучей средой неоднороден.That is, a disadvantage of these known hardening machines is that the contact between the metal and the cooling fluid is not uniform.
Еще один недостаток заключается в том, что в этих закалочных машинах охлаждающая текучая среда контактирует со стальным стержнем на разных участках и в разное время.Another disadvantage is that in these hardening machines, the cooling fluid contacts the steel rod at different locations and at different times.
Быстрое охлаждение является критической стадией закалки, так как нанесение на стальные стержни охлаждающей текучей среды не однородным образом или не одновременно по всей поверхности стержня может повлиять на однородность качества закалки и поставить под угрозу качество самих стержней.Rapid cooling is a critical step in quenching, as applying a cooling fluid to steel rods in a non-uniform manner or not simultaneously over the entire surface of the rod can affect the uniformity of the hardening quality and compromise the quality of the rods themselves.
Наконец, один недостаток, общий для обоих типов известных закалочных машин, заключается в том, что закалка вызывает деформации и/или изгибы обрабатываемых стальных стержней.Finally, one drawback common to both types of known hardening machines is that the hardening causes deformations and/or bends in the steel bars being processed.
Принимая во внимание все описанные выше недостатки, делаем вывод, что в отрасли существует потребность в установке для закалки, которая была бы свободна хотя бы от одного недостатка уровня техники.Taking into account all the disadvantages described above, we conclude that there is a need in the industry for a hardening plant that would be free from at least one disadvantage of the prior art.
Поэтому одной из целей изобретения является создание высокопроизводительной установки для закалки непрерывного типа.Therefore, one of the objectives of the invention is to provide a high-performance continuous type hardening plant.
Еще одной целью изобретения является создание установки для закалки, которая не является чрезмерно громоздкой, и относительно проста в управлении и функциональна.Yet another object of the invention is to provide a hardening plant which is not overly bulky and is relatively easy to operate and functional.
Еще одной целью изобретения является создание установки для закалки, в которой используются устройства, простые в обслуживании.Yet another object of the invention is to provide a hardening plant using devices that are easy to maintain.
Еще одной целью изобретения является создание эффективной установки для закалки, имеющей подходящие размеры и позволяющей выгодно управлять затратами.Yet another object of the invention is to provide an efficient hardening plant that is suitably sized and that manages costs advantageously.
Еще одной целью изобретения является создание закалочной машины, обеспечивающей равномерную обработку стальных стержней.Another object of the invention is to provide a hardening machine that provides uniform processing of steel rods.
Еще одной целью изобретения является создание закалочной машины, минимизирующей деформации обрабатываемых стержней.Another object of the invention is to provide a hardening machine that minimizes the deformation of the processed rods.
Заявитель разработал, испытал и осуществил предлагаемое изобретение, чтобы преодолеть недостатки уровня техники и достичь этих и других целей и преимуществ.The Applicant has developed, tested and carried out the present invention in order to overcome the shortcomings of the prior art and achieve these and other objects and advantages.
Краткое описание предлагаемого изобретенияBrief description of the invention
Предлагаемое изобретение сформулировано и охарактеризовано в независимых пунктах формулы изобретения. Зависимые пункты формулы изобретения описывают другие его признаки или варианты основной идеи изобретения.The present invention is formulated and characterized in independent claims. Dependent claims describe other features or variants of the main idea of the invention.
Изобретение относится к установке для закалки по п. 1 формулы изобретения, обеспечивающей работу в непрерывном режиме, имеющей особые технические решения и геометрические параметры и снабженной соответствующими устройствами для высокопроизводительной одновременной закалки совокупности стальных стержней.The invention relates to a hardening plant according to
Предлагаемая установка для закалки включает первую и вторую технологические линии, соединенные на одном конце через посредство узла передачи.The proposed installation for hardening includes the first and second technological lines connected at one end through the transfer unit.
В одном из вариантов осуществления изобретения эти две технологические линии по существу параллельны, а направление подачи обрабатываемого материала между первой и второй линиями изменяется на 180°.In one of the embodiments of the invention, these two technological lines are essentially parallel, and the direction of supply of the processed material between the first and second lines is changed by 180°.
В альтернативном варианте вторая линия по существу выровнена с первой линией и является ее продолжением, так что узел передачи осуществляет только переход от одной линии к другой без изменения направления.Alternatively, the second line is substantially aligned with the first line and is its continuation, so that the transmission node performs only a transition from one line to another without changing direction.
В зависимости от площади и/или логистики завода, на котором установлена установка, две технологические линии могут быть расположены также под углом друг к другу.Depending on the area and/or logistics of the plant where the plant is installed, the two production lines can also be located at an angle to each other.
Узел передачи обеспечивает перемещение стальных стержней с первой технологической линии на вторую.The transfer unit ensures the transfer of steel rods from the first production line to the second.
Стальные стержни, подлежащие обработке, подают вдоль установки с помощью средств подачи, расположенных последовательно вдоль двух технологических линий. Такими средствами подачи могут быть, например, ролики.The steel rods to be processed are fed along the plant by means of feeding means arranged in series along two production lines. Such feed means can be, for example, rollers.
Согласно изобретению, для увеличения производительности в установке для закалки используются ролики, позволяющие одновременно подавать несколько стержней параллельно вблизи друг друга.According to the invention, in order to increase productivity, rollers are used in the hardening plant, allowing several rods to be simultaneously fed in parallel close to each other.
Согласно изобретению, хотя бы на первой технологической линии ролики имеют опорную поверхность, снабженную V-образными выемками, подходящими для приема и стабилизации транспортируемых стержней.According to the invention, at least in the first production line, the rollers have a bearing surface provided with V-shaped recesses suitable for receiving and stabilizing the transported rods.
Стержни, на которых работает установка, могут иметь диаметр, например, от 15 до 100 мм, хотя этот диапазон не следует рассматривать как ограничение. V-образные выемки имеют размер, соответствующий диаметру обрабатываемых стержней.The rods on which the machine operates may have a diameter of, for example, 15 to 100 mm, although this range should not be considered as a limitation. The V-shaped notches are sized to match the diameter of the bars to be machined.
