Система получения контролируемой атмосферы для термической печи Советский патент 1988 года по МПК C21D1/00 F27D19/00 

Изобретение относится к термической обработке в контролируемой атмосфере изделий из,сплавов на основе железа и на основе меди и может быть использовано при проведении процессов отжига в термических печах,- преимущественно проходных, в частности при отжиге проката в проходных промьшшен- ных печах с участками струйного охлаждения, обеспечивающими интенсивное охлаждение термообрабатываемого проката посредством рециркуляции защитного газа

Целью изобретения является предот- вращение окисления поверхности термо- обрабатываемых изделий свободным кислородом в процессе охлаждения и сокращения расхода защитного газа на. нейтрализацию подсасываемого воздуха в холодные зоны печи за счет полного использования восстановительных возможностей защитного газа.

На чертеже изображено предлагаемое

ными соответственно к всасывающему 6 и нагнетательному 7 патрубкам- камеры охлаждения о

Трубопровод 22 соединяет датчики 14,20 и 21 с камерой 5 струйного охлаждения печи„

Устройство работает следующим образом

Отбираемьм из камеры 5 струйного охлаждения нагретьш защитный газ охлаждают в холодильнике 10 и затем вентилятором 11 по трубопроводу 9 подают одновременно в камеру 5 через патрубок 7 и через исполнительный механизм 15 на блок 12 очистки.

Количество газа, подаваемого в блок 12 очистки, регулируется в -зависимости от содержания кислорода в защитном газе камеры 5 струйного охлаждения, которое не должно превышать 0,001 - 0,005 об0%.,что задается соответственно на задатчике регулятора 13о Остальной рециркулируемьш за

Изобретение относится к термической обработке изделий в контролируемой атмосфере и может быть использовано при проведении процессов очистки в термических печах, преимущественно проходных Цель изобретения - предотвращение окисления поверхности тер- мообрабатываемых изделий свободным кислородом в процессе охлаждения и сокращения расхода защитного газа на нейтрализацию подсасываемого воздуха в холодные зоны печи за счет полного использования восстановительных возможностей защитного газа. Существо изобретения заключается в том, что отбираемый из камеры 5 струйного охлаждения нагретый защитный газ охлаждают в холодильнике 10 и затем вентилятором 11 по трубопроводу 9 подают одновременно в камеру 5 через патрубок 7 и через исполнительный механизм 15 на блок 12 очистки. Количество газа, подаваемого в блок 12 очистки, регулируется в зависимости от содержания кислорода в защитном газе камеры 5, измеряемого датчиком 14, которое не должно превышать 0,001- 0,05 об„%, что задается на задатчике регулятора 13« Остальной рециркули- руемый защитный газ подается в камеру 5. Очищенньй газ из блока 12 очистки смешивается с защитным газом, отбираемым из камеры 5 через патрубок 6, охлаждается в холодильнике 10 и вентилятором П вновь нагнетается-в камеру 5 и блок 12 очистки 1 ил i (Л о СП О) О) ел

устроиство о

Проходная печь включает в себя камеру 1 нагрева, тамбуры загрузки 2 и выгрузки 3, водоохлаждаемый участок 4, камеру 5 струйного охлаждения с

всасывающим патрубком 6 и нагнетатель-30 ке 10 и вентилятором 1 вновь нагне

ным патрубком 7, которые посредством всасывающих 8 и нагнетательных 9 трубопроводов соединены с холодильником 10, вентилятором 11, блоком 12 очистки и регулятором 13 количества подаваемого на очистку газа

Регулятор 13 работает в комплекте с датчиком 14 содержания кислорода для определения содержания кислорода в защитном газе в камере 5 и с регулирующим органом 15, установленным на участке нагнетательного трубопровода 9 перед блоком 12 очистки.

Всасывающий трубопровод 8 соединен с трубопроводом 16 подпитки све- жим защитным газом, снабженным регулирующим органом 17, соединенным с выходом регулятора 18, вход которого соединен с выходом блока 19 соотношения, вход которого соединен с датчиком 20 для изменения содержания Н,0 и датчиком 21 для измерения содержания И20 в защитном газе камеры 5 охлаждения„

Блок 12 очистки, снабженньй регу- го регулирования количества подаваелятором 13 количества подаваемого газа, установлен перед холодильником 10 между всасываюп1,ими 8 и нагнетательными 9 трубопроводами, подклшченмого на подпитку защитного газа.

Для полного использования восстановительных возможностей заищтного газа производительность блока очистщитный газ подают в камеру 5.

