ПЕЧЬ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ ЦЕМЕНТАЦИИ ГАЗАМИ ИЛИ ПРОДУКТАМИ ПИРОЛИЗА ГАЗОВ Советский патент 1938 года по МПК C23C11/00 

При газовой цементации сталь нагревают в муфеле из огнестойкого сплава в атмосфере таких газов, которые при высокой температуре распадаются с выделением свободного углерода, т.е. в атмосфере окиси углерода или различных предельных и непредельных углеводородов. Во время медленного нагрева стали в интервале температур от 15 до 800° практически заметной цементации не происходит. В этот же период на стали осаждается сажа, которая является причиной замедления процесса при достижении сталью оптимальной температуры цементации.

С целью избежания указанного неудобства, ускорения процесса цементации и удешевления стоимости цементации путем упразднения дорого стоящих муфелей предлагается печь, в которой процесс нагрева стали отделен от собственно цементации. С этой целью печь разделена герметическими заслонками на три камеры, в которых последовательно происходит подогрев изделия, его цементация и обогрев в нейтральной атмосфере.

На схематическом чертеже фиг. 1 изображает осевой вертикальный разрез печи; фиг. 2 - разрез по линии АА на фиг. 1 и фиг. 3 и 4 - поперечные разрезы по линиям ББ и ВВ на фиг. 2.

Печь разделена на три камеры: камеру I - для подогрева изделия, камеру II - для его цементации и камеру III - для обогрева в нейтральной атмосфере с целью диффузионного выравнивания содержания углерода в цементованной зоне. Камеры разделены между собою герметически закрывающимися заслонками 5 и 11, а по концам также герметически закрываются внешними крышками 3 и 13.

Камера I, служащая для нагрева изделия, снабжена диффузионными горелками 4. В камере II имеются электрический нагревательный элемент 8, труба 10 для подвода цементирующего газа, труба 6 для его отвода и два отверстия 7 и 9 для термопар. В камере III ниже ее выполненного из карборунда пода расположены горелки 12. Вследствие применения диффузионных горелок и электрического нагревательного элемента надобность в муфелях отпадает.

Подлежащие цементации изделия подаются в камеры на поддонах, которые подвигаются толкателем 1 по роликам 2. Нагрев в камере I производится до 950°, причем благодаря применению диффузионных горелок 4 окисление поверхности изделия не происходит. Нагретое до 950° изделие проталкивается через камеру II навстречу потоку цементирующего газа.

Нагревательный электрический элемент 8 рассчитан так, чтобы он мог нагреть до 950° поступающий в камеру II для цементации газ и компенсировать потери тепла через внешние стенки. Так как сталь уже в момент поступления в камеру II нагрета до 950°, цементация начинается сразу после поступления стали в камеру II и протекает интенсивно. Покрытие стали сажей не происходит ни в камере I, ни в камере II в виду высокой температуры этих камер, благодаря чему исключены связанные с сажей недостатки.

В камерах I и III помещаются по два поддона и в камере II - четырнадцать поддонов. Передвижение поддонов производится через десять минут.

Собственно цементация заканчивается в камере II, после чего поддоны со сталью поступают через герметическую заслонку 11 в камеру III, подогреваемую расположенными под карборундовым подом горелками 12. При выдержке стали в нейтральной атмосфере камеры III углерод в наружной зоне снижается за счет диффузии, т.е. происходит некоторое выравнивание. Из камеры III сталь через внешнюю крышку 13 выталкивается наружу.

Газ, прошедший через цементационную камеру II и имеющий высокую температуру и высокую калорийность, используется для горения в камере I или III.

Для горения в диффузионных горелках может быть применен как светильный газ, так и газ, полученный пиролизом нефтепродуктов.

Печь для непрерывной цементации газами или продуктами пиролиза газов, отличающаяся тем, что, с целью отделения процессов подогрева стали, собственно газовой цементации и диффузионного выравнивания содержания углерода в поверхностных слоях нацементованной стали, печь разделена при помощи герметических заслонок на три камеры, из которых первая, служащая для подогрева стали, обогревается диффузионными горелками, вторая - цементационная - элементами сопротивления, а третья камера диффузионного выравнивания - помещенными под подом газовыми горелками.