Такая форма роликов гарантирует однородность обработки, однородность металлургических и механических результатов, предотвращение термических ударов и минимизацию случаев деформации стержней.This shape of the rollers guarantees uniformity of processing, uniformity of metallurgical and mechanical results, prevention of thermal shocks and minimization of cases of deformation of the rods.
Выемки в роликах выполнены на одинаковом расстоянии друг от друга и имеют соответствующую форму, чтобы предотвращать нежелательные колебания стержней при их подаче и удерживать их на одинаковом расстоянии друг от друга, что гарантирует равномерную обработку.The recesses in the rollers are equally spaced and shaped to prevent unwanted vibrations of the rods when they are fed and keep them at the same distance from each other, which guarantees uniform processing.
Кроме того, ролики расположены под таким углом к оси подачи, чтобы вызывать вращение стержней вдоль их продольной оси при их подаче. В частности, угол расположения роликов относительно направления подачи отличается от 90°.In addition, the rollers are arranged at such an angle to the feed axis as to cause the rods to rotate along their longitudinal axis as they are fed. In particular, the angle of the rollers relative to the feed direction is different from 90°.
Расстояние между соседними стержнями и их одновременное вращение позволяет гарантировать, что все образующие поверхности каждого из стержней подвергаются действию внешней среды практически равномерно и симметрично.The distance between adjacent rods and their simultaneous rotation makes it possible to ensure that all generatrix surfaces of each of the rods are exposed to the external environment almost uniformly and symmetrically.
Вдоль линии подачи расположена печь аустенизации, обеспечивающая равномерное тепловое излучение по всей длине ролика и, следовательно, на все расположенные на нем стержни, так что даже крайние стержни получают выгоду от характеристик, создаваемых самим роликом.An austenitizing furnace is located along the feed line, providing uniform heat radiation along the entire length of the roller and therefore to all the rods located on it, so that even the outermost rods benefit from the characteristics created by the roller itself.
На выходе из печи аустенизации стержни подвергаются закалке с помощью закалочной машины, цель которой - резкое снижение температуры стержней за счет потоков охлаждающей текучей среды, выпускаемой охлаждающими элементами.At the outlet of the austenitizing furnace, the rods are quenched by means of a hardening machine, the purpose of which is to drastically reduce the temperature of the rods by means of the cooling fluid flows released by the cooling elements.
Если снижение температуры не происходит равномерно по всему стержню, то существует риск получения деформированных или плохо закаленных стержней.If the temperature decrease does not occur evenly throughout the rod, then there is a risk of deformed or poorly hardened rods.
Изобретение относится также к предназначенной для предлагаемой установки для закалки стальных стержней закалочной машине, содержащей основание и крышку, ограничивающие некоторое внутреннее пространство.The invention also relates to a hardening machine designed for the proposed installation for hardening steel rods, containing a base and a cover, limiting some internal space.
В этом внутреннем пространстве расположены средства подачи, обеспечивающие подачу стержней, при этом вращая их вокруг своей оси. Средства подачи создают опорную поверхность для стержней. В упомянутом внутреннем пространстве имеются также охлаждающие элементы, расположенные выше и ниже средств подачи и выполненные с возможностью распылять на проходящие стержни охлаждающую текучую среду. Стержни перемещаются одновременно с помощью средств подачи в направлении подачи, в котором они лежат. Положение охлаждающих элементов, расположенных над стержнями, можно регулировать по высоте относительно плоскости подачи.In this internal space are located the means of supply, which ensure the supply of the rods, while rotating them around its axis. The feed means create a support surface for the rods. In said internal space there are also cooling elements located above and below the supply means and configured to spray the passing rods with a cooling fluid. The rods are moved simultaneously by the feed means in the feed direction in which they lie. The position of the cooling elements located above the rods can be adjusted in height relative to the supply plane.
Расстояние между охлаждающими элементами, расположенными выше, и средствами подачи стержней можно регулировать, чтобы обеспечить лучшую симметрию потоков охлаждающей текучей среды, достигающих стержней.The distance between the above cooling elements and the rod feeding means can be adjusted to provide a better symmetry of the cooling fluid flows reaching the rods.
В другом варианте, чтобы дополнительно оптимизировать симметрию, потоки текучей среды выпускаются соплами, положение которых может быть фиксированным или регулируемым хотя бы по направлению и углу подачи.In another embodiment, to further optimize the symmetry, the fluid streams are discharged by nozzles, the position of which can be fixed or adjustable, at least in the direction and angle of delivery.
Возможность такого регулирования дает дополнительное преимущество, состоящее в том, что, воздействуя на расположение сопел соответствующим образом, можно обеспечить возможность одновременно обрабатывать стержни разного диаметра.The possibility of such regulation has the additional advantage that, by influencing the arrangement of the nozzles in an appropriate way, it is possible to simultaneously process rods of different diameters.
После закалочной машины узел передачи передает охлажденные стержни на вторую технологическую линию. В одном из вариантов, который упоминался выше, вторая линия параллельна первой и имеет противоположное направление подачи.After the hardening machine, the transfer unit transfers the cooled rods to the second production line. In one of the variants mentioned above, the second line is parallel to the first and has the opposite feed direction.
В одном аспекте изобретения вторая линия имеет ролики другого типа, отличные от роликов первой линии.In one aspect of the invention, the second line has rollers of a different type than those of the first line.
На второй технологической линии ролики расположены по существу перпендикулярно оси подачи стержней и имеют плоскую поверхность, которая позволяет при необходимости подавать большее число стержней, чем ролики первой линии, например, для транспортировки стержней, обработанных в несколько циклов и накопленных, например, в узле передачи.On the second production line, the rollers are located essentially perpendicular to the axis of the rods supply and have a flat surface, which allows, if necessary, to supply a larger number of rods than the rollers of the first line, for example, for transporting rods processed in several cycles and accumulated, for example, in a transfer unit.
В любом случае в объеме изобретения также вариант, в котором во второй линии в роликах для транспортировки стержней выполнены V-образные выемки, как описано выше в отношении первой технологической линии.In any case, it is also within the scope of the invention to have V-shaped recesses in the second line in the rollers for transporting the rods, as described above with respect to the first production line.