Очищенный залщтный газ из блока очистки далее смешивается с защитным газом, отбираемым из камеры 5 через патрубок 6, охлаждается в холодильни5

0

тается в камеру 5 и блок 12 очистки,

В контур циркуляции постоянно по трубопроводу 16 подают свежий защитный газ, количество которого автоматически регулируют в зависимости от HQ

соотношения (

Н,0

)

в защитной ат0

мосфере камеры 5 струйного охлаждения

Количество защитного газа на подпитку должно быть достаточным для поддержания в камере 5 струйного охлаждения соотношения

(-рп) S защитной атмосфере в зоне

UUj

восстановления для материала обрабатываемых изделий

В зависимости от заданного соотHjношения получаемых данных о

Н, соотношении -г.-- в камере 5 от датчиП jU

ков 20 и 21 и блока 19 соотношения регулятор 18 подает импульс на регулирующий орган 17 для соответствующемого на подпитку защитного газа.

Для полного использования восстановительных возможностей заищтного газа производительность блока очистки устанавливают согласно уравнению, составленному на основании экспериментальных данных

0,5 У , р ( к; )

1о 00 -0 00511ц+ ij

где V - производительность блока

очистки, MV4; V 1 р - объем контура рециркуля-

ции, м ;

Н 2 - содержание водорода в исходном защитном газе, об.%;

Н,;0 - содержание паров воды в исходном защитном газе, обЛ;

К - соотношение водорода и паров воды в защитном газе, обеспечивающее защиту от окисления обрабатываемого материала.

Допустимую скорость натекания кислорода в камеру охлаждения определяют из уравнения

Н, - К р

2Тк ;+ iT

(2)

где Oj - допустимая скорость натекания кислорода, %/ч; Н - содержание водорода в исходном защитном газе, об,%; содержание паров воды в исходном защитном газе, обо% К - минимальное соотношение Н /Н jO в защитном газе камеры охлаждения, обеспечивающее защиту от окисления При скорости натекания кислорода более допустимой для исключения окис- ления содержание водорода .в защитном газе камеры охлаждения следует увеличить в соответствии с формулой (2)о При скорости натекания кислорЪда в камеру охлаждения менее допустимой - возможно уменьшение содержания водорода в защитном газе и сокращения его подачи на подпитку участка струй- 1 ого охлаждения

В процессе очистки от кислорода изменение соотношения водорода к водяному пару в защитной атмосфере камеры охлаждения определяется соотношением

Н - 20;

,

5

5

5

0

где Oj - количество натекающего в камеру охлаждения кислорода, %/ч.

Подпитка очистного устройства свежим защитным газом должна быть организована так, чтобы указанное соотношение не выходило из зоны восстановления для материала термообрабатываемых изделий в процессе их охлаждения.

Наличие регулятора в блоке очистки позволяет оптимизировать количество подаваемого на очистку газа для поддержания содержания 02 в заданных . пределах, обеспечивающих предотвращение окисления охлаждаемых изделий, - и, тем самым, повысить качество поверхности, а установка блока очистки перед холодильником между всасывающими и нагнетательными трубопроводами, Тое. на байпасе, позволяет полностью использовать восстановительные возможности заш 1тного газа путем проведения экономичной очистки части защитного газа, рециркулирующего через камеру охлаждения, и за счет этого сократить расход защитного газа, потребляемого печью, при одновременном повышении качества обрабатываемых изделий,,

Формула изобретения

Система получения контролируемой атмосферы для термической печи, содержащая всасьшаюш 1Й и нагнетающий трубопроводы с установленными между ними последовательно холодильником и вентилятором, блок очистки газа от кислорода, отличающаяся тем, что, с целью предотвращения окисления поверхности термообрабатываемых изделий свободным кислородом в процессе охлаждения и сокращения расхода заш;итного газа на нейтрализацию подсасываемого воздуха в холодные зоны печи за счет полного использования восстановительных возможностей зашдтного газа, она снабжена датчиком .контроля содержания кислорода, регулятором количества газа, подаваемого на очистку, датчиками контроля содержания водорода и влаги, блоком соотношения,, регулятором количества подпитывающего защитного газа, исполнительными на трубопроводе подш1тываю- щего газа и входном трубопроводе блока очистки, причем блок очистки установлен параллельно холодильнику и вентилятору, при этом датчики контро5 1375665

ля содержания водорода и влаги сое-соединен с входом регулятора количест- динены с входом блока соотношения,ва газа, подаваемого на очистку, вы- выход которого соединен с входомход которого соединен с исполнитель- регулятора количества подпитывающего. ньвд органом На входном трубопроводе защитного газа, к выходу которогоблока очистки, а входы датчиков подсоединен исполнительный орган наконтроля содержания кислорода, водо- трубопроводе подпитывающего газа, арода и влаги соединены с камерой датчик контроля содержания кислородаохлаждения печи.