Spôsob tepelného spracovania oceľových drôtov a zariadenie na jeho vykonávanie

Číslo patentu: 280378

Dátum: 04.03.1986

Autor: Neirynck Michel

Je ešte 8 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Pri tepelnom spracovaní oceľových drôtov (W) patentovacím postupom sa austenitizované drôty (W) ochladzujú v prvom pásme (Q) fluidizačného lôžka a prevedú sa do druhého pásma (TR-S), v ktorom sa teplota reguluje v niekoľkých úsekoch (13) od seba nezávislými vykurovacími prvkami (14) na vytvorenie teplotného gradientu v druhom pásme (TR-S) fluidizačného lôžka, pri ktorom transformácia začína pri prvej teplote v prvom úseku (13) a pokračuje v ďalších úsekoch (13). Zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu obsahuje fluidizačné lôžko, pozostávajúce z prvého pásma (Q) a z druhého pásma (TR-S), rozdeleného na niekoľko oddelených úsekov (13), ktoré sú vybavené od seba nezávislými samostatne ovládanými vykurovacími prvkami (14).

Text

Pozerať všetko

Vynález sa týka spôsobu tepelného spracovania oceľových drôtov patentovaclm postupom, pri ktorom sa austenitizovanć oceľové drôty ochladzujú v prvom pásme fluidizačného lôžka a prevedú sa do druhého pásma fluidizačného lôžka, v ktorom sa uskutoční transformácia, pričom prvé pásmo fluidizačného lôžka sa fluidizuje fluidizačným plynom a druhé pásmo ŕluidizačného lôžka sa fluidizuje ďalším fluidizačným plynom a teploty obidvoch pásiem fluidizačného lôžka sa regulujú nezávisle od seba samostatne regulovanými zdrojmi plynu. Vynález sa týka tiež zariadenia na uskutočňovanie tohto spôsobu, pozostávajúceho z prvého pásma ñuidizačného lôžka na ochladzovanie drôtov, z druhého pásma tluidizačného lôžka a z prostriedkov na nezávislé tluidizovanie prvého pásma a druhého pásma fluidizačného lôžka a na nezávislé riadenie ich teplôt.Patentovací postup zahŕňa ohrev uhlíka tých oceľových drôtov do austenitickej fázy, všeobecne na teplom nad 800 °C, a ich následné ochladenie na zvolenú teplom, na ktorej sa oceľové drôty udržiavajú dostatočne dlho na dokončenie všeobecnej izolermickej dekompozície austenitu. Zvolená teplota sa zvyčajne pohybuje okolo 550 °C a cieľom tohto spracovania je dosiahnutie jemnej perlitickej štruktúry. V ďalšej fáze prebieha ťahanie oceľových drôtov.Drôty sú všeobecne z obyčajnej alebo zliatinovej ocele s obsahom uhlíka v hmotnostnom množstve od 0,1 do 1,0 , výhodne v rozsahu od 0,25 do 1,25 . Drôty môžu mať akýkoľvek tvar svojho priečneho prierezu, napríklad štvorcový alebo obdĺžnikový, najmä však majú kruho vý tvar prierezu s plochou väčšou ako 0,15 mm 2. Do rozsahu pojmu drôt je treba zahmúť tiež tyče, lišty, profilové pásy a podobné pozdĺžne valcovane alebo tvámené prvky.Pri zvyčajnom patentovacom postupe sa uskutočňuje ochladzovaníe a transformácia materiálu v kúpeli roztaveného olova, udržiavanom na stálej teplote. Aj keď tento postup zaisťuje dobré výsledky vzhľadom na vysoké meme teplo roztaveného olova, čo podporuje rýchle ochladenie drôtu, prejavujú sa tu určite technické problémy. Okrem ohrozenia bezpečnosti práce pri manipulàcii s roztaveným olovom môže prichádzať k stratám olova v dôsledku jeho prilipnutia na povrchu spracovávaných drôtov a tiež k vzniku povrchových chýb drôtov, spôsobených znečisteným olovom.Navrhlo sa nahradiť olovený kúpeľ prúdom chladiaceho stlačeného plynu alebo vzduchu, táto metóda však nie je dostatočne spoľahlivá pri drôtoch s priemerom menším ako 5 mm a problémy sa najčastejšie prejavujú v ťahárňach drôtov spracovávajúcich drôty s priemerom menším ako 2 mm. Navrhlo sa taktiež použiť