SU901353A1 - Сооружение дл азотировани металлических материалов и ферросплавов под давленнием - Google Patents

Description

Устройства дл  азотировани  в естационарных услови х имеют больую производительность, чем работаюие в стационарных услови х, но у них расход азота гораздо больше вследствие того, что они не герметизированы и процент освоенного азота небольшой вследствие низкого давлени , при котором работают эти устройства .

Общим недостатком устройств, par ботающих в стационарных и нестационарных услови х,  вл етс  необходимость в предварительном обезуглераживании материала дл  азотировани , а также в его измельчении в небольших размерах, так как это оказы|йает значительно вли ние на процент освоенного азота. Измельчение материалов св зано с большими расходами из-заих большой твердости.

Недостатками устройств дл  азотировани  материалов в расплавленном состо нии  вл ютс  небольшой процент освоенного азота, исключительно больша  продолжительность процесса азотировани , а также невозможность хорс ией управл емости процесса, вследствие чего во многих случа х не достигаетс  повтор емость конечных результатов.

Цель изобретени  - создание сооружени  дл  азотировани  металлических материалов и ферросплавов, работающего при повышенном давл.ении , и возможности безотказной, безопасной и качественной работы.

Указанна  цель достигаетс  с помощью сооружени  дл  азотировани  металлических материёшов и ферросплдвов под давлением, плавильна  печь которого передвижна  и байонетн соединением в своей нижней части уплотнена к приемной камере распыливающего устройства, в которой расположен тигель с установленным в основе распылителем, причем приемна  камера распыливающего устройства герметически присоединена к колпаку распыливающей камеры, котора  соединена отверсти ми в колпаке и всасывающим коллектором с центробежным пылеотделителем.

На корпусных стенах с внутренней стороны распыливающей камеры имейтс  водоохлаждаемые экраны, в которых оформлены кольцевые сопла, а ее нижн   часть представл ет собой двойной конический под с тепловой изол цией и посредством системы питателей присоединена к трубчатой печи , на выход щем конце которой установлен промежуточный бункер, соединенный с конечным бункером, под которым расположена установка дл  брикетировани  .

На плавильной печи установлено . устройство дл  продувки через под

расплава, которое соединено с трубопроводами дл  азота и кислорода, а в нижней части установлен золотник дл  расплава.

Приемна  камера распыливающего

устройства сверху закрываетс  золотни ком.

Верхн   часть центробежного пылеотделител  соединена системой трубопроводов , вен тил тором и компрессором с распылителем, расположенным в основе тигел  приемной камеры, причем одновременно соединена также с распыливающей камерой напорным трубопроводом , причем Нижн   часть центробежного пылеотделител  соединена с распыливаю1цей камерой посредством пылепровода.

Сооружение имеет трубопроводную установку дл  азота, выполненную из вход щего трубопровода, соединенного запорным вентилем с линейным трубопроводом, концы которого присоединены запорными вентил ми соответственно к плавильной и трубчатой печам, причем к линейному трубопроводу присоединены соответствующими трубопроводами и запорными вентил -ми приемна  и распнливающа  камеры распыливающего устройства и промежуточный бункер, а сменный бункер

0 дополнительным трубопроводом с запорным вентилем соединен с тру опроводом , поставл ющим азот в распыливамщую камеру и конечный бункер дополнительным трубопроводом и

5 запорным вентилем соединен с трубопроводом , поставл ющим азот в про . межуточный бункер, причем на дополнительных трубопроводах установлены выпускные вентили.

0 Трубопроводна  установка дл  вакуумировани  выполнена из вакуумного трубопровода, оба конца которого соединены соответственно с плавильной печью и конечным бункером,

с а приемна  камера распыливающего

устройства и трубчата  печь присоединены дополнительными трубопроводами с запорными вентил ми к этому самому вакуумному трубопроводу.

в сооружении смонтированы затворы дл  изол ции отдельных устройств, расположенные за распыливающей камерой и за промежуточным и конечным бункерами.

Предлагаемое сооружение дл  азотировани  метешлических материалов и ферросплавов обеспечивает непрерывную поточную-.работу. При этом положении избегаетс  лишний расход энергии на нагрев материала и устройства, в отличие от работающих в стационарных услови х. Материал может быть обезуглерожен в подвижной плавильной печи до необходимого уровн  и дальше его можно азотировать.

5 в некоторой степени в жидком состо НИИ . Кроме того, в печи он не только обезуглероживаетс , но, соответственно , легируетс  необходимыми добавками.

