HU176172B - Process and equipment for thermochemical shaving of metal surfaces - Google Patents

Description

A találmány tárgya eljárás és berendezés fémfelületek termokémiai hántolására, amelynek segítségével a hántolás úgy végezhető, hogy nem képződik a hántolási sáv határán a felületből kiugró borda, és a hántolás során a környezetbe jutó füst 5 mennyisége is nagymértékben csökkenthető.

Fémfelületek termokémiai hántolása ismert eljárás. Ennek során általában a fémfelület egy részén előmelegítő lánggal pontszerű fémolvadékot hoznak létre. A fémolvadék hőmérsékletét a gyújtási hő- 10 mérséklet eléréséig fokozzák, majd ekkor oxigénsugarat bocsátanak a fémfelületre, ahol a fémfürdőt kialakították. A ferde oxigénsugár a fémolvadékban termokémiai reakciót indít be. A termokémiai reakció beindulása után a munkadarab és az 15 oxigénsugár között relatív elmozdulást hoznak létre, így a termokémiai reakcióval megkezdődött hántolás a munkadarab hossza mentén folytatódik. A hántolás közben olvadt salakot tartalmazó salakhordalék gyűlik össze a reakciózóna előtt, amely 20 folyamatosan a reakciózónával együtt halad a munkadarab hossztengelye mentén. Ez a salakhordalék előmelegíti a fémfelületet, mielőtt az oxigénsugár eléri és gyújtási hőmérsékletre hevíti. Az oxigénsugárnak tehát kettős szerepe van: egyrészt be- 25 indítja a termokémiai reakciót a fémfelületen kialakított fémolvadékban, másrészt folyamatosan maga előtt tolja a fémolvadékot és a salakhordalékot, hogy a hántolási reakcióba mindig friss fémfelület lépjen be. Ilyen megoldásokat ismertet- 30 nek a 128 182, 128 984, 171 063 sz. magyar és a 3 658 599 sz. USA szabadalmi leírások.

A fenti eljárással kapcsolatban felmerül két látszólag jelentéktelen probléma. Az egyik az, hogy amikor nem a teljes fémfelületet akarjuk hántolni, a hántolási sávok mentén bordák keletkeznek a munkadarab felületén. A másik probléma az, hogy - függetlenül attól, hogy a teljes munkadarabot, vagy csak egyes részeit hántoljuk - jelentős mennyiségű füst képződik, amely a környező levegőbe kerül.

Az elsőként említett nehézség, az úgynevezett helyi hántolás elvégzésekor lép fel. A jelenséget bordaképződésnek neveztük, minthogy a hántolási sávok határain jelentkező kiugrások a fémfelület további megmunkálását teszik szükségessé. A borda elnevezés tulajdonképpen a hántolási sáv határain jelentkező kitüremkedéseket fedik, amelyek általában tiszta vagy gyengén oxidált alapfémbői állnak. Ezek a bordák feltétlenül rontják a hántolás minőségét, minthogy a hengerlés előtt a munkadarab felületéről el kell távolítani őket.

A bordák a hántolás során kétféle okból keletkezhetnek. Az egyik - ezt általában elsődleges bordaképződésnek nevezzük - a primér reakciózónából kilépő fémből keletkezik. Ha a fémolvadék a mozgás során nem csupán előre halad, hanem az oxigénsugár mellett oldalra is kifolyik, ez a reakciózóna elhaladása után ottmaradva megdermed, és az említett bordákat alkotja.

Az ilyen jellegű bordák kialakítását különleges kiképzésű fúvókákkal lehet elkerülni. Az erre a célra készített oxigénfúvókák kilépőnyílása fokozatosan csökken középről két oldalra haladva, és így a kilépő oxigénsugár intenzitása is a fúvóka közepétől a szélei felé csökken. A fúvóka széleinél az oxigénsugár intenzitása olyan mértékben csökken, hogy már egy bizonyos ponton túl nem képes a hántolási reakció fenntartására, ugyanakkor azonban az olvadt állapotban levő fémet oxidálja, mielőtt az megdermed. Ilyen kialakítású fúvókákat ismertettünk a 607 888 és 607 887 sz. USA szabadalmi leírásainkban. Ezek jól alkalmazhatók lokális hántolási művelet elvégzésére egyenként vagy csoportosan.