zariadenie s ohrievaným fluidizačným lôžkom, kde sa dosahuje lepší prestup tepla v porovnaní s chladiacou metódou používajúcou chladenie prúdom stlačeného plynu alebo vzduchu. Typické zariadenie s tluidizačným poľom obsahuje ohrievaciu pec s dvoma oddielmi, oddelenými od seba pevnou vodorovnou doskou. Homý dielje vytvorený vo forme podlhovastej nádoby tvaru U, v ktorej sú uložené častice inertného piesku, napríklad z oxidu kremičitého, oxidu hlinitého, oxidu zirkoničitého a podobne, ktoré sa fluidizujú a súčasne ohrievajú prúdom horúceho plynu, prechadzajúceho vodorovným doskovým dnom, ktoré je vybavené na tento účel sústavouotvorov alebo je vytvorené z pórovitého keramického materiálu, napríklad z azbestových listov alebo z keramickej dosky. Spodný oddiel pod deliacou doskou, vybavený spomenutými úpravami na rozvod plynu, tvorí zásobnú komoru na plyn udržiavaný pod tlakom, ktorý potom preniká otvonni alebo pónni v deliacej doske do homého oddielu, kde vyvoláva vznášanie častíc. Fluidizovaná zrnitá látka, tvorená pevnými časticami suspendovanými vo fluidizačnom plyne prúdiacom potrebnou rýchlosťou, najmärýchlosťou od 8 do 15 cm.s 1 pre strednú veľkosť zrnitých častíc od 150 do 500 m, sa správa takmer rovnako ako kvapalná látka na prenos tepla a má zvýšený súčiniteľ prenosu tepla, ktorý má hodnotu ležíacu medzi hodnotami platnými pre chladiaci vzduch a roztavene olovo.Zistilo sa, že mechanické vlastnosti a mikroštruktúra drôtov spracovávaných v takomto fluidizačnom zariadení sú stále ešte značne horšie ako hodnoty získané v zariadení na úpravu drôtov spracovávaných v kúpeli roztaveného olova. Pri spracovaní v tomto zariadení sa vyskytuje podstatne väčší rozsah odchýlok od ideálnej jemnej perlitickej štruktúry a v drôtoch sa objavuje významný podiel hrubého perlitu a baínitu. Tieto problémy sa prisudzujú nižším hodnotám tepelnej kapacity a prenosu tepla dosahovaným pri fluidizačnom lôžku v porovnaní s kúpeľom z roztaveného olova, čo má za následok nižšiu rýchlosť ochladzovania a nevytvorenie podmienok na izotemríckú transformáciu.Na odstránenie týchto problémov pri spracovaní tyčí alebo drôtov s väčším priemerom ako 2,5 mm bolo navrhnuté V riešení podľa US-PS 3615083 použitie spôsobu tepelného spracovania drôtov v patentovacej operácii, pri ktorom sa austenizované drôty rýchlo ochladzujú v prvej oblasti íluidizačného lôžka a potom sa dopravujú do druhej oblasti fluidízačnćho lôžka, kde prebieha transfonnácia materiálu, pričom prvá oblasť tluidizačného lôžkaje fluidizovaná fluidizačným plynom a tiež druhá oblasť tluidizačného lôžka je tluidizovaná iným fluidizačným plynom. Teplota obidvoch oblastí tluidizačného lôžka je riadená nezávisle od seba a obidve tieto oblasti sú tluidizovanć prívodmi dvoch plynov, regulovanými samostatne. Skúškami sa ale dokázalo, že postup podľa tohto spisu nezaisťuje potrebne zvýšenie kvality materiálu, najmä pri drôtoch s priemerom menším ako 3 mm, najmä menším ako 0,7 až 1,5 mm.V súčasnosti sa dospelo k názoru, že problémy spojené s postupmi využívajúcimi tluidizačnć lôžko nesúvisia ani tak s rýchlosťou ochladzovania ako skôr s obťažnosťou voľby teploty fluidizačného lôžka, ktorá by predstavovala prijateľný kompromis medzi ochladzovaním a prehrievanlm pri zvýšenej teplote.V priebehu prehrievacej fázy by mala prebiehať v podstate izotermícká transformácia materiálu. Táto transformácia je však exotennická a tak má teplota spracovávaného drôtu sklon zvyšovať sa. Pri použití olovenćho kúpeľa s vysokou tepelnou kapacitou môže byť teplota udržaná na takmer konštantnej