Агрегат для отжига изделий в контролируемых атмосферах

(51) 5 Р 27 В 9/04 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТОРСКОМ ЕТЕЛЬСТВ чесГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Диомидовский Д. А. Металлурги кие печи цветной металлургии.Патент США3345218, кл. 148 - 6, 35, 1967.(54) АГРЕГАТ ДЛЯ ОТЖИГА ИЗДЕЛИЙ В КОНТРОЛИРУЕМЫХ АТМОСФЕРАХ (57) Изобретение относится к оборудованию для термической обработки деталей цветных кинескопов в контролируемых атмосферах. Цель изобретения - повьцпение производительности. Агрегат содержит модуль Г предварительного окисления с печью 1 и водоохлаждаемым теплообменником 2, модуль Д восстановления окислов с печью 3 и теплообмеником 4, модуль Е окончательного окисления с печью 5 и теплообменником 6. В рабочем пространстве каждого модуля размещены коллекторы К 79. Части К, размещенных в рабочем пространстве водоохлаждаемых теплообменников, выполнены с соплами Лаваля, а части ЯО 15 6824 А 1 2К, установленные в пространстве печи. выполнены с цилиндрическими сопламц,при этом отношение суммарных площадйпроходного сечения цилиндрических газовь хсопел и сопел Лаваля составляет 1,62:1,К выполнены с газоподводными трубками12 - 14, Модули разделены между собойгазовыми устройствами, образованными газораспределительными камерами 15, размс.щенными по всему периметру агрегата, с; азовыми соплами, расположенными и ц:ахматном порядке, с газоподводньми грубками 17и со свечами. По обе стороны газорасцрсделительных камер 15 размещены газосборники. Удаляемый газ дожигается в завальниках. Со стороны загрузки и выгрузки арегат содержит запальники 21 азотных зат.воров 22. Агрегат содержит также систему очистки и осушки контролируемойатмосферы, увлажнитель газа, механизм цс- фуремещения поддонов, пульты управления сприбора ми и регулятора ми а вто мати ческо.го поддержания темцерс 1 урного и газового режи,1 ов. Агрегат ц 1 ис:. ; ду:уст;-, . г ьнепрс о; вныи проц с трсжига и интенсифицировать процессы охлаждения, в результате чего повышатся фпроизводительность.з. п. ф-лы, 5 чл. (Т 15 10 15 20 Изобретение относится к области машиностроения, в частности к оборудованию для термической обработки деталей цветных кинескопов, и может использоваться Также для термообработки в друтих отрас,пях промышленности. Цел ью изобретен ия явл яетс я пов ь 1 ш ение производительности путем обеспечения непрерывности обработки на проход и интенсификации процесса охлаждения,На фиг. 1 изображен агрегат, общий Вид; на фиг. 2 - сечение А - А на фиг. 1; на фиг. 3сечение Б - Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разделитсльный газовый барьер; на фиг. 5 - разрез В - В на фиг. 4,Агрегат содержит модуль Г, образованный печью 1 предварительного окисления и водоохлаждаемым теплообменником 2, модуль 11 образованный печью 3 восстановВения окислов и водоохлаждаемым теплоОбменником 4, модуль Е, образованный печью 5 окончательного окисления и водоохлаж даемым теплообменником 6. Модули образуют единое рабочее пространство канал агрегата) . Каждая печь содержит футерованный корпус, нагреватели, муфель 1 не обозначень). В рабочем пространстве модулей размещены тупиковые газораспределительные коллекторы 7 - 9, каждый из которых частью своей длины установлен в верхней части рабочего пространства водоохлаждаемого теплообменника, другой частью в рабочем пространстве соответствующей печи. Части газораспределительных коллекторов, размещенных в рабочем пространстве водоохлаждаемых теплообменников, содержат группы выпускных газовых сопел 10 Лаваля, предназначенных для выхода газа в рабочее пространство теплообменников. Части газо- распределительных коллекторов, размещенных в рабочем пространстве печей, содержат групы цилиндрических выпускных газовых сопел 11, предназначенных для выхода газа в рабочее пространство печей. Газораспределительные коллекторы снабжены газоподводными патрубками 12 - 14, размещенньми со стороны теплообмен ника. Суммарная площадь проходного сечения всех сопел каждого газораспределительного коллектора меньше площади проходного сечения соответствующего газоподводного патрубка. Конструктивное исполнение газораспределительных коллекторов модуля