Способ получения защитной атмосферы для безокислительного нагрева металла

Способ получения защитной атмосферы для безокислительного нагрева металла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ии 595400

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз советских

Социалистических

Республик!

1 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.09.76 (21) 2401915/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 28.02.78. Бюллетень ¹ 8 (45) Дата опубликования описания 28,03.78 (51) М. Кл.2 С 210 1/74

Госудврстйеирый комитет

Совета Миийстров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621,785(088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Ливанов, Л. А. Шульц, Е. А. Боровиков, H. Н. Лебедев и Г. В. Татарников (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАЩИТНОЙ АТМОСФЕРЬ|

ДЛЯ БЕЗОКИСЛИТЕЛЪНОГО НАГРЕВА МЕТАЛЛА

Изобретение относится к области тепловой обработки металла и может быть использовано в металлургической и других отраслях промышленности для нагрева металла перед обработкой давлением.

Известен способ получения защитной атмосферы для безокислительного нагрева металла в камерной печи, согласно которому заготовки омываются подогретым защитным газом, который вводится в камеру печи через направленные на заготовки отверстия в своде печи и через отверстия в подине печи, расположенные вблизи заготовок. Нагрев заготовок осуществляется излучением боковых стен печи, в пазах которых проходят продукты горения отопительного газа. Этот газ подводится к горелкам, расположенным в подине печи, и подвергается полному сжиганию (1).

К недостаткам указанного способа относятся возможность перетока продуктов сгорания в зону нагрева металла, а также наличие дополнительного устройства, вырабатывающего защитный газ, и теплообменного устройства для его подогрева.

Известен также способ получения защитной атмосферы для безокислительного нагрева металла, включающий перемешивание газа с воздухом при n0,5 и подачу смеси в разогретую печь (2).

Данному способу присущи следующие недостатки: ввод продуктов горения через под на металл не исключает окисления металла не связанным свободным кислородом в смеси, что приводит к неравномерности нагрева металла и ухудшает качество нагрева заготовок, снижает надежность конструкции печи, обеспечивающей данный вид нагрева, недостаточное смешение продуктов неполного горения со вторичным воздухом. Кроме того, на такой

1ð печи затруднена работа обслуживающего персонала.

При дожигании продуктов неполного горения не исключается рециркуляция газов из зоны дожигания в зону нагрева в связи с низ15 ким противодавленнем в зоне нагрева металла, что снижает качество нагреваемого металла. Вторичное дожигание продуктов практически полного горения приводит к перерасходу воздуха.

Целью изобретения является повышение восстановительных и необезуглерожив ающих свойств защитной атмосферы за счет полу Icния ацетилена в продуктах неполного сгорания.

Это достигается тем, что перемешивание газа с воздухом проводят турбулентно, например в циклоне, и смесь подают в предварительно разогретую до 900 †10 С печь ламинарно с дальнейшим сжиганием ее при температуре 1 00 С.

595400

Составитель В. Бербеиев

Техред А. Камышиикова

Редактор Г. Лаиовая

Корректоры; Л. Брахиииа и И. Позияковская

Заказ 195/10 Изд. № 313 Тираж 733 Подписное

1-1ПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Способ реализуется следующим образом.

Газовоздушная смесь при n=1 подается на предварнтельпый разогрев в печи до температуры 1100 †12 С, Затем производят изменение стехиометрического соотношения газа и воздуха до n=0,5 и подают их на смешивание, которое происходит турбулентно в циклоне.

Далее смесь ламинарным потоком подают в нагретые до 900 — 1000 С рекуперативно-горелочные каналы, что интенсифицирует процесс перемешивания и обеспечивает полное связывание свободного кислорода, и приводит к образованию светлой атмосферы в печи, затем наступает горение и повышается температура до 1200 С, при которой образуется ацетиленсодер>кащая атмосфера продуктов неполного горения, выходящая из каналов, омывающая поверхность заготовок и создающая защитную атмосферу.

Продукты неполного горения за счет скоростной подачи вгоричного воздуха эжехтируются в зону дожигания, в результате чего создается противодавление, исключающее рециркуляцию продуктов неполного горения в зону дожигания. Разность давлений между избыточным в камере нагрева и пониженным в месте ввода вторичного воздуха, а также ограничение расстояния между источниками скоростной подачи вторичного воздуха сужает направленный поток продуктов неполного горения в зону дожигания и исключает рециркуляцию, что существенно сказывается на качестве поверхности нагреваемого металла н полностью исключает его окисление.

В зоне пересечения направленных струй вторичного воздуха с суженным направленным потоком продуктов неполного горения происходит дожигание. Образующийся тепловой центр служит генератором тепла, передающим

его раскаленному газовому слою, не содержащему сажистые частицы, который излучает это тепло в зону нагрева металла.

Таким образом, предлагаемый способ получения защитной атмосферы для безокислнтельного нагрева металла позволяет повысить качество нагреваемого металла, улучшить равномерность нагрева, исключить образование окалины и достичь необезуглероживания поверхности.

Технико-экономический эффект предлагаемого способа составляет при 3-х сменной работе для стали 45 не менее 20 руб./т.

Пример. Проводится безокислительный нагрев заготовок из стали 45 и стали

ЗОХГСНА, которые наиболее интенсивно подвержены образованию окалины при нагреве перед ковкой и штамповкой, на опытно-промышленной печи размером пода 1,5+3,5 м, мощностью до 1,5 млн.ккал/ч, производительностью 2 т/ч. Температура нагрева заготовок для стали 45 1220 — 1250 С, для стали

3 ОХ ГС НА 1180 10 С.

Загрузка заготовок производится в предварительно разогретую печь. Время нагрева для стали ЗОХГСНА — 0,5 — 1 ч, для стали 45—

1,5 ч, при этом давление газа при подаче в рекуперативно-горелочные каналы по сравненшо с известным нагревом снижено с 0,3 атм до 0,04 атм. Расход топлива по сравнению с известным не увеличился. Атмосфера в печи практически свободна от сажи.

Анализ проведенного испытания показал, что окисления практически не наблюдается.

Например, для стали 45 степень окисления составляла при известном нагреве 80 мг/смз, а при предлагаемом — 0,03% от общего.

Из сравнительного анализа микроструктур видно, что верхние слои при предлагаемом способе нагрева практически необезуглероживаются. Качество поверхности нагреваемого металла при безокислительном нагреве предлагаемом способом улучшилось, поверхность свободна от окалины.

Формула изобретения

Способ получения защитной атмосферы для безокислительного нагрева металла, включающий перемешивание природного газа с воздухом при п0,5 и подачу смеси в разогретую печь, отличающийся тем, что, с целью повышения восстановительных и необезуглероживающих свойств защитной атмосферы за счет получения ацетилена в продуктах неполного сгорания, перемешивание газа с воздухом проводят турбулентно, например в циклоне, и смесь подают в предварительно разогретую до 900 — 1000 С печь ламинарно с дальнейшим сжиганием ее при температуре 1200 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ № 1211671, кл. 18С 1/74, 1966.

2. Патент США № 3331594, кл. 263 — 15, 1967.