úrovni, ale pri použití zvyčajnćho tluídizačnćho lôžka je potrebne počítať s výrazným zvýšením teploty, čo môže viesť k vytváraniu hrubej perlitickej štruktúry materiálu. Na druhej strane výrazné ochladenie pred vyrovnanim teplôt na zvýšených teplotných hodnotách môže podporiť začiatočnú tvorbu nežiaducej štruktúry materiálu, napríklad baínitu.Pásmo teplôt, nad ktorými sa môže dosiahnuť vytvorenie jemnej perlitickej štruktúry je pomeme úzke a pre optimálne mikroštruktúry je ešte užšie. V zvyčajných ohrievaných íluidizačných lôžkach, používaných na spracovanie drôtov, sa môže kolísanie teplôt pohybovať v rozsahu týchto teplotných pásiem alebo ich môže na obidve stranypresahovať. Ak sa nastaví teplota fluidizačného lôžka dostatočne nízko, aby bola prehrievacia teplota prijateľná s prihliadnutím na exotermickú povahu materiálovej transformácie, môže vzniknúť nebezpečenstvo prílišného ochladenia pri chladiacej operácii a tým možnosť vzniku bainitu. Pri zvýšení nastavenej teploty lôžka zasa vzniká nebezpečenstvo prehriatia materiálu v priebehu transformácie, pri ktorom vzniká nežiaduca hrubá perlitická štruktúra.Postup opísaný v US-PS 36 l 5083 tieto problémy nerieši, pretože aj ked je v tomto spise navrhnuté použitie dvoch fluidizačných lôžok, môže pri uskutočňovaní tohto spôsobu dochádzať k prílišnému ochladeniu, najmä pri spracovaní tenkých drôtov.Úlohou vynálezu je preto vyriešiť aspoň niektoré z uvedených technických problémov, prejavujúcich sa pri známych spôsoboch spracovania drôtov a profilových prútov, použivajúcich fluidizačné lôžka.Úloha je vyriešená spôsobom tepelného spracovania oceľových drôtov podľa vynálezu, pri ktorom sa austenitizované oceľové drôty ochladzujú v prvom pásme fluidizačnćho lôžka a prevedú sa do druhého pásma fluidizačného lôžka, v ktorom prebehne transformácia, pričom prvé pásmo fluidizačného lôžka sa fluidizuje iluidízačným plynom a druhé pásmo fluidizačného lôžka sa fluidizuje ďalším fluidizačným plynom a teploty obidvoch pásem lluidizačného lôžka sa regulnjú nezávisle od seba samostatne regulovanými zdrojmi plynu, podstata vynálezu spočíva v tom, že teplota druhého pásma fluídizačného lôžka sa reguluje v jeho jednotlivých úsekoch samostatnými a od seba nezávislými vyhrievacimi prvkami, príslušnými pre každý úsek dĺžky druhého pásma iluidizačného lôžka.Vo výhodnom uskutočnení spôsobu podľa vynálezu sa teploty jednotlivých úsekov regulujú na vytvorenie teplotného gradientu pozdĺž druhého pásma fluidizačného lôžka a vytvoreným teplotným gradientom sa vyvolá začiatok transformácie pri prvej teplote ajej pokračovanie pri ďalšej a vyššej teplote, pričom transformácia pri druhej teplote začína po prebehnutí 10 až 20 celkovej transformácie.V konkrétnom výhodnom uskutočnení spôsobu podľa vynálczu sa austenitický drôt po rýchlom podchladení rýchlo ohreje na teplotu potrebnú na transformáciu. Teplota prvého pásma fluidizačného lôžka sa reguluje aspoň sčasti pomocným ochladzovacím zariadením, pričom prvé pásmo fluidizačného lôžka sa jednak plynule ochladzuje prvým ochladzovacím ústrojenstvom, a jednak sa podľa potreby ochladzuje s variabilnou intenzitou chladenia pomocným chladiacim ústrojenstvom.Podľa ďalšieho výhodnćho uskutočnenia vynalezu sa prvé pásmo fluidizačného lôžka fluidizuje pomocou neoxidačných výstupných plynov z austenizačnej pece, pričom tieto výstupné plyny, majúce obsah kyslíka najviac 2 objemové, sa pred vstupom do prvého pásma tluidizačného lôžka ochladzujú a/alebo zohrievajú pomocnými ústrojenstvami. Na ďalšie udržiavanie neoxidačných podmienok