RU2068004C1

RU2068004C1 - Method of heating massive cubic blanks

Info

Publication number: RU2068004C1
Authority: RU
Inventors: Ф.З. Измайлов; Н.К. Махнев; А.Р. Измайлова; Ю.М. Беляев
Original assignee: Измайлов Фарут Закирович
Priority date: 1988-08-30
Filing date: 1988-08-30
Publication date: 1996-10-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: chute-like ceramic members are laterally mounted on the bottom so as their open sides face upward. The ceramic members are coaxial to the burners on the side walls and directed toward each other. The greater sides of the blanks are mounted on the ceramic members so that the end faces of the blanks abut against each other. The ceramic members are mounted coaxially to the burners also at the top of the blanks so that the open side faces down. The torches of gas-air mixture in the spaces of the chute-like ceramic members are directed to the blank sides to be heated. EFFECT: enhanced efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области металлургии и может быть применено при нагреве массивных заготовок кубической или близкой к ней форм, например, штамповых кубиков. The invention relates to the field of metallurgy and can be applied when heating massive billets of cubic or close forms, for example, die cubes.

Наиболее близким к предлагаемому является способ нагрева металла в печах, включающий подачу и сжигание газовоздушной смеси на поверхности металла и свода, последовательно чередуя сжигание газовоздушной смеси на поверхности металла в течение 5-15 мин и на поверхности свода в течение 10-30 мин (см. авторское свидетельство СССР N 914543, кл. С 21 D 1/34, 1988). Closest to the proposed method is the heating of metal in furnaces, which includes feeding and burning a gas-air mixture on the surface of the metal and the roof, sequentially alternating burning the gas-air mixture on the metal surface for 5-15 minutes and on the surface of the roof for 10-30 minutes (see USSR author's certificate N 914543, class C 21 D 1/34, 1988).

Однако и в этом способе наблюдаются перерасход топлива и неприемлемость использования способа при нагреве массивных заготовок прямоугольного сечения из легированных сталей из-за образования трещин при нагреве. However, in this method there is an excessive consumption of fuel and the unacceptability of using the method when heating massive billets of rectangular cross section from alloy steels due to the formation of cracks during heating.

Целью изобретения является улучшение качества продукции за счет снижения внутренних напряжений путем устранения объемно-напряженного состояния растяжения, возникающего в изделии при его нагреве, увеличения интенсивности нагрева и снижения расхода топлива. The aim of the invention is to improve product quality by reducing internal stresses by eliminating the stress-strain state arising in the product when it is heated, increasing the intensity of heating and reducing fuel consumption.

Способ нагрева массивных прямоугольных заготовок кубической, и близких к кубической, формы, например, штамповых кубиков, включает подачу и сжигание газовоздушной смеси на поверхности заготовок так, что сжигание газовоздушной смеси осуществляют одновременно на поверхностях двух их противоположных сторон с наибольшей поверхностью. The method of heating massive rectangular cubes of cubic, and close to cubic, shape, for example, die cubes, includes feeding and burning the air-gas mixture on the surface of the workpieces so that the combustion of the gas-air mixture is carried out simultaneously on the surfaces of two opposite sides with the largest surface.

Данный способ нагрева уменьшает вероятность возникновения трещин за счет изменения напряженного состояния: объемно-напряженное состояние растяжения сменяется на линейно-напряженное состояние растяжения. Кроме того, нагрев заготовок обеспечивает:
1. Увеличение скорости нагрева как за счет нагрева изделий одновременно с двух сторон, так и за счет появления возможности применения скоростного струйного нагрева путем снижения напряженного состояния внутренних слоев заготовок.This heating method reduces the likelihood of cracks due to changes in the stress state: the volume-stress state of tension is replaced by a linear-stress state of tension. In addition, the heating of the workpieces provides:
1. An increase in the heating rate both due to heating of products simultaneously from two sides, and due to the appearance of the possibility of using high-speed jet heating by reducing the stress state of the inner layers of the workpieces.

2. Уменьшение расхода топлива как за счет аннулирования операции нагрева свода печи, так и за счет сокращения длительности нагрева путем нагрева заготовок одновременно с двух сторон. 2. Reducing fuel consumption both by canceling the heating operation of the roof of the furnace, and by reducing the duration of heating by heating the workpieces simultaneously from two sides.

3. Увеличение ресурса работы печи (свода). 3. The increase in the resource of the furnace (arch).

Опытно-промышленное опробование предлагаемого способа осуществлялось на термическом участке кузнечно-прессового цеха предприятия на партии 5-ти тонных молотовых штамповых кубиков в количестве 6 шт. из стали 5ХНМ мартеновской плавки при нагреве под закалку до температуры 840-860^oC. Размеры штамповых кубиков (высота, ширина, длина): Н 450 мм, В 500 мм, L 600 мм.Pilot testing of the proposed method was carried out at the thermal section of the forge-and-press shop of the enterprise on a batch of 5 ton hammer dies in the amount of 6 pcs. from steel 5ХНМ open-hearth melting when heated to hardening to a temperature of 840-860 ^o C. Dimensions of die cubes (height, width, length): Н 450 mm, В 500 mm, L 600 mm.

