Цементационный агрегат

 

Изобретение относится к химико-термической обработке изделий, в частности к агрегатам для цементации и нитроцементации применяемым в машиностроении и металлургии. Цель изобретения - экономия углеводородного топлива и энергоресурсов. Между цементационной и отпускной печами последовательно установлены смеситель и реторта, заполненная катализатором. К смесителю подведен трубопровод от источника азотной атмосферы за счет тепла отработанного эндогаза и кислорода (до 3%) азотной атмосферы. На катализаторе идет реакция окисления водорода, входящего в состав эндогаза. Азотная атмосфера подается в количестве обеспечивающей получение защитной взрывобезопасной атмосферы, которая затем подается в отпускную печь. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 21 D 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

QO

<АР е© в

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4233515/23-02 (22) 22.04.87 (46) 30.10.89. Бюл.М 40 (71) Юго-Восточное производственнотехническое предприятие по ремонту „ наладке и проектированию энергетических установок предприятий черной металлургии (72) С.А.Митрофанов, А.М. Айдинов и И.И.Чернявский (53) 621.783 ° 222(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР . В 569613, кл. С 21 D 9/00, 1977. (54) ЦЕМЕНТАЦИОННЫЙ АГРЕГАТ (57) Изобретение относится к химикотермической обработке изделий, в частности к агрегатам для цементации и

Изобретение относится к химико-термической обработке изделий,в частности к агрегатам для цементации и нитроцементации, применяемым в машиностроении и металлургии.

Цель изобретения — экономия углеводородного топлива и энергоресурсов.

На чертеже представлен цементационный агрегат.

Агрегат содержит эндогенератор 1, цементационную печь 2 с патрубком 3 отвода эндотермической атмосферы, закалочную ванну 4, моечную машину 5, отпускную печь 6 с патрубком 7 подвода атмосферы и патрубком 8 отвода экзотермической контролируемой атмосферы, смеситель 9 с патрубком 10 подвода отработанной эндотермической атмосферы и патрубком 11 подвода

„„SU„„1518394 А 1 нитроцементации, применяемым в машиностроении и металлургии. Цель изобретения — экономия углеводородного топлива и энергоресурсов. Между цементационной и отпускной печами поспедовательно установлены смеситель и реторта, заполненная катализатором.

К смесителю подведен трубопровод от источника азотной атмосферы, за счет тепла отработанного эндогаза и кислород (до 37) азотной атмосферы на катализаторе идет реакция окисления водорода, входящего в состав эндогаэа.

Азотная атмосфера подается в количестве, обеспечивающем получение защитной взрывобезопасной атмосферы, которая затем подается в отпускную печь. 1 ил., азота и реторту 12, заполненную катализатором (например, НКО, платиновый или палладиевый) дпя очистки газовой смеси от кислорода °

Агрегат работает следующим образом.

Из эндогенератора I после достио жения в печи температуры выше 760 С подают эндогаз в цементационную печь

2. Цо достижении заданной температуры цементации и восстановления кладки в печь поступают детали. Насыщенные углеродом изделия закаливают в закалочной ванне 4, отмывают от закалочной среды в моечной машине 5 и отпускают в отпускной печи 6 при 180 — 200 С.

Готовые изделия выгружают из агрегата, работающего непрерывно.

1518394

Отработанный эндогаз нз цементационной печи 2 подают в смеситель 9,куда одновременно через патрубок 11 подают отбросный азот (например, азот, полу. ченный в процессе разделения воздуха и содержащий до 3i кислорода). Полученную газовую смесь подают в реторту 12, где очищают ее от кислорода по реакции

2H + О = 2Н О

10 и подают в отпускную печь 6, температура в которой 180 — 200 С.