Соор.ужение дает возможность распыл ть материал в услови х азотной среды, причем его поверхность многократно нарастает и при процессе кристаллизации отдельных пылинок процесс азотировани  продолжаетс . Процесс кристаллизации отдельных пылинок в распыливающей камере сухой, нет стекани  воды по экранным стенам, и распыленный материал при очень высокой температуре поступает на следующий этап азотировани  - в печь с вращающейс  трубкой. Дл  сохранени  температуры распыленного материала конический под распыливающей камеры, а также сменный бункер изолированы от тепла.

Распылением материала достигаютс  два эффекта. Во-первых, процесс азотировани  интенсифицируетс  и, вовторых , достигаетс  больша  экономи  за счет устранени  трудного процесса размельчени  материала.

Процесс азотировани  материала заканчиваетс  в трубчатой печи.Конструкци  вращающейс  трубки позвол ет максимально заполн ть ее материалом , а это обеспечивает продолжительный простой материала в услови х повышенного давлени  азота при высокой температуре, в результате чего окончательный процент освоенного азота будет велик.

Возможность обезуглеродить материал , а всю установку вакуумировать обеспечивает хорошие конечные результаты при минимальном расходе азота.

Обеспечивание непрерывности процесса азотировани  обуславливаетс  подвижнос гью плавильной печи, наличием золотника, затворов на бункерах , а также пневматической и вакуумной установок. Подвижность плавильно печи дает возможность использовать в процессе эксплуатации две печи, что обеспечивает стабильность работы установки.

Наличие установки дл  брикетировани  позвол ет очень точно дозировать конечный продукт в подход щем по объему и весу виде. Это облегчает работу при его применении. . Предлагаемое сооружение дает возможность максимальной механизации и автоматизации производственного процесса , сведени  к минимуму ручного труда при отличных услови х гигиены

На чертеже схематически изображено предлагаемое сооружение, общий вид.

Сооружение дл  азотировани  металлических материалов и ферросплавов состоит из подвижной плавильной печи 26, имеющей люк 29 дл  вакуумировани , в верхней части которого установлены устройства28 дл  отбора проб, ввода добавок, измepeни температуры и пр. В нижней части плавильной печи 26 установлено устройство дл  продува через под 30 расплава , соединенное с трубопроводом 31 с вентилем-редуктором 57 дл  и трубопроводом 32 с вентилем-редуктором 56 дл  кислорода. В нижней

0 части печи 26 также имеетс  затвор 25 дл  расплава.Печь 26 байонетным сое;динением 24 уплотн етс  к приемной камере 19, в которой размещен тигель

18распиливающего устройства, который заканчиваетс  распылителем 16. В

5 своей верхней части приемна  камера

19имеет смонтированный золотник 23

и она герметически прикреплена к колпаку 41 распыливающей камеры 51, на внутренней стороне которой имеютс 

0 водоохлаждаег ще экраны 48 с оформленными в них кольцевыми соплами 50, Распыливающа  камера 51 имеет двойной конический под 49 с тепловой изол цией 11, а колпак 41 с отверсти ми

5 43, соединенными всасывающим коллектором 2.0 с центробежным пылеотделителем 21, у которого возвращающий пылепровод 17 и пневматический трубо- провод 35 соединены с всасываквдей ча0 стью высоконапорного вентил тора 38. Напорный трубопровод 40 вентил тора 38 соединен с пространством между корпусом 47 распыливающей камеры 51 и водоохлаждаемыми экранами 48 с

5 вмонтированным вентилем-редуктором 58. Напорный трубопровод 40, с дру-. гой стороны , подключен всасывающим трубопроводом 37 компрессора 39, нагнетательным трубопроводом 36 и

0 вентилем-редуктором 68 к распылителю 16. В своей нижней части распылит вающа  камера 51 соединена с затвором 74, который, со своей стороны, соединен со сменным бункером 12, имекюдам со своей внутренней стороны

5 тепловую изол цию 67. Бункер 12 соединен с трубчатой печью 9, выходной конец которой соединен с промежуточным бункером 5, который затвором 73 соединен с конечным бункером

0 4, имеющим датчик 46 уровн  и затвор. 2. Под затвором 2 расположена установка дл  брикетировани .

Сооружение имеет питающий трубо (провод 14 дл  азота, соединенный

5 запорным вентилем 60 с линейным трубопроводе 10, который в одном конце запорном вентилем 69 подключен к трубчатой печи 9, а в другом конце зсшорным вентилем 7 соединен с плаО вильной печью 26. У приемной камеры 19 выпускной вентиль 54 и трубопровод 22 с вентилем 59 соединены с линейным трубопроводом 10. Распыливающа  камера 51 вентилем 61 и трубопроводом

Claims (2)