A bordaképződés másik előidézője lehet a fémolvadék előtt haladó salakhordalék gyors növekedése, amikor az oxigénsugár a reakciózóna előtt felgyűlt olvadékot, illetve salakhordalékot nem képes már egészében előretolni, és bizonyos részeket oldalra szorít. Ezek az oldalra került részek azután a hántolási sáv mentén megszilárdulnak, és bordákat alkotnak. Ezt a fajta bordaképződést nevezzük másodlagos bordaképződésnek.

A bordák tehát — mint láthattuk — keletkezhetnek a primér reakciózónából vagy a reakciózóna előtti fémolvadékból.

A termokémiai hántolási eljárások között ismert olyan, amelynél a salakhordalék eltávolítására folyadéksugarat alkalmaznak. így például a 2 873 224 és a 3 163 559 számú USA szabadalmak olyan megoldásokat ismertetnek, amelyeknél nagynyomású vízsugarat irányítanak a hántolási sávra merőlegesen a munkadarab felületére, hogy a reakciózóna elől elmossa a salakhordalékot. Az alkalmazott vízsugár lehet tömör vagy üreges sugár.

A 3 354 002 sz. USA szabadalmi leírás olyan megoldást ismertet, amelyben vízfúvókák vannak elhelyezve közvetlenül a reakciózóna előtt, merőlegesen az elmozdulás irányára. A kibocsátott vízsugarak a salakot elmossák a reakciózóna elől, és bevezetik egy salakelvezető nyílásba, amely a fúvókákkal szemben van elhelyezve. Ezek a fúvókák általában hatékonyan távolítják el a salakot a munkadarab felületéről, a bordaképződést azonban gyakorlatilag nem befolyásolják. Ennek az az oka, hogy az ilyen salakeltávolító fúvókák a hántolási sávnak csupán egyik oldalán vannak elhelyezve, és innen fújják át a salakot a hántolási sáv másik oldalára. Ily módon a hozzájuk közel eső oldalon ugyan csökkentik a bordaképződést, ugyanakkor azonban a másik oldalon súlyosabbá teszik a problémát.

A termokémiai hántolással kapcsolatos másik említett probléma a művelet során keletkező nagy mennyiségű füst, illetve gőz elvezetése. A hagyományos megoldásoknál ezeket a reakciózóna közelében összegyűjtik, és külső tisztítóberendezésbe vezetik. Ez a megoldás azonban eléggé körülményes, és számos bonyolult berendezést igényel.

Az olyan hántolóberendezéseknél, ahol a munkadarab mozog és a hántolófej rögzített, a füstöt és a gőzt nagyméretű elszívótölcsérekbe vezetik, ahonnan a vezetékeken keresztül juttatják a tisztítóberendezésekbe. A vezetékekben a füstöt ventillátorok mozgatják. A tisztítóberendezések rendszerint szűrőkből és ciklonokból állnak, amelyek a szennyezőket kiválasztják a gázokból, mielőtt azok a környezetbe kerülnek. Olyan hántolóberende5 zéseknél, ahol a munkadarab rögzített, és a hántolófej mozog, mozgó elszívótölcséreket kell alkalmazni, amelyek a reakciózóna környékéről állandóan elvezetik a füstöt.

Látható, hogy mindkét esetben bonyolult és 10 költséges berendezések szükségesek ahhoz, hogy a keletkező füstöt és gőzöket megbízhatóan lehessen elvezetni, és a környezetbe juttatás előtt tisztítani.

A jelen találmánnyal olyan megoldás kialakítása a célunk, amely lehetővé teszi a termokémiai hán15 tolás oly módon történő elvégzését, hogy ne keletkezzék másodlagos borda a hántolási sávok határain, és ugyanakkor csökkentse a környezetbe kerülő füst és gőz mennyiségét a hántolás során.

A kitűzött feladatot a találmány szerint úgy 20 oldjuk meg, hogy a termokémiai hántolási, amelynek során először oxigénsugarat irányítunk a munkadarab felületére, és fémolvadékot tartalmazó reakciózónában termokémiai reakciót indítunk el, majd az oxigénsugár és a munkadarab között vi25 szonylagos elmozdulást hozunk létre, úgy végezzük, hogy semleges közegből álló legalább egy olyan lapos fedősugarat alakítunk ki, amely a munkadarab felületét metszi, és ezzel a teljes reakciózónát, valamint a fémolvadékot befedjük, az ehhez 3θ csatlakozó salakhordaléknak pedig legalább egy részét fedjük be.

