Контролируемые атмосферы и установки для их получения 2 страница

Содержание С0₂ в газе после очистки составляет до 0,1%, влажность газа 0,03—0,04%.

Основными недостатками древесноугольных атмосфер яв­ляются: большие затраты, отсутствие подходящих средств для автоматизации контроля, простои при повторных загрузках дре­весного угля и удаления шлака, коррозия печных деталей генера­торов в высокотемпературной зоне сгорания угля. Для получения генераторного газа указанных типов применяют специальные генераторы.

В настоящее время древесноугольные газы в термических цехах машиностроительных заводов почти не применяются. В основном используют природный газ.

Экзотермическая группа. Контролируемые атмосферы, полу­ченные путем переработки природного или сжиженных углево­дородных газов, составляют экзотермическую и эндотермическую группы [37]. Для получения эндотермической атмосферы коэффи­циент избытка воздуха при сжигании исходного газа принимается а_эн= 0,25...0,40. Для экзотермического газа коэффициент избытка воздуха при сжигании а_эк = 0,5н-1,0. Атмосферы с коэффициен­том избытка воздуха выше 0,85 являются невзрывоопасными. Состав экзотермических и эндотермических атмосфер в зависи­мости от коэффициента избытка воздуха при сжигании исходного газа представлен на диаграмме (рис. 134).

Экзотермические атмосферы получаются в результате проте­кания реакций, идущих с выделением тепла, и, следовательно, внешний нагрев реторты генератора не требуется. Получаемые при этом газы можно использовать без очистки от С0₂ и Н₂0 или без очистки от С0₂, но с осушиванием газа до точки росы от 4 до —40° С или с очисткой полученных газов от С0₂ пропусканием через раствор этаноламинов и осушением силикагелем и, наконец, с очисткой от С0₂ и Н₂0 продуванием через раскаленный уголь.

Экзотермическая группа атмосфер содержит: азота 67—87%, окиси углерода 1,5—20%, двуокиси углерода 5—11 % и водорода 1—13%. В применяемых экзотер­мических атмосферах часто встреча­ются следы метана.

Рис. 134. Состав атмосфер, полу­чаемых при сжигании природ­ного газа в зависимости от коэф­фициента избытка воздуха

Экзотермическая атмосфера может быть богатой или бедной. Богатая атмосфера считается тогда, когда газовоздушная смесь богаче исход­ным газом, вследствие чего атмо­сфера характеризуется высоким вос­становительным действием. Такая атмосфера имеет более высокое со­держание окиси углерода и водо­рода. Бедная атмосфера содержит небольшой процент этих газов и со­ответственно более высокое содер­жание двуокиси углерода и азота. Двуокись углерода в той и другой атмосфере можно удалить путем про­пускания газов через раствор моно-

этаноламина или через раскаленный уголь. Экзотермические атмосферы наиболее экономичны из всех приготовляемых атмо­сфер. Они могут применяться для светлого отжига черных и цвет­ных металлов, для светлой нормализации и светлого отпуска, если обезуглероживание для данной стали не существенно.

Экзотермические атмосферы имеют углеродный потенциал менее чем 0,1 %. Поэтому они не пригодны для светлого отжига или закалки углеродистых и легированных сталей, для которых обез­углероживание является важным фактором. Экзотермические атмосферы не могут быть пригодны для светлого отжига нержа­веющих сталей, так как их составляющие С0₂ и водяные пары окисляют; СО также окисляет хром. Для получения экзотермиче­ских атмосфер приготовляют газовоздушную смесь с коэффициен­том избытка воздуха а = 0,5-М,0. Однако получаемые продукты сгорания содержат высокий процент С0₂ (табл. 13).

Газы ПС-06 и ПС-09 для операций термической обработки не применяются. Если газ ПС-06 подвергнуть охлаждению в рефри­жераторе до точки росы 4° С, получается сухой газ (ПСС-06).

