SU1448185A1 - Способ термической обработки изделий и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к высокоинтенсивному , равномерному нагреву и охлаждению металлических изделий, сушке и обжигу керамических изделий и может быть использовано в машиностроении , в прокатном производстве, в промышленности строительных материалов и других отрасл х промышленности . Целью изобретени   вл етс  сокращение времени термообработки, экономи  энергии и газа. Способ термической обработки изделий включает в себ  нагрев издели  в статическом состо нии и во взвешенном состо нии в течение 16-20 с при транспортировке путем подвода теплоносител  снизу под давлением, при нагреве изделий в статическом состо нии периодически измен ют направление двилсени  теплоносител  па противоположное путем создани  перепада давлений, при этом врем  подачи теплоносител  снизу равно времени подачи теплоносител  сверху, а весь период нагрева изделий в статическом состо нии составл ет не менее 30 с. Устройство дл  осуществлени  этого способа содержит корпус, футерованный огнеупором, замкнутую камеру с перфорированным основанием и р дами подставок дл  изделий, с перфорированным сводом той же геометрической формы, что и основание, систему нагнетани  и систему отбора, которые сообщены между собой и имеют узел, обеспечивающий реверсивное движение теплоносител  через рабочую камеру. Использование данного способа и устройства дл  его осуществлени  позвол ет увеличить производительность агрегата в 2,4 раза, а расход газа сократить в 3,5 раза. 2 с,п. и 2 3.п. ф-лы, 2 ил, § (Л 4i 00 00 ел

Description

Изобретение относитс  к термической обработке изделий (плоского, пр моугольного многогранного и круглого профил ) и может быть ИСПОЛЬЗО

вано в нагревательных, сушильных и др. устройствах дл  экономии энергии при интенсивном нагреве (охлаждении) сушке, обжиге изделий и заготовок на предпри ти х металлургии, машино- строени , строительных материалов и спецкерамики (огнеупоры, электро- Керамика).

Цель изобретени  - сокращение вре Нени термообработки, экономи  энер- и газа.

Способ термической обработки изделий , включает струйный нагрев изделий в статическом состо нии и во взвешенном состо нии при транспорти- ровке в течение 16-20 с. Когда изделие находитс  во взвешенном состо нии , поток теплоносител  подводитс  под давлением снизу, достаточным Дл  подъема издели  над основанием, а в период термообработки, когда изделие находитс  В статическом состо нии , теплоноситель подводитс  с меньшим давлением, необходимый дл  обеспечени  режима струйной обдувки со срывом пограничного сло , рассчитан- ным только из условий теплоотдачи от потока газа к поверхности изделий ПРИ термообработке изделий в статическом состо нии периодически изме- й ют подачу теплоносител  на противоположное , т.е. чередуют подачу теплоносител  снизу с подачей теплоносител  сверху, причем врем  подачу теплоносител  снизу равно времени по- дачи теплоносител  сверху. Врем  нагрева издели  в статическом состо нии составл ет не менее 30 с. Это врем  необходимо дл  включени  вывода нагнетательного агрегата на ,рас- четный (стационарный) режим и отключени  его до полной остановки. Врем  разгона вентил тора составл ет с, врем  отключени  до полной остановки 10-12 с. Период работы агрегата в стационарном режиме 14 с. Если врем  нагрева в состо нии поко  менее 30 с, это ведет к сложност м в управлении процессом, поток теплоносител  отдает изделию мало

теплоты, что ведет к увеличению времени на процесс термической обработки . Интенсификаци  процесса термообработки при организации более

Q

.Q 5 0 - 0 5 Q

5

рационального движени  теплоносител , которое заключаетс  в чередовании подачи теплоносител  снизу и сверху с организацией высокоинтенсивного струйного обтекани  термически обрабатываемых изделий, позвол ет ликвидировать рециркул ционные трубопроводы и сократить безполезные потери тепловой энергии в окружающую среду. Данный способ термообработки изделий позвол ет увеличить скорость процесса. Увеличение скорости термообработки ведет к сокращению времени процесса, к увеличению производительности агрегата термической обработки, повышению производительности труда, к уменьшению расходов тепловой энергии на единицу продукции , к расширению технологических возмолсностей процесса термообработки и к уменьшению стоимости готовых изделий .