A találmány szerint alkalmazott fedősugár a munkadarab felületét metszve olyan nagyrészt zárt teret alkot, amely felfogja a füstöt és a gőzt, 35 ugyanakkor pedig megakadályozza az olvadéknak oldalra történő kifolyását. A fedősugár akkor is kialakítható, ha a termokémiai hántólásnál oldalirányú vízfúvókát alkalmazunk, ekkor a fedősugár és a munkadarab nem közvetlenül metszik egy40 mást, hanem a vízsugáron keresztül.

A semleges közegből létrehozott fedősugár kibocsátása történhet az oxigénsugárral azonos irányban és közvetlenül afölött, oly módon, hogy a 45 munkadarab felületével hegyes szöget zárjon be. Létrehozható a fedősugár azonban úgy is, hogy az oxigénsugár irányára merőlegesen, oldalról fúvatjuk a munkadarabra. Mindkét esetben a fedősugár kialakítja a zsákszerű teret, amely elválasztja a füsttel 50 és gőzzel telített részt a környező levegőtől.

Abban az esetben, ha a semleges közegből alkotott fedősugárt az oxigénsugárral azonos irányban fúvatjuk ki, a fedősugarat úgy irányíthatjuk, hogy az a teljes reakciózónát és a fémolvadékot, a 55 salakhordaléknak azonban csak egy részét borítsa be és a hántolás során folyamatosan cseppekké poriassza. Ily módon az oxigénsugár által mozgatandó olvadék, illetve salakhordalék mindig olyan kis térfogaton tartható, hogy abból oldalirányban 60 olvadék nem távozhat. Ezzel a fémolvadéknak a hántolási sáv határain történő lerakódása megakadályozható.

A találmány szerinti berendezés semleges közeget kibocsátó és fedősugarat létrehozó fedőfúvó65 kával van ellátva.

A találmány szerinti berendezés célszerűen keresztirányú vízfúvókákkal is el van látva. A szórófej ebben az esetben úgy van beállítva, hogy a létrehozott fedősugár éle a keresztirányú vízsugarak legalább egyikét messe.

A semleges közeget kibocsátó szórófej elhelyezhető az oxigénfúvóka fölött oly módon, hogy azzal azonos, illetve párhuzamos irányban bocsássa ki a semleges közeget. A fedősugár ily módon az oxigénsugárhoz hasonlóan hegyesszögben hajlik a munkadarab felületéhez, és metszi azt. Elhelyezhető azonban a szórófej oldalt is, oly módon, hogy a kibocsátás az oxigénsugárra lényegében merőlegesen történik. Mindkét esetben azonban a semleges közeg által alkotott fedősugár kialakítja az említett körbezárt teret, és elzáija ezzel a keletkező füst és gőz kiáramlását a környezetbe.

Ha a szórófejet az oxigénfúvóka fölött, azzal azonos irányban helyezzük el, akkor a fédősugár beállítását célszerű úgy elvégezni, hogy az a salakhordalékot levágja, és ezzel a másodlagos bordák kialakulását megakadályozza.

Semleges közegen a jelen leírás keretein belül olyan közeget értünk, amely a munkadarab anyagával nem lép gyors reakcióba. Általában célszerű ilyen közegként vizet alkalmazni, amely mind a bordaképződés megakadályozására, mind a füsttér lezárására alkalmas. A vizen kívül alkalmazhatók azonban egyéb közegek is, például gőz, víz és levegő keveréke, vagy víz és valamely semleges gáz (például nitrogén vagy argon) keveréke.

A találmány szerinti megoldással a kitűzött kettős cél megvalósítható: megakadályozható a másodlagos bordaképződés és csökkenthető a környezetbe jutó füst és gőz mennyisége. Ugyanakkor a találmány szerinti megoldás alkalmazása egy harmadik újszerű hatást is eredményez, nevezetesen azt, hogy a termokémiai hántolás szokásos erős zaja nagymértékben csökken.

