Печь для газовой цементации изделий
Иллюстрации
Показать всеРеферат
Изобретение применяется к печи для газовой цементации изделий. Цель - повышение качества цементации путем повышения равномерности распределения углерода. Печь содержит корпус 1 с футеровкой 2, нагревателями 3, установленный на корпусе вентилятор, выполненный в виде приводного вала с прикрепленной к нему кольцевой камерой 5, заполненной катализатором подводящего патрубка 9. Газовая смесь, состоящая из углеводорода метана, диоксида углерода, поступает через патрубок 9 во внутреннюю полость вала 4, через нагретый катализатор 6 во внутреннюю полость печи. В присутствии катализатора происходит конверсия углеводородного газа диоксидом углерода в результате образуется атмосфера, состоящая из 50% оксида углерода и 50% водорода, что позволяет повысить качество цементации, скорость науглероживания, увеличить срок службы вентилятора. 3 ил., 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)s F 27 В 9/02, С 23 С 8/20
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
А-A
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4628504/02 (22) 30.12.88 (46) 23,08,91. Бюл, М 31 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электротермического оборудования (72) С.3. B асил ьев, И.И. Маер гойз и
Ю.Н.Тельнюк (53) 621,785.5.002.5 (088.8) (56) Лахтин Ю.Н. Химико-термическая обработка металлов, M., 1985, с,115-116, (54) ПЕЧЬ ДЛЯ ГАЗОВОЙ ЦЕМЕНТАЦИИ
ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к печи для газовой цементации иэделий, Цель- повышение качества цементации путем повышения равномерности распределения углерода. Печь
„,5LJ„„1672181 А1 содержит корпус 1 с футеровкой 2, нагревателями 3, установленный на корпусе вентилятор, выполненный в виде приводного вала с прикрепленной к нему кольцевой камерой
5, заполненной катализатором подводящего патрубка 9. Газовая смесь, состоящая из углеводорода метана, диоксида углерода, поступает через патрубок 9 во внутреннюю полость вала 4, через нагретый катализатор
6 — во внутреннюю полость печи. В присутствии катализатора происходит конверсия углеводородного газа диоксидом углерода, в результате образуется атмосфера, состоящая иэ 507, оксида углерода и 50ф, водорода, что позволяет повысить качество цементации, скорость науглероживания, увеличить срок службы вентилятора. 3 ил., 1 табл.
1672181
Изобретение относится к печам для цементации, применяемым в металлургии, машиностроении, автомобиле- и авиастроении и других отраслях народного хозяйства.
Цель изобретения — повышение качества цементации путем повышения равномерности распределения углерода.
На фиг.1 показана печь, общий вид; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1; на фиг,3 — разрез Б-Б на фиг.2.
Печь для газовой цементации состоит из корпуса 1, футеровки 2, нагревателей 3, установленного на корпусе вентилятора, выполненного в виде природного вала 4 с прикрепленной к нему нижней части кольцевой камеры 5, заполненной никельсодержащим катализатором 6 и расположенными в ней изогнутыми в сторону, противоположную вращению вала 4, пластинами 7, крыльчатки 8, прикрепленной к нижней поверхности кольцевой камеры 5. Вал 4 выполнен полым с расширением в нижней части, заполненной катализатором, и с патрубком 9 подвода газовой смеси в верхней части. Боковые стенки кольцевой камеры 5 и нижняя расширяющаяся часть вала 4 выполнены перфорированными, причем суммарная площадь отверстий 10 перфорации расширяющейся части вала соотносится с поперечным сечением вала 4 как
1:(0,5-0,8), а высота кольцевой камеры 5 соотносится с диаметром отверстий 11 перфорации как 1:(0,5 — 0,7). Нижняя расширяющаяся часть вала имеет высоту
0,2 — 0,6 тол цины футеровки. Верхняя часть приводного вала через шкив 12 связана с электроприводом, а также имеет уплотнение 13 патрубка подвода газовой смеси.
Печь работает следующим образом, В зону рабочего пространства печи поступают заготовки, Нагрев до температуры цементации осуществляют нагреватели 3.
Газовая смесь, состоящая из углеводорода, например метана, и диоксида углерода в соотношении 1;1 поступает через патрубок
9 во внутреннюю полость вала 4 вентилятора, Попадая в слой нагретого за счет тепла внутреннего пространства печи катализатора, она проходит через отверстия 10 в заполненную катализатором кольцевую камеру 5 над крыльчаткой 8, В присутствии никельсодержащего катализатора 6 происходит конверсия углеводородного газа диоксидом углерода, в результате чего образуется контролируемая атмосфера, состоящая (при углеводороде-метане) иэ 507 оксида углерода и 50 водорода. Укаэанная контролируемая атмосфера поступает в ра5
45 бочее пространство печи через отверстия в перфорированной полосе 11.