Таким образом, изобретение предусматривает установку для закалки, которая позволяет проводить процесс закалки в отношении совокупности стальных стержней одновременно, и, следовательно, с повышением производительности в число раз, по существу равное числу стержней, которые можно обрабатывать одновременно, с гарантией высокого качества и однородности обработки.Thus, the invention provides a hardening plant that allows the hardening process to be carried out on a plurality of steel bars simultaneously, and therefore with a productivity increase of a factor essentially equal to the number of bars that can be processed simultaneously, with a guarantee of high quality and uniformity of processing. .
Краткое описание прилагаемых графических материаловBrief Description of Attached Graphics
Эти и другие аспекты, признаки и преимущества изобретения станут очевидными из следующего описания некоторых вариантов его осуществления, описываемых в качестве неограничивающих примеров со ссылками на прилагаемые графические материалы (чертежи).These and other aspects, features and advantages of the invention will become apparent from the following description of some of its embodiments, described as non-limiting examples with reference to the accompanying drawings (drawings).
На фиг. 1 схематично на виде сверху изображена предлагаемая установка для закалки.In FIG. 1 is a schematic plan view of a proposed hardening plant.
На фиг. 2 в поперечной аксонометрии изображен ролик (и стальные стержни), предназначенный для использования в предлагаемой установке для закалки.In FIG. 2 is a transverse perspective view of a roller (and steel rods) for use in the proposed hardening plant.
На фиг. 3a и фиг. 3b изображены фрагменты ролика, проиллюстрированного на фиг. 2.In FIG. 3a and fig. 3b shows fragments of the roller illustrated in FIG. 2.
На фиг. 4 предлагаемая закалочная машина изображена в поперечном сечении.In FIG. 4 the proposed hardening machine is shown in cross section.
На фиг. 5 изображены в продольном разрезе отдельные элементы закалочной машины, проиллюстрированной на фиг. 4.In FIG. 5 shows in longitudinal section the individual elements of the hardening machine illustrated in FIG. four.
Для облегчения понимания для обозначения идентичных общих элементов на чертежах, где это возможно, использованы одинаковые ссылочные обозначения. Должно быть понятно, что элементы и признаки одного варианта могут быть легко включены в другие варианты без дополнительных пояснений.For ease of understanding, the same reference numerals have been used throughout the drawings to refer to identical common elements where possible. It should be clear that the elements and features of one option can be easily included in other options without further explanation.
Подробное описание предлагаемого изобретенияDetailed description of the invention
Далее подробно рассматриваются различные варианты осуществления изобретения, некоторые из которых проиллюстрированы на прилагаемых чертежах. Каждый пример служит целям иллюстрации изобретения и не рассматривается как его ограничение. Признаки, показанные или описанные в той мере, в какой они являются частью одного варианта, могут быть адаптированы или связаны с другими вариантами для создания еще одного варианта осуществления. Понятно, что все такие модификации и варианты входят в объем изобретения.The following details various embodiments of the invention, some of which are illustrated in the accompanying drawings. Each example serves the purpose of illustrating the invention and is not intended to be limiting. Features shown or described to the extent that they are part of one embodiment may be adapted or linked to other embodiments to create yet another embodiment. It is clear that all such modifications and variations are included in the scope of the invention.
Перед описанием вариантов осуществления изобретения следует уточнить, что настоящее описание не ограничивается в своем применении деталями конструкции и расположения компонентов, как описано далее со ссылками на чертежи. Настоящее описание может предоставлять другие варианты осуществления и может быть получено или выполнено различными другими способами. Следует уточнить также, что фразеология и терминология, используемые здесь, предназначены только для описания и не могут рассматриваться как ограничивающие. Изобретение относится к установке для закалки, обозначенной в целом позицией 10, выполненной с возможностью работы в непрерывном режиме с совокупностью стальных стержней P, см. фиг. 1 и фиг. 2.Before describing the embodiments of the invention, it should be clarified that the present description is not limited in its application to the details of the construction and arrangement of components, as described below with reference to the drawings. The present description may provide other embodiments and may be obtained or performed in various other ways. It should also be clarified that the phraseology and terminology used here is for description only and should not be considered as limiting. The invention relates to a hardening plant, indicated as a whole by 10, capable of continuous operation with a set of steel rods P, see FIG. 1 and FIG. 2.
Нижеследующее описание и прилагаемые чертежи относятся к установке для закалки, которая позволяет одновременно обрабатывать несколько (в варианте, проиллюстрированном на фиг. 2, 12) стальных стержней диаметром от 15 до 100 мм. Должно быть понятно, что без выхода за пределы объема изобретения возможны варианты, обеспечивающие одновременную обработку разного числа стержней, а также стержней разного диаметра.The following description and the accompanying drawings refer to a hardening plant that allows simultaneous processing of several (in the variant illustrated in Fig. 2, 12) steel rods with a diameter of 15 to 100 mm. It should be clear that, without departing from the scope of the invention, options are possible that allow the simultaneous processing of a different number of rods, as well as rods of different diameters.
На фиг. 1 на виде сверху изображена установка для закалки 10, имеющая две технологических линии: первую линию 11 и вторую линию 12, которые по существу параллельны друг другу и имеют противоположные направления подачи D1 и D2.In FIG. 1 is a plan view of a hardening
Выходной конец первой линии 11 по отношению к направлению подачи связан с входным концом второй линии 12 через узел передачи 13.The output end of the
Возможны варианты (на чертежах не показаны), в которых первая линия 11 и вторая линия 12 выровнены по линии подачи или ориентированы под любым углом друг к другу в соответствии с логистикой завода и/или в силу эксплуатационных требований. В этом случае узел передачи 13 будет ограничен зоной соединения между двумя линиями.Variants (not shown) are possible in which the
Первая линия 11 включает первую печь 16, или печь аустенизации, и закалочную машину 17, и в ее входной конец подают стальные стержни P через узел загрузки 14.The
Вторая линия 12 включает в себя печь отпуска 19 и узел разгрузки 20 для разгрузки стальных стержней P.The
Первая и вторая линии 11, 12 снабжены сериями роликов, ориентированных поперечно к направлению подачи D1 и D2 соответственно, выполненных с возможностью одновременно перемещать совокупность стальных стержней P вдоль установки 10 для закалки.The first and
Ролики могут быть установлены практически по всей длине линий 11, 12.Rollers can be installed along almost the entire length of
Ролики могут быть расположены более или менее близко друг к другу, в зависимости от требований.The rollers can be arranged more or less close to each other, depending on the requirements.