A találmány további részleteit kiviteli példákon, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az

1. ábra a fémolvadék és salakhordalék kialakulását mutatja be a hagyományos termokémiai hántolásnál, a

2. ábra egy munkadarab felülnézete, a hagyományos hántolási sávval, a

3. ábra a 2. ábrán bemutatott munkadarab A—A metszete, a

4. ábra olyan munkadarab felülnézetét mutatja, amelyen termokémiai hántolást végeztek, és ahol az elsődleges bordaképződést megakadályozták a másodlagos bordaképződés azonban fellépett, az

5. ábra a 4. ábrán bemutatott munkadarab C—C metszete, a

6. ábra olyan munkadarab felülnézete, amelyet a találmány szerinti eljárással hántoltunk, a

7. ábra a 6. ábrán bemutatott munkadarab B—B metszete, a

8. ábra a találmány szerinti eljárás egy célszerű foganatosítását mutatja, a

9. ábra a találmány szerinti eljárás egy olyan foganatosítási módjának vázlata oldalnézetben, ahol a semleges közeget az oxigénsugárral azonos irányban fúvatjuk ki, a

10. ábra az eljárás egy olyan foganatosítási módját szemlélteti, amellyel csupán a füst eltávozását csökkentjük, de a másodlagos bordaképződést nem befolyásoljuk, a

11. ábra az eljárás egy másik foganatosítási módja, ahol csak a másodlagos bordaképződést akadályozzuk meg, és a füst eltávozását nem befolyásoljuk, a

12. ábra a találmány egy olyan kiviteli alakját mutatja, ahol a semleges közeget oldalról fúvatjuk a reakciózóna fölé és csak a füst eltávozását akadályozzuk meg, anélkül, hogy a másodlagos bordaképződést befolyásolnánk, a

13. ábra olyan megoldást mutat, ahol a semleges közeg által alkotott fedősugarat keresztfúvókák által létrehozott folyadéksugárra irányítjuk, és a

14. ábra azt a változatot szemlélteti, amelynél a keresztfúvókák által kibocsátott vízsugarak és a semleges közeg iránya azonos.

A találmány szerinti megoldás lényege tehát, hogy semleges közegből olyan fedősugarat alakítunk ki, amellyel a reakciózóna előtt levő salakhordalék nagyságát folyamatosan szabályozni tudjuk, és ezáltal a másodlagos bordaképződést megakadályozzuk. A fedősugár levágja a salakhordalék egy részét, ha az a kívánatosnál nagyobbra nő, és ezzel biztosítja az oxigénsugárnak csak annyi olvadékot kell maga előtt tolni, amelyből semmiképpen sem válik le oldalt fémolvadék.

A salakolvadék kívánatos nagysága természetesen változik az oxigénsugár nyomásától, a hántolási sebességtől, és a hántolási mélységtől függően. Ha például hideg acél munkadarabon végzünk hántolási, a semleges közegnek a salakhordalékot a reakciózóna elejétől mintegy 35 cm távolságra kell érinteni ahhoz, hogy hatékonyan meg lehessen előzni a másodlagos bordakéződést. Az alkalmazott semleges közeg célszerűen víz, amelyet legalább 8,8 kg/cm² nyomással juttatunk a munkadarab felszínére. A vízsugarat célszerűen az oxigénfúvóka fölött levő szórófejből bocsátjuk ki, mintegy 45°-os szögben a munkadarab felszínéhez képest. Ez a szög lényegében megegyezik az oxigénsugár beesési szögével. Természetesen a vízsugár szöge is változó lehet számos körülménytől függően. Általában a vízsugárnak a munkadarab felszínével bezárt szöge 20 és 80° között van.

A fenti megoldás vizsgálata során kiderült, hogy az így kialakított vízsugár nem csupán a salakhordalék nagyságának szabályozására alkalmas, hanem a munkadarab felszínével zsákszerű teret képezvén megakadályozza a keletkező füst és gőzök eltávozását is. A keletkező füst és gőz szennyezőtartalmát a vízsugár befogja, és magával viszi. Az elvezetett közeg tisztítása jóval egyszerűbben megoldható, mint a füstelszívó berendezésekhez kapcsolt tisztítóberendezésekben.