Таблица 13 Химический состав газов

Газ ПСС-06 применяется для отжига малоуглеродистой стали, для цементации с добавкой богатого углеродом газа и для отпуска сталей всех марок. При очистке газа ПСС-06 от С0₂ и последу­ющей более глубокой осушкой до точки росы —40° С получают газ ПСО-06.

Газ ПСО-06 применяют для отжига быстрорежущей стали, для нагрева при закалке всех марок стали, а также для газовой цементации с добавкой исходного богатого углеводородами газа.

Газ ПСО-09 применяется для многих операций термической обработки. Газ ПСО-09, состоящий главным образом из азота, очень часто используют для неокислительного нагрева. Газ ПСО-09 можно использовать для отжига стали всех марок, кроме нержавеющей, для нормализации и закалки углеродистых и леги­рованных сталей, включая и быстрорежущую, и для цементации с добавкой богатого углеводородами газа.

К экзотермической группе относятся также азотные атмосферы, которые получаются путем очистки от С0₂, а иногда также и СО и последующей осушки продуктов сжигания газовоздушной смеси с коэффициентом избытка воздуха ос = 0,6ч-1,0.

Схема сгорания горючего газа с коэффициентом избытка воз­духа а = 0,8-Я),9 показана на рис. 135. Получающаяся угле­кислота абсорбируется водным раствором моноэтаноламина, а во­дяные пары удаляются при понижении температуры газа до 40° С, затем влажность уменьшается при дальнейшем охлаждении до 5° С, и, наконец, окончательная сушка газа до требуемой точки росы происходит в адсорбере с алюмогелем или другим адсор­бентом.

Особенностью этой схемы является то, что для восстановления раствора моноэтаноламина не требуется внешнего источника тепла, его нагрев и восстановление происходят за счет тепла, выделяемого при сжигании газа. Эта атмосфера предохраняет сталь от окисления при нагреве до ковочных температур и ней­тральна к углероду стали в широком интервале температур.

Такая атмосфера состоит из 98—90% N₂; 1,0—5,2% Н₂; 0,9—4,7% СО; до 0,1% С0₂; до 0,1% СН₄; следы Н₂0 (точка росы —40° С). Содержание С0₂ и Н₂0 в атмосфере небольшое, поэтому в ней происходит распад окиси углерода при высоких температу­рах с образованием свободного углерода и С0₂. Углекислота реа­гирует затем с водородом и образует Н₂0 и СО. Протекание этих

Рис. 135. Схема приготовления атмосферы типа ПСО-09:

а — с содержанием 0,9—4,7% СО; б — с содержанием до 0,1% СО

реакций вызывает выделение небольшого количества сажи и повы­шение точки росы. Эти реакции происходят при средних темпера­турах (400—800° С).

В том случае, когда нежелательно присутствие окиси углерода (например, для отжига тонких листов из малоуглеродистой стали), контролируемую атмосферу приготовляют по схеме, показанной на рис. 135, б. В этом случае горючий газ также подвергается неполному сжиганию. Образующаяся углекислота поглощается раствором моноэтаноламина в первом скруббере, потом газ насы­щается водой и нагревается вместе с паром, который составляет половинный объем газа. После этого газ пропускается через ката­лизатор (окись железа) для обеспечения следующей реакции:

СО + Н₂0 —С0₂ + Н₂.

Затем смесь газов, полученных в результате реакций, охла­ждается до температуры 40° С. Полученная углекислота погло­щается во втором скруббере с раствором этаноламина, после чего следует сушка газа до требуемой точки росы. Состав получаемого газа: 98—85% N₂; 1,8—14,8% Н₂; до 0,1% СО; до 0,1% С0₂; следы СН₄; Н₂0 (точка росы —40° С).