По результатам испытаний, проведенных заявителем для примера, а не в целях ограничения объема изобретения, описываемая здесь установка для закалки может достигать производительности, например, от приблизительно 3 т/час в случае стальных стержней P диаметром 50 мм до приблизительно 6 т/час в случае стержней P диаметром 100 мм.According to the results of tests carried out by the Applicant by way of example, and not by way of limitation of the scope of the invention, the hardening plant described here can reach a capacity of, for example, from about 3 t/h in the case of steel bars P with a diameter of 50 mm to about 6 t/h in the case of rods P with a diameter of 100 mm.
Понятно, что эти значения являются чисто ориентировочными и могут значительно варьироваться в зависимости от типа установки и индивидуальных производственных потребностей, от числа одновременно обрабатываемых стержней (оно может быть увеличено или сокращено), их диаметра и от других конструктивных параметров установки.It is clear that these values are purely indicative and can vary significantly depending on the type of installation and individual production needs, on the number of simultaneously processed rods (it can be increased or reduced), their diameter and on other design parameters of the installation.
Первая линия 11 установки 10 для закалки снабжена роликами 22 (см. фиг. 2), которые имеют на одной поверхности 23 множество выемок 24, по существу перпендикулярных к оси Z ролика 22, выполненных в форме буквы V с углом α, и ребра 26, при этом каждая из выемок 24 выполнена с возможностью размещения в ней стального стержня P. Ролики 22 являются примером средства для одновременного перемещения стержней P в направлении подачи D1 или D2. В некоторых вариантах число выемок 24 на одном ролике 22 может составлять от 6 до 18, предпочтительно от 8 до 16, более предпочтительно от 10 до 14, в зависимости от числа стержней P, которые должны обрабатываться одновременно, и совместимо с конструктивными размерами печей 16, 19 и закалочной машины 17. Ролик 22 может иметь длину, измеренную между двумя крайними ребрами 26, например, от 1400 до 2000 мм, более предпочтительно от 1600 до 1800 мм. С обеспечением преимущества печь 16, и/или печь 19, и/или закалочная машина 17 имеют размеры, соответствующие длине роликов 22.The
С обеспечением преимущества выемки 24 идентичны и равноудалены друг от друга. Выемки 24 имеют размер, позволяющий приспособиться к конкретному диапазону размеров стержней, например, путем изменения величины угла α. Следовательно, высота ребер 26 также будет изменена с целью предотвращения непроизвольных и нежелательных случайных контактов между стержнями P, расположенными в соседних выемках 24.Advantageously, recesses 24 are identical and equidistant from each other. The
Некоторые варианты предусматривают, что угол α составляет от 100° до 130°, предпочтительно от 110° до 120°.Some variants provide that the angle α is from 100° to 130°, preferably from 110° to 120°.
В одном из вариантов реализации ролика 22 (см. фиг. 3a и фиг. 3b) угол α составляет приблизительно 115° и позволяет стабильно размещать стальные стержни P диаметром от 15 мм до 100 мм с поддержанием их надлежащим образом и предпочтительно отделенными друг от друга для обеспечения однородной обработки и предотвращения даже случайных контактов между ними.In one embodiment of the roller 22 (see Fig. 3a and Fig. 3b), the angle α is approximately 115° and allows steel bars P with a diameter of 15 mm to 100 mm to be stably placed while maintaining them properly and preferably separated from each other for ensure uniform processing and prevent even accidental contact between them.
Как можно видеть на фиг. 1, технологическая линия 11 может иметь ряд роликов 22, как показано на фиг. 2, по существу параллельных друг другу и имеющих продольную ось, под углом к направлению подачи D1 стальных стержней P.As can be seen in FIG. 1, the
Этот угол вызывает вращение стержней Р вокруг продольной оси одновременно с подачей их по линии 11.This angle causes the rods P to rotate around the longitudinal axis simultaneously with their feed along
Установка 10 для закалки содержит взаимодействующий с входным концом первой линии 11 узел загрузки 14, выполненный с возможностью принимать партии стальных стержней P, подлежащих закалке, и правильно отправлять их к началу обработки на первой линии 11.The hardening
В частности, в узле загрузки 14 стержни разложены, разделены и выровнены друг с другом, так что их можно расположить по одному в каждой выемке 24.In particular, in the
В некоторых вариантах узел загрузки 14 может одновременно загружать на ролики 22 число стержней P, равное числу выемок 24.In some embodiments, the
Узел загрузки 14 может быть выполнен так, чтобы вводить в первую линию 11 один или одновременно несколько стержней P, предпочтительно число стержней P, равное числу выемок в 24 роликах 22.The
Загрузка может осуществляться как с движущимися, так и с неподвижными роликами 22.Loading can be carried out with both moving and fixed
Предпочтительно загружают стальные стержни приблизительно одинакового диаметра. Однако не исключены случаи, когда одновременно обрабатываемые стержни P имеют разные диаметры.Preferably, steel rods of approximately the same diameter are loaded. However, cases are not ruled out when simultaneously processed rods P have different diameters.