Az 1. ábrán látható a termokémiai hántolás hagyományos módja. Az N hántolófúvóka az A nyíl irányában mozogva az M munkadarab felületén hántolási sávot állít elő D fogásmélységgel. Az R reakciózóna az M munkadarab és az N hántolófúvóka által kibocsátott oxigénsugár között jön létre. A hántolás során F füst és egyéb égéstermék száll fel mind az R primer reakciózónából, mind az S salakhordalékból. Az S salakhordalék elülső része viszonylag kisebb hőmérsékletű, így ebből a részből kevesebb füst keletkezik. Ugyanakkor az S salakhordalék elülső részére irányul általában a 13. és 14. ábrákon látható 9 keresztfúvóka is. Az R reakciózónából az S salakhordalék anyagának egy részét az oxigénsugár a hántolási sáv peremei felé tolja. Ha az N hántolófúvóka a hagyományos módon kör alakú vagy négyszögletes kibocsátó nyílással van ellátva, az ily módon oldalra tolt olvadék megszilárdul, és az M munkadarabra tapad, amint az a 2. és 3. ábrákon látható. Az itt bemutatott 12 hántolási sáv oldalainál 13 bordák alakulnak ki a 11 határvonalak mentén. Azonkívül, hogy a primer reakciózónából fémolvadék folyik ki és 13 bordákat alkot, ettől függetlenül egy másik jelenségből adódóan is 13 bordák képződnek. Az S salakhordalék egy része a reakciózóna előtt ugyanis szintén 13 bordákat alkot. Ezeket a bordákat nevezzük másodlagos bordáknak. A 13 bordákat, akár elsődleges, akár másodlagos bordák, a munkadarab felületéről a hengerlés előtt mindenképpen el kell távolítani.

A 4. és 5. ábrán a 20 másodlagos bordák kialakulását mutatjuk be. A termokémiai hántolási az A nyű irányában végezzük olyan fúvókával, amelylyel csupán elsődleges bordák kialakulását' lehet elkerülni. Az így létrejövő 22 hántolási sáv az ábrán látható d szakaszon bordamentes, a 22 hántolási sáv további részén azonban a 24 határvonal mentén 20 másodlagos bordák képződnek. A 22 hántolási sáv 23 kezdőpontjától a d szakaszon levő bordamentes rész mutatja, hogy ha elsődleges bordák kialakítására alkalmazott különlegesen kialakított fúvókát alkalmazunk, az oxigén fúvókából kiáramló oxigénsugár· megakadályozza valóban az ilyen jellegű bordaképződést. Ugyanakkor azonban amikor a primer reakciózóna előtt felgyűlő olvadék mennyisége meghalad egy bizonyos értéket, az oxigénsugár által előre mozgatott olvadékból már oldalra is anyag folyik ki, és a hántolási sáv határain másodlagos bordák jelennek meg.

A 6. és 7. ábrákon a találmány szerint kialakított 30 hántolási sávot mutatunk be, amelynek 31 határvonalai mentén semmilyen borda nem képződik. Az M munkadarabon lokális hántolást végeztünk speciálisan kialakított hántolófejjel, és a találmány szerint megakadályoztuk mind az elsődleges, mind a másodlagos bordák kialakulását.

A 8. ábrán ugyancsak lokális hántolás látható a találmány szerint kialakított 41 hántolófejjel, amikor is nagynyomású vízsugarat bocsátunk ki, és az ezzel létrehozott 44 vízsugárral a 46 salakhordalék egy részét leválasztjuk a 46 salakhordalék 42 elülső pereménél. A 46 salakhordalék 42 elülső peremét az említett 44 vízsugárral hűtjük le, és bontjuk cseppekké, majd a 45 salakcseppeket az A nyíl irányában lemossuk. Annak érdekében, hogy a folyamat során keletkező gázoknak a környező levegőbe történő távozását megakadályozzuk, a lapos 44 vízsugár szélessége legalább akkora legyen, mint a reakciózóna szélessége. A kibocsátott 44 vízsugár M munkadarab felszínével mintegy zsákot alkotva i fogja föl és köti le a keletkező füstöt, illetve gázokat.

A másodlagos bordaképződés megakadályozására a 44 vízsugár szélessége meg kell haladja az olvadék W szélességét, amikor a 46 salakhordalékot metszi és azt cseppekké bontja. A 46 salakhordalék megmaradó része elég kis térfogatú ahhoz, hogy az oxigénsugár akadálytalanul tudja a teljes mennyiséget előretolni, lUgyanakkor elegendő nagyságú ahhoz, hogy az M munkadarab következő szakaszát előmelegítse.

Ahhoz, hogy az elsődleges bordaképződést is megakadályozzuk a másodlagos bordaképződéssel egyidejűleg, a 41 hántolófejet speciális módon kell kialakítani. Lokális hántolás esetén a 41 hántolófejet az 507 888 sz. USA szabadalmi bejelentésünkben ismertetett módon kell kialakítani. Ha a munkadarab teljes felületét egymás mellett párhuzamosan működtetett fúvókákkal kívánjuk hántolni, a fúvókák kialakítása a 4 013 486 sz. USA szabadalmunknak megfelelően kell történjék.

