Способ регулирования науглероживающей атмосферы в печи Советский патент 1986 года по МПК C21D1/76 

Изобретение относится к сиос;обу ptM улиро15ання рабочей атмосферы при обработке заготовок из стали, в частности к способу регулирования науглероживающей атмосферы в печи. Целью изобретения является -эконо мия расхода метанола. Применение предлагаемого способа обеспечивает равномерное распределение углерода по цементированной зоне. На чертеже представленаустановка для осуществления предлагаемого способа. Установка содержит печь 1 с огне упорной футеровкой 2 и нагревательными элементами 3.. В печи размещена реторта 4 с установленными в ней стеллажам 5 для приема обрабатываемых заготовок 6, вентилятором 7, верхним направляющим листом 8 и боковыми направляющими листами 9 с крышкой 10, выполненной газонепрони цаемой на участке 11. Кроме того, установка содержит емкость 12 для подачи вещества, например метанола, служащего для получения в печи моноокиси углерода и водорода, компонентов газоносителя, емкость 13 для подачи азота, третьего компонен та, газоносителя и дополнительного азота для установления указанного состава среды, емкость 14 для подач науглероживающего вещества и регулятор 15 уровня углерода. Емкость 12соединена с печью 1 через трубопровод 16 с насосом 17 и смотровым, стеклом 18, емкость 14 - через -трубопровод 19 с насосом 20, управляемым регулятором 15 через магистраль 21, и смотровым стеклом 22, емкость 13- через трубопровод 23 с регулятором 24 давления, трубопровод 25 с регулирующим клапаном 26 и расходомером 27, служащим для подачи азо та третьего компонента газоносителя и трубопровод 28 с регулирующим клапаном 29, расходомером 30 и дополнительным клапаном 31, соединенным с магнитным клапаном 32, управл емым регулятором 15 через магистрал 33, служаищм для подачи дополнитель ного азота, причем трубопроводы 25 и 28 входят в общий трубопровод 34 Регулятор 15 уровня углерода, кото рьш может.представлять прибор, раб тающий в качестве регулирующей вел чины через -инфракрасноспектрометри чески определенное содержание моноокиси углерода, через точку росы или кислородный потенциал, соединен с печью 1 через трубопровод 35. 11 р и м е р 1 . В тигельной печи науглероживают 20 шестерен из стали марки 17 CrNiMo6 на цементированного слоя 1 мм. Шестерни в обычном стеллаже вводят в предварительно нагретую до 750°С печь, печь закрывают и подают азот для вытеснения воздуха. Затем печь нагревают до температуры науглероживания (920 С), причем во время нагрева количество азота устанавливают с помощью приводимого в действие вручную клапана 26 на 0,63 м /ч, а количество служащего для получения моноокиси углерода и водорода газоносителя метанола - через насос 17 на 450 г/ч, так что при достижении температуры науглероживания (920с) уже установлена н жная газовая среда лечи, содержащая, %: моноокись углерода 20, водород 40 и азот 40. Затем через клапан 29 дополнительно подают 0,574 м /ч азота,, а через насосдля подачи науглероживающего вещества - 700 г/ч ацетона. Регулятор управляет теперь подачей количества ацетона и дополнительного азота, необходимых для сохранения 1%-ного С-уровня и указанного состава газовой среды. Насос 17 для подачи метаиола устанавливают на меньшее количество 300 г/ч, а подачу дополнительного азота через ручной клапан 29 и -расходомер 30 - на 0,420 . Точку росы, содержание COj и кисло- , родный потенциал поддерживают регулятором 15 на постоянной величине, обеспечивающей 1%-ный уровень углерода. Через 6,25 ч процесс науглероживания заканчивается. При анализе цементированного слоя на поверхности -заготовок содержание углерода составляет 1%. Оно линейно уменьшается до 0,7% на глубине 0,5 мм и до 0,3% на глубине 1 мм. Пример 2. В условиях примера 1 во время нагрева лечи до темперав количестве 128 г/ч, так что при достижении температуры науглероживания (920 С) газовая среда печи имеет состав, %: моноокись углерода 10, водород 20 и азот 70. Дополнительно подают в количестве 1,6 м. /ч,

31

а ацетон - 700 г/ч. Поддерживают уровень углерода через кислородный потенциал, причем регулятором 15 управляют подачей ацетона и дополнительного азота, что необходимо для поддержания указанных уровня углерода и состава газовой среды. Затем подают 130 г/ч метанола и дополнительно 0,63 м /ч азота. Через 6,45 ч процесс науглероживания заканчивается.

При анализе цементированного слоя на поверхности заготовок содержание углерода составляет 1%. Оно линейно уменьшается до 0,6% на глубине 0,5 мм и до 0,25% на глубине 1 мм.

П р и м е р 3, Повторяют пример 1 с той разницей, что во время нагрева печи до температуры науглероживания подают 0,45 м /ч азота и 640 г/ч метанола, так что при достижении температуры науглероживания (920°С) газовая среда печи имеет состав, %: моноокись углерода 25, водород 50 и азот 25. Затек подают 700 г/ч ацетона и сохраняют 1%-ньй уровень углерода через содержание двуокиси углерода (заданное значение 0,17% COj). Затем подают 350 г/ч метанола и дополнительно 2,245 м /ч азота. Через 6 ч процесс науглероживания заканчивается.

674

При анализе цементированного слоя на поверхности заготовок содержание углерода составляет 1%. Оно линейно уменьшается до 0,75% на глубине 0,5 мм и до 0,4% на глубине 1 мм.

П р и м е р 4. Повторяют пример 1 с той разницей,, что во время нагрева печи до температуры науглероживания подают 0,50 м /ч азота и 714 г/ч метанола, так что при достижении температуры науглероживания (920°С) газовая среда печи имеет состав, %: моноокись углерода 25, водород 50 и азот 25. Дополнительно подают 0,245 м, /ч азота и 700 г/ч ацетона. Сохраняют 1%-ный уровень через точку росы (заданное значение 2,5 С),, причем регулятором 15 управляют подачей количества ацетона и дополнительного азота, что необход;имо для поддержания указанных уровня углерода и состава газовой среды. Затем подают 350 г/ч . метанола и дополнительно 0,245 м /ч азота. Через 6 ч процесс науглероживания заканчивается.

При анализе цементированного слоя на поверхности заготовок содержание углерода составляет 1%. Оно линейно уменьшается до 0,75% на глубине 0,5 мм и до 0,35% на глубине 1 мм.

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАУГЛЕРОЖИВАКЩЕЙ АТМОСФЕРЫ В ПЕЧИ, преимущественно с высоким углеродным потенциалом, образованной из метанола и азота с науглероживающим газом, при предварительно установленном .заданном углеродном потенциале и поддержании его путем добавки одного из компонентов атмосферы, отличающийся тем, что, с целью экономии расхода метанолй, регулирование атмосферы осуществляют путем добавки в печь дополнительного количества азота при сохранении , постоянного расхода науглероживающего газа. О) to О) ел 0