Система получения контролируемой атмосферы для термической печи

(72) И.И.Черн С.А.Митрофано пов, А.П,Дуби (53) 621,78,0 (56) Патент Ф кл. Г 27 0 1/ ле(57) Изобре ческой обр руемой атмо зовано прики в термич е но проходнь дотвращение мообрабатыва кислородом в сокращения р ОСУДАРСТБЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 4) СИСТЕМА ПОЛУЧЕНИЯ КОНТРОЛИРУЕМОЙТМОСФЕРЫ ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕЧИ ние относится к термиотке изделий в контролиере и может быть испольоведении процессов очистких печах, преимущественЦель изобретения ; прекисления поверхности термых изделий свободным процессе охлаждения и схода защитного газа на нейтрализацию подсасываемого воздуха в холодные зоны печи за счет полного использования восстановительных возможностей защитного газа. Существо изобретения заключается в том, что отбираемый из камеры 5 струйного охлаждения нагретый защитный газ охлаждают в холодильнике 10 и затем вентилятором 11 по трубопроводу 9 подают одновременно в камеру 5 через патрубоки через исполнительный механизм 15 на блок 12 очистки, Количество газа, подаваемого в блок 12 очистки, регулируется в зависимости от содержания кислорода в защитном газе камеры 5, измеряемого датчиком 14, кото" рое не должно превышать 0,001 Ф 0,05 об.7, что задается на задатчике р регулятора 13. Остальной рециркулируемый защитный газ подается в камеру 5, Очищенный газ из блока 12 очистки смешивается с защитным газом, отбираемым из камеры 5 через патрубок 6, охлаждается в холодильнике 10 и венти- эфф лятором 11 вновь нагнетаетсяв камеру фф 5 и блок 12 очистки, 1 ил.ю СлИзобретение относится к термической обработке в контролируемой атмосФере иэделий иэ,сплавов на основе железа и на основе меди и может быть5использовано при проведении процессовотжига в термических печах, преимущественно проходных, в частности приотжиге проката в проходных промышленных печах с участками струйного охлаж-Одения, обеспечивающими интенсивноеохлаждение термообрабатываемого проката посредством рециркуляции защитногогаза.Целью изобретения является предо"твращение окисления поверхности термообрабатываемых изделий свободным кислородом в процессе охлаждения и сокращения расхода защитного газа на нейтрализацию подсасываемого воздуха в 20холодные зоны печи за счет полногоиспользования восстановительных воэможностей защитного газа.На чертеже изображено предлагаемоеустройство. 25Проходная печь включает в себя камеру 1 нагрева, тамбуры загрузки 2 ивыгрузки 3, водоохлаждаемый участок4, камеру 5 струйного охлаждения свсасывающим патрубком 6 и нагнетатель 30ным патрубком 7, которые посредствомвсасывающих 8 и нагнетательных 9 трубопроводов соединены с холодильником 10, вентилятором 11, блоком 12очистки и регулятором 3 количестваподаваемого на очистку газа,Регулятор 13 работает в комплектес датчиком 14 содержания кислородадля определения содержания кислородав защитном газе в камере 5 и с регулирующим органом 15, установленнымна участке нагнетательного трубопровода 9 перед блоком 12 очистки,Всасывающий трубопровод 8 соединен с трубопроводом 16 подпитки свежим защитным газом, снабженным регулирующим органом 17, соединенным свыходом регулятора 18, вход которогосоединен с выходом блока 19 соотношения, вход которого соединен с датчиком 20 для изменения содержания НОи датчиком 21 для измерения содержания НО в защитном газе камеры 5охлаждения.Блок 12 очистки, снабженный регулятором 13 количества подаваемогогаза, установлен перед холодильником10 между всасывающими 8 и нагнетательными 9 трубопроводами, подключенными соответственно к всасывающему 6 и ,нагнетательному 7 патрубкам камеры охлаждения.Трубопровод 22 соединяет датчики 14,20 и 21 с камерой 5 струйного охлаждения печи.Устройство работает следующим образом.Отбираемый иэ камеры 5 струйного охлаждения нагретый защитный газ охлаждают в холодильнике 10 и затем вентилятором 1 по трубопроводу 9 подают одновременно в камеру 5 через патрубок 7 и через исполнительный механизм 15 на блок 12 очистки.Количество газа, подаваемого в блок 12 очистки, регулируется в зависимости от содержания кислорода в защитном газе камеры 5 струйного охлаждения, которое не должно превышать 0,001 - 0,005 об.7.,что задается соответственно на задатчике регулятора 13. Остальной рециркулируемый защитный газ подают в камеру 5.Очищенный защитный газ иэ блока очистки далее смешивается с защитным газом, отбираемым из камеры 5 через патрубок 6, охлаждается в холодильнике 10 и вентилятором 11 вновь нагнетается в камеру 5 и блок 12 очистки,В контур циркуляции постоянно по трубопроводу 16 подают свежий защитный газ, количество которого автоматически регулируют в зависимости отНсоотношения ( -") в защитной атмосфере камеры 5 струйного охлаждения.