Цементационный агрегат Советский патент 1989 года по МПК C21D9/00 

Изобретение относится к химико-термической обработке изделий,в частности к агрегатам для цементации и нигроце- ментации, применяемым в машиностроении и металлургии.

Цель изобретения - экономия углеводородного топлива и энергоресурсов.

На чертеже представлен цементационный агрегат.

Агрегат содержит эндогенератор 1, цементационную печь 2 с патрубком 3 отвода эндотермической атмосферы, закалочную ванну 4, моечную машину 5, отпускную печь 6 с патрубком 7 подвода атмосферы и патрубком 8 отвода экзотермической контролируемой атмосферы, смеситель 9 с патрубком 10 подвода отработанной эндотермической атмосферы и патрубком 11 подвода

I

азота и реторту I2,заполненную катализатором (например, НКО, гшатиновый или палладиевый) для очистки газовой смеси от кислорода.

Агрегат работает следующим образом.

Из зндогенератора I после достижения в печи температуры выше 760 С подают эндогаз в цементационную печь 2. По достижении заданной температуры цементации и восстановления кладки в печь поступают детали. Насыщенные углеродом изделия закаливают в закалочной ванне 4, отмьшают от закалочной среды в моечной машине 5 и отпускают в отпускной печи 6 при 180 - . Готовые изделия выгружают из агрегата, работающего непрерывно.

СП

оо оо со N

Отработанны} эндогаз из цементационной печи 2 цодают в смеситель 9, куда одновременно через патрубок 1 1 подают отбросный азот (например,азот,полученный в процессе разделения воздуха и содержащий до 3% кислорода). Полученную газовую смесь подают в реторту 12, где очищают ее от кислорода по реакци

2H.J, О, -

и подают в отпускную печь 6, температура в которой 180 - .

Температура смеси отработанного эндогаза и азота достаточна для прове дения реакции без дополнительного подогрева, так как температура зажигания для платинового и палладиевого катализатора составляет 20 С, для НКО - .

Таким образом, регенерация - очистка отбросного азота от остатков кислорода (до 3%) - происходит за счет утилизированного тепла отходящего эндогаза из цементационной печи.

Приме р. Средний расход эндогаза на агрегат 70 . Средний состав отработанного эндогаза, об.%; Н 30,0; СО 15,0; СО 0,2; 3,0; N,, 51,8.

Следовательно, в отработанном эн- догазе содержится, Hxj 21,0; СО 10;5; СО 0,14; 2,1; N 36,26.

В смеситель добавляют отбросньй азот, содержащий 3,0% 0 и 97,0% , в количестве 300 .

Таким образом, в смесь добавляют 9,0 MV4 0 и 291,0 N.J.

Состав газовой смеси в смеситель, об.%: HI 5,68; СО 2,84; СО-, 0,038; 0,568; Ni 88,4; 0 2,43.

В реторте протекает реакция

2Н + О J .

Для нейтрализации 9,0 0 расходуется 18,0 м- /ч Hj, при этом по- лучают 18,0 м /ч Н,0.

В готовой атмосфере на выходе из реторты содержится, м /ч: Н2 3,0; СО 10,5; COj 0,14; 20,1; N 327,26.

Суммарное количество атмосферы 361,0 MV4. Состав, об.%: Н-, 0,83; СО 2,91; С07 0,04; 5,57; N, 90,6

Приняв температуру отработанного эндогаза (ti , температуру азот (t 20°С, получим температуру смеси

70j800 + 300-20 70 + 300

167,57 С.

При нейтрализации 1% кислорода в адиабатических условиях температура смеси поднимается на . В газовой смеси содержится кислорода 2,43 об.%

Тогда повышение температуры составляет

ut - 2,43 -160 388, .

Общая температура смеси на выход из реторты

с

167,57 + 388,8 556°С.

Таким образом, полностью исключается расход энергии на подогрев газа перед отпускной печью, кроме того, избыточное тепло газа может быть использовано, например, для предварительного подогрева перед подачей в цементационную печь.

Суммарное количество (Н + СО) в атмосфере составляет 3,74%, т.е. меньше 5,0%, следовательно, атмосфера невзрывоопасна.

Так как водяные пары практически не реагируют с железом при температуре ниже 300°С, осушка атмосферы при ее использовании в печи низкого отпуска не требуется.

В отпускную печь подают 70,0 атмосферы, остальные 291,0 могут быть использованы на другие нужды.

Использование предлагаемого агрегата обеспечивает экономию углеводородного топлива, расходуемого на приготовление экзогаза в специальном эк- зогенераторе, используемом в известном агрегате в качестве защитной атмо JCфepы, подаваемой в отпускную печь, а также экономию энергоресурсов за счет использования отработанного эндогаза, исключения подачи воздуха в экз генератор, снижения расхода теппа на подогрев экзогаза в отпускной печи. Формула изобретения

Цементационный агрегат, включающий эндогенератор, цементационную печь с патрубком отвода эндотермической атмосферы, закалочную ванну, моечную машину и отпускную печь, отлич ающийся тем, что, с целью экономии углеводородного топлива и энергоресурсов, агрегат снабжен источником подачи азота, смесителем и ретортой, заполненной катализатором, которые установлены последовательно между цементационной и от-- пускной печами, причем патрубок отво51518394

да эндотермической атмосферы соединен чи азота, а вылод реторты соединен с первым входом смесителя,второй вход с отпускной печью, смесителя соединен с источником пода

Изобретение относится к химико-термической обработке изделий, в частности к агрегатам для цементации и нитроцементации применяемым в машиностроении и металлургии. Цель изобретения - экономия углеводородного топлива и энергоресурсов. Между цементационной и отпускной печами последовательно установлены смеситель и реторта, заполненная катализатором. К смесителю подведен трубопровод от источника азотной атмосферы за счет тепла отработанного эндогаза и кислорода (до 3%) азотной атмосферы. На катализаторе идет реакция окисления водорода, входящего в состав эндогаза. Азотная атмосфера подается в количестве обеспечивающей получение защитной взрывобезопасной атмосферы, которая затем подается в отпускную печь. 1 ил.

М-5

Lb