Проходная печь для химико-термической обработки изделий

 

Изобретение относится к области теплотехники, в частности к устройствам непрерывного действия, проходным печам для химико-термической обработки металлов, например, для газовой цементации и нитроцементации. Цель изобретения - повышение производительности . Цель достигается тем, что в проходной печи рабочая камера выполнена сужающейся от торцовых стенок 2,3 к центру (зона выдержки) с уклоном свода к поду 6 в пределах 1:10-1:4, а вентиляторы 12, 13 установлены на торцовых стенках печи напротив друг друга. Диаметр рабочих колес вентилятора составляет 0,54- 0,86 расстояния между противолежащими нагревателями 10, которые расположены в непосредственной близости от пода сверху и снизу. 3 з.п. ijf-лы, 4 ил. § (Л 1 12 7 д Г СП -а Pus.l

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (бД 4 С 21 D 9/00, F 27 D 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Р .,:

12 (21) 3880718/22-02 (22). 05,03,85 (46) 07.07,87, .Бюл. У 25 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт Теплопроект (72) И,А,Чернов и В,Д,Брук (53) 621,783,231 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 646174, кл, F 27 В 9/20, 1977, Авторское свидетельство СССР

Ф 529237, кл. С 21 D 9/00, 1974, (54) ПРОХОДНАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к области теплотехники, в частности к устройствам непрерывного действия, проход„„SU„, 1321757 А1 ным печам для химико-термической обработки металлов, например, для газовой цементации и нитроцементации, Цель изобретения — повышение производительности, Цель достигается тем, что в проходной печи рабочая камера выполнена сужающейся от торцовых стенок 2,3 к центру (зона выдержки) с уклоном свода к поду 6 в пределах

1:10-1:4, а вентиляторы 12, 13 установлены на торцовых стенках печи напротив друг друга, Диаметр рабочих колес вентилятора составляет 0,540,86 расстояния между противолежащими нагревателями 10, которые расположены в непосредственной близости от а пода сверху и снизу, 3 з,п, ф-лы, 5

4 ил, 1321757

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к устройствам непрерывного действия для химико-термической обработки металлов, преимущественно к устройствам для 5 газовой цементации и нитроцементации, и может найти применение в машиностроительной, металлургическои промьппленности и в ряде других областей народного хозяйства, Целью изобретения является повышение производительности„

На фиг,l дано схематическое изображение печи; на фиг,2 — разрез А-А на фиг.l; на фиг.3 — разрез Е-Б на фиг,2;, на фиг,4 — разрез В-В на фиг,2, б

Проходная печь непрерывного действия для химико-термической обработки изделий содержит футерованную рабочую

20 камеру l ограниченную стенами 2 — 4 сводом 5 и подом б, с размещенными в ней зонами нагрева 7, диффузионной выдержки 8 и подстуживания 9, нагреватели 10, механизм ll перемещения иэделий, вентиляторы 12 и 13, установленные соответственно в зонах нагрева и подстуживания перед закалкой, причем вентиляторы 12 установлены в торцовой стене 2, а вентилятор !3 в торцовой стене 3, Вентиляторы 12 и 13 расположены в улитках 14, которые могут быть отделены от рабочей камеры 1 перегородками 15 с окнами, через которые технологическая атмосфера поступает в рабочую камеру 1, 35

Вентиляторы 12 и 13 снабжены приводами, обеспечивающими встречное направление вращения вентиляторов, В печи предлагаемой конструкции аэродинамические и тепловые характеристики системы цементационная печь вентилятор — нагреватель приводятся в соответствие с задачей нагрева и науглероживания. Для этого располо— кение, размер вентиляторов и форма

Pàáî÷åé камеры печи выполнены таким образом, что само рабочее пространство превращается в два обогреваемых канала а конвективный теплообмен и е

50 науглероживание резко интенсифицируются благодаря изменению функционального назначения вентиляторов и ограждающих поверхностей рабочей камеры печи, Диаметр рабочих колес

55 вентиляторов, как установлено опытом, составляет 0,54-0,86 расстояния меж ду противолежащими нагревателями, рабочая камера выполнена с сужением в направлении от торцов к зоне диффузионной выдержки с уклоном свода к поду в пределах 1:10-1:4, Это поэво. ляет интенсифицировать процесс химико-термической обработки изделий именно в тех зонах, где требуется р ав номе рно H arp е вать (под стуживать ) обрабатываемую садку или насыщать ее поверхность карбюризатором, При торцовом расположении вентиляторов пространство над садкой представляет собой расширяющийся канал для всасываемого потока, а пространство под садкой — сужающийся канал для нагнетаемого потока атмосферы, в каждом иэ которых происходит поперечное обтекание. поверхности нагревателей, интенсифицирующее теплоотдачу от их поверхности, что позволяет понизить их температуру при прежней температуре печи, човысить срок их службы, Сужающаяся по мере удаления от вентиляторов, форма продольного профиля рабочей камеры позволяет обеспечить при нагреве изделий зону относительно равномерного распределения циркулирующей атмосферы на каж дой иэ позиций садки, а также предотвратить образование застойных гаэовых мешков с неоднородной по сос таву и температуре атмосферой во всех точках контуров рециркуляции, В печи осуществляется два замкну тых контура рециркуляции: один охватывает зону нагрева, другой - зону подстуживания, От рабочих колес поток каждого контура вдоль наклонной подины, омывая нагреватели, проникает на всю длину печи до столкновения со встречным потоком в зону диффузионной выдержки, Технологическая атмосфера перетекает снизу вверх, интенсивно омывая поверхность изделий перпендикулярно направлению их перемещения, т,е, от напорной к всасываемой ветви потока, а затем возвращается назад по расширяющемуся каналу вблизи ограждающих по верхно стей наклонного свода, поперечно расположенных нагревателей, стен, всасывается рабочими колесами и опять нагнетается в полость нижних нагревателей рабочего пространства камеры печи, Работа проходной печи для химикотермической обработки иэделий oc.vществляется следующим образом, 1321757