Jóllehet a 8. ábrán egyetlen 40 vízszórófej látható, és ez produkálja a 44 vízsugarat, nyilvánvaló, hogy több ilyen 40 vízszórófej is alkalmazható egyidejűleg. Ez a megoldás akkor célszerű, hogyha tökéletesebb füstelzárást akarunk megvalósítani, vagy ha tökéletes szétválasztást kívánunk létrehozni a füstölő reakciózóna, azaz az elsődleges reakciózóna és a salakhordalék forró hátsó része között.

A 9. ábrán a 8. ábrán bemutatotthoz hasonló berendezés oldalnézete látható. Itt az N hántolófúvóka jelképezi a 41 hántolófejet. Ez az N hántolófúvóka bocsátja ki a B oxigénsugarat, amely az N hántolófúvóka tengelyirányában haladva az R primér reakciózónánál éri el az M munkadarab felületét. A 9. ábrán a hántolási sáv mélységét D-vel jelöltük, és A nyíl mutatja a hántolás irányát. Az 50 vízszórófejből kibocsátott J vízsugár az S salakhordalékot az R reakciózónától L távolságban metszi, és az M munkadarab felületével szöget zár be. Figyelni kell azonban arra, hogy a J vízsugár semmiképpen se érintse az R primér reakciózónát, minthogy azt esetleg teljes mértékben kioldhatja.

A találmány szerinti megoldásnak a 8. vagy

9. ábrán bemutatott változataival egyidejűleg akadályozható meg a másodlagos bordaképződés és a reakció során keletkező gázoknak, illetve füstöknek a környező levegőbe kerülése. A találmány szerinti eljárás alkalmazása során hideg acél munkadarabok hántolásakor célszerűen mintegy 9 m/perc hántolási sebességgel kell dolgozni, az alkalmazott hántolási mélység körülbelül 3/16 inch. Ilyen paraméterek mellett az L távolság körülbelül 35 cm kell legyen, és a J vízsugárnak az M munkadarabbal bezárt szöge célszerűen 30—45°. A kibocsátott vízsugár nyomása általában 8kg/cm²-től llkg/cm² értékig terjedhet. Az alkalmazott közeg előnyösen víz. Az S salakhordalékot általában nem szabad nagyobbra növeszteni, mint az L távolság, ami lényegében megegyezik a B oxigénsugár által megtett távolsággal, minthogy az 51 salakhordaléknak a J vízsugár által leválasztott része cseppekké bontva eltávolítható a hántolási sáv környezetéből. Mind a 8. ábrán, mind a 9. ábrán bemutatott berendezésben alkalmazhatók olyan fúvókák, amelyek az elsődleges bordaképződést megakadályozzák. Az ilyen fúvókák általában a középrészüknél legnagyobb magassággal kialakított lapos fúvókák, amelyek magassága a szélek felé fokozatosan csökken.

Hangsúlyozzuk, hogy a találmány szerint kialakított J vízsugár nem csupán a másodlagos bordaképződést akadályozza meg a salakhordalék egy részének leválasztásával, hanem füstelnyelő függönyként is működik. A vasoxidból, füstből, fémgőzökből és különböző finom részecskékből álló füstöt ez a fedősugár felfogja, és a szennyezőket kicsapva a szennyvízbe vezeti.

A 10. ábrán olyan megoldást untatunk be, ahol a J vízsugár úgy van beállítva, hogy jóval az S salakhordalék előtt metszi az M munkadarabot. Ebben az esetben a J vízsugár felfogja és kicsapja a hántolás során keletkező füstöt, illetve az abban levő szennyezőket, de a másodlagos bordaképződést nem befolyásolja, mint ahogy az S salakhordalékot nem metszi. Ha azonban a J vízsugár szélessége legalább akkora, hogy az R primér reakciózónát befedi, a füstelnyelő hatást változatlanul biztosítja. Ahhoz, hogy a J vízsugár a füstelnyelést változatlanul létrehozza, az M munkadarabbal bezárt szöge 0 és 60° között kell legyen. Optimális értéknek a 30° tekinthető. Az alkalmazott vízsugár nyomása legalább 3kg/cm² kell legyen. Vízsugár helyett alkalmazható víz és levegő keveréke is, és ez esetben viszonylag kis nyomás szükséges, minthogy a levegő atomizálja a vízsugarat, és az így létrejövő finomszemcsék eloszlanak az R primér reakciózóna fölött. Hasonlóképpen alkalmazhatók füstelnyelés céljára semleges gázok, például nitrogén vagy argon keveréke vízzel vagy akár gőzsugár is. A füstből kiválasztott szennyezőanyagokat tartalmazó közeget rendszerint Összegyűjtik és megfelelő járatokban tisztítóberendezésekhez vezetik.