Количество защитного газа на подпитку должно быть достаточным для поддержания в камере 5 струйного охлаждения соотношения Н/Н,ОСО( в в в ) в защитной атмосфере в зоне восстановления для материала обрабатываемых изделий. В зависимости от заданного соотН,ношения -- и получаемых данных оЙОсоотношении --- в камере 5 от датчиков 20 и 21 и блока 19 соотношения регулятор 18 подает импульс на регулирующий орган 17 для соответствующего регулирования количества подаваемого на подпитку защитного газа.Для полного использования восстановительных возможностей зашитного газа производительность блока очист 13756 б 5ки устанавливают согласно уравнению,составленному на основании экспериментальных данных 05 У (Н, Кр НО)0,001-0,00577 КРр+ 1 Т где Ч производительность блокаочистки, м/ч;Ч, р - объем контура рециркуляь,ции, мН, - содержание водорода в исходном защитном газе,об, .;Н,О - содержание паров воды висходном защитном газе,об. ;К - соотношение водорода и парров воды в защитном газе,обеспечивающее защиту отокисления обрабатываемогоматериала.Допустимую скорость натекания кислорода в камеру охлаждения определяютиз уравненияН 2-К, НО (2)2(К+ 11 Нг - 202 Н 20-20 где 0 - допустимая скорость натека 230ния кислорода,/ч;Н - содержание водорода в исходном защитном газе, об. .;Н 0- содержание паров воды в ис 2ходном защитном газе, об. .;К - минимальное соотношение 35РН 2/Н О в защитном газе камеры охлаждения, обеспечивающее защиту от окисления,При скорости натекания кислородаболее допустимой для исключения окиспения содержание водорода .в защитномгазе камеры охлаждения следует увеличить в соответствии с формулой (2).При скорости натекания кислорода вкамеру охлаждения менее допустимой45возможно уменьшениесодержания водорода в защитном газе и сокращенияего подачи на подпитку участка струйного охлаждения,В процессе очистки от кислорода 50изменение соотношения водорода к водяному пару в защитной атмосфере камеры охлаждения определяется соотношением55 где 02 - количество натекающего в камеру охлаждения кислорода,//ч.Подпитка очистного устройств свежим защитным газом должна быть организована так, чтобы указанное соотношение не выходило из эоны восстановления для материала термообрабатываемых изделий в процессе их охлаждения.Наличие регулятора в блоке очистки позволяет оптимизировать количество подаваемого на очистку газа для поддержания содержания 02 в заданных пределах, обеспечивающих предотвращение окисления охлаждаемых изделий, и, тем самым, повысить качество поверхности, а установка блока очистки перед холодильником между всасывающими и нагнетательными трубопроводами, т,е. на байпасе, позволяет полностью использовать восстановительные возможности защитного газа путем проведенияэкономичной очистки части защитногогаза, рециркулирующего через камеруохлаждения, и за счет этого сократитьрасход защитного газа, потребляемогопечью, при одновременном повышениикачества обрабатываемых изделий.Формула изо бре тенияСистема получения контролируемой атмосферы для термической печи, содержащая всасывающий и нагнетающий трубопроводы с установленными между ними последовательно холодильником и вентилятором, блок очистки газа от кислорода, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью предотвращения окисления поверхности термообрабатываемых изделий свободным кислородом в процессе охлаждения и сокращения расхода защитного газа на нейтрализацию подсасываемого воздуха в холодные зоны печи за счет полного использования восстановительных возможностец защитного газа, она снабжена датчиком контроля содержания кислорода, регулятором количества газа, подаваемого на очистку, датчиками контроля содержания водорода и влаги, блоком соотношения, регулятором количества подпитывающего защитного газа, исполнительными на трубопроводе подпитываю- щего газа и входном трубопроводе блока очистки, причем блок очистки установлен параллельно холодильнику и вентилятору, при этом датчики контро1375665 Составитель А,АбросимовТехред Л. Сердюкова Редактор Г.Волкова Корректор В.Бутяга Заказ 745/26 Тираж 544 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Я, Раушская наб д, 4/5Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 ля содержания водорода и влаги соединены с входом блока соотношения,выход которого соединен с входомрегулятора количества подпитывающегозащитного газа, к выходу которогоподсоединен исполнительный орган натрубопроводе подпитывающего газа, адатчик контроля содержания кислорода соединен с входом регулятора количества газа, подаваемого на очистку, выход которого соединен с исполнительным органом на входном трубопроводеблока очистки, а входы датчиковконтроля содержания кислорода, водорода и влаги соединены с камеройохлаждения печи.