В рабочую камеру печи с заданным темпом загружаются партии изделий, которые постепенно перемещаются вдоль печи механизмом, В зоне нагрева рабочей камеры изделия каждой сад- 5 ки, находясь в рециркулирующем со скоростью 2,0-5,0 м/с потоке технологической атмосферы, нагреваются до заданной температуры, При этом их поверхность насыщается карбюриэато- 10 ром до уровня, определяемого науглероживающей способностью атмосферы, После этого садка перемещается в зо— ну диффузионной выдержки, время нахождения в которой определяется требуемой толщиной упрочняемого слоя, Интенсивность науглероживания в зоне диффузионной выдержки не зависит от скоро сти рециркуляции техноло гиче ской атмосферы, а теплообмен с окружающим 20 изделия пространством практически

I отсутствует, поэтому скорость рециркуляции в данной зоне не лимитируется.

I 2S

Для предотвращения возможных нарушений .равномерности температуры и состава технологической атмосферы в процессе подстуживания перед выгрузкой в зоне подстуживания, следующей за зоной диффузионной выдержки и.отделенной от последней пережимом уста- навливается вентилятор, а продольный профиль сечения зоны подстуживания аналогичен форме сечения зоны нагрева:,они сужаются от торца камеры пе35 чи к зоне диффузионной выдержки с уклоном свода по, отношению к поду в пределах 1:10-,-1:4, Здесь рециркулирующйй со скоростью 2,0-5,0 м/с в садке поток технологической атмосферы создает идентичное по объему и стабильное во времени (несмотря на возмущающее влияние на технологическую атмосферу работы механизмов печи при 4> разгрузке изделий условия для равномерного снижения температуры и корректирования содержания карбюризатора на поверхности изделий, что обеспечивает резкое снижение отклонений основных факторов процесса по величине и повьппение качества изделий, После окончания подстуживания иэделия удаляются из пространства рабочей камеры печи и поступают в зака- лочное устройство печи, Гаэовводы технологической атмосферы должны располагаться в зонах, где скорость ее рециркуляции не ниже 2,0 м/с, т,е в зонах нагрева и подстуживанил изделий, Диаметр рабочих колес вентилятора составляет 0,54 — 0,86 расстояния между противолежащими нагревателями, что обеспечивает скорость рециркуляции технологической атмосферы в пространстве садки в эонах нагрева и подстуживания в пределах 2,0-.5,0 м/с, а вблизи ограждающих поверхностей еще выше, Такая скорость рециркуляции, сводя к минимуму температурный перепад в садке, тем в большей степени способствует сокращению продолжительности нагрева и снижению неравномерности по толщине слоя, чем относительной большей суммарной поверхностью обладают изделия каждой садки., Повышение равномерности температуры при нагреве каждой садки способствует одновременному началу насьпцения поверхности иэделий карбюриэатором, следовательно, обеспечивает равную продолжительность процесса у различных изделий каждой садки и более стабильные условия протекания химикотермической обработки, Благодаря скоростной (2,0-5,0 м/с и выше) рециркуляции скачкообразно увеличивается не только скорость восстановления науглероживающей способности технологической атмосферы; время предельного насыщения тонкого поверхностного слоя иэделий также сокращается на порядок по сравнению с насьпцением в малоподвижной атмосфере, В результате насыщение тонкого поверхностного слоя совмещается во времени с нагревом изделий, так как температура начала насыщения карбюриэатором ниже температуры химико-термической обработки, и общая длитель ность процесса сокращается, Благодаря увеличению скорости восстановления науглероживающей способности технологической атмосферы (состава атмосферы) отпадает необходимость непрерывной подачи свежей атмосферы в пространство печи, расход ее и концентрация карбюризатора могут быть резко сокращены, Вследствие сокращения концентрации углеводородов в пространстве рабочей камеры замедляется сажеобразованне, чему способствует также ускорение нагрева садки и более равномерная температура в рабочей камере

1321 757 щения иэделий, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности, средства рециркуляции установлены по торцам печи, рабочая камера выполнена с сужением в направлен>пл от торцов печи к зоне

Формул а изобретения

15 —

Составитель Г,Назарова

Редактор Н.Егорова Техред Л.Олийнык Корректор Л,Бескид

Заказ 2724/19 Тираж 549 .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

) 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4

Интенсификация конвектинной теплопередачи р сокращение продолжительности процесса химико-термической обработки, уменьшение подачи в рабочую камеру техноло гич р ской атмо сферы, S снижение расхода тепла на ее нагрев обеспечивают снижение энергоз атрат при одновременном унеличении производительности печи и польш>ении качества иэделий, 1, Проходная печь для химико-термической обработки изделий, содержащая футерованную рабочую камеру с зонами нагрева, диффузионной выдержки и подстуживания, оборудованные средствами рециркуляции, нагревателями и гаэонводами, и механизм переме- 20 выдержки, 2, Печь по п,l, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что сужение рабочей камеры выполнено с уклоном свода к поду в пределах 1:)0-1:4, 3, Печь по п,l о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что н качестве средств рециркуляции используют вентиляторы.

4, Печь по пп, 1 и.3, о тли— ч а ю щ а я с я тем, что диаметр рабочих колес вентилятора состанляет

0,54-0р86 расстояния между противолежащими нагревателями,