sa používajú výstupné plyny obsahujúce zvyškový podiel oxidu uhoľnatćho V objemovom množstve od 0,5 do 2 .Podstata vynálezu pri zariadeniach na uskutočňovanie uvedeného spôsobu tepelného spracovania drôtov spočíva v tom, že druhé pásmo tluidizačného lôžka je rozdelené na oddelené úseky, vybavené samostatne ovládanými ohrievacimi prvkami a prvé pásmo fluidizačného lôžka je vybavené stabilne nastaveným ochladzovacím ústrojenstvom a prídavným ochladzovacím ústrojenstvom vybaveným re gulačným ústrojenstvom na nastavenie intenzity ochladzovania, obsahujúcim najmä dúchadlo a regulačný ventil.Vo výhodnom uskutočnení zariadenia podľa vynálezu je prve pásmo fluidizačného lôžka vybavené prepojovacím kanálikom s austenizačnou pecou na prívod jej výstupných plynov, v ktorom je pred vstupom do prvého pásma fluidizačného lôžka umiestnený rekuperátor a pomocný ohrievač plynu. V prvom pásme a v druhom pásme fluidizačného lôžka sú vytvorené prechodné kanáliky na postupné privádmnie plynov do prvého pásma a druhého pásma fluidizačného lôžka, vybavené výmenníkmi na reguláciu teplôt prechádzajúcich plynov.Výhoda riešenia podľa vynálezu spočíva v tom, že nie je potrebné hľadať kompromis medzi ochladzovacímí a transformačnými procesmi. Teplota vnútri druhého pásma fluidizačného lôžka môže byť nastavená v jeho jednotlivých častiach podľa okamžitej potreby a dosiahnutie potrebnej mikroštruktúry materiálu je možné zaistiť regulovaným prívodom tepla do jednotlivých úsekov druhého pásma fluidizačného lôžka bez toho, aby sa rušivo prejavovali ochladzovacie účinky pôsobiace v prvom pásme fluidizačného lôžka.Prívodom zohriateho fluidizačného plynu v prvom pásme sa zaistí taký prívod tepla, ktorý spolu s teplom obsiahnutým v spracovávaných drôtoch zamedzí poklesu teploty drôtu pod kritickú úroveň, pri ktorej dochádza k tvorbe bainitu. To je zvlášť výhodné pri spracovávaní tenkých drôtov, ked nie je v drôte obsiahnuté také množstvo tepla ako v hrubých drôtoch. Všeobecne je požadovaný vznik lamelámej štruktúry, pričom v tom prípade je potrebné zaistiť, aby sa teplota nezvýšila na úroveň pri ktorej vznikajú hrubé perlitické štruktúry na úkor jemnej perlitickej štruktúry. To je možné dosiahnuť vybavením druhého pásma fluidizačného polu vyhrievacimi prvkami, ktoré sú samostatne regulovateľné. Tým sa môže dosiahnuť rovnovážny stav medzi prívodom tepla a ochladzovaním a ľahké udržiavanie požadovanej teploty.Ochladzovacíe prostriedky sú tvorené chladiacimi rúrkami uloženými vo tluidizačnom lôžku, ktorými prúdi voda stálou regulovanou rýchlosťou, prípadne regulovateľnou sprchou alebo najvýhodnejšie vzduchovým chladiacim ústrojenstvom, pôsobiacim na povrch fluidizačného lôžka.V mnohých prípadoch budú teploty oboch pásiem len málo od seba odlišné pri nezávislej regulácii množstva privádzaného tepla, ktoré má reagovať na vplyv odlišných prevádzkových podmienok a požiadaviek. Zlepšená regulácia podmienok v druhom pásme dovoľuje udržiavať zvyšovanie teploty v omnoho užších medzíach, čo ďalej zlepšuje kvalitu získanej mikroštruktúry materiálu. Týmto riešením je teda do značnej miery vyriešený ďalší problém spojený s využívaním fluidizačného lôžka, takže spolu s lepšímí možnosťami regulácie chladenia spracovávaných drôtov a počiatočných podmienok transformácie materiálu sú dosiahnuté ďalšie významné zlepšenia.Dve pásma fluidizačného lôžka môžu byť vybavené dvoma oddelenými fluidizačnými lôžkami a nezávisle riadenou tluidizáciou. Altematívne môže byť jedno fluidizačné lôžko rozdelené na dve pásma. V prípade, že obidve tieto pásma budú