Стальные стержни P, загруженные на линию 11, перемещаются от узла загрузки 14 до входа в печь 16, где их забирают внутрь для нагрева.The steel bars P loaded onto the
Скорость вращения роликов 22, которые входят в печь 16, можно регулировать в зависимости от требуемого времени обработки, которое надо соблюдать, например, в зависимости от диаметра стальных стержней P, длины печи, температуры внутри печи 16, исходя из проектных критериев, используемых для первой фазы процесса закалки.The speed of rotation of the
На выходе из печи 16 предусмотрена закалочная машина 17, подробно описываемая ниже, обеспечивающая резкое падение температуры стальных стержней P на выходе из печи 16 за счет подачи потоков охлаждающей текучей среды, направленных на стержни.At the outlet of the
Стержни P выходят через подвижную закрывающую перегородку, которую можно снова закрыть, когда стержни пройдут, чтобы предотвратить попадание окружающего воздуха в саму печь 16.The rods P exit through a movable closing baffle which can be closed again when the rods have passed to prevent ambient air from entering the
Скорость выхода стержней P регулируют изменением скорости вращения роликов 22, по меньшей мере последней их секции в печи 16, тем самым уменьшая возможные температурные дисбалансы между двумя концами стержня P, вызванные чрезмерно длительным временем выхода, что позволяет улучшить процесс закалки.The exit speed of the rods P is controlled by changing the speed of rotation of the
Стержни P подаются до тех пор, пока они не достигнут выходного конца первой линии 11, поступая на узел передачи 13.The rods P are fed until they reach the output end of the
Узел передачи 13 перемещает стержни P перпендикулярно направлению движения линии 11 к линии 12.The
В отличие от линии 11 линия 12 может быть снабжена серией роликов с плоской опорной поверхностью для стержней P и предназначена для одновременного перемещения большего числа стержней P, например 24. Кроме того, эти ролики могут быть размещены не под косым углом к направлению подачи стержней, а перпендикулярно. В основном ролики линии 12 не имеют выемок 24, а имеют единую опорную поверхность для различных стержней P.Unlike
Это решение особенно выгодно во время последующего процесса отпуска внутри печи 19, так как стержни P расположены в один слой, увеличивая линейный вес загрузки, с повышением, тем самым, производительности печи.This solution is particularly advantageous during the subsequent tempering process inside the
От конца первой линии 11 стержни Р движутся к печи отпуска 19, где они подвергаются процессу отпуска. Благодаря конструкции подачи с поперечными роликами, печь 19 с обеспечением преимущества может быть выполнена компактной.From the end of the
В других вариантах вторая технологическая линия 12 может содержать ролики 22, исполнение которых то же, что и на первой технологической линии 11.In other embodiments, the
В других вариантах вторая линия 12 может быть подходящим образом оснащена печью отпуска 19 типа шагающей балки или винта Архимеда.In other embodiments, the
После печи отпуска 19 стальные стержни P отправляются в узел разгрузки 20, где по завершении процесса они могут временно храниться и/или быть удалены для последующего использования.After the tempering
Узел разгрузки 20 может быть расположен в непосредственной близости к узлу загрузки 14 и, следовательно, находиться на одной и той же площади, например, в здании, в котором находится установка 10 для закалки. При таком решении можно упростить операции входящей и исходящей транспортировки стержней P, а также снизить потребность в персонале.The unloading
Далее будет описана предлагаемая закалочная машина 17 для охлаждения стальных стержней P на выходе из печи 16.Next, the proposed hardening
Чтобы понять преимущества, обеспечиваемые использованием закалочной машины 17, важно учитывать, что, как можно видеть на фиг. 3а и фиг. 3b, стержни P разного диаметра имеют нижнюю образующую, которая остается на практически постоянном расстоянии от воображаемой плоскости под ними, и верхнюю образующую, которая изменяет свое расстояние от воображаемой плоскости, расположенной выше.In order to understand the advantages provided by the use of hardening
Этот аспект особенно важен во время охлаждения посредством потоков текучей среды, направленных к стержням Р, поскольку известные закалочные машины не способны согласовывать высоту потока текучей среды с диаметром стержней, подлежащих охлаждению.This aspect is particularly important during cooling by means of fluid streams directed towards the rods P, since known hardening machines are not able to match the height of the fluid stream with the diameter of the rods to be cooled.
В результате охлаждение стержней может оказаться неравномерным и/или несимметричным, так как диаметр стержней P может быть разным, то есть, охлаждающая текучая среда может достигать более или менее протяженных частей стержня только частично и/или вообще не достигает, что вызывает их нежелательные деформации.As a result, the cooling of the rods can be uneven and/or asymmetric, since the diameter of the rods P can be different, i.e., the cooling fluid can reach more or less extended parts of the rod only partially and/or not at all, which causes their undesirable deformations.
В отличие от этого, закалочная машина 17 имеет конструктивные характеристики, обеспечивающие очень равномерное охлаждение стальных стержней Р и в то же время высокую производительность.On the other hand, the hardening
На фиг. 4 и фиг. 5 показаны секции закалочной машины 17, предназначенные для нужд установки 10.In FIG. 4 and FIG. 5 shows the sections of the hardening
Закалочная машина 17 содержит основание 31 и крышку 32, образующие внутреннее пространство 35, в котором размещены средства подачи стержней P и совокупность охлаждающих элементов 36a, 36b, расположенных соответственно над и под ними и выполненных с возможностью распылять на стальные стержни P охлаждающую текучую среду.The hardening
Закалочная машина 17 имеет средства подачи, обеспечивающие одновременную подачу стержней P, например, в направлении подачи D1. Такими средствами подачи могут быть ролики 22, размещенные в упомянутом внутреннем пространстве 35.The hardening
Закалочная машина 17 имеет также средства 38 и 39 для регулировки по высоте по меньшей мере совокупности охлаждающих элементов 36a, расположенных над стержнями P.The hardening
Ролики 22, предусмотренные в закалочной машине 17, имеют те же характеристики, что и ролики в первой печи 16, то есть они имеют выемки для размещения отдельных стержней P и расположены под углом, отличным от 90° по отношению к направлению подачи D1, чтобы обеспечить вращение стержней P вокруг своей оси при их подаче.The
В рассмотренном варианте закалочная машина разделена на шесть секций, но этот признак не является ограничивающим. Каждую секцию можно регулировать независимо от других секций с точки зрения расхода и давления охлаждающей текучей среды.In the considered embodiment, the hardening machine is divided into six sections, but this feature is not limiting. Each section can be adjusted independently of the other sections in terms of flow and pressure of the cooling fluid.
Подвижность крышки 32 относительно основания 31 обеспечена с помощью подъемного элемента 34, что позволяет отсоединять крышку 32 от основания 31 и возвращать ее на место, приводя закалочную машину 17 соответственно в открытое или закрытое состояние.Lid 32 is movable relative to base 31 by means of a lifting
Закрытое состояние является состоянием, принятым для процесса закалки стержней, а открытое состояние особенно выгодно для обслуживания внутренних компонентов.The closed state is the state adopted for the core hardening process, and the open state is especially beneficial for the maintenance of internal components.