Генераторы экзотермического типа работают по следующей схеме: получают газовоздушную смесь, которая поступает в ка-

Рис. 136. Технологическая схема установок для приготовления экзотермической

атмосферы:

1 — газодувка; 2 — регулятор нулевого давления; 3 и 6 — краны; 4—5 — ротаметры; 7 — воздушный фильтр; 8 — вентиль с электромагнитным приводом; 9 — регулятор давления; 10 — смеситель; // — пламегаситель; 12 — запальник; 13 — камера сжига­ния; 14 — холодильник; 15 — напоромер; 16 — каплеотделитель; 17 — поплавковая

камера

меру сжигания с катализатором или без него, затем в первичный холодильник и рефрижератор-осушитель. Технологическая схема установок для приготовления экзотермических атмосфер представ­лена на рис. 136. Принцип работы установок экзотермического типа заключается в том, что газовоздушная смесь сжигается в генераторе с определенным соотношением воздуха и газа. Эти реакции горения сопровождаются выделением тепла и протекают в генераторе без внешнего подогрева. В отдельных конструкциях установок для ускорения протекания реакций в камерах сжи­гания помещают керамические плитки или чугунный скрап или никель. Соотношение воздуха и газа в экзотермическом генераторе может быть высоким, например 8—9, в результате чего получаются нейтральные и инертные азотные атмосферы типа ПСО-09 и др., соотношение воздуха и газа может быть и низким, например 5—6, тогда получаются атмосферы типа ПС-06, ПСО-06, ПСС-06 и др.

Современные экзотермические генераторы имеют охлаждаемую водой камеру сжигания. Точка росы получаемых атмосфер 4° С соответствует содержанию влаги 0,8% (по объему). Иногда уста­новки снабжают дополнительными осушителями с понижением точки росы до —40° С и содержанием влаги 0,01%.

Во ВНИИЭТО разработано четыре вида установок для получе­ния экзотермических атмосфер: ЭК-8-0, ЭК-60, ЭК-125-0, ЭК-125 (цифры обозначают производительность установок в м^я1ч). Уста­новка ЭК-60 (рис. 137) состоит из блоков сжигания, смесительно-пропорционирующей системы и блока для очистки и сушки газа.

В блок сжигания входит футерованная камера сжигания с водоохлаждаемым кожухом и противоточный трубчатый холо­дильник с гидравлическим затвором. В камере установлены го­релки для сжигания газовоздушной смеси, приспособления для наблюдения за процессом горения и термопары для контроля тем­пературы. Рабочая температура камеры сжигания 1000—1100° С.

Смесительно-пропорционирующая система состоит из регуля­тора нулевого давления и прибора для измерения расходов газа и воздуха. В блок очистки и сушки входят емкости с цеолитами, в которых происходит поглощение СО_г и Н₂0. Емкости работают поочередно и продуваются горячим воздухом. В некоторых уста­новках в одних и тех же емкостях совмещена сушка силика-гелем и очистка от С0₂ цеолитами.

Эндотермические атмосферы. Эндотермические атмосферы по­лучают в результате реакций, происходящих с поглощением тепла или же с выделением недостаточного тепла для развития этих реакций. Таким образом, для получения эндотермических атмо­сфер необходим внешний подогрев реторты до температуры 1000— 1200° С, в которой протекают реакции. Для ускорения реакций в реторту помещают катализатор.

Эндотермическая атмосфера может быть использована почти для всех термических и химико-термических операций, причем состав атмосферы удобно регулировать по точке росы. При­мером может служить атмосфера, имеющая следующий состав: 20% СО, 40% Н₂ и 40% N₂ с незначительным количеством СН₄, С0₂ и Н₂0. Природный газ состоит в основном из метана. Если этот газ подвергнуть полному сжиганию, то получим смесь газов, состоящих из С0₂, Н₂0 и N₂, обезуглероживающих сталь и не­пригодных для контролируемой атмосферы: СН₄ + 2 (0₂ + + 3,8N₂) = С0₂ + 2Н₂0 + 7,6N₂, но если газ сжигать с коэф­фициентом избытка воздуха, равным 0,25, то получим в составе продуктов горения газы-восстановители СО и Н₂: СН₄ + + 1/2 (0₂ + 3,8N₂) = СО + 2Н₂ + 1,9N₂.

