CN1048728A - 连续式可控气氛热处理炉的改善气氛用的搅拌机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及连续式可控气氛热处理炉改善 炉内气氛用的一种搅拌机，该搅拌机设有一个叶轮轴 和若干个叶片，通过叶片的旋转运动使其中心部形成 一个负压区，在吸引炉内气氛的同时，还把添加气体 从叶轮轴吸入炉内，被吸引的炉内气氛沿叶轮径向呈 放射状地排出，还设有一个环状催化剂。与叶轮轴同 心，靠近叶轮外圆，在较低温度下具有催化作用。

Description

本实用新型是关于金属可控气氛热处理加工用连续式可控气氛热处理炉中，为改善炉内气氛用的搅拌机的改进。
在这一领域中的现有技术及其存在的问题如下。对可控气氛热处理炉内气氛成分的改善，以往一般的作法是，将添加气体掺入往炉内输送气氛气体的管道中，输入炉内。
如此被输入的含有添加气体的气氛气体，在炉内受到加热时，一开始就引起气氛气体中的各种成分相互间的反应以及同添加气体的反应，因此随气氛气体进口与被热处理工件之间的相对位置的不同，气氛气体大多在未被完全改善成分之前就接触到工件，从而使产品质量缺乏稳定性。
例如，在特开昭56-38419号专利中公开的一种金属加热用保护气氛炉中，从原料气体输入管输入炉内的原料气体，虽然在接触被处理工件之前用搅拌机将其搅拌成放射状，但有相当一部分气体同催化剂在接触发热管并进行改善成分间反应之前就先接触了被处理工件，这是不理想的。
在特开昭54-64633号专利中公开了一种滴注式气体渗碳炉用的室内旋转式气体搅拌器，其底面用隔焰炉的钢板衬垫、侧面由装有环状催化剂的金属网复盖。为了避免从滴注管滴落的有机液体落在热处理件上而设置的上述隔焰炉的钢板实际上挡住了炉内气体介质进入上述的室内，因此，不能指望滴入该室内的有机液体与炉气氛气体搅拌机在该室内混合，并发生搅拌反应。
另一方面，在这种气体搅拌机上，如果不是用强风把由滴注管滴落的液体吹散，该液体几乎全部落到隔焰炉的钢板上，因此当该液体一旦滴落在搅拌机叶片的旋转运动范围以外时，立即被吹散，遍布于四周。与其说它是搅拌机，倒不如说它是一种喷雾器，在这种搅拌机内，即使该液体在上述气体搅拌机的室内进行分解汽化，并且炉内气氛气体多少被吸入一些的话，但两者在室内被搅拌的机会也确实很少。
再者，这种搅拌机的滴注管位于搅拌机叶片与催化剂金属网之间因而，不易将催化剂设置于控拌机叶片附近，以便使被搅拌机搅拌的气体立即且有效地能与催化剂接触，而这种夹在中间的滴注管阻碍了气体良好的流动、混合和搅拌。
为了解决这个问题，也有将改善成分用的添加气体直接输入炉内的作法，但是，在添加气体是丙烷等情况下，当输入炉内时发生热分解生成烟灰，这种不完全的改善成分反应经常出现。
本实用新型的目的是为了解决上述问题。
下面用图1对本实用新型进行说明。图1为本实用新型所述的搅拌机的剖面图，图的下部是炉内，通过搅拌机的叶片1的旋转将炉内气氛气体从图的下方吸入，并将吸进来的炉内气体气体，沿着与轴2呈直角的方向排出。
本实用新型的作法是，强制性地使以上述方式排出的全部气氛气体与金属网内的催化剂11保持接触。
为此，在靠近叶片1的旋转运动形成的外圆周，安装一个与叶轮轴2同心的环状的盛有催化剂的金属网10。
此外，本实用新型提出的搅拌机还具有以下特征。即：通有一根从旋转接头8贯穿叶轮轴2的中心的添加气体输入管12，把添加气体送入炉内。此时，由于叶片1的旋转而使添加气体出口9的附近产生负压区，气氛气体从炉内被吸引到该气体的出口9，即叶片1的旋转运动的中心，而添加气体则从添加气体出口9内被吸出，两种气体通过叶片1的旋转而混合。
如上所述，气体靠负压的吸引而混合的方式，可以使添加气体与气氛气体的混合良好。此外，还使此时的添加气体的量相对于炉内气氛气体的吸引量被抑制为较小，因此混合气体的降温幅度小，反应速度快。
其次，此混合气体流经催化剂11促进反应，成为所要求的气体组分，在炉内循环，进行所设定的热处理加工。
参照图1对本实用新型的实施例进一步详细说明如下。
图1表示，设置在气体渗碳炉上的本实用新型的搅拌机。叶片1是耐热钢制的，金属网10是镍铬铁合金钢丝，催化剂11是镍钴系的球形体。该催化剂11的特征是在比较低的温度下使用的，即在900～940℃的渗碳温度下具有催化作用。
叶片1的旋转运动形成的外圆直径约为φ400mm、高度约200mm、转速1200rpm、装入金属网10内的催化剂11的通气率约为50%。
渗碳炉内的气氛气体是由丁烷气体变成的吸热型气体，添加气体是城市用煤气（以甲烷气体为主）。添加气体量的调节是自动进行的，即用红外线分析仪测定CO，CO2的量，从中得知炉内气氛气体（组成为CO、H2、CO2、H2O、CH4、N2）中的碳浓度，同时测定温度，综合两方面测定数据加以运算后自动调节添加气体量。气氛气体量为10m3/h，添加气体量为0～0.04m3/h，温度为910℃，碳浓度为7.9%。
这种连续式热处理炉，其炉内的气氛气体从被送入炉内至被排到炉外的过程中。要流经不同的温度区，因此，为了在各个温度区内都适合于所定的热处理工艺的需要，就必须高精度地改善并维持其气体的组分。
本实用新型提出的搅拌机，可以提高改善气体组分的速度，并可进行稳定的渗碳工艺。
图中3表示台架，4表示皮带轮，5表示轴承，6表示隔热材料7表示热处理炉的上部炉壁，8表示设在添加气体进口侧的旋转接头。
本实用新型的效果如下，如上所述，连续式热处理炉与封闭的间歇式热处理炉相比，要在规定的位置、规定的时间保持规定的气氛气体组份是十分困难的。
但是，本实用新型提出的改善气氛用的搅拌机，可以提高改善气氛气体和添加气体组分的反应速度，是一种妥善解决现有问题的好办法。

Claims (2)

1、连续式可控气氛热处理炉中改善炉内气氛用的一种搅拌机，其特征在于：设有一个叶轮轴和若干个叶片；叶轮轴旋转自如地设置在热处理炉上部炉壁的所希望的位置上，并与该上部炉壁略成直角地向上伸延；叶片设在上述叶轮轴伸入炉内的端部；随着上述叶片的旋转运动其旋转中心部产生一个负压区，从而吸引炉内气氛，且将所吸引的炉内气氛，大体上沿着与叶轮轴成直角的方向呈放射状地排出，在上述叶轮轴上设有一个往上述旋转中心部输送添加气体的开口，此外还设有一个整个底部开口的环状催化剂，它的安装位置靠近上述叶片由旋转运动所形成的外圆，且与上述叶片轴呈同心状，而且没有任何物体夹设在上述催化剂与上述叶片之间。
2、按权利要求1所述改善炉内气氛用的搅拌机，其特征在于：上述环状催化剂在较低温度下具有催化作用。
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