Основание 31 содержит подшипники 33, расположенные друг напротив друга и выровненные в продольном и поперечном направлении; эти подшипники 33 предназначены для размещения двух концов вала 25 роликов 22.The base 31 contains
Средство для регулирования высоты охлаждающих элементов 36a может быть расположено, например, на крышке 32. На крышке 32 может быть установлен по меньшей мере один двигатель 39 для приведения в действие домкратов 38, расположенных, по меньшей мере частично, внутри конструкции крышки 32 так, чтобы один из их концов частично находился во внутреннем пространстве 35.Means for adjusting the height of the
Домкраты 38 могут быть расположены на двух по существу параллельных линиях, которые могут проходить, по меньшей мере частично, вдоль продольного протяжения крышки 32.The
Домкраты 38 также могут быть совмещены друг с другом по поперечной оси крышки 32.
Под крышкой 32 закреплен кожух 40 на концах домкратов 38, находящихся во внутреннем пространстве 35.Under the cover 32, a
К кожуху 40 и под ним присоединены охлаждающие элементы 36а практически параллельно плоскости ролика 22 ниже.Attached to and below the
Приводя в действие домкраты 38, можно регулировать высоту охлаждающих элементов 36a по отношению к плоскости передачи стальных стержней P ниже, в зависимости, например, от диаметра стержней, подлежащих в этот момент охлаждению.By actuating the
В некоторых вариантах охлаждающие элементы 36a имеют ход, который может составлять от 80 до 90°мм.In some embodiments, the
Охлаждающие элементы 36b связаны с основанием 31, расположенным на плоскости ниже плоскости ролика 22 и практически параллельно ему.The
Охлаждающие элементы 36a, 36b содержат ряд сопел 42, расположенных вдоль их продольной оси и выполненных с возможностью распыления охлаждающей текучей среды на стержни P.The
В некоторых вариантах в качестве охлаждающей текучей среды используют воду или смеси с различными концентрациями полимера или природного и/или минерального масла, или другие подходящие средства.In some embodiments, water or mixtures with varying concentrations of polymer or natural and/or mineral oil, or other suitable means, are used as the cooling fluid.
Количество охлаждающей текучей среды можно регулировать в зависимости, например, от диаметра обрабатываемых стальных стержней P, и/или высоты сопел 42, и/или других параметров.The amount of cooling fluid can be adjusted depending on, for example, the diameter of the steel bars P being processed and/or the height of the
Закалочная машина 17 может быть оснащена установками для подачи текучей среды и/или ее очистки и рециркуляции (не показаны) и/или связана с такими установками, подходящими для удовлетворения потребностей, для которых изготовлена машина 17.Hardening
Сопла 42 выполнены с возможностью придавать им ориентацию, то есть с возможностью распылять охлаждающую текучую среду под углом от 20° до 45°, предпочтительно от 25° до 40°, более предпочтительно от 25° до 35° (см. фиг. 5) к горизонтальной плоскости роликов. Для изменения угла подачи даже во время перемещения стержней P под или над соплами 42 последние могут быть снабжены двигателем.
С обеспечением преимущества сопла 42 ориентированы в направлении подачи стержней Р.Advantageously, the
Количество сопел 42 предпочтительно равно количеству выемок 24, но может быть больше или меньше.The number of
В некоторых вариантах сопла 42 равноудалены друг от друга.In some embodiments, the
Охлаждающие элементы 36a, 36b могут быть расположены в шахматном порядке, так чтобы угол между ними составлял от 30° до 90°, предпочтительно от 40° до 80°, более предпочтительно от 55° до 65°.The
В предпочтительных вариантах охлаждающие элементы 36а ориентированы перпендикулярно или под нужным углом к роликам 22, расположенным ниже.In preferred embodiments, the
Охлаждающие элементы 36а, 36b могут иметь длину по продольной оси закалочной машины 17 от 3 до 8 м, предпочтительно от 3 до 7м, более предпочтительно от 4,5 до 5,5 м.The
Охлаждающие элементы 36a, 36b отстоят друг от друга на расстояние от 300 мм до 800 мм, предпочтительно от 400 мм до 700 мм, более предпочтительно от 450 мм до 550 мм.The
В некоторых вариантах предусмотрено, что охлаждающие элементы 36a, 36b предпочтительно, но не обязательно, равноудалены друг от друга.In some embodiments, it is provided that the
Число охлаждающих элементов 36a, 36b может составлять от 4 до 24, предпочтительно от 6 до 20, более предпочтительно от 8 до 16, еще более предпочтительно от 10 до 14.The number of
Благодаря расположению сопел 42 как выше, так и ниже плоскости подачи, задаваемой роликами 22, благодаря тому, что сопла 42 могут быть ориентированы и направлены желаемым образом с возможностью точной регулировки расхода и давления охлаждающей текучей среды дифференцированным образом между секциями, а также за счет использования роликов 22, которые позволяют вращать стержни 22 в процессе их подачи, достигается следующее: оптимальная однородность обработки, снижение воздействия на окружающую среду благодаря возможности отказа от полимеров для большинства сталей, а также простая адаптация параметров к различным условиям обработки.By positioning the
Таким образом, с помощью предлагаемого изобретения можно поддерживать поверхности обработанных стержней P на одинаковом расстоянии от распылительных устий верхнего и нижнего сопел 42, предусмотренных в закалочной машине 17.Thus, with the help of the invention, it is possible to maintain the surfaces of the treated rods P at the same distance from the spray mouths of the upper and
Обрабатываемые стержни P могут иметь разные диаметры, например можно последовательно обрабатывать стержни диаметром 15 мм, стержни диаметром 30 мм, затем стержни диаметром 50 мм, затем снова стержни диаметром 30 мм и так далее.The rods P to be machined can have different diameters, for example, you can sequentially process rods with a diameter of 15 mm, rods with a diameter of 30 mm, then rods with a diameter of 50 mm, then again with rods with a diameter of 30 mm, and so on.
В этой ситуации, хотя нижняя образующая каждого из стержней P, проходящих через установку 10, всегда находится в одном и том же положении относительно точки нагнетания охлаждающей текучей среды, то есть от устий нижних сопел 42, верхняя образующая, поскольку стержни P поддерживаются снизу роликами 22, будут стремиться приближаться к устьям верхних сопел 42.In this situation, although the lower generatrix of each of the rods P passing through the
Эта ситуация сама по себе очень опасна, так как может вызывать искажающие эффекты на стержнях, вызванные неравномерным охлаждением, но она разрешается с помощью предлагаемого изобретения, предусматривающего соответствующие меры.This situation is very dangerous in itself, since it can cause distorting effects on the rods caused by uneven cooling, but it is solved by the present invention, providing appropriate measures.
