способ нагрева заготовок

Классы МПК:C21D1/09 непосредственным действием электрической или волновой энергии; облучением частицами
C21D1/34 способы нагрева
B23K26/00 Обработка металла лазерным лучом, например сварка, резка, образование отверстий
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный вечерний металлургический институт (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2008-02-12
публикация патента:

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано для нагрева заготовок перед горячей прокаткой металла. Заготовки загружают в печь, перемещают их внутри печи, нагревают и выдают с заданной температурой из печи, причем нагрев заготовок осуществляют сверху и снизу излучением нескольких оптических квантовых генераторов большой плотности энергии - лазеров, расположенных вдоль направления перемещения заготовок, а внутри печи создают вакуум. Использование изобретения обеспечит уменьшение капитальных затрат на оборудование для нагрева заготовок, текущих затрат на эксплуатацию, увеличение производительности нагревательных печей и размеров нагреваемых заготовок. 1 ил.

способ нагрева заготовок, патент № 2378392

Формула изобретения

Способ нагрева заготовок, включающий загрузку заготовок в печь, перемещение их внутри печи, нагрев и выдачу заготовок с заданной температурой из печи, отличающийся тем, что нагрев заготовок осуществляют сверху и снизу излучением нескольких оптических квантовых генераторов большой плотности энергии - лазеров, расположенных вдоль направления перемещения заготовок, а внутри печи создают вакуум.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано для нагрева заготовок перед горячей прокаткой металла.

Известны способы нагрева металлических слитков и заготовок в нагревательных колодцах, печах с выкатным подом, методических печах различной конструкции и др.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому способу является электрический нагрев металла перед прокаткой индукционным или контактным способом (Линчевский Б.В., Соболевский А.Л., Кальменев А.А. Металлургия черных металлов. - М.: Металлургия, 1999. - с.265).

Способ позволяет нагревать металл с большей скоростью по сравнению с пламенными печами, регулировать скорость нагрева, более равномерно нагревать заготовку по сечению, уменьшить окисление поверхности и угар металла в окалину, увеличить производительность печей.

К недостаткам нагрева металла индукционным способом следует отнести большие капитальные затраты на установку и использование машинного высокочастотного генератора или тиристорного преобразователя, а также значительные потери электрической мощности при рассеивании магнитного потока в воздушном зазоре между заготовкой и индуктором. К недостаткам нагрева металла контактным способом следует отнести большие капитальные затраты на высокомощный источник питания, большие токи, высокий расход электроэнергии, а также возможность нагрева заготовок сечением только до 100×100 мм и длиной до 12000 мм.

Задачей изобретения является уменьшение капитальных затрат на оборудование для нагрева заготовок, текущих затрат на эксплуатацию, увеличение производительности нагревательных печей и размеров нагреваемых заготовок.

Поставленный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе нагрева заготовок, включающем загрузку заготовок в печь, перемещение заготовок внутри печи, нагрев и выдачу заготовок с заданной температурой из печи, причем нагрев заготовок осуществляют сверху и снизу излучением нескольких оптических квантовых генераторов большой плотности энергии - лазеров, расположенных вдоль направления перемещения заготовок, а внутри печи создают вакуум.

Изобретение обладает новизной, что следует из сравнения с прототипом, и изобретательским уровнем, так как явно не следует из существующего уровня техники, практически осуществимо на действующих заводах черной металлургии.

На чертеже показано осуществление предлагаемого способа, где

1 - толкатель;

2 - загружаемая заготовка;

3 - подвижная вакуумная крышка;

4 - нагревательная печь;

5 - лазеры;

6 - нагреваемые заготовки;

7 - подвижная вакуумная крышка;

8 - нагретая заготовка;

9 - приемный стол или приемный рольганг;

10 - подвижные балки или печной рольганг;

11 - загрузочный стол или загрузочный рольганг;

12 - соединительный патрубок;

13 - наклонная плоскость для выдачи заготовок;

14 - вакуумная крышка загрузочного шлюза;

15 - вакуумная крышка шлюза выдачи заготовок.