A 11. ábrán a találmány szerinti eljárás egy olyan foganatosítási módját mutatjuk be, amellyel megakadályozható a másodlagos bordaképződés, viszont a füstelnyelést nem segíti elő. Ebben az esetben az 50 vízszórófej úgy van elhelyezve, hogy a J vízsugár lényegében nem fedi az R primér reakciózónát, csupán az S salakhordalékot metszi. Ily módon nem alakul ki az M munkadarab felszíne és a J vízsugár között az a tér, amely a füstök elnyelését biztosítja. Minthogy azonban ettől függetlenül a J vízsugár az S salakhordalékot a megfelelő helyen metszi és a fölösleges részt leválasztja, majd cseppekbe bontja, a másodlagos bordaképződés nem lép fel. Az ilyen technológia alkalmazása esetén a J vízsugár az M munkadarab felszínével bezárt a szöge célszerűen 20—80°, előnyösen 45°. Az alkalmazott közeg nyomása legalább 8 kg/cm² kell legyen.

A 12. ábrán a találmány szerinti eljárás egy olyan változatát mutatjuk be, amely szintén csupán a füstelnyelést biztosítja, anélkül, hogy a másodlagos bordaképződést megakadályozná. Az 52 hántolófej lokális hántolást végez az M munkadarabon az A nyíl irányában. A 60 vízszórófej ennél a kialakításnál oldalról bocsátja ki a fedősugarat az 54 vízsugár formájában. Az 54 vízsugár elég széles ahhoz, hogy teljesen lefedje az 56 olvadékot és az R reakciózónát. Jóllehet a vízsugarat célszerű az N hántolófúvókával azonos irányból kibocsátani, bizonyos esetekben az elvégezhető oldalról is, amint az a 12. ábrán látható. A füstképződés megakadályozása szempontjából ez a megoldás is hatékony lehet, ha az 54 vízsugár teljesen befedi az 56 olvadékot és az R primér reakciózónát, ily módon kialakítva azt a teret, amely a keletkező füstgázokat befogja. A 12. ábrán az 54 vízsugarat a hántolási irányhoz képest jobb oldalról bocsátjuk az N munkadarabra, merőlegesen a 61 oxigénsugárral. Jóllehet itt is csupán egy vízfúvókát ábrázoltunk, természetes, hogy több ilyen fúvóka is alkalmazható, és a fúvókák akár a jobb, akár a bal oldalon lehetnek elhelyezve.

A 13. ábrán a találmány szerinti eljárás egy további változatát mutatja be. Ennél a megoldásnál a 10 vízszórófejből kibocsátott 7 vízsugarat kombináljuk a 9 keresztfúvókákkal. Ilyen keresztfúvókák kialakításával foglalkozik részletesen a 2 465 297, a 3 163 559 és a 3 354 002 sz. USA szabadalom. Az 5 hántolóegység részét alkotja az alkalmazott több hasonló egységnek, amelyeket a rajzon az egyszerűség kedvéért nem ábrázoltunk. Ezek az 5 hántolóegységek egymáshoz illesztve teljesen fedik az N munkadarab szélességét. Ilyen nem lokális hántolás esetén a másodlagos bordaképződés nem jelentkezik problémaként. A 13. ábrán bemutatott 5 hántolóegységek lapos 6 oxigénsugarat bocsátanak ki, amelyek az M munkadarabbal ütközve termőkémiai reakcióba lépnek. Az R primér reakciózóna elején képződő 8 salakhordalék végzi itt is a munkadarab előmelegítését. Az ábrán látható három 9 keresztfúvóka átmossa az M munkadarab felületét, és cseppekké bontja, majd eltávolítja a fölösleges salakot. A 10 vízszórófej által kibocsátott 7 vízsugár befedi az R reakciózónát. A 7 vízsugár metszi a 9 keresztfúvókák által kibocsátott vízsugarakat, és így létrejön a füstbefogásra alkalmas tér.