На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство дл  термической обработки изделий, поперечный разрез, (подача теплоносител  снизу); на фиг. 2 - то же, подача теплоносител  сверху.

Устройство дл  термообработки изделий содержит теплоизолированную камеру 1 дл  подвода газа,перфорированное основание 2, отверсти  3 перфорированного основани  2, изделие 4, перфорированный свод 5, отверсти  6 перфорированного свода 5, дополнительную теплоизолированную камеру 7, нагнетательный агрегат 8, подставки 9 под издели , прибор 10 дл  измерени  перепада давлени , отключающее устройство 11 перед нагнетательным агрегатом, датчики 12 дл  приборов, измер ющих температуру газа, датчики 13 дл  приборов, измер ющих влажность газа, датчики 14 дл  приборов, измер ющих состав газа и концентрацию компонентов газовой смеси. Стрелками показано направление движени  газа при термообработке. Перфорированное основание 2 может быть выполнено плоским или полуцилиндрическим в зависимости от конфигурации поперечного сечени  издели , поступающего на термообработку. На внутренней поверхности перфорированного основани  2 расположено не менее двух р дов подставок 9 под издели . Перфорированное основание герметично соединено с, перфорированным сводом. Дл  равномерности термообработки верхней поверхности изделий 4 свод 5 выполн ют таких же геометрических размеров, как перфорированное основание 2, Дополнительна  камера 7  вл етс  продолжением камеры 1 дл  подвода газа, соединена с ней герметично и неподвижно и может быть выполнена различной формы. Перекрытие дополнительной камеры 7 может быть выполнено как плоским, так и сводчатым .

Устройство дл  термообработки работает следующим образом.

Процесс термической обработки включает в себ  периодически повтор ющиес  два режима: термообработки на газовой подушке (во взвешенном состо нии ) при транспортировке издели  и в статическом состо нии. Продолжительность термообработки на газовой подушке 16-20 с. При термической обработке изделий в статическом состо нии периодически измен ют движение теплоносител  снизу вверх (пр мой ток) и сверху вниз (реверсивный ток) В режиме, когда теплоноситель подаетс  в камеру 1 дл  подвода газа под давлением, необходимым дл  подъема издели  над основанием 2, изделие 4 транспортируют на газовой подушке на первую позицию агрегата термообработки в течение 16-20 с. Режим термообработки изделий во взвешенном состо нии обеспечиваетс  дополнительным нагнетательным агрегатом, которым может быть, например дымосос, газова  горелка высокого давлени  и т.п. который включаетс  только дл  осуществлени  зтого режима.

Режим термической обработки в статическом состо нии осуществл етс  следующим образом. Нагнетательный агрегат 8, например вентил тор низкого давлени , газова  горелка низкого давлени , эжектор и т.п., работает посто нно, в течение всего времени термообработки. Теплоноситель (подогретый или охлажденный, осушен- ,ный или увлажненный газ) нагнетают в теплоизолированную камеру 1 дл  подвода газа, равномерно распредел ют по объему камеры 1. Поданный теплоноситель проходит через отверсти  3 перфорированного основани  2. Образуемый при прохождении через отверсти  перфорированного основани  2

,

10

15

20

25

48185

струйный газовый поток удар етс  в нижнюю (лобовую) поверхность издели  4 и обтекает термически обрабатываемое изделие с двух сторон. Поток газа проходит через отверсти  6 перфорированного свода 5 и собираетс  в дополнительной теплоизолированной камере 7. Когда давление в дополнительной камере 7 становитс  равным давлению газа в камере 1 дл  подвода газа, что определ ют прибором 10 дл  измерени  препада давлени  между камерами 1 и 7, например дифманометром или мановакуумметром, перекрывают доступ теплоносител  отключающим устройством 11, например шибером или заслонкой и т.п., на всасывающем патрубке нагнетательного агрегата 8. Последний выполн ют или с возможностью реверсивного хода (при установке на нем реверсивного электродвигател ) или подключают по схеме, позвол ющей камеру 1 дл  подвода газа соедин ть то с нагнетательной , то со всасывающей частью агрегата 8, причем при пр мом токе теплоносител  камеру 1 дл  подвода газа соедин ют с нагнетательной частью агрегата 8, а при реверсивном токе - с всасывающей частью. Теплоноситель , отдав в процессе термообработки часть своего тепла, собирают в дополнительной теплоизолированной камере 7. Измен ют ход агрегата