Благодаря соответствующему приводу двигателя 39 и домкратов 38 можно перемещать по вертикали верхнюю часть конструкции, которая поддерживает соответствующие коллекторы для распределения охлаждающей текучей среды или охлаждающие элементы 36a, снабженные соплами 42.By appropriately driving the
Таким образом, изобретение гарантирует вертикальное перемещение указанной верхней части закалочной машины 17, сохраняя ту же самую верхнюю часть абсолютно копланарной с нижней частью, где расположены охлаждающие элементы 36b и соответствующие сопла 42, чтобы всегда гарантировать идеальное распределение равномерного охлаждения как сверху, так и снизу. Таким образом предотвращается и устраняется потенциальный искажающий эффект.Thus, the invention guarantees the vertical movement of said upper part of the hardening
Изобретение, которое должно обеспечивать равномерное охлаждение «ковра» из стержней P, подаваемых и вращающихся одновременно, а также автоматические действия для поддержания симметрии распыления на поверхностях стержней, обеспечивает также распределение коллекторов охлаждения, то есть охлаждающих элементов 36a и 36b, предназначенных для полного и правильного покрытия охлаждаемой поверхности.The invention, which should provide uniform cooling of the "carpet" of rods P, fed and rotated simultaneously, as well as automatic actions to maintain the symmetry of the spray on the surfaces of the rods, also provides a distribution of cooling collectors, that is, cooling
Охлаждающие элементы 36a тоже подвижны в вертикальном направлении, поэтому, в соответствии с описанной выше схемой копланарного подъема верхней распылительной поверхности, сопла 42 также оптимизируют подачу охлаждающей текучей среды.The
Как можно видеть на фиг. 4 и фиг. 5 и как описывалось выше, сопла 42 охлаждающих элементов 36a ориентированы так, чтобы создавать конусы распыления, обеспечивающие эффективное и равномерное распыление охлаждающей текучей среды на стержни P без перекрытия или столкновения между ними и без чрезмерных расстояний между ними. Углы ориентации сопел 42 относительно горизонтальной плоскости, задаваемой роликами 22, могут составлять от 20° до 45°, предпочтительно от 25° до 40°, более предпочтительно от 25° до 35°.As can be seen in FIG. 4 and FIG. 5 and as described above, the
Данная закалочная машина 17 оказывается также чрезвычайно выгодной по сравнению с известными закалочными машинами, состоящими из одного или нескольких «колец», каждое из которых служит для охлаждения одного стержня с помощью распылителей, направленных радиально и/или по касательной к нему.This hardening
Кольца с распылителем, расположенным радиально к стержню, имеют недостаток, заключающийся в том, что условием их эффективной эксплуатации является частая замена; если диаметр стержня сильно меняется, закалочное кольцо необходимо заменить другим, более подходящим для новой геометрии стержня.Rings with atomizer located radially to the rod, have the disadvantage that the condition for their effective operation is frequent replacement; if the shank diameter varies greatly, the hardening ring must be replaced with another one more suitable for the new shank geometry.
Кольца с распылителем по касательной к стержню более адаптируемы к изменениям геометрии стержня, но имеют тот недостаток, что требуются значительные объемы для механики, необходимой для управления ориентацией распылителей, которые должны оставаться касательными к поверхности стержня при изменении его диаметра, поэтому этот последний тип колец, хотя и особенно эффективен в случае одиночного стержня или в отсутствие требований к производительности, плохо подходит для высокопроизводительных «многостержневых» решений.Rings with atomizer tangential to the rod are more adaptable to changes in the geometry of the rod, but have the disadvantage that significant amounts of mechanics are required to control the orientation of the atomizers, which must remain tangent to the surface of the rod when its diameter changes, so this last type of ring, although particularly effective in the case of a single rod or in the absence of performance requirements, it is not well suited for high-performance "multi-rod" solutions.
Предлагаемая закалочная машина 17 преодолевает обе концепции: особое внимание, уделяемое симметрии системы охлаждения в изобретении, способствует решению задачи производства закаленного продукта без каких-либо изменений компоновки машины, за исключением того что управление открытием машины осуществляется автоматически общей системой управления технологической линией, которая, зная диаметр стержней, поступающих на машину, позволяет установить ее на открытие.The proposed hardening
Эта непрерывность функционирования гарантирует существенный выход продукции, так как изобретение практически исключает обычные фазы работы установки, используемые при необходимости оптимизировать систему закалки, адаптируя ее к фактически обрабатываемым стержням.This continuity of operation guarantees a significant yield, since the invention virtually eliminates the usual phases of plant operation, used when necessary to optimize the hardening system, adapting it to the actual processed rods.
Подвижная крышка 32 позволяет полностью открывать машину для проведения периодического обслуживания или с другой целью.The movable cover 32 allows the machine to be fully opened for periodic maintenance or other purposes.
В предлагаемой закалочной машине 17 приходится иметь дело с проблемой большого разброса диаметра стержней и почти бесконечного диапазона качеств стали, из которой они изготовлены, поэтому можно использовать также более одного типа охлаждающей текучей среды или средств закалки и более одного состояния различного равновесия в поисках быстрой или менее быстрой закалки.In the proposed hardening
Концентрация охлаждающей текучей среды может быть разной в разных зонах закалочной машины 17, или же она может быть в разных зонах машины постоянной. Поэтому динамика охлаждающей текучей среды в изобретении может быть разделена на зоны с помощью коллекторов или охлаждающих элементов на определенном участке машины.The concentration of the cooling fluid may be different in different zones of the hardening
Возможность использования различных закалочных текучих сред позволяет адаптировать закалочную машину 17 к разным качествам стали, из которой изготовлены стержни Р, подлежащие закалке. Закалочная среда, такая как вода, подходящая для определенного типа стали, может не подойти для других сталей и вызывать растрескивание или другие явления. Поэтому предлагаемая машина может использовать различные типы охлаждающей среды, от воды, температуру которой можно регулировать на входе, до бесконечного ряда градаций водно-полимерной смеси или даже охлаждающего масла или другой среды.The possibility of using different quenching fluids makes it possible to adapt the quenching
Затем скорость подачи стержней была сделана регулируемой, чтобы позволить увеличивать или уменьшать скорость одновременного вращения стержней под платформой охлаждающих элементов и сопел.The rod feed rate was then made adjustable to allow the simultaneous rotation speed of the rods to be increased or decreased under the platform of cooling elements and nozzles.