fluidizované jediným zdrojom horúceho plynu, aspoň jedno pásmo by malo byť vybavené nezávisle riadenýmí pomocnými ohrievacími a/alebo chladiacimi prostriedkami. Ochladzovacíe pásmo by tak malo byť vybavené chladiacimi prostriedkami a/alebo ohrievacie pásmo by malo byť vybavené ohrievacími prostriedkami v závislosti od základnej teploty horúceho plynu.Pri praktických skúškach spôsobu podľa tohto Vynálezu sa zistilo, že v ohrievacom pásme sa môžu pri zlepšenýchprevádzkových podmienkach, dosiahnutých úpravou podľa vynálezu, vyskytovať odchýlky od ideálnej teploty, spôsobované napríklad exotermickou povahou transfomiácie. Tieto kolísania môžu byť korigované rozdelením ohrievacieho pásma na niekoľko samostatných úsekov s prídavnými ohrievacími a/alebo ochladzovacími prvkami, ktore sú ovládané nezávisle od seba.Zariadenie na uskutočnenie spôsobu podľa vynálezu môže mať tak široké využitie, čo je umožnené vybavením zariadenia nezávisle ovládanými pomocnými ohrievacími a/alebo ochladzovacími ústrojenstvami na regulovanie teploty jednotlivých pásiem fluidizačného lôžka.Pri dvojpásmovom fluidizačnom lôžku, používanom napríklad na uskutočnenie patentovacieho postupu opísaného v predchádzajúcej časti, nemusí byť všeobecne v prehrievacom úseku umiestnené chladiace ústrojenstvo, ale prídavné ohrievacie ústrojenstva sú v tomto úseku výhodné. Týmito prídavnými ohrievacími ústrojenstvami sú výhodne elektrické odporové vyhrievacíe prvky, ktoré sú uložené vnútri jednotlivých úsekov fluidizačnćho lôžka. Ohrievacie ústrojenstva môžu byť tvorené tiež inými vyhrievacimi prvkami, napríklad vyžarovacími vykurovacími rúrkami. Pri tomto uskutočnení zariadenia podľa vynálezu je základné zohrievanie tluidizačného lôžka fluidizačným plynom nastavené na pomeme nízku hodnotu, takže počiatočná teplota lôžkaje nízka, a prídavné ohrievacie ústrojenstva sa starajú o uvedenie lôžka na požadovanú teplotu.Vo všetkých konkrétnych uskutočneniach zariadenia podľa vynálezu môže byť regulácia teploty fluidizačného plynu v každom pásme uskutočňovaná pomocou chudobnej alebo veľmi chudobnej spaľovacej zmesi, zmesi chladiaceho vzduchu so spaľovacím plynom alebo regulovaným výmenníkom tepla, umiestneným medzi pretlakovým priestorom a spaľovacím ústrojenstvom.Vybavením ohrievacieho pásma íluidizačného lôžka v jeho pozdĺžnom smere radom od seba oddelených oddielov,v ktorých prebieha prenos tepla a riadenie procesu, je možné v každom mieste zariadenia prispôsobiť energetickú rovnováhu, ktoráje výsledkom pracovnej tepelnej záťaže, z prívodu tepla pri primárnej fluidizácii a z pomocných ohrievacich jednotiek a z ochladzovania a z tepelných strát do okolia, takže je možné dosiahnuť v každom okamihu presnejšie nastavenie teploty lôžka vo všetkých jeho miestach, pričom táto teplota sa môže udržiavať konštantná v celej dĺüce zohrievacieho pásma lôžka alebo sa môže naprogramovať na nastavovanie a udržiavanie vopred určeného priebehu teplôt od vstupu do ohrievacieho pásma až k jeho výstupu.Aj keď sú spôsob a zariadenie podľa vynálezu vo svojich konkrétnych výhodných uskutočneniach určené na spracovanie kovových predmetov patentovaním s využitím konvenčných ochladzovacích a ohrievacich teplôt, poskytuje riešenie podľa vynálezu aj ďalšie možnosti. Jednou z týchto možností je takzvané krokové patentovanie, pri ktoromje ochladzovacia teplota nižšia a má hodnotu napríklad 400 °C, ale vždy je nad teplotou Ms, keď sa začína tvoriť martenzit, potom nasleduje rýchly ohrev na zvolenú transformačnú teplotu. Ďalšia možnosť je gradientné patentovanie s