Такой состав газов может быть использован в качестве кон­тролируемой атмосферы (20% СО, 41% Н₂ и 39% N₂). Эта атмо­сфера является слабо науглероживающей. Для того чтобы атмо­сфера была нейтральной, следует увеличить коэффициент избытка воздуха при сжигании металла, т. е. принять а ^> 0,25. Тогда

в продуктах сжигания может образоваться С0₂ и остаться в не­большом количестве СН₄. Регулируя коэффициент избытка воз­духа, можно получить атмосферу с заданным углеродным потен­циалом, т. е. с различной интенсивностью науглероживания, или нейтральную, или обезуглероживающую. Практически регулиро­вание углеродного потенциала можно производить по влажности, определяемой точкой росы газа, так как определенному содержа­нию С0₂ соответствует определенное количество влаги (СО, + + Н₂ = СО + Н₂0).

Для придания этому газу науглероживающих свойств и по­лучения углерода в поверхностном слое стали 0,75—0,85% С нужно в эту атмосферу добавить 10—15% природного газа (угле­водородов) или 3—8% сжиженной пропанобутановой смеси.

Для газового цианирования с содержанием углерода в поверх­ностном слое приблизительно 0,5% к этой эндотермической атмо­сфере добавляют 5% СН₄ и 5—20% NH₃ (точка росы 5° С).

Типовая схема получения эндотермической атмосферы пред­ставлена на рис. 138. После прохождения исходного газа через регулятор давления (давление газа 400—500 мм вод, ст.) газ по­ступает в камеру, в которой происходит очистка атмосферы от серных соединений при температуре 30—50° С. В трубчатом холо­дильнике газ охлаждается и смешивается с воздухом. Газовоздуш­ная смесь направляется в реторту генератора. Образование эндо-газа происходит в присутствии катализатора при температуре 1050° С. В качестве катализатора используют катализатор ГИАП-3. Для повышения стойкости катализатора в нижнюю часть реторты

на высоте 250—300 мм загружают высокоглиноземистый кирпич (бой кирпича) или корунд, пропитанный раствором азотнокислого никеля.

Генератор эндотермического типа состоит из двух точных до­зирующих устройств для воздуха и газа, насоса для подачи смеси в реторту, наполненную углем или каким-либо катализатором, и камеры.для нагрева реторты. Во многих установках газ по вы­ходе из реторты быстро охлаждается. В реторте протекают эндо­термические реакции (с поглощением тепла). Для протекания этих реакций необходимо реторту подогревать снаружи. Каче­ство атмосферы эндотермического типа зависит от: соотноше­ния воздуха и газа, температуры, времени, в течение которого газ проходит через реторту с катализатором, и активности ката­лизатора.

Во ВНИИЭТО разработаны установки для получения эндо­термических атмосфер: ЗН-16, ЭН-30, ЭН-60, ЭН-60Г, ЭН-125и ЭН-250Г (цифры показывают производительность установки в м³/ч, буква Г обозначает газовый обогрев генератора). Конструкция установки ЭН-30 (ОКБ-724) показана на рис. 139. Эти установки состоят из блоков для очистки серных соединений, системы сме­шения и пропорционирования, генератора, автоматического регу­лирования влажности атмосферы и предохранительных устройств с блокировкой.

Блок для очистки от серных соединений состоит из камеры и трубчатого холодильника. Камера очистки представляет собой шахтную электропечь. Внутри камеры находится реторта с серо-поглотителем ГИАП-10. Нагрев реторты происходит с помощью нагревательных элементов, расположенных в специальных ша­мотных кольцах. Температура камеры контролируется автома­тически хромель-копелевой термопарой. После этой камеры газ поступает в трубчатый холодильник для охлаждения. Блок си­стемы смешения и пропорционирования состоит из газодувки, сме­сителя, регулятора нулевого давления и приборов для измерения расхода газа и воздуха. Газодувка обеспечивает подачу газовоз­душной смеси в генератор под давлением около 2000 мм вод. ст.

