SU1672181A1

SU1672181A1 - Печь дл газовой цементации изделий

Info

Publication number: SU1672181A1
Application number: SU884628504A
Authority: SU
Inventors: Сергей Зиновьевич Васильев; Иосиф Израйлевич Маергойз; Юрий Николаевич Тельнюк
Priority date: 1988-12-30
Filing date: 1988-12-30
Publication date: 1991-08-23

Abstract

Изобретение примен етс к печи дл газовой цементации изделий. Цель - повышение качества цементации путем повышени равномерности распределени углерода. Печь содержит корпус 1 с футеровкой 2, нагревател ми 3, установленный на корпусе вентил тор, выполненный в виде приводного вала с прикрепленной к нему кольцевой камерой 5, заполненной катализатором подвод щего патрубка 9. Газова смесь, состо ща 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 конверси углеводородного газа диоксидом углерода в результате образуетс атмосфера, состо ща из 50% оксида углерода и 50% водорода, что позвол ет повысить качество цементации, скорость науглероживани , увеличить срок службы вентил тора. 3 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относитс к печам дл цементации , примен емым в металлургии, ма- шиностроении, автомобиле- и авиастроении и других отрасл х народного хоз йства.

Цель изобретени - повышение качества цементации путем повышени равномерности распределени углерода.

На фиг.1 показана печь, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.2.

Печь дл газовой цементации состоит из корпуса 1, футеровки 2, нагревателей 3, установленного на корпусе вентил тора, выполненного в виде природного вала 4 с прикрепленной к нему нижней части кольцевой камеры 5, заполненной никельсодер- жащим 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 нижн расшир юща с часть вала 4 выполнены перфорированными, причем суммарна площадь отверстий 10 перфорации расшир ющейс части вала соотноситс с поперечным сечением вала 4 как 1:(0,5-0,8), а высота кольцевой камеры 5 соотноситс с диаметром отверстий 11 перфорации как 1:(0,5-0,7). Нижн расшир юща с часть вала имеет высоту 0,2-0,6 толщины футеровки. Верхн часть приводного вала через шкив 12 св зана 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 осуществл ют нагреватели 3. Газова смесь, состо ща из углеводорода, например метана, и диоксида углерода в соотношении 1:1 поступает через патрубок 9 во внутреннюю полость вала 4 вентил тора . Попада в слой нагретого за счет тепла внутреннего пространства печи катализатора , она проходит через отверсти 10 в заполненную катализатором кольцевую камеру 5 над крыльчаткой 8, В присутствии никельсодержащего катализатора 6 происходит конверси углеводородного газа диоксидом углерода, в результате чего образуетс контролируема атмосфера, состо ща (при углеводороде-метане) из 50% оксида углерода и 50% водорода Указанна контролируема атмосфера поступает в ра

бочее пространство печи через отверсти в перфорированной полосе 11.

Предложенна конструкци печи с размещением катализатора внутри вала и в

кольцевой камере 5 над крыльчаткой позвол ет повысить надежность вентил тора, что достигаетс за счет высокой эндотермично- сти процесса конверсии углеводородов диоксидом углерода, а также подачи

непосредственно во внутреннюю полость вала исходной газовой смеси. Эндотермич- ность процесса конверсии пропан-бутан диоксидом углерода в четыре раза больше, чем при конверсии его воздухом. За счет эндотермичности процесса с нагретого нижнего торца вала 4 вентил тора и с крыльчатки 8 отбираетс тепло, что позвол ет проводить в печи процесс высокотемпературной газовой цементации до 1150°С Работоспособность вала вентил тора возрастает в 2 5 3,0 раза, а крыльчатки в 1,5-2,0 раза.

Кроме того, предложенна конструкци печи позвол ет за счет образовани контролируемой атмосферы практически в рабочем пространстве печи и поступлени ее туда с температурой, близкой к температура цементации, повысить качество цементируемых изделий 14, в том числе и за счет ис пользовани активных частиц и радикалов в

не подвергающейс охлаждению контролируемой атмосфере. При этом в 1,5-2 оаза повышаетс работоспособность металлических внутрипечных узлов за счет увеличени количества оксида углерода.

Результаты экспериментов, проведенных на стенде при температуре печи 1050° С, представлены в таблице. В таблице равномерность распределени углерода по глубине сло цементации характеризуетс

отношением а

а С С- 100%

с где С - содержание углерода в поверхностном слое;

Ci - содержание углерода на глубине, равной 1/3 толщины сло цементации от поверхности металла.

При применении предложенной печи

повышаетс качество цементации, в частности приблизительно вдвое возрастает скорость науглероживани изделий, а соответственно и производительность печи . на 7-10% улучшаетс распределение углерода по высоте науглероженного сло , а также увеличиваетс в 1,5 -2 раза срок службы вентил тора и соответственно срок межремонтной эксплуатации печей .

Claims

Формула изобретени Печь дл газовой цементации изделий, содержаща корпус с футеровкой, нагревател ми , вертикально установленный на корпусе вентил тор в виде приводного вала и крыльчатки, отличающа с тем, что, с целью повышени качества цементации путем повышени равномерности распределени углерода, вентил тор выполнен в виде прикрепленной к нижней части вала кольцевой камеры, заполненной никельсо- держащим катализатором, с радиально расположенными в ней от наружной боковой стенки изогнутыми в противоположную сторону вращени вала пластинами, закрепленными с зазором, равным 0,1-0,3 диаметра вала между концом пластины и

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 футеровки, крыльчатка прикреплена к нижней поверхности кольцевой камеры, при этом расшир юща с часть вала и боковые стенки камеры выполнены перфорированными , причем суммарна площадь отверстий перфорации расшир ющейс части вала соотноситс с поперечным сечением вала как 1:(0,6-0,8), а высота кольцевой камеры соотноситс с диаметром отверстий перфорации как 1:(0,5-0,7), расшир юща с часть вала заполнена никельсодержащим катализатором, а диаметр крыльчатки равен диаметру камеры.

:0,6

0,6 0,6 0,6 0,6 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,6 0,6 1:0,5

:0,б :0,6 :0,6 :0,6 :0,6 :0,6 :0,6 :0,4 :0.6

1:0,8

0,2

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

0,2

0,2

О,

0,4

0,2

0,05

0,20

о/.з

0,44 0,44 0,19 0,21 0,44 0,44 0,43 0,19 0,20 0,43 0,44

0,44 а, 21 О, 19 0,44 О, АЛ 0,44 0,21 0,18 0,44 0,1/

17

5

6

7

21

20

6

6

5

19

20

7

6

5

21

20

6

6

5

19

23

6

14

Неудовлетворительное

То же

Неудовлетворительное

Ц

Фиг. /А

Фиг.З