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.
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.
Табл. 1.
Химический состав флюса марки АНФ-32.
№ плавки
SiО<sub>2</sub>
CaO
CaF<sub>2</sub>
АС<sub>2</sub>О<sub>3</sub>
MgO
MnO
0173
8,4
24,6
40,0
25,73
3,12
0,7
Требования ТУ14-1-118475
5,9
20-27
34-42
24-30
2-6
0,3-1,0
Режим подогрева шлаковой ванны:
Количество электродов, шт - 2;
Ток на электроде, А - 2800;
Напряжение, В - 38÷40;
2
Сечение электродов, мм - 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.