Предложенная конструкция печи с размещением катализатора внутри вала и в кольцевой камере 5 над крыльчаткой позволяет повысить надежность вентилятора, что достигается за счет высокой эндотермичности процесса конверсии углеводородов диоксидом углерода, а также подачи непосредственно во внутреннюю полость вала исходной газовой смеси. Эндотермичность процесса конверсии пропан-бутан диоксидом углерода в четыре раза больше, чем при конверсии его воздухом. 3а счет эндотермичности процесса с нагретого нижнего торца вала 4 вентилятора и с крыльчатки 8 отбирается тепло, что позволяет проводить в печи процесс высокотемпературной газовой цементации до 1150 С.Работоспособность вала вентилятора возрастает Б 2.5--3,0 раза, а крыльчатки в 1,5-2,0 раза.
Кроме того, предложенная конструкция печи позволяет за счет образования контролируемой атмосферы практически в рабочем пространстве печи и поступления ее туда с температурой, близкой к температуре цементации, повысить качество цементируемых изделий 14, в том числе и эа счет использования активных частиц и радикалов в нв подвергающейся охлаждению контролируемой атмосфере. При этом в 1,5 — 2 оа:,а повышается работоспособность металлических внутрипечных узлов за счет увеличения количества оксида углерода.
Результаты экспериментов, проведенных на стенде при температуре печи 1050
С, представлены в таблице, B таблице равномерность распределения углерода по глубине слоя цементации характеризуется отношением а а=- .100
С где С вЂ” содержание углерода в поверхностном слое;
С1 — содержание углерода на глубине, равной 1/3 толщины слоя цементации от поверхности металла, При применении предложенной печи повышается качество цементации, в частности приблизительно вдвое возрастает скорость науглероживания изделий, а соответственно и производительность печи, на 7-10$ улучшается распределение углерода по высоте науглероженного слоя, а также увеличивается в 1,5-2 раза срок службы вентилятора и соответственно срок межремонтной эксплуатации печей.
1672181 внутренней боковой стенкой кольцевой камеры, вал выполнен полым с патрубком подвода газовой смеси и с расширением в нижней его части на высоту 0,2 — 0,6 толщины
5 футеровки, крыльчатка прикреплена к нижней поверхности кольцевой камеры, при этом расширяющаяся часть вала и боковые стенки камеры выполнены перфорированными, причем суммарная площадь отвер10 стий перфорации расширяющейся части вала соотносится с поперечным сечением вала как 1:(0,6 — 0,8). а высота кольцевой камеры соотносится с диаметром отверстий перфорации как 1:(0,5-0,7), расширяющаяся
15 часть вала заполнена никельсодержащим катализатором, а диаметр крыльчатки равен диаметру камеры.
Формула изобретения
Печь для газовой цементации изделий, содержащая корпус с футеровкой, нагревателями, вертикально установленный на корпусе вентилятор в виде приводного вала и крыльчатки, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества цементации путем повышения равномерности распределения углерода, вентилятор выполнен в виде прикрепленной к нижней части вала кольцевой камеры, заполненной никельсодержащим катализатором, с радиально расположенными в ней от наружной боковой стенки изогнутыми в противоположную сторону вращения вала пластинами, закрепленными с зазором, равным 0,1 — 0.3 диаметра вала между концом пластины и
СоотношеСоо тношеСоо тношеСоотношение высоты
РавноСкорость науглероживания
Качество цементации ние суммарной ние высоты кольцевой ние расстояния мерность распределения углерода по глубине слоя расширяющейся часплощади о тв ерс тий пе рфо р акамеры к днам тру о тв ер стий перфорации боковой между диаметром ва- ти вала к ла и коитолщине фу теро вк н ции к по1 цом пляс тины к наперечному с ечеиию
L ружному диаметру вала стенки вала
1:0,5
1:0,6
0,2
0,4
0,20
Неудовлетворительное
То же
I °
Не удов л е т ворительное
1:0>6
1:0,7
1:0,E
1:0,9
1.0,7
1:0,7
1:0,7
1:0,7
1:0,7
1:0>7
1:0,7
1:0,7
i:0,7
1:0,7
1:0,7
1:0,7
1:0,7
1:0,7
1:0,7
1:0,5
1:0,7
1:0,9
1:Oi 6
1:0,6
1:0,6
1:0,6
l:0>4
1:0,5
1:!, 6
i:0,7
1:0>8
1:0,6
1:0,6
i:0,6
1:0,6
1:0,6
1:О>6
1:0,6
1:0,6
1. О, 6
1:0,6
1:0,4
1:0,6
1:0,8
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,05
О, 10
0,20
0,30
0,40
0,2
0,2
0Ä2
0,2
0,2
0,4
0,2
0,05
0,4
0,4
0,4
0,4
0 4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,4
0,2
0,3
0,4
0,6
0,7
0,2
0,4
0,7
О, 3
0,44
0,44
О, 19
0 21
0,44
0,44
0,43
0,19
0,20
0,43
0,44
0,44
O,2l
О, )9
0,44
0,44
0,44
0,21
О, 18
0,44
0,17
7
21
6
19
5
21
2С
6 е
1î
23
14
1672181
Составитель А. Васильев
Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор М. Кучерявая
Редактор А. Мотыль
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 2827 Тираж 377 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5