následnou transformáciou v priebehu zvoleného teplotného gradientu pomocou riadenia teplôt v jednotlivých pásmach tluidizačného lôžka. Zariadenie podľa vynálezu môže byť tiež využívané v iných procesoch, napríklad pri tvorbe martenzitu a jeho následnom temperovaní na vytvorenie tvrdých štruktúr ocele. Pri týchto procesoch je teplota prudkého ochladzovania pod teplotou Ms. Ďalšími procesmi, pri ktorých je možné využiť spôsob podľa vynálezu je vylučovacie vytvrdzovanie, kaliace ochla dzovanie a podobne.Pri gradientnom patentovaní dochádza k perlitickej reakcii pri nižších teplotách, napríklad pri 540 °C až 560 °C,a pokračuje až do požadovaného stupňa. Tým sa vyvolá tvorba jemného sorbitu. Potom sa napríklad po 10 až 20 transformácie zostávajúci austenit rozloží pri vyššej teplote,napríklad pri teplote 600 °C až 650 °C alebo aj vyššej. Rýchlosť rastu cementitu je tak výrazne menšia, takže môžu vzníkať jemnejšie štruktúry materiálu s malými interlamelámymi vzdialenosťami bez rastových defektov, obklopených jemnou perlitickou štruktúrou zreagovanou izotermicky pri vyšších rýchlostiach, to znamená pri stálych nižších teplotách.Drôty vyrobené týmto spôsobom majú zlepšené ťažnostné aj pevnostné vlastnosti. Spôsob a zariadenie podľa vynálezu, využívajúce fluidizačné lôžko, umožňuje výber výhodnej krivky určujúcej závislosť transformácie od ochladzovania v grafe uvádzajúcom závislosť transformácie od teploty a času alebo uskutočňovanie patentovacieho spracovania podľa špecifickej krivky, napríklad na dosiahnutie zvláštnych účinkov alebo zvláštnych vlastností drôtov. To je známe už pri bežne používaných zariadeniach s fluidizačným lôžkom alebo s kúpeľom z roztaveného olova.Jednou z možností na dosiahnutie lepších výsledkov je využitie výhody exotermickćho charakteru reakcie na vytvorenie rovnomemej perlitickej štruktúry s väčšími ako zvyčajnými interlamelámymi vzdialenosťami. Reakcia by pritom mohla začať prebiehať pri 580 °C až 600 C a v drôtoch by mohla narastať teplota v dôsledku vývoja transformačného tepla o 60 °C až 80 °C. Aj keď je po tomto spracovaní na jednej strane pevnosť drôtu o niečo nižšia, na druhej strane sa výrazne zlepšujú deformačné vlastnosti drôtu.Ďalší problém súčasného stavu, súvisiaci s ochladzovaním oceľových drôtov vo tluidizačnom lôžku pomocou studeného vzduchu a spočívajúci v oxidácii povrchu drôtov, pri ktorej vznikajú nežiaduce šupinovité okuje, je vyriešený použitím plynu, pri ktorom nedochádza k oxidácii a ktorým sa tak íluidizuje, ako aj podľa potreby ohrieva ochladzovacie pásmo. Z tohto hľadiska sa ďalšie výhody pri spôsobe tepelného spracovania ocele, pri ktorom sa oceľové predmety prichádzajúce z austenimčnej pece prudko ochladzujú vo ŕluidizačnom lôžku, dosahujú tým, že lôžko je fluidizované výstupnými plynmi z austenizačnej pece. Zariadenie podľa vynálezu je preto bezprostredne napojené na tluidizačnú pec a je vybavené ústrojenstvami na prívod výstupných plynov z tejto pece do lôžka, aby sa dosiahla jeho Íluidizácia.Tento spôsob a zariadenie môžu byť výhodne využité aj v iných oblastiach techniky, ale ich využitie na patentovací proces je najvýhodnejšie.Ak sú použité dve pásma fluidizačného lôžka, môžu výstupné plyny prechádzať obidvoma týmito pásmami, bud aby uvádzali do fluidizačného stavu jedno lôžko rozdelené na niekoľko pásem, alebo aby boli vedené dvoma samostatnými lôžkami. V tomto druhom prípade môžu plyny prechádzať obidvoma lôžkami postupne.Výstupné plyny majú obsah kyslíka v objemovom množstve menšom ako 5 , najmä menšom ako 2 , pričom najvýhodnejšie by