Д и Е идентичны исполнению коллектора модуля Г. Они отличаются друг от друга длиной и количеством сопел. Агрегат содержит раздел ител ьные газовые устройства, установленные между зднами отжига, образованные газораспределитепьными камерами 15, размещенными с наружной стороны канала по всему периметру,25 30 35 40 50 55 и двумя группами газовых сопел 16, расположенных в шахматном порядке перпендикулярно образующей поверхности канала и создающих сплошную газовую завесу. Газораспредел ительные камеры снабжеьы газоподводными патрубками 17, контрольными свечами 18, По обе стороны газораспределительных камер размещены с щелевыми коническими отверстиями 19 газосборники 20 для удаления отработанного газа кз рабочего пространства. Удаляемый газ дожигается в запальниках 21. Со стороны загрузки и выгрузки агрегат содержит азотные затворы 22 с запальниками 21, метаические транспортные поддоны 23, вьптолненнье с отверстиями 24 в днище и боковь 1 х степках. Кассеты 25 для укладки изделий 1 е показаны) вьшолнены из жгростойкои сет"(и. Агрегат содержит также систему очистки осшки контролируемой атмосферы. влажнитель газа, механизмы перемещения псддо нов, пульты управления с приборами и регуляторами для автоматического поддержания температурного и газового режимов. Агрегат работает следующим образе:,:.Осуществляется продувка рабочего пространства азотом. Работают азотнье затвоОы 22, препятству 1 ощие попаданию воздуха В рабочее пространство агрегата. После продувки в рабочее пространство агрегата подается контролируемая атмосфера 1 технолОГический Газ) и разделигельнь 1 Й Газ для создания газовых завес. Транспортнь; - 1 оддоны 3 с установленными на них кас, сетами 25 с обрабатываемыми изделиям: 1 не показаны) перемещаются в печьпредварительного окисления, Где дсущес Вляются нагрев и Выдержка при Опре 1 еле 1- ной температуре и Времени В атмосфере увлажненного водорода. При этом на изделиях образуется тонкая окисная пленка. Технологический процесс предусматривает охлаждение изделий после каждого нагрева и выдержки в той же контролируемой атмосфере, в которой производились нагрев и выдержка, для стабилизации окисной пленки, В водоохлаждаемом теплодбменнике 2 изделия охлаждаются В атмосфере увлгж- неннОГО Водорода. УВ 1 Вжненный Водород темпсратурой тОчки рось 5 ( В раодчее пространство печи 1 предварительного окисления поступает из цилиндрических выпус; - пых сопел 11 газораспределительного коллектора 7, а в рабочее пространство Вддсо:(лаждаемого теплообменника 2 - из вь:- пускных сопел 10 Лаваля, образую цие поверхности которых расположены В разных плоскостях. Отношение суммарных площадей проходного сечения цилиндрических газовых сопел для каи(дого газораспределитсльного коллектора и сопел Лаваля должно составлять 1,62:1, для создания Газддипамического равновесия атмосферы в рабочем нространс:ье печи и теплообменника. О 1576824О Б О 40 45 50 55 носительно холодный газ, пос, упающий в рабочее пространство теплообменника, не должен проникать в рабочее пространство печи и наоборот. Так как массовый расход вытекающего из отверстия газа М, оп еделяется по формуле М=Р 2 р(Р 1 - Р, где (р - коэффициент расхода газа, зависящий от характеристики отверстия (сопла) и приставляемой к отверстию насадки (для цилиндрического отверстия с острыми кромками Гр=0,6, а для сопла Лаваля (р= =0,97), то из формулы видно, что при посто- яННЫХ ВЕЛИЧИНаХ даВЛЕНИй Р 1 И 1.г 2, ПЛОТ- ности газа р, площади проходного сечения Р расход газа будет зависеть только от коэффициента расхода (11. Поэтому для того, чтобы получить одинаковый расход газа через цилиндрические газовые сопла и сопла Лаваля для создания газодинамического равновесия в рабочем пространстве печи и соответствующего теплообменника, суммарную площадь проходного сечения цилиндрических газовых сопел для каждого газораспределительного коллектора необходимо увеличить в 0,9/0,6=1,62 раза.Сопла Лаваля обеспечивают не только годачу газа в рабочее пространство теплообменника, но и создают турбулентное движение газа, что способствует более интенсивному охлаждению изделий. Волге интенсивному охлаждению изделий способствует также более высокая скорость истечения газа из сопел Лаваля. Количество сопел Лаваля для каждого газораспределительного коллектора превышает количество цилиндрических сопел.