Устройство для скоростной термообработки проката и изделий из металла

Устройство относится к металлургии, в частности к термической обработке проката и изделий из металла и может быть использовано на предприятиях металлургии, машиностроения и др. областях. Задачей полезной модели является разработка устройства, обеспечивающего высокую скорость нагрева изделия до 20°С в сек. Сущность полезной модели заключается в том, что в емкость 1 заливается предварительно расплавленный в печи жидкий шлак 2. В стенках емкости установлены нерасходуемые графитовые электроды 3 в электроизоляторах 4, которые подогревают жидкую шлаковую ванну до температуры 2000-3000°С. В жидкий шлак 2 опускают изделие 5 и подогревают его до заданной температуры (900-950°С) термообработки, а затем охлаждают до заданной температуры на воздухе или в воде. Технический результат заключается в повышении качества изделий и увеличении производительности процесса термообработки за счет экономии времени обработки

Устройство относится к металлургии, в частности к термической обработке проката и изделий из металла и может быть использовано на предприятиях металлургии, машиностроения и др. областях.

Получение необходимого комплекса свойств в металлических изделиях не всегда обеспечивается термической обработкой по известным способам в проходных или камерных печах нагреваемых природным газом. В указанных устройствах не обеспечивают высокие значения ударной вязкости, процесс является длительным по времени и влечет за собой расход металла на окисление в окалину.

Известны устройства для нагрева и расплавления металла («Электрометаллургия стали и ферросплавов», Ф.П.Генерал, стр.15-16, Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, Москва, 1955 г.)

По способу преобразования электрической энергии в тепловую эти устройства разделяются на электропечи сопротивления и дуговые печи.

В печах электросопротивления выделяется тепло в специальных нагревательных элементах и передается нагреваемому телу лучеиспусканием и конвекцией или тело это вследствие своего высокого электросопртивления само разогревается при прохождении через него тока.

Известно устройство, где в качестве источника нагрева используют жидкий шлак типа АНШТ-2 с температурой плавления 780-1150°С. Устройство включает емкость для обработки изделий. В емкость, заполненную электропроводным шлаком, помещены электроды. («Справочник термиста ремонтной службы», М.А.Тылкин, стр.351-353, Москва, Металлургиздат, 1981 г.)

Недостатком этого устройства является низкая температура шлака и малая скорость нагрева термообрабатываемого изделия.

Задачей полезной модели является разработка устройства, обеспечивающего высокую скорость нагрева изделия до 20°С в сек.

Технический результат заключается в повышении качества изделий и увеличении производительности процесса термообработки за счет экономии времени обработки.

Задача решается тем, что устройство для скоростной термообработки выполнено в виде емкости, в стенках которой установлены электроды, расположенные в изоляторах. Электроды соединены с источником питания. Емкость заполнена электропроводным

шлаком с температурой плавления 2000-3000°С, а электроды установлены в зоне расположения обрабатываемого изделия.

Сущность заявленного решения поясняется чертежом (фиг.1) согласно которому в емкость 1 заливается предварительно расплавленный в печи жидкий шлак 2. В емкости установлены нерасходуемые графитовые электроды 3 в электроизоляторах 4, которые подогревают жидкую шлаковую ванну до температуры 2000-3000°С. В жидкий шлак 2 опускают изделие 5 и подогревают его до заданной температуры (900-950°С) термообработки, а затем охлаждают до заданной температуры на воздухе или в воде.

Пример выполнения:

В расплавленный шлак: флюс марки АНФ-32, находящийся в емкости (хим.состав приведен в табл.1) нагретый до температуры 2500°С помещали заготовку из стали ст.09Г2 размерами 10×120×1200 мм., выдерживали 5 мин., температура заготовки достигала 950°С, затем ее помещали в воду.

Режим подогрева шлаковой ванны:

Количество электродов, шт - 2;

Ток на электроде, А - 2800;

Напряжение, В - 38÷40;

Сечение электродов, мм² - 1200

Вторая заготовка из того же материала бралась после печной термической обработки - нормализации.

Из этих заготовок изготавливались шлифы и проводились металлографические исследования, определялся размер зерна. После проведения сравнительных механических испытаний определилось, что скоростная термообработка повысила на 20% прочностные характеристики образцов, а ударную вязкость в 2 раза.

Размер зерна после скоростной термообработки в шлаке составляет бал 12, после печной в два раза больше (бал 6).

Преимущества предлагаемой полезной модели:

Высокая скорость нагрева 20°С в сек. и более;

Экономия времени термической обработки;

Высокие показатели физико-механических свойств.

Устройство для скоростной термообработки проката и изделий из металла, включающее емкость для обработки изделий, заполненную электропроводным шлаком и снабженную электродами, отличающееся тем, что емкость для термообработки изделий заполнена электропроводным шлаком с температурой плавления 2000-3000 °С, электроды установлены в стенках емкости в зоне расположения обрабатываемых изделий.