35 на реверсивный или соедин ют камеру 1 с всасывающей часть агрегата, чем создают перепад давлений между камерами 1 И 7. Давление в камере 7 боль- ще, чем в камере 1. В результате.пе40 репада давлений теплоноситель начинает двигатьс  в реверсивном направлении . Теплоноситель проходит через отверсти  6 перфорированного свода 5, струйный поток иТнтенсивно омьгеает

45 верхнюю (кормовую) поверхность издели  4. Затем теплоноситель проходит через отверсти  3 перфорированного основани  2 и собираетс  в камере 1. Когда разрежение в камере 1 стано50 витс  равным разрежению в камере 7, которое измер етс  поибором 10, снова измен ют ход агрегата на пр мой или его подключение (нагнетательна  часть к камере 1) и снова создают

55 перепад давлений между камерами 1 и 7. В этом случае давление в камере 1 больше давлени  в камере 7 и теплоноситель под действием перепада давлений начинает движение снизу

30

вверх (пр мой ток) , Таким образом, периодически измен ют перепад давлений в камерах дл  подвода газа и в дополнительной, что приводит к многократному движению газа в пр мом и .реверсивном направлени х. Когда параметры теплоносител  станов тс  такими, при KOTOjJbix его дальнейшее использование в процессе термообработки невозможно (понизилась температура , увеличилось или уменьшилось влагосодержание, увеличилась или уменьшилась концентраци  определенных компонентов), он удал етс  из устройства. Параметры теплоносител  в период термообработки могут контролироватьс  и регулироватьс  следующими приборами: датчиком 12 температуры , датчиком 13 влажности, дат датчиком 14 газового состава и соответствующими им регул торами. На этом термообработку в состо нии поко  заканчивают. И снова начинают термообработку с одновременным транспортированием изделий во взвешенном состо нии на следующую позицию термообработки теплового агрегата.

Продолжительность термообработки зависит от теп офизических свойств теплоносител  и параметров обрабатываемого издели  и определ етс  расчетным или экспериментальным путем. Так, например, дл  нагрева цилиндри- еского издели  от tw 20 С до

750°С (режим отжига), температутеплоносител  t необходимо дважды изделие подвергнуть термообработке во взвешенном состо нии с транспортировкой на новую позицию и дважды в состо нии поко , причем нагрев в состо ний поко  провести в п ть периодов, череду  подачу теплоносител  снизу с подачей теплоносител  сверху. При этом общее врем  термообработки составл ет 760 с ,7 мин.

Таким образом, использование предлагаемого способа термообработки

к ре

изделий и устройства дл  его осуществлени  позвол ет увеличить производительность агрегата в 2,4 раза и снизить расход газа в 3,5 раза.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   1 . Способ термической обработки изделий, включающий струйную термообработку издели  в статическом состо нии и во взвешенном состо нии при транспортировании издели  в течение 16-20 с путем подвода теплоносител  снизу под давлением, отличающийс  тем, что, с целью сокращени  времени термообработки , экономии энергии и газа, направление подачи теплоносител  в со- ,сто нии поко  периодически на противоположное путем создани  перепада давлений.

   5

   0

   5

   0

   5

   О Т л И Ч а2 .Способ по п. 1

   ю щ и и с   тем, что периоды противоположно направленной подачи теплоносител  равны между собой.

   3.Способ по пп. 1 и 2, отличающийс  тем, что врем  подачи теплоносител  каждого периода не менее 30 с.

   4.Устройство дл  термической обработки изделий, содержащее корпус, футерованный огнеупором, рабочую камеру с перфорированным основанием

   и с р дами подставок дл  изделий, систему нагнетани  и отбора теплоносител , отличающеес 

   тем, что, с целью сокращени  времени термообработки, экономии энергии и газа, рабоча  камера вьшолне- на замкнутой с перфорированным сводом той же геометрической формы, что и перфорированное основание, при этом система нагнетани  и система отбора теплоносител  сообщены между собой и устройство имеет узел, обеспечивающий реверсивное движение теплоносителей через рабочую камеру.