Затвор печи для термообработки Советский патент 1977 года по МПК C21D9/00 F27B9/04 

1

Изобретение относится к области термообработки материалов в безокислительной атмосфере и может быть использовано на заводах металлургической, машиностроительной и других отраслей промышленности.

Известны конструкции затворов иечей для термообработки, содержащие один желоб с засыпкой из мелкодисперсного материала, например песка, или заполненный какой-либо жидкостью. Затворы служат для предотвращения натекания кислорода в рабочую камеру печи и исключения окисления обрабатываемого металла.

Известна конструкция затвора, содержа-щая несколько концентрических желобов с засыпкой из кварцевого песка, что дает возможность повысить герметичность затвора.

Цель изобретения заключается в предот-вращении проникновения кислорода к нагреваемым изделиям, а также в повыщении экономичности конструкции затвора.

Это достигается тем, что предлагаемый затвор снабжен нагревателем, а засыпка выполнена из веществ, имеющих химическое сродство к кислороду, причем засыпка из веЩеств с максимальным сродством к кислороду размещена во внутреннем желобе,

На чертеже изображен предложенный за Твор, установленный на ретортной печн для безокислительного нагрева материала, разрез.

Устройство содерл ит концентрические желоба 1, заполненные засыпкой дисперсного материала, разделительные ножи 2, нагреватели 3. При этом засыпка выполнена из веществ с различным химическим сродством к кислороду, например из кварцевого песка 4, углеродистого пор01ика 5, медного поронжа 6, а засыпка с максимальным сродством (медный поропюк) размещена во внутреннем же-лобе. Затвор устанавливается на печи, имеющей, например, реторт 7 с обрабатываемы в Ней материалом и закрытую крьпикой 8.

Затвор работает следующим образом.

В процессе нагрева подлежащего термообработке .материала в реторте 7 создается избыточное давлеине за счет выделения изделиями, например металлографическими щетками, летучих веществ, что исключает возможность проникновения в реторту атмосферного воздуха. Однако при прекращении газовыделения и особенно при охлал-сдении, по мере падения температуры давление в реторте 7 понижается и начинается фильтрация воздуха через засыпку затвора. Для предотвращения иатекания воздуха включают нагреватели 3 и нагревают засыпку затвора до темпе-ратуры, при которой происходит эффективное взаимодействие кислорода и Ёлагй Воздуха с засыпкой. Попадая сначала в засыпку Из

кварцевого леска 4, воздух осушается ифиль труется через слой угольной засыпки (древесный уголь), где частично реагирует кислород и влага воздуха с углеродом. В слой из медного порошка засыпки 6 поступает практиче ски смесь азота и угарного газа, следы кислорода и влаги в которой связываются медью.

Таким образом, в рабочий объем реторты 7 поступает газ, очипденный от кислорода и влаги, который не окисляет обрабатываемые изделия.

Следует отметить, что выбор вещества засыпки лабиринтного затвора и температуры затвора производится исходя из следующих соображений.

Засыпка из кварцевого песка 4 должна быть нейтральна в отношении окружающей печь атмосферы и не реагировать как с этой атмосферой, так и с засыпкой из углеродистого порошка 5, вплоть до температур нагрева затвора обычно порядка 1000°С, а засыпка из медного порошка 6 должна быть в свою очередь нейтральна по отношению к засыпке из углеродистого порошка 5 вплоть до максимальных температур затвора, но должна активно взаимодействовать с атмосферой, окружающей печь, а именно с кислородом и влагой воздуха, особенно при температурах выше комнатной, связывая пх и тем самым обеспечивая патекание в рабочий объем реторты 7 химически нейтрального газа, т. е. гарантпровать иеокислительную атмосферу нагрева изделий. Наличие засыпки из углеродистого порошка 5 обуславливается экономическими соображениями, поскольку глубокая очистка химическим путем газа от кислорода и влаги связана с использованием дорогого и дефицитного сырья, например медного порошка, поэтому основное количество кнслорода и влаги воздуха связывается недорогим и недефицитным древесным углем, а окончательную очистку производят небольшим количеством засыпки из медного порошка 6. Следует отметить, что возможно использование только засыпки из медного порошка 6, однако прп этом процесс термообработки становится крайне неэкономичным изза необходимости использовать большое ко-личество дорогого и дефицитного медного порошка. И, наконец, ни одно из веществ засыпки из кварцевого песка 4, углеродистого порощка 5, медного порошка 6 не должно реагировать при температурах окружающей

печь атмосферы с летучими, выделяющимися при термообработке изделий. Исходя из этого, наиболее целесообразно производить заполнение затвора в направлении к реторте

кварцевым песком (SiO2), затем древесным углем (С), который при 400°С уже эффективно взаимодействует с кислородом и влагой воздуха, но не реагирует при температурах вплоть до 1000°С с SiO2, а в качестве засыпки тонкой (глубокой) очистки использовать, например, медный порошок (Си), поскольку медь не реагирует с углеродом вплоть до 1000°С и весьма активно взаимодействует с кислородом и влагой воздуха, особенно в интервале температур 400-1000°С, при этих те.мпературах медной засыпки, фильтрующийся через нее газ очищается от кислорода и влаги до необходи мой степени чистоты. Следует отметить, что выбор меди, как вещества

тонкой очистки, обуславливается необходимостью высокой степени очистки, а в тех случаях, когда в такой глубокой очистке нет необходимости, медь может быть исключена (очистка углеродом достаточна) или заменена на

другое вещество, обеспечивающее нужную для конкретных термообрабатываемых изделий степень очистки.

Формула изобретения

1. Затвор печи для термообработки, содержащий концентрические желоба, заполненные засыпкой из дисперсного материала с погруженными в них разделительными ножами,

отличающийся тем, что, с целью предотвращения проникновения кислорода к нагреваемым изделиям, затвор снабжен нагревателем, а засыпка выполнена из веществ, имеющих химическое сродство к кислороду.

2. Затвор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности, засыпка из веществ с максимальным сродством к кислороду размещена во внутреннем желобе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Окисление и обезуглероживание стали. Под научн. ред. А. И. Ващенко. М., «Металлургия, 1972, с. 288-289.

2. Справочник конструктора печей прокатного производства. Под ред. В. М, Тымчака. Т. 2. М,, «Металлургия, 1970, с. 929, рис. XXXIII-Па (прототип),

rLTllnn i