Способ регулирования процесса цементации

Способ регулирования процесса цементации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 739 1 30 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 020276 (21) 2321469/22-02 с присоединением заявки ИВ (23) Приоритет

Опубликовано 05р68р бюллетень г|о 21

Дата опубликования описания 050680 (51) И, Ил.

С 23 С 11/10

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (537 УД (621, 785,51 „ .062.5 (088,8) (72) Авторы изобретения

Л.В.Белоручев, В.В. Дембовский и B À.Kîðoëåâ

Северо-западный заочный политехнический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦГССА ЦЕМЕНТАЦИИ

Изобретение относится к способам термической и химико-термической обработки металлов, в частности к процессам газовой цементации, а также защиты от, обезуглероживания при 5 нагреве.

Известен способ регулирования процесса цементации, в котором при отклонении химического потенциала углерода печной атмосферы (измеренного с 1О помощью различных устройств) от заданного значения, изменяют подачу в печь карбюризатора (1).

Недостатком этого способа является то, что регулирования химического потенциала углерода газовой среды может быть только при использовании .в качестве последней эндогаза или экзоэндогаза. Попытки использоваТь известный способ для регулирования 2() процесса цементации такими карбюризаторами, как природный газ, метан

СН, пропан С »В не дали положительных результатов из-за обильного сажевыделения. 2

Известен также способ регулирования процесса цементации путем разбавления печной атмосферы веществами, связывающими сажу (воздух, вода, углекислый газ, спирт) (2). При этом З() количество вводимого в печь карбюризатора поддерживают постоянным, а необходимое давление углеродного потенциала атмосферы регулируют путем воздействия на ее влажность.

Недостаток этого способа заключается в том,. что количество карбюризатора и влаги на практике чисто не соответствуют оптимальным условиям ведения технологических процессов.

Подача карбюризатора может быть Завышена, что увеличивает вероятность выделения сажи и является неэкономичным, а избыTGK влаги, поддерживаемый в этом случае для компенсации возможного превышения потенциала углерода над его заданной величиной, неблагоприятно влияет на обрабатывае мый металл, способствуя его внутреннему окислению.

Целью изобретения является повышение эффективности ведения технологического процесса. Способ разработан применительно к контролируемой атмосфере в виде смеси увлажняемого азотного газа состава N „ + 2% C0 +

+ 2,5% Н О и небольшого (до ЗЪ) количества метана или пропана как карбюризаторов.

739130,у/, СЕ, (

Фиг. 2

ЦНИИПИ Заказ 2782/26 Тираж 1074 Подписное

Филиал П11П Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Цель достигается тем, что одновременно с изменением влажности изменяют также расход карбюризатора, причем пробными изменениями добавки влаги находят и поддерживают такое значение влажности атмосферы печи, при котором величина химического потенциала углерода достигает максимума при данном расходе карбюризатора, а при отклонении этого максимума от технологически заданного значения химического потенциала углерода изменяют подачу в печь карбюризатора.

На фиг.1 изображен график зависимости Cg = f (СН4) при Н О = const; ,1 4 z на фиг.2 — графйк зависимости Cg — f (Н О) при СН+= const.

Установлено, что при газовой цементации указанной смесью химический потенциал углерода атмосферы Сс1 зависит от содержания в ней СН4, ra и от добавки Н О

Cg = f (СН4 Н 0)

2 функция Cg = Г (CH ) при Н О = const в пределах СН4 <ЗЪ имЕет монотонно возрастающий характер (фиг.1).

Зависимость Cg = f (Н О ) при

2. 2СН = const экстремальна (фиг. 2), причем оптимальное значение концентрации Н О определяется также характеристиками науглероживающей атмосферы и свойствами цементируемой стали.

Наиболее выгодный режим цементации характеризуется некоторой минимальнойй (во из бежани е сажеобраз ования) концентрацией СН при поддер.жании Н О на оптимальном уровне.

Предлагаемый комбинированный способ автоматического регулирования химического потенциала углерода атмосферы реализуется путем определенных и согласованных между собой изменений обоих технологических параметров — влажности азотного газа и расхода карбюризатора.

Прямые измерения химического потенциала углерода атмосферы в рабочем пространстве печи осуществляют известными способами и устройствами. . Оптимизацию добавки воды выполняют, например, с помощью экстремального регулятора, который пробными увеличениями и уменьшениями влажности печной атмосферы находит и поддерживает оптимальную концентрацию (Н О, фиг.2) . Если при этом величина Cg не соответствует заданной, коррек тируют подачу карбюриз атора в печь (фиг.2),.например, с помощью стабилизирующего регулятора.

Оптимизация дозирования воды обеспечивает наиболее благоприятные

15 условия кинетики массообмена между карбюризатором и металлом в печи.

Кроме того, в предлагаемом способе экстремальный регулятор степени увлажнения печной атмосферы, связанный через печь с регулятором добавки

2() карбюризатора, тем самым дает возможность автоматически поддерживать заданный химический потенциал углерода при минимальном расходе СН или С Н8. Это надежно предотвращает

4 р самообразование в рабочем пространстве печи.

Формула изобретения

Способ регулирования процесса цементации, преимущественно для смеси

$() азотного. газа и углеводородного карбюризатора, путем изменения влажности,отличающий с ятем, что, с целью повышения эффективности процесса, одновременно с изменением влажности изменяют расход карбюризатора, при этом максимум углеродного потенциала для данного расхода газа устанавливают изменением подачи влаги, а затем заданный углеродный

4О потенциал получают путем изменения расхода карбюризатора.

Источники информации, Ф принятые во внимание при экспертизе

1. Сагарадзе B.С, Повышение надежности цементируемых деталей, N., 45 Машиностроение, 1975, с.40-41 °

2. Авторское свидетельство СССР

Р32б257, кл, С 23 С 11/10, 1972,