Фиг. 1 и 2 поясняют предлагаемое изобретение. FIG. 1 and 2 illustrate the invention.

На выкатной под 1 (фиг. 1) газовой печи 2 устанавливали элемент 3 днищем к поду печи перпендикулярно оси пода печи в 3 ряда. Количество рядов зависит от размеров штампов. Штамповые кубики 4 с предварительно изготовленной гравюрой устанавливали боковой поверхностью на полки элемента корытообразного сечения, сверху дополнительно устанавливали такой же элемент. Указанные элементы изготавливали из жаростойкого чугуна (лучше из керамики). При этом длина элемента должна быть такой, чтоб промежуток (щель) между боковой стороной свода печи и торцом элемента с обеих сторон был минимальным (10-30 мм) в целях меньшего рассеивания энергии теплового потока 5 (фиг.1,2). An element 3 with a bottom to the furnace bottom perpendicular to the axis of the furnace hearth in 3 rows was installed on the withdrawable under 1 (Fig. 1) gas furnace 2. The number of rows depends on the size of the dies. Stamp cubes 4 with prefabricated engraving were installed with the side surface on the shelves of the trough-shaped element, and the same element was additionally installed on top. These elements were made of heat-resistant cast iron (preferably ceramic). The length of the element should be such that the gap (gap) between the side of the furnace roof and the end of the element on both sides is minimal (10-30 mm) in order to lessen the dispersion of the energy of the heat flux 5 (Fig.1,2).

Полость 8 образована боковыми (вертикальными) полками, днищем элемента и боковой поверхностью штампового кубика. Температура штампа фиксировалась термопарой, установленной в отверстие 9, служащее для транспортирования штамповых кубиков (термопара на фиг. не показана). The cavity 8 is formed by lateral (vertical) shelves, the bottom of the element and the lateral surface of the die cube. The temperature of the stamp was fixed by a thermocouple installed in the hole 9, which serves to transport the die blocks (thermocouple in Fig. Not shown).

Для выхода продуктов сгорания и регулирования равномерности нагрева изделия по его длине элемент по бокам имеет отверстия 6. To exit the combustion products and regulate the uniformity of heating of the product along its length, the element has openings 6 on its sides.

Для устранения нагрева штампов по их торцам, что может иметь место в тех случаях, когда по длине элемента умещается не целое число штампов (т.е. остается щель между торцами штампов), устанавливают компенсационные прокладки (огнеупорные кирпичи) 7. To eliminate the heating of the dies along their ends, which can occur in cases where an integer number of dies does not fit along the length of the element (i.e., there is a gap between the ends of the dies), compensation gaskets (refractory bricks) 7 are installed.

После установления штамповых кубиков между элементами и установления компенсационных прокладок в зазор между торцами штамповых кубиков под печи закатывают, закрывают заклонку печи 11. Включают горелки 5, горелки 10, те, что не в полости 8, потушены. Расход газа оставался без изменения. After establishing die cubes between the elements and establishing compensation gaskets, they roll up into the gap between the ends of the die cubes under the furnace, close the valve of furnace 11. Turn on the burners 5, burners 10, those that are not in the cavity 8, are extinguished. The gas flow rate remained unchanged.

Анализ данных нагрева под закалку и эксплуатация штампов, изготовленных из указанных кубиков, нагретых под закалку по предлагаемому и известному способам, показали, что применение предлагаемого способа позволяет уменьшить длительность нагрева (с 20,5 до 9,8 часов) как за счет увеличения скорости нагрева, так и за счет нагрева одновременно с двух сторон. Analysis of heating data for hardening and operation of dies made from these cubes heated for hardening according to the proposed and known methods showed that the application of the proposed method allows to reduce the heating time (from 20.5 to 9.8 hours) both by increasing the heating rate , and due to heating simultaneously from two sides.

При этом температура свода и пода печи ниже, чем при известном способе нагрева соответственно на 180 и 120^oC (температура измерялась над и под элементами). Это увеличивает ресурс работы печи. Сокращение длительности нагрева обеспечило уменьшение обезуглероженного слоя в 1,3-1,5 раза и измельчение зерна на 2-3 балла, что благотворно может сказаться в дальнейшем на стойкости штампового инструмента.In this case, the temperature of the arch and the hearth of the furnace is lower than with the known heating method by 180 and 120 ^o C, respectively (the temperature was measured above and below the elements). This increases the life of the furnace. Reducing the duration of heating ensured a decrease in the decarburized layer by 1.3-1.5 times and grain refinement by 2-3 points, which could have a beneficial effect on the durability of the die tool in the future.

Claims

A method of heating massive cubic and predominantly die-shaped preforms close to cubic forms, comprising supplying and burning a gas-air mixture on the surface of the preforms, characterized in that the supply and combustion of a gas-air mixture is carried out simultaneously on two opposite surfaces of the preforms with the largest area.