Далее изделия перемещаются в печь 3 восстановительного отжига, где в атмосфере сухого водорода осуществляется восстановление окислов, образовавшихся при предварителном окислении. Подача в рабочее пространство печи 3 и теплообменника 4 сухого водорода с температурой точки росы - 70 С из газораспределительного коллектора 8 через цилиндрические сопла и сопла Лаваля осуществляются аналогично расходу газа из газораспределительного коллектора 7. Контролируемая атмосфера модуля Г (первой стадии отжига) отделена от атмосферы модуля Д (второй стадии отжига) раздел ител ьн ым газовым устройством. Разделительный газ (сухой водород) из ггзораспределительной камеры 15, размещенной с наружной стороны канала по всему периметру, выходит в рабочее пространство агрегата через Рруппы газовых сопел 1 о, расположенныхв шахматном порядке перпендикулярно образующей поверхности канала и создающих сплошную газовую завесу. Отработанныи технологический газ из зон отжига и разделительный газ для создания газовой завесы удаляются из рабочего пространства через щелевые конические отверстия 19, газосборники 20, размещенные по обе стороны газораспределительных камер 15 в верхней части канала. В запальниках 21 удаляемые газы дожигаются. Конические щелевые отверстия 19 газосборника 20 позволяют отводить (удалять) отработанный газ по всей ширине рабочего пространства, Горение факела на контрольных свечах 18 свидетельствует о заполнении водородом полостей газораспределительных камер 15.Далее изделия перемещаются в печь 5 окончательного окисления, где осуществляются нагрев и выдержка при определенной температуре и времени в атмосфере увлажненного водорода (модуль Е). При этом на изделиях образуется высококачественная окисная пленка. Затем изделия перемещаются в водоохлаждаемый теплообменник 6, где охлаждаются в среде увлажненного водорода. Контролируемая атмосфера - увлажненный водооод с температурой точки росы 20 С, подается в печь 5 и теплообменник 6 из газораспределительного коллектора 9 аналогично истечению газа из коллекторов 7 и 8. Контролируемая атмосфера модуля Д (второй стадии отжига) отделена от контоолируемой атмосферы модуля Е (3-й стадии отжига) разделительным -азовым устройством. После охлаждения в теплообменнике 6 изделия выходят из канала агрегата на приемный роль- ганг (не показан).ИО 1:Ользоваие изобретен .озвол 5. Г ссугцествить непрерывньгЙ процесс 3-стадий- ного отжига изделий в различных контролируемых атмосферах в Одном агреГате, и пс.1 менсние сопел Лаваля г;зорг 1 сп,:с.гдели Ге,1 Нных коллекторах дл 51 Охлажде 111"я, способсгвует интенсификации процесса охлаждения, в результате чего возрастаег производительность,Орм;.1 а : ОбРЕГЕниЯ1. грегат для отжига изделий ы конгро ЛИруЕ 11 Ь 1 Х атМОСфсраХ, СОдЕржащИй Модупь в аиде последовательно расположенных камер нагрева и охлаждения и газового коллектора, систему с истки и осушки водорода, От.гаца 1 ошийся тем, что, с целью . ОВЫШЕНИя ПрОИЗВОдТЕЛЬНОСтИ ПутЕМ Обвег-.- чения ге 11 рерывност;: обраоотки ьа нрохо; И ИНТЕНСИфнкацин ПроцЕССа ОХЛаждеНИ 51, аггрегат снабжен д 011 Олн 11 тель:.Ь 1 ми моду,151ми, ПРИСССДИН(ННЫМИ К ОС,10 ВНОММ ПР 1 г ЭГОМ,;О дуЛИ раэ (СЛОН 1 М,:;дг СОбо 11:;ОгрЕдгт:К,: Гавела. г:111 ГЕЛЬ ; ,рОИСТ В. КО.Г.ТЕ(Тор 1( а камере охлаждения выполнены с соплами Лаваля, а в камере нагрева - с цилиндрическими соплам 1, причем отношение суммарных площадей проходного сечения цилиндрических газовых сопел и сопел Лаваля составляет 1,62:1.2. Агрегат по и. . От,ичйю 1,1 Й,".: Гем, что разделительные устр. йства вь 1 полне 1 ы в ь 1 дг Газораспределитель 11 ь:х камер и Газосбор 11- ков с коническими щелевыми отверстиями, установленных Го периметру технологических камер.1576824 А -А Б-Б фиг,З фроноваКо П Реда к Заказ ИИПИ обретениям и откр Раушская наб.,Патент, г. УжгоПроизв ор Л. Гратилло843Государстпенног113035, Ьдственно-издател Соста витель Техред А.- Кравч Тираж 510 комитета по из осква, Ж 35,ьский комбинатрректор О. Кравцовадписноеытиям при ГКНТ ССд. 4/5род, ул. Гагарина, О