Температура смеси отработанного эндогаза и азота достаточна для прове-15 дения реакции без дополнительного подогрева, так как температура зажигания для платинового и палладиевого о катализатора составляет 20 С, для

НКΠ— 150 С. 20

Таким образом, регенерация — очистка отбросного азота от остатков кислорода (до 37) — происходит з а счет утилизированного тепла отходящего эндогаза из цементационной печи. 25

II р и м е р. Средний расход эндогаза на агрегат 70 м /ч. Средний состав отработанного эндогаза, об.Ж:

Н 30 0; СО 15 0; CO г Оъ2; Н10 3 0;

Следовательно, в отработанном эндогазе содержится, м /ч: Hz 21,0; CO

10,5; СО 0,14; Н О 2,1; N, 36,26 °

В смеситель добавляют отбросньп» азот, содержащий З,OR Oz и 97,07. N>, в количестве 300 м /ч.

Таким образом, в смесь добавляют

9,0 м /ч О и 291,0 м /ч Nz.

Состав газовой смеси в смеситель, об. ь. Н z 5,68; CO 2,84; СО z 0,038; 40

Hz0 0568; Nz 88э4; От 2 43 °

В реторте протекает реакция

2Н + О = 2Н О.

Для нейтрализации 9,0 м /ч О> рас3 ходуется 18,0 м /ч Н, при этом поз лучают 18,0 м /ч Н О.

В готовой атмосфере на выходе из реторты "..îäåðæèòñí, м /ч: Н2 3,0;

СО 10 5; СО 0,14; HgO 20,1; Nz .327,26. 50

Суммарное количество атмосферы

36I,0 м /ч. Состав, об.7: Н 0,83;

CO 2,91; COg 0,04; hzO 5,57; N, 90,65.

Приняв температуру отработанного эндогаза (1 800 С, температуру азота 55 (t 20 С, получим температуру смеси

70 -800 + 300 20 167 57оС

70 + 300

При нейтрализации )7. кислорода в адиабатических условиях температура смеси поднимается на 160"С. В газовой смеси содержится кислорода

2,43 об.

Тогда повышение температуры сос" тавляет

lit 2,43 160 = 388,8 С

Общая температура смеси на выходе из реторты

167,57 + 388,8 556 С

Таким образом, полностью исключается расход энергии на подогрев газа перед отпускной печью, кроме того, избыточное тепло газа может быть использовано, например, для предварительного подогрева перед подачей в цементационную печь.

Суммарное количество (Н + СО) в атмосфере составляет 3,74i;, т.е. меньше 5,07, следовательно, атмосфера невзрывоопасна.

Так как водяные пары практически не реагируют с железом при температуре ниже 300 С, осушка атмосферы при ее использовании в печи низкого отпуска не требуется.

В отпускную печь подают 70,0 м /ч

3 атмосферы, остальные 291,0 м /ч могут э быть использованы на другие нужды.

Использование предлагаемого агрегата обеспечивает экономию углеводородного топлива, расходуемого на приготовление экзогаза в специальном экзогенераторе, используемом в известном агрегате в качестве защитной атмо сферы, подаваемой в отпускную печь, а также экономию энергоресурсов за счет использования отработанного эидогаза, исключения подачи воздуха в экзогенератор, снижения расхода тепла на подогрев экзогаза в отпускной печи.

Фо р м ул а и э о б р е т е н и я

Цементационный агрегат, включающий эндогенератор, цементационную печь с патрубком отвода эндотермической атмосферы, закалочную ванну, моечную машину и отпускную печь, отличающийся тем, что, с целью экономии углеводородного топлива и энергоресурсов, агрегат снабжен источником подачи азота, смесителем и ретортой, заполненной катализатором, которые установлены последо вательно между цементационной и от-пускной печами, причем патрубок отвоСоставитель Т.Наумова

Техред Л. Сердюкова

Редактор М.Петрова

Корректор Л.Патай

Заказ 6570/32 Тираж 530 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óêãîðîö, ул. Гагарина,lп!

5 1518394

6 да эндотермической атмосферы соединен чи азота, а выход реторты соединен с первым входом смесителя, второй вход с отпускной печью. смесителя соединен с источником пода