Блок генератора состоит из генератора, трубчатого холодиль­ника противоточного типа и фильтра очистки газа. Генератор представляет собой шахтную печь с жаростойкой ретортой, за­полненной катализатором ГИАП-3. Кожух генератора изготовляют из листовой и профильной стали. Футеровка состоит из огнеупор­ного кирпича и теплоизоляции. Нагревательные элементы имеют зигзагообразную форму и изготовлены из проволоки сплава ЭИ 652. Реторта генератора изготовляется из литой трубы сплава Х18Н35Л с толщиной стенки реторты 15 мм. Верхняя часть гене­ратора охлаждается водой. Температура в генераторе измеряется термопарами типа ТПП-2. Регулирование температуры осуще­ствляется автоматически. Эндотермические генераторы могут вы­полняться и с газовым обогревом.

Блок системы автоматического регулирования влажности поз­воляет поддерживать требуемое содержание водяного пара в атмо­сфере. В соответствие с этим регулируется и состав эндогаза. Это производится следующим образом (рис. 140). При отклонении влажности готовой атмосферы от заданного значения чувствитель­ный элемент датчика автоматического измерителя влажности дает команду исполнительному механизму, соединенному тягой с ре­гулирующим краном, увеличить или уменьшить подачу воздуха в газовоздушную смесь, направляемую в генератор. Автомати­ческий регулятор влажности в этой схеме состоит из датчика

с термостатом и измери-

тельного прибора. По­следний представляет собой электронный мост постоянного тока, а чув­ствительный элемент датчика — пластинку из микропористого эбо­нита с разветвленной поверхностью токо­съема. При изменении влажности атмосферы меняется сопротивление микропористого эбони­та.

Блок предохрани­тельных устройств и блокировки предусматривает гашение пламени и перекрытие трубопровода в случае распространения пламени из генератора в линии газовоздушной смеси. Для этого перед генератором на трубопроводе устанавливается пламенная заслонка, имеющая пламегаситель, обратный клапан и тепловую защиту от обратного распространения пламени. При нагреве биметаллических пла­стинок до температуры 90° С клапан перекрывает линию и выклю­чает газодувку. На линии, подающей исходный газ, установлен электромагнитный клапан, сблокированный сгазодувкой. Приоста­новке газодувки клапан перекрывает подачу исходного газа. Для поддержания давления исходного газа и готовой атмосферы на тру­бопроводах устанавливают автоматические регуляторы давления. Эндотермический газ используется для газовой цементации и нитроцементации. При цементации к эндогазу перед вводом в печь добавляется исходный сырой городской газ. Для нитроцементации, кроме того, добавляется аммиак.

Метод получения универсальной эндотермической атмосферы разработан в НИИТАвтопроме [13]. Там же были разработаны установки для промышленного применения эндотермической атмо­сферы (четырехретортные и одноретортные генераторы разной про­изводительности).

Экзо-, эндогруппа. К этой группе атмосфер относятся газы, которые сначала сжигаются с коэффициентом избытка воздуха ее = 0,9-н-1,0 по экзотермической реакции, а затем пропускаются через реторту с раскаленным древесным углем, при температуре 1000—1200° С, где происходят эндотермические реакции С0₂ + + С —* 2СО и Н₂0 + С —> СО + Н₂. Примером могут быть газы ПС-Э и ПСС-Э (продукты сжигания углеводородных газов или генераторного газа) с последующей очисткой. Химический состав этих газов приведен в табл. 14.

Таблица 14 Химический состав газов

Газ ПС-Э применяется при нагреве для закалки углеродистых и легированных сталей, кроме быстрорежущей, для отжига средне-и высокоуглеродистых сталей и для цементации с добавкой бога­того газа.

