Способ безокислительного нагреваМЕТАллА Советский патент 1981 года по МПК C21D1/74 

Изобретение относится к металлургии, преимущественно к производству полуфаб{эикатов из цветных и черных металлов и сплавов, и может быть использовано при плавлении, нагреве полуфабрикатов под . пластическую деформацию и при термообработке в пламенных печах. Известны способы безокислителькой тепловой обработки металлов (плавление, нагрев под прокатку, прессование, шгамповка, термическая о аботка , осущесг- вляемые в пламенных печах при сжигании различных топлив,у которые позволяют путем снижения содержания киспорода в газе - окислителе уменьшить сжисление поверхности нагреваемого металла, но не ликвидировать окисление совсем, т.е. позволяют осуществить малоокислвтельный нагрев металла. Снижение содер;жания кислорода в окислителе достигают путем сокращения расхода воздуха на горение, часто - за счет рециркул5щии продуктов сгорания и разбавления таким о&разом воздуха, поступающего на гсренвеЩ Наиболее близким к предлагаемому является способ нагрева металла без окисления и в оборудованных регенераторами нагревательных печах, который осуществляют . путем сжигания водяного газа с недостатком воздуха в рабочем пространстве печи 2. Водяной газ предварительно получают в газовых регенераторах печи в результате разложения подаваемого вместе с природным газом водяного пара продуктами рефс эмации металла. Недостатком этого способа является то, что в результате диффузионного смешенеш и горенвя любого топлива дахсе с не достаточным (против стехиометрическсяго) количесгвом пооаваемого на горенве воздуха, в объеме газов всегда будут находиться объемы несвязанного кислорода, првводяшие к окислению нагреваемого металла. Водяной пар и водяной газ обдгславлввают повышенное содержание влагв В в продуктах сгорания и приводят к повь шенному окислению металла.

Цель изобрегения - улучшение качесгва. нагрева мегапла за счет полного устранения его окисления тепловой обработке,

Поставленная цель достигается тем, что сжигание топлива осуществляют в закиси азота.

При этом процесс тепловой обработки организуют обычным путем с помощью потоков топлива и окислителя, направленных на поверхность металла.

Процесс природного газа, ацетилена или другого углеводородного топлива в среде закиси азота сопровождаетс интенсивным вьиелением тепла. При этом теоретическая температура горения достигает 2ООО-ЗООО°С. Под действием этсй температуры в реакционном объеме образуются химически активные промежуточные продукты горения (радикалы), обладающие сильными восстановительными свойствами. Они интенсивно связьшают кслород, подавляя таким образом реакции окисления и обеспечивают устранение окалинообразования.

Способ осуществляется с помощью горелок с предварительным смещением топлива и окислителя. Факела подаются насЕильно на поверхность обрабатываемого металла. Эксперименты показьшают, что этот способ позволяет обеспечить нагрев металла без окисления при соотношении расходов топлива и окислителя, изменяющемся в пределах, соответствующих коэффициенту расхода окислителя ,7-1,

Пределы cL обусловлены следующим, При сжигании топлива с об 0,7 наблюдается значительное сажеобразование, .а с ОС- 7 возникают трудности со

стабилизацией пламени на срезе сопел горелок.

После обработки с помощью известных способов степень черноты за счет окисления поверхности увеличивается от ОД0,15 до величины 0,25-0,30 после нагрева.

При обработке предлагаемым способом степень черноты поверхности до и после нагрева остается неизменной и находится в пределах 0,1-0,2.

Использование предлагаемого способа позволяет получить положительный технический и существенный экономический эффект. По сравнашю с известными предлагаемый способ позволяет исключить окисление, ликвидировать операции механической и химической очистки поверхности прошедшего тепловую обработку металла и, следовательно, освободиться от необходимости очистки сточных вод.

Формула изобретения

Способ безокислительного нагрева металла, включающий сжигание углеводс одного топлива, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества металла, сжигание углеводородного топлива осуществляют в закиси азота.

Источники информации, принятые во BHmviaHHe при экспертизе

1.Зфрос М. М. Нагревательные и термические печи на газовом топливе. М., Металлургия, 1965, с. 328-348.

2.Авторское свидетельство СССР № 147596, кл. С 2IB 1/74, 1961.