1. 5 15 соединена с линейным трубопроводом 10, а у сменного бункера iz имеетс  трубопровод 13 с выпускным вентилем 53, и между трубопроводами 15 и 13 св зь осуществл етс  вентилем 62. Промежуточный бункер 5 запор ным вентилем 71 и трубопроводом 8 соединен с линейным трубопроводом 10 и конечным бункером 4, причем у последнего имеетс  трубопровод б с выпускным вентилем 72, и между трубопроводами б и 8 св зь осуществл етс  вентилем 63. Устройство имеет вакуумную установку 42 с вакуумным труббпроводом 44, который трубопроводами 1, 45, 3 и 33 и вентил ми 70, 64, б5ибб соединен, соответственно, с конечнь1М бункером 4, с трубчатой печью 9, приемной камерой 19 распыливающей камеры 51 и с передвижной плавильной печью 26. Устройство работает следующим образом. В передвижную плавильную печь 26 вставл етс  тигель с шихтой материала , который будут азотировать. Материал расплавл етс , причем золотник 23 закрыт. Через люк 29 )и вентил 66 печь. 26 вакуумируетс , причем че рез трубопровод 32 и вентиль-редуктор 56 подают кислород к устройству дл  продувки через под 30, причем материал обезуглераживаётс . Потом подача кислорода прекращаетс  и вен тиль 66 закрываетс , а через трубопровод 31 и вентиль-редуктор 57 подаетс  азот и материал азотируетс  в жидком состо нии. При этом положе нии давление в печи 26 увеличиваетс до рабочего давлени . Пока продолжа етс  азотирование материала в жидко состо нии вакуумируютс  все остальны пространства сооружени . После окон чани  вакуумировани  в устройство подаетс  азот и повышаетс  давление причем открываетс  золотник 23. При обработке материала в плавильной пе чи используютс  устройства дл  отбо ра проб, ввода добавок, замера темп ратуры и др. После этих операций привод тс  в действие высоконапорны вентил тор 38 и компрессор 39. Пускаетс  нагрев трубчатой печи 9 и впускаетс  вода, чтобы она циркулировала в водоохлаждаемых экранах 48. После этого открываетс  золотни 25 д;р  расплава, и расплав поступает в тигель 18 приемной камеры 19, чем начинаетс  распыливание материала . Затвор 74 открыт и распыленный материал поступает в сменный бункер 12, а зате - в трубчатую печь 9. Азотированный материал охлаждаетс  и после его перехода через Промежуточный бункер 5 и затвор 73 поступа ет в конечный бункер 4. Если конечный бункер 4 наполн ет с , датчик 46 уровн  сигнализирует затвор 73 закрываетс . Закрываетс  также вентиль 63 и открываетс  выпускной вентиль 72, причем давление в конечном бункере 4 выравниваетс  с атмосферным. Тогда затвор 2 открываетс  и азотированный материал поступает в установку 3 дл  брикетировани . Потом закрываетс  затвор 2 и выпускной вентиль 72, открываетс  вентиль 70 и конечный бункер 4 вакуумируетс , после чего к конечному бункеру 4 подаетс  азот по-трубопроводу 6. Затвор 73 открываетс  и азотированный материал из промежуточного бункера 5 поступает в конечный бункер 4. После его заполнени  выше описанные операции повтор ютс . Когда расплав из плавильной печи 26 поступит в тигель 18, золотник 23 закрываетс , закрываетс  также вентиль 7, причем выпускной вентиль 52 открываетс , и давление в передвижной плавильной печи выравниваетс  с атмосферным. Плавильную печь 26 можно открыть и заново заправить шихтой дл  обработки. Плавильна  печь 26 соедин етс  байонетным соединением 24 с приемной камерой 19 и, при необходимости, ее можно отцепить от соответствующих соединений и на ее место вставить другую запасную плавильную печь. Таким же образом после закрывани  затвора 74 можно разгерметизировать распыливающую камеру и осуществить необходимые ремонты и восстановительные работы по тигелю 18 и распылителю 16. Потом эта часть установки вакуумируетс  , чтобы создать повышенное давление специальной средой и снова подключить в работу . Тем временем сменный бункер 12, который прин л необходимое количество распыленного материала, дает возможность продолжать работу остальной части устройства. Пневматическа  часть к распыливающей камере работает следующим образом . Высоконапорный вентил тор 38 на нетает азот, который с большой скоростью вытекает через кольцевые сопла 50 водоохлаждаемых экранов 48 и встречает на своем пути гор чие распыленные частицы, охлажда  их, и они кристаллизуютс , не достигнув стен водоохлаждаемых экранов 48, Поступающий азот в распыливающую камеру 51 Jiepe3 отверсти  43 и всасывающий коллектор 20 и через центробежный пылеотделитель 21 всасываетс  высоконапорным вентил тором 38. Осажденные пылинки в пылеотдёлителе 21 по возвращакидему трубопроводу i7 снова поступают в распыливающую камеру 51. Часть нагнетаемого вентил тором азота всасываетс  компрессором 39, котог«й сжимает его и нагнетает по трубопроводу 36 до распылител  16. Таким образом используемый азот дл  распылени  и кристаллизации матери ала работает в замкнутом контуре. В процессе азотировани  во всех ступен х сооружени  необходимо час азота возобновл ть, пополн   ее св жим азотом. Это осу1цест вл етс  выпуском минимального количества азо та через вентили-редукторы 27,55 и за счет которого из питающего трубопровода 14 и по соответствующим трубопроводам соответствующие пространства питаютс  азотом и рабоче давление поддерживаетс  одинаковым везде. Формула изобретени  1.