Предлагаемый способ нагрева заготовок осуществляется следующим образом. В нагревательную печь 4 толкателем 1 или загрузочным столом или рольгангом 11 подают заготовку 2, которую необходимо нагреть до требуемой температуры с заданной скоростью, предварительно открыв вакуумную крышку 3. Загружаемая заготовка внутри печи попадает на подвижные балки или печной рольганг 10, с помощью которых происходит перемещение заготовки от входного торца печи к торцу выдачи нагретых заготовок. Во время перемещения осуществляют нагрев заготовок 6 сверху и снизу в зазоре между роликами печного рольганга или подвижных балок излучением нескольких оптических квантовых генераторов большой плотности энергии - лазеров 5 (Физическая энциклопедия. - М: Советская энциклопедия, 1990, том 2. - с.549), которые расположены вдоль направления перемещения заготовок. Очередную нагретую заготовку 8 выдают из печи на приемный стол или приемный рольганг 9 по наклонной плоскости 13, предварительно открыв вакуумную крышку 7. Температуру и скорость нагрева заготовок по ходу перемещения регулируют автоматизированной системой управления температурным режимом, которая изменяет интенсивность излучения лазеров. Температурный режим нагрева заготовок можно регулировать и автоматически с помощью управляющего компьютера, который рассчитывает необходимые параметры нагрева в зависимости от размеров заготовки и химического состава стали. Для предотвращения явления пережога - окисления границ зерен, угара металла, образования окалины и обезуглероживания поверхности заготовки печь подсоединена к форвакуумной системе патрубком 12. После загрузки новой заготовки подвижную вакуумную крышку 3 закрывают, а после выдачи нагретой заготовки 8 закрывают подвижную вакуумную крышку 7. Печь герметизируется и форвакуумные насосы, откачивая попавший в печь воздух, создают в ней вакуум. Для стабилизации вакуума в печи можно оборудовать загрузочный торец и торец выдачи нагретых заготовок шлюзами, поставив еще по одной вакуумной крышке 14, 15. Таким образом, предлагаемый способ позволяет нагревать заготовки любого размера с меньшими капитальными и текущими затратами, а также улучшить качество заготовок и увеличить производительность печей.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2378392

patent-2378392.pdf

Класс C21D1/09 непосредственным действием электрической или волновой энергии; облучением частицами

стенд лазерной закалки опорной поверхности игл вращения высокоскоростных центрифуг -  патент 2527979 (10.09.2014)
способ упрочнения металлических изделий с получением наноструктурированных поверхностных слоев -  патент 2527511 (10.09.2014)
способ повышения физико-механических свойств инструментальных и конструкционных материалов методом объемного импульсного лазерного упрочнения (оилу) -  патент 2517632 (27.05.2014)
способ производства листовой электротехнической анизотропной стали и листовая электротехническая анизотропная сталь -  патент 2514559 (27.04.2014)
способ формирования износостойкого покрытия деталей -  патент 2510319 (27.03.2014)
лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой -  патент 2509813 (20.03.2014)
текстурованный лист электротехнической стали и способ его получения -  патент 2509163 (10.03.2014)
способ улучшения магнитных свойств анизотропной электротехнической стали лазерной обработкой -  патент 2501866 (20.12.2013)
способ упрочнения изделий из твердых сплавов -  патент 2501865 (20.12.2013)
способ обработки изделий из высокоуглеродистых легированных сплавов -  патент 2494154 (27.09.2013)

Класс C21D1/34 способы нагрева

способ термообработки изделий в горизонтальной печи -  патент 2494155 (27.09.2013)
способ термообработки полосовой стали в печи непрерывного действия с кислородотопливными горелками -  патент 2435869 (10.12.2011)
способ нагрева заготовок на сортовых и проволочных станах -  патент 2430977 (10.10.2011)
способ повышения фреттинг-стойкости деталей -  патент 2390581 (27.05.2010)
способ нагрева слитков и заготовок из сплавов на основе титана под прошивку в станах косой прокатки -  патент 2312153 (10.12.2007)
способ перевода твердого металла в состояние пластичности и текучести -  патент 2296168 (27.03.2007)
способ факельного воздушно-струйного нагрева изделий и устройство для его реализации (варианты) -  патент 2251579 (10.05.2005)
способ нагрева и прокатки металла в станах горячей прокатки -  патент 2247785 (10.03.2005)
способ отопления газовых садочных печей -  патент 2218424 (10.12.2003)
способ нагрева стальных слитков в методических печах -  патент 2186128 (27.07.2002)

Класс B23K26/00 Обработка металла лазерным лучом, например сварка, резка, образование отверстий

способ и устройство для контроля проводимого на обрабатываемой детали процесса лазерной обработки, а также лазерная обрабатывающая головка с подобным устройством -  патент 2529136 (27.09.2014)
способ и устройство для контроля проводимого на обрабатываемой детали процесса лазерной обработки, а также лазерная обрабатывающая головка с подобным устройством -  патент 2529135 (27.09.2014)
способ лазерной резки хрупких неметаллических материалов и устройство для его осуществления -  патент 2528287 (10.09.2014)
способ управления лазерной обработкой скальной породы переменной крепости и система для его осуществления -  патент 2528187 (10.09.2014)
способ лазерно-плазменного наноструктурирования металлической поверхности -  патент 2526105 (20.08.2014)
система для термической обработки изделий, содержащая плазменную и/или лазерную обрабатывающую головку, которые могут быть присоединены с использованием одного хвостовика -  патент 2525016 (10.08.2014)
способ ивзлечения капсюлей из гильз стрелковых патронов и устройство для его осуществления -  патент 2524333 (27.07.2014)
способ сварки труб большого диаметра лазерной сваркой -  патент 2523406 (20.07.2014)
способ лазерного плавления с использованием абляционного покрытия -  патент 2520252 (20.06.2014)
устройство для лазерной подгонки резисторов -  патент 2519689 (20.06.2014)
Наверх