A 14. ábrán a találmány szerinti megoldás egy újabb változatát mutatjuk be. Ez a kiviteli alak hasonlóan működik a 13. ábrán bemutatott megoldáshoz, itt azonban a fedősugarat a 6 oxigénsugárra merőlegesen elhelyezett 4 fúvókák hozzák létre. A 4 fúvókák az M munkadarab felszínével szöget bezáró sík mentén vannak elhelyezve. Ez a sík párhuzamos az 5 hántolóegységből kibocsátott 9 oxigénsugárral. A létrehozott fedősugár pereme metszi a 9 keresztfúvókák által kialakított vízsugarakat, és létrehozza a füstelnyeléshez szükséges F zsákszerű teret.

Jóllehet a bemutatott példákon a találmány egyszerű kiviteli alakjait illusztráltuk, nyilvánvaló, hogy számos egyéb megoldás is létrehozható, A fedősugár nem csupán síkban, hanem ívelten is kialakítható, és ekkor a füstbefogás hatékonyabbá tehető. Ugyancsak hatékonyabb füstbefogás biztosítható például három fedősugár alkalmazásával, amikor is az ábrákon bemutatott vízsugár két oldalán ferde, a munkadarab síkját metsző további vízsugarakat hozunk létre.

A hántolás oly módon történő foganatosításánál, amelyet a 2 465 297 sz. USA szabadalmi leírás is5 mértét, ahol a hántolási reakció a munkadarab mind a négy oldalán létrejön, természetesen minden oldalon fedősugarat kell létrehozni a füst befogására. Ekkor célszerű a munkadarabot teljesen körülvevő vízfüggönyt létrehozni. Ez megoldható például csonkakúp alakú fedősugár kialakításával, vagy a munkadarabnak egyes vízsugarakkal történő körülvételével. Természetesen, ha a hántolás nem mind a négy oldalon történik, az alkalmazott fedősugarak száma is csökkenthető.

Claims (13)

1. Eljárás fémfelületek termokémiai hántolására, amelynek során először oxigénsugarat irányítunk a munkadarab felületére, és fémolvadékot tartalmazó reakciózónában termokémiai reakciót indítunk el, majd az oxigénsugár és a munkadarab között viszonylagos elmozdulást hozunk létre, azzal jellemezve, hogy semleges közegből álló legalább egy olyan lapos fedősugarat alakítunk ki, amely a munkadarab felületét metszi, és ezzel a teljes reakciózónát és fémolvadékot befedjük, az ehhez csatlakozó salakhordaléknak pedig legalább egy részét fedjük be.

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a fedősugarat az oxigénsugár fölött, azzal azonos irányban bocsátjuk ki, és a munkadarab felületére szögben vezetjük.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a fedősugarat a salakhordalék elülső részére irányítjuk, és azt cseppekké szétszórva, a salakhordalék mennyiségét csökkentjük, az oxigénsugárral pedig az olvadék és a salakhordalék teljes mennyiségét előre mozgatjuk.

4. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a fedősugarat az oxigénsugárral merőlegesen, oldalról bocsátjuk ki.

5. A 2-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a hántolási sávra ismert módon merőlegesen folyadéksugarat vezetünk és a fedősugarat úgy bocsátjuk

5 ki, hogy azt messe.

6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy semleges közegként vizet alkalmazunk.

7. Az 1—5. igénypontok bármelyike szerinti βίο járás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy semleges közegként semleges gáz-víz keveréket alkalmazunk.

8. Az 1—5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy

5 semleges közegként gőzt alkalmazunk.

9. Berendezés fémfelületek termokémiai hántolására hántoló fúvókával és adott esetben a munkadarabot a hántolófúvókáhbz képest elmozdító elemekkel, azzal jellemezve, hogy semleges közeget

3 kibocsátó és fedősugarat létrehozó fedőfúvókával van ellátva.

10. A 9. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a fedőfúvóka vízszórófejként (10, 40, 50, 60) van kialakítva.

>

11. A 9. vagy 10. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jeUemezve, hogy a fedőfúvóka a hántoló fúvókával (N) párhuzamosan, a fölött van elrendezve és geometriai tengelye a munkadarab (M) felszínével hegyesszöget (a) bezáróan 1 van kialakítva.

12. A 9—11. igénypontok bármelyike szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a fedőfúvóka a hántolófúvókára (N) merőlegesen van elrendezve és geometriai tengelye a munkadarab í (M) felszínével hegyesszöget (a) bezáróan van kialakítva.

13. A 11. vagy 12. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy vízkibocsátó keresztfúvókával (9) van ellátva, ahol a ke- ¹ resztfúvóka (9) és a hántolófúvóka (N) egymást metsző geometriai tengellyel van elhelyezve.