Патент на изобретение №2378392

(54) СПОСОБ НАГРЕВА ЗАГОТОВОК

(57) Реферат:

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.

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.

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.

РИСУНКИ