nemal byť obsah kyslíka vyšší ako 0,5 , a obsah oxidu uhoľnatého by sa mal v objemovom množstve pohybovať nad 0,1 a najmä by mal byť v rozsahu od 0,5 do 2,0 . Je možné použiť tiež iné druhy plynov, ktoré nemajú oxidačne účinky a ktoré nemusia byť získavané z austenizačnej pece.Horúce výstupné plynu sú výhodne vopred ochladzované v rekuperátore, napríklad v boilen na využitie odpad SK 280378 B 6ného tepla, na teplotu nepresahujúcu 150 °C a následne sa zohrejú na požadovanú vstupnú teplom, napríklad pomocou batérie regulovateľných elektrických vyhrievacích teliesok. Vstupná teplota sa môže meniť v rozsahu od 100-150 C do 450-500 C v závislosti od prevádzkového stavu, napríklad v závislosti od najvyššej teploty požadovanej na začiatku procesu, a od priemeru drôtu.Pri zariadení podľa vynálezu je tiež výhodné, že stanica na prípravu fluidizačného plynu je umiestnená mimo plášťa obsahujúceho fluidizačné lôžko. Namiesto konvenčnej konštrukcie pece s tuhou nosnou konštrukciou a pevnou výmurovkou, spojenou s nosnou konštrukciou oceľovými spojovacími prvkami je výhodne využitá pri riešení podľa vynálezu modulová a stavebnicová konštrukcia, aj keď táto voľba nie je podstatné na dosiahnutie predpokladaných účinkov. Jednotlivé moduly sú vytvorené vo forme dvojkomorovej kovovej konštrukcie obsahujúcej otvorenú nádobu na uloženie častíc lôžka a pod ňou umiestnenú pretlakovú komoru, oddelenú od nádoby rozdeľovacou doskou s otvonni a/alebo dýzami na prívod fluidizačného plynu, pričom modulove konštrukčne časti sú združené do jednodielnej konštrukcie. Tento modulový konštrukčný princíp, z ktorého sú vylúčené horáky, je tiež výhodný z hľadiska využitia aj údržby a tiež ľahšej montáže jednotlivých pásmových modulov do plášťovej konštrukcie, pretože v prípade potreby sa môže príslušný modul vybrať z hlavného rámu a opraviť alebo nahradiť novým modulom.Prehrievacie pásmo na vyrovnávanie vnútomých teplôt v drôte môže byť tvorené jedným modulom s fluidizačným lôžkom a s potrebnou dlžkou alebo môže pozostávať z väčšieho počtu kratších modulov nadväzujúcich na seba,takže pri tomto konštrukčnom uskutočnení je možné dĺžku prehrievacieho pásma podľa potreby meniť. Prívod tluidizačného plynu do prehrievacieho pásma, vytvoreného z jedného alebo niekoľkých modulov, môže byť zaistené centrálnym vstupom napojeným na stanicu na dodávanie prehrievacieho plynu a pripojeným na spoločné pretlakové potrubie, prebiehajúce pod pripojenými pretlakovými komorami.Pri zariadení podľa vynálezu sa tiež podarilo odstrániť nedostatky doteraz známych konštrukcií vybavených vnútornými horákmi, pri ktorých mali časti zariadenia, menej odolné proti priamemu pôsobeniu tepla z plameňa, a pevné spoje medzi kovovými časťami nosnej konštrukcie a vnútornou žiaruvzdomou výmurovkou z materiálu celkom iného charakteru, kratšou životnosťou a vyžadovali kvôli častejšiemu výskytu chýb nákladné opravy, spojené s výpadkami výroby.Každé pásmo je vybavené svojím vlastným fluidizačným systémom a integrovaným systémom na riadenie teplôt, takže samostatne chladiace pásmo a prehrievacie pásmo je fluidizované samostatne pomocou vhodných zmesí plynov pripravených pre každé pásmo mimo priestoru zariadenia a majúcich nastavenú základnú teplotu, pričom zariadenie je tiež vybavené nezávislou reguláciou množstva dodávaného tepla a nezávislým riadiacim ústrojenstvom na reguláciu teploty lôžka. Takýto integrovaný systém pre každé pásmo je v praxi účinný najmä pri začínani aj pri ďalšej prevádzke pracovnej linky s fluidizačným lôžkom. Týmje umožnené použitie vhodnej zmesi plynov pre každé pásmo a najmä neoxidačných plynov v chladiacom pásme na plynulé chladenie horúcich drôtov. Je možné tiež plynulé postupné prispôsobenie vstupnej teploty od začínajúceho stavu až do ustáleného chodu na špecifickú základnú teplotu, vybranú podľa druhu drôtu a prevádzkových podmienok, ako sa to vyžaduje pre jednotlivé pásma, pričom základná teplota vnútri fluidizačného lôžka je pomocoukonkrétneho uskutočnenia zariadenia podľa vynálezu presnejšie prispôsobená podmienkam pomocou sekundárnych regulačných ústrojenstíev, umiestnených v ochladzovacom pásme a v prehrievacom pásme. Pretože zariadenie podľa vynálezu nie je vybavené horákmi, pôsobiacimi priamo vo tluidizačnom lôžku, sú výrazne obmedzené škody spôsobené priamym pôsobením tepla z horákov a k opravovaným častiam je jednoduchší prístup a tiež náhrada častí modulovej konštrukcie sa vykonávajednoduchšie.Prehľad obrázkov na výkresoch.Vynález je bližšie objasnený pomocou príkladov uskutočnenia zobrazených na výkresoch, kde znázorñujú obr. la pozdlžny rez zariadením na tepelné spracovaniedrôtu, vybaveným kúpeľom roztaveného olova,obr. lb graf zobrazujúci priebeh ochladzovania a transformácie drôtu v zariadení s kúpeľom roztaveného olova,obr. 2 a pozdlžny rez známym zariadením na patentovanie drôtu, vybaveným fluidizačným lôžkom,obr. 2 b graf zobrazujúci priebeh ochladzovania a transformácie drôtu v známom zariadeni s tluidizačným lôžkom,obr. 3 diagramové znázomenie vzťahu medzi grafom teplota-čas-transformàcia (T.T.T.) a krivkou zobrazujúcou priebeh chladenia-transformácie pri patentovanom drôte z uhlíkovej ocele, spracovávaného v olovenom kúpeli a V konvenčnom fluidízačnom lôžku,obr.4 a a 4 b pozdĺžne rezy prvým a druhým príkladným vyhotovením zariadenia s fluidizačným lôžkom podľa vynálezu,obr. Sa pozdlžny rez tretím príkladým vyhotovenim zariadenia podľa vynálezu,obr. 5 b graf zobrazujúci priebeh patentovacích kriviek dosiahnuteľných pri treťom príkladnom vyhotovení zariadenia,obr. 6 pozdlžny rez zariadením podľa vynálezu, zobrazujúci ďalšie konštrukčné detaily,obr. 7 graf zobrazujúci krivkami priebeh ochladzovania a transformácie, dosiahnuteľný patentovacím procesom s fluidizačným lôžkom,obr. 8 pozdĺž-ry rez zariadením, zobrazujúci jeho ďalšie konštrukčné detaily,obr.9 aa 9 b grafy zobrazujúce kolísanie pevnosti patentovaných drôtov, spracovaných jednak v roztavenom olove ajednak vo tluidízačnom lôžku, a obr. 10 graf obsahujúci skupinu špeciálne vybraných patentovacích kriviek, získaných pri spracovaní vo tluidizačnom lôüu.Na obr. la je zobrazené patentovacie zariadenie s kúpeľom z roztaveného olova Pb a na obr. 2 a je na porovnanie znázomené doteraz používané patentovacie zariadenie s fluidizačným lôžkom, pričom v príklade podľa obr. la je drôt W po zohriatí v austenizačnej peci l privádzaný do kúpeľa 2 roztaveného olova, zatiaľ čo pri doteraz známom zariadení podľa obr. Za je drôt W vedený jednopásmovým fluidizačným lôžkom, udržiavaným na stálej teplote neznázomenými regulačnými ústrojenstvami.Na obr. lb a 2 b je zobrazené porovnanie účinnosti obidvoch týchto zariadení podľa obr. la a 2 a pomocou grafov

MPK / Značky

MPK: C21D 9/52, C21D 9/567

Značky: spôsob, oceľových, tepelného, vykonávanie, drôtov, spracovania, zariadenie

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/16-280378-sposob-tepelneho-spracovania-ocelovych-drotov-a-zariadenie-na-jeho-vykonavanie.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob tepelného spracovania oceľových drôtov a zariadenie na jeho vykonávanie</a>

Podobne patenty