Предлагаемые установка для закалки и закалочная машина созданы для улучшения металлургических результатов, которые можно регулировать в соответствии с требованиями.The proposed hardening plant and hardening machine are designed to improve metallurgical results, which can be adjusted according to requirements.
Понятно, что установка для закалки, закалочная машину и способ закалки, описанные выше, без выхода за пределы области и объема настоящего изобретения могут быть подвергнуты модификациям и/или в них могут быть добавлены детали или стадии.It is understood that the tempering apparatus, the tempering machine and the tempering method described above may be modified and/or details or steps may be added without departing from the scope and scope of the present invention.
Понятно также, что, хотя изобретение было описано со ссылкой на некоторые конкретные примеры, специалист в данной области, безусловно, сможет получить много других эквивалентных форм установки для закалки, закалочной машины и способа закалки, имеющих признаки, изложенные в формуле изобретения и, следовательно, все, что охватывается ее объемом.It will also be understood that although the invention has been described with reference to some specific examples, a person skilled in the art will certainly be able to obtain many other equivalent forms of hardening machine, hardening machine and hardening process having the features set forth in the claims and therefore everything that is covered by its scope.
В следующей формуле изобретения единственной целью ссылок в скобках является облегчение чтения, они не должны рассматриваться как ограничивающие факторы в отношении объема охраны, определяемого конкретными пунктами формулы изобретения.In the following claims, the sole purpose of parenthesized references is to facilitate reading and should not be construed as limiting the scope of protection given by particular claims.
Claims (21)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT102019000011559 | 2019-07-12 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2788398C1 true RU2788398C1 (en) | 2023-01-18 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB870556A (en) * | 1957-05-17 | 1961-06-14 | Wistra Ofenbau Ges Mit Beschra | Process for the continuous heat treatment of elongated iron or steel articles |
JPS5582725A (en) * | 1978-12-15 | 1980-06-21 | Kowa Kogyosho:Kk | Hardening unit |
RU2245928C1 (en) * | 2004-03-31 | 2005-02-10 | ОАО "Омутнинский металлургический завод" | Method for heat strengthening of reinforcement, plant for performing the method and cooling apparatus |
JP2011184712A (en) * | 2010-03-05 | 2011-09-22 | Sanyo Special Steel Co Ltd | Continuous heat-treatment apparatus |
RU2017106755A (en) * | 2014-09-01 | 2018-10-03 | Смс Гроуп С.П.А. | DEVICE AND METHOD FOR Hardening Rods And Pipes |
CN109295286A (en) * | 2018-12-06 | 2019-02-01 | 集美大学 | A kind of processing method that secondary chilling is quenched device and rod-shaped workpiece |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB870556A (en) * | 1957-05-17 | 1961-06-14 | Wistra Ofenbau Ges Mit Beschra | Process for the continuous heat treatment of elongated iron or steel articles |
JPS5582725A (en) * | 1978-12-15 | 1980-06-21 | Kowa Kogyosho:Kk | Hardening unit |
RU2245928C1 (en) * | 2004-03-31 | 2005-02-10 | ОАО "Омутнинский металлургический завод" | Method for heat strengthening of reinforcement, plant for performing the method and cooling apparatus |
JP2011184712A (en) * | 2010-03-05 | 2011-09-22 | Sanyo Special Steel Co Ltd | Continuous heat-treatment apparatus |
RU2017106755A (en) * | 2014-09-01 | 2018-10-03 | Смс Гроуп С.П.А. | DEVICE AND METHOD FOR Hardening Rods And Pipes |
CN109295286A (en) * | 2018-12-06 | 2019-02-01 | 集美大学 | A kind of processing method that secondary chilling is quenched device and rod-shaped workpiece |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6723751B2 (en) | Multi-chamber furnace for vacuum carburizing and hardening of gears, shafts, rings and similar workpieces | |
JP7141828B2 (en) | Uniform non-contact temperature control method and apparatus for non-endless surface to be temperature controlled | |
RU2680812C2 (en) | Device for individual quench hardening of technical equipment components | |
KR101085262B1 (en) | Method and device for the continuous creation of a bainite structure in a carbon steel, especially a strip steel | |
RU2634541C1 (en) | Method and device for balls heat treatment | |
US6656413B2 (en) | Method and apparatus for quenching metal workpieces | |
US4834344A (en) | Apparatus for inside-outside tube quenching | |
RU2788398C1 (en) | High-performance steel rod quenching plant, quenching machine and corresponding steel rod quenching method | |
JP4176635B2 (en) | Refining equipment for long rolling molds | |
RU2758893C1 (en) | Device for cooling hot-briquetted iron | |
CN108130403A (en) | A kind of impewdance matching processing method of Cr12 rolls | |
US20220307102A1 (en) | High productivity plant for the quenching of steel bars, quenching machine and corresponding method for quenching steel bars | |
RU2553139C2 (en) | Distributor, roller line and device for continuous casting | |
US4461462A (en) | Apparatus for cooling steel pipe | |
RU2766621C1 (en) | Method for heat treatment of steel balls and device for hardening of steel balls | |
KR101230882B1 (en) | The Water-Mill-type furnace for Hot-stamping | |
US6036485A (en) | Annealing furnace | |
US1696806A (en) | of bethlehem | |
WO2019172242A1 (en) | Workpiece heat treatment method and heat treatment device | |
JP3624680B2 (en) | Method for cooling inner and outer surfaces of steel pipe and inner and outer surface cooling device | |
KR102215111B1 (en) | Horizontal continuous high frequency heat treatment system | |
CN115232948B (en) | Steel cylindrical part horizontal shape cooperative regulation and control heat treatment method | |
KR20090123611A (en) | Heating oven for press hardening process | |
RU11204U1 (en) | DEVICE FOR HARDENING BALLS | |
US20210140003A1 (en) | Continuous intensive quenching apparatus |