Газ ПСС-Э (продукты сжигания сухие и очищенные по эндо­термическим реакциям) также получается путем частичного сжи­гания углеводородных или генераторных газов (с тем же коэф­фициентом избытка воздуха, что и газ ПС-Э). Но перед тем как пропустить продукты сжигания через реторту с раскаленным углем, они подвергаются предварительно охлаждению, при кото­ром конденсируется значительная часть водяных паров, например, при комнатной температуре содержание влаги в продуктах сжи­гания коксовального газа 2,3%, а до охлаждения 24%.

Газ ПСС-Э находит применение для отжига и нормализации средне- и высокоуглеродистой легированной стали, для нагрева под закалку быстрорежущей стали и для цементации. Схема получения контролируемой атмосферы газа ПСС-3 показана на рис. 141.

Газодувка / засасывает одновременно воздух и газ. Воздух из атмосферы поступает через фильтр 2, а газ перед смесителем 3 проходит предварительно через регулятор давления 4, расходо­мер 5 и регулятор нулевого давления 6, который поддерживает давление газа перед смесителем, близкое к нулевому.

Смеситель автоматически дозирует количество газа и воздуха в газовоздушной смеси. Таким образом, газовоздушная смесь постоянного состава засасывается газодувкой и направляется к горелкам 7. Генератор приводится в действие с помощью ручной горелки 8. Перед горелками 7 устанавливают пламегаситель 9,

предохраняющий от проникновения пламени в трубопровод при обратном его выбросе. Газовоздушная смесь сжигается в гене­раторе 10, а продукты горения пропускаются через трубчатый охладитель 11, в котором часть водяных паров конденсируется до содержания в газе 2,3% при температуре 20° G. Из охладителя продукты горения направляются в реторту 12 с раскаленным углем, в которой происходит сушка газа (содержание влаги умень­шается до 0,05%). В реторте происходят следующие реакции:

С0₂ + С -» 2С0; Н₂0 + С -» СО + Н₂. После реторты газ ста­новится контролируемой атмосферой и направляется через фильтр 13 в печь.

Эти атмосферы могут заменять экзотермические, эндотерми­ческие и аммиачные атмосферы. Кроме того, они также могут быть использованы при цементации и нитроцементации. Комбиниро­ванные генераторы для приготовления экзо- эндоатмосфер при­меняются редко, так как онитребуют больших затрат. Во ВНИИ-ЭТО разработан экзо- эндогенератор¹. В этой установке газообраз­ное топливо сжигается в камере сгорания с коэффициентом расхода воздуха меньше единицы. Продукты сгорания обогревают находящуюся внутри камеры кольцевую реторту, в которой нахо­дится катализатор. На выходе из камеры продукты сгорания представляют собой неочищенную экзотермическую атмосферу. Если же этот газ пропустить через внутреннюю реторту с рас­каленным катализатором, получается эндотермическая атмосфера.

¹ Майергойз И. И., Лившиц А. Е. и Васильев С. 3. Бюллетень изобре­тений № 21, 1968, № 221009.

В этих установках можно получать экзотермический и эндотер­мический газы раздельно.

Водородная группа. Для некоторых видов производства в печах используют водородную атмосферу. Водород в баллонах содержит следы водяных паров и кислорода. В небольших количествах могут также присутствовать примеси метана, азота, окиси и двуокиси углерода.

Водород можно получать несколькими методами: электролизом воды, при каталитической конверсии углеводородов, разложением аммиака и при производстве водяного газа. Наилучшим методом является электролиз дистиллированной воды. Для операций термической обработки водород должен быть очищен от водяных паров и примесей кислорода. Кислород удаляется при комнатной температуре каталитическим процессом соединения с водородом, образуя водяные пары, которые удаляют с помощью активиро­ванных алюминиевых осушителей, в результате чего получается газ с влажностью, соответствующей точке росы —50° С.

Водород является восстановителем, потенциал которого опре­деляется содержанием влаги. Главный недостаток водорода за­ключается в том, что он легко поглощается металлами. Это может вызвать при повышенных температурах хрупкость, особенно в высокоуглеродистых сталях. Сухой водород обезуглероживает высокоуглеродистые стали при повышенных температурах, реа­гирует с углеродом и образует метан. Сухой водород применяется для отжига нержавеющей, низколегированной и электротехни­ческих сталей, а также некоторых цветных металлов.