Сооружение дл  азотировани  металлических материалов и ферросплавов под давлением, состо щее и плавильной печи, распыливающего ус ройства, трубчатой печи, установки дл  брикетировани  и бункеров, рас положенных между ними дл  приема материала, отл. ичающеес  тем, что плавильна  печь 26 передви жна  с байонетным соединением 24 в своей нижней части уплотнена к приемной камере 19 распыливающего устройства, в которой размещен тигель 18 с установленным в основе распылителем, причем приемна  камер 19 распыпивающего устройства герметически присоединена к колпаку 41 распыливаквдей камеры 51, соединенно отверсти ми 43 в колпаке 41 и всасы вающим коллектором 20 с центробежным пылеотделителем 21, причем нижн   часть распиливающей- камеры 51 соединена со сменным бункером 12, который посредством системы питателей присоединен к трубчатой печи 9 на выходном конце которой установле промежуточный бункер 5, соединенный с конечным бункером 4, под которым расположена установка 3 дл  брикети вани , причем плавильна  печь 26, р пиливающее устройство, трубчата  печь 9 и бункеры 12, 5 и 4 соединен с трубопроводными установками дл  азота под давлением и дл  вакуумиро вани . 2.Сооружение по п.1, отличающеес  тем, что на плавил ной печи 26 установлено устройство дл  продувки через под 30 рэ ::плава соединенное с трубопроводами дл  азота 31 и кислорода 32, а также золотник 25 дл  расплава в ее нижне части. 3.Сооружение по п.1, отлич а ю щ е е с   тем, что приемна  2 амера 19 распыливающего устройства закрыта сверху золотником 23. 4.Соорухсение поп.1, отличающеес  тем, что распыливающа  камера 51 распыливающего устройства имеет с внутренней стороны корпусных стен 47 водоохлаждаемые экраны 48, в которых оформлены кольцевые сопла 50, -а в своей нижней части представл ет собой двойной конический под 49 с тепловой изол цией 11. 5. Сооружение по п.1, отличающеес  тем, что верхн   часть центробежного пылеотделител  21 соединена посредством системы тру|бопроводов 35,36,37, вентил тора 38 и компрессора 39 с распылителем 16, расположенном в основе тигел  18 приемной камеры 19, и она, в то же врем , соединена также с распыливающей камерой 51 посредством напорного трубопровода 40, причем нижн   часть пылеотделител  21 также соединена с распыливающей камерой 51. 6.Сооружение по пп.1-5, отличающеес  тем, что трубопроводна  установка дл  азота исполнена из вход щего трубопровода 14, соединенного запорным вентилем 60 с линейным трубопроводом 10, концы которого присоединены запорными вентил ми 7, 69 соответственно к плавильной 26 и трубчатой 9 печам, причем к линейному трубопроводу 10 присоединены соответственно трубопроводами 22, 15,8 и запорными вентил ми 59, 61, 71 приемна  19 и распыливающа  51 камеры распыливающего устройства и промежуточный бункер 5, а сменный бункер 12 посредством дополнительного трубопровода 13 с запорным вентилем 62 соединен с трубопроводом 15, поставл ющим азот в распыливающую камеру 51 и конечный бункер 4 посредством дополнительного трубопровода 6 и запорного вентил  63 соединен с трубопроводом 8 промежуточного бункера , причем на дополнительных трубопроводах 13, 6 установлены выпускные вентили 53,72. 7.Сооружение по пп.1-5, отличающеес  тем, что трубопроводна  установка дл  вакуума выполнена из вакуумного трубопровода 44, оба конца которого соединены соответственно с плавильной печью 26 и конечным бункером 4, а приемна  камера 19 распыливающего устройства и трубчата  печь 9 присоединены к вакуумному трубопроводу 44 соответственно посредством дополнительных трубопроводов 34, 45 с запорными вентил ми . 8.Сооружение по п.1, отличающеес  тем, что за распыливающей камерой 51, за промежуточным 5 и конечным 4 бункерами установлены соответственно затворы 74,73,
2. 2. Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной Ведомством по изобретательству Народной еспублики Болгарии.