Результат интеллектуальной деятельности: КОЛПАКОВАЯ ПЕЧЬ

Изобретение относиться к устройствам для термической обработки полосового проката и ленты в плотносмотанных рулонах и может быть использовано в металлургической и машиностроительной отраслях промышленности. В особенности это изобретение касается улучшения оборудования, в частности способа герметизации отжигаемого металла.

Известна колпаковая печь, состоящая из основания, на котором устанавливают стопу рулонов, переносного внутреннего колпака (муфеля), образующего с основанием камеру нагрева и имеющего соответствующее уплотняющее устройство, выполненное в виде жидкостного затвора с использованием в качестве герметика воды или масла, вентилятора, встроенного в основание и служащего для циркуляции атмосферы внутри камеры нагрева, и футерованного нагревательного колпака, расположенного поверх муфеля и предназначенного для подвода тепла к муфелю (патент США №2971871, 1961 г.).

Недостатком указанной печи для отжига является несовершенность конструкции, не обеспечивающая изоляцию металла от воздействия продуктов испарения в подмуфельное пространство герметизирующей среды из жидкостного затвора. Использование в качестве герметика масла приводит к его испарению вовнутрь рабочего пространства печи с последующим осаждением и "крекингом" на полосе в виде сажистых отложений. Использование в уплотняющем устройстве воды приводит к ее испарению в подмуфельное пространство и "влажная" атмосфера также ухудшает качество поверхности за счет окисления отжигаемого металла.

Ближайшим аналогом является колпаковая печь, содержащая нагревательный колпак, муфель, стенд для установки рулонов, стендовый вентилятор для циркуляции защитного газа, песочный затвор в основание печи с жароупорным кольцом, между стендом и муфелем, причем высота кольца составляет 0,08-0,16 высоты муфеля (авторское свидетельство СССР №998543 кл. C 21 D 9/663, 1983).

Недостатками ближайшего аналога является то, что герметизирующее устройство в виде песочного затвора с жароупорным кольцом имеет значительную высоту, что затрудняет установку муфеля из-за возникающего трения его нижней конической части о песок и, как следствие, потеря его устойчивости в процессе установки на стенд. Также в связи с тем, что песок является сыпучим пористым веществом, не решена проблема полной герметизации садки отжигаемого металла от действия продуктов горения, что приводит к окислению и загрязнению сажистыми элементами металла. Использование в качестве единственного герметизирующего вещества песка не исключает полностью подхвата частичек циркулирующей защитной средой под муфелем и их осаждение на торцах рулонов. Далее при нагреве и охлаждении при испытании металлом циклических сжимающих и расширяющих термических нагрузок происходит попадание песка в межвитковые зазоры, прилипание к полосе и вкатывание его при дрессировке. При дальнейшем нанесении покрытий на такую полосу (лужение, полимерное покрытие) появляются участки с дефектами поверхности, что приводит к получению брака и, как следствие, снижению рентабельности производства.

Техническая задача предлагаемого изобретения - улучшение герметизации подмуфельного пространства за счет изменения конструкции песочного затвора, что приведет к улучшению чистоты поверхности отжигаемого металла, уменьшению отсортировки по дефектам поверхности изделия при электролитических способах нанесения тонкого металлического покрытия (лужения) и при нанесении полимерных материалов.

Положительный результат достигается тем, что предлагаемая колпаковая печь включает основание с установленным на нем стендом для установки рулонов, нагревательный колпак, муфель, песочный затвор и отличается тем, что в основании печи выполнено концентрическое углубление, в которое установлены теплосъемные элементы и резиновое кольцо, нижняя часть муфеля имеет конусовидную форму, а на боковой его поверхности расположен концентрический нож, погруженный в песочный затвор.

Предлагаемая колпаковая печь с новой конструкцией герметизирующего устройства позволит исключить попадание продуктов горения в подмуфельное пространство и песка на отжигаемый металл и за счет этого существенно улучшить качество отжигаемого металла, снизить отсортировку в пониженный сорт, повысить рентабельность производства.

На фиг.1 изображена заявляемая колпаковая печь, а на фиг.2 изображено место А - узел герметизации.

Колпаковая печь состоит из нагревательного колпака 1, муфеля 2, стенда 3, на котором установлены рулоны 4, стендового вентилятора 5, между песочным затвором 6 и основанием печи 7 выполнено концентрическое углубление 8, в которое установлены теплосъемные элементы 9 и резиновое кольцо 10. Муфель 2 в нижней части имеет конусовидную форму 11, а боковая поверхность муфеля 2 снабжена концентрическим ножом 12, который погружен в песочный затвор 6.

Предлагаемое устройство работает следующим образом:

На стенд 3 устанавливаются рулоны металла 4. Стопа накрывается муфелем 2 и под действием массы происходит сжатие нижней его конусовидной частью 11 резинового кольца 10, расположенного в концентрическом углублении 8, вследствие чего достигается полная герметизация подмуфельного пространства, а также исключается попадание песчинок, подхватываемых циркулирующими потоками защитного газа, из песочного затвора 6. Нижняя часть муфеля 2 выполнены в виде конусовидной формы для увеличения площади контакта и избежания травмирования резинового кольца 10. Расположенный на боковой поверхности муфеля 2 концентрический нож 12 погружается в песочный затвор 6, тем самым изолируя разрушающее действие продуктов горения на резиновое кольцо 10. Включается система подачи охлаждающей воды к циркуляционному вентилятору 4, а также к теплосъемным элементам 9, служащим для отвода тепла от резинового кольца 10, которое передается ему от нагреваемого в процессе отжига муфеля 2. На основание печи 7 устанавливается нагревательный колпак 1 и производится отжиг металла.