Водород также применяется для спекания карбидов вольфрама и тантала, для никелевой пайки нержавеющей стали из сплавов высокого сопротивления, медной пайки и отжига металлических порошков.

Взрывоопасность водорода на воздухе в любом соотношении очень велика. Поэтому при использовании водорода в печах необходимо иметь соответствующий подвод инертного газа. Обычно добавляют азот и продукты сгорания. Установки для очистки водорода ВО-6 и ВО-20 имеют производительность 6 и 20 м³1ч, рабочая температура установки 80° С.

Установки для очистки от кислорода выполняют в виде отдель­ных блоков, расположенных на щите с необходимыми приборами контроля и регулирования. Некоторые модификации имеют холо­дильную установку. Очистка осуществляется до 0,005% 0₂ мето­дом гидрирования на палладиевом катализаторе. Такой же прин­цип используется в установках для очистки от кислорода техни­ческого азота кислородных станций. Установки АЗ-125 произво­дительностью 125 м³1ч состоят из блока диссоциации аммиака, очистки и осушки газа, щитов с приборами контроля и авто­матического регулирования. Очистка осуществляется методом гидрирования в две ступени на никель-хромовом и палладиевом катализаторах. Степень очистки до 0,005% 0₂.

' Аргоновая и гелиевая группа. Для термической обработки нержавеющей стали, титана и других металлов применяются инертный газ, аргон для предохранения от протекания нежела­тельных газовых реакций и газового поглощения, а также в ка­честве защитной атмосферы при нагреве тугоплавких металлов и других целей. Из-за высокой стоимости аргон редко используется как атмосфера для термической обработки деталей, даже если детали обрабатывают^ небольших печах.

Установка для очистки аргона ИО-6 исполнение М-01 пред­ставлена на рис. 142. Установка состоит из четырех реакторов 1, представляющих собой футерованные электропечи, четырех про-тивоточных холодильников 2, фильтра 3 и осушителя 4. В рабочем пространстве реакторов, находятся реторты с поглотителями. Для обеспечения непрерывной работы все аппараты установки дублируются. В результате этого регенерация поглотителей может происходить во время работы установки. В данной установке достигается глубокая очистка аргона (марки А и Б) от примесей — кислорода, азота, водорода и влаги.

Ниже приведена техническая характеристика установки:

При выборе защитной атмосферы для печей важную роль играет их стоимость, особенно высока стоимость аргона. Из дру­гих атмосфер дорогостоящими являются водород, азот, диссо­циированный аммиак и экзотермический газ. Но стоимость этих атмосфер в десятки и даже сотни раз ниже аргона.

Паровая группа. Паровая атмосфера может быть применена как атмосфера для безокислительного отпуска и снятия напря­жения при температурах 350—650° С. Пар образует на поверх­ности металла твердую, тонкую темно-синюю окисную пленку. Эта окисная пленка толщиной 0,001—0,007 мм улучшает неко­торые свойства многих изделий. Стойкость режущих лезвий ин­струментов из быстрорежущей стали, как, например, сверл, метчиков, фрез, если они обработаны паром после отпуска и окон-

чательного шлифования, увеличивается на 50—100%. Во время обработки на станках окисная пленка инструментов предотвра­щает приваривание металлической стружки и, удерживая смазы­вающее масло на поверхности, уменьшает коэффициент трения между стружкой и инструментом и понижает нагрев от трения. Обработка паром при температуре 350° С и выше повышает сопротивление износу и коррозии. Перед обработкой паром

Рис. 142. Установка для очистки аргона ИО-6

поверхность детали должна быть чистой и неокисленной, тогда получается однородное покрытие пленкой. Чтобы предохранить детали от конденсации пара и ржавения, пар не должен под­водиться к деталям, если они не нагреты выше 100° С.

Обработка паром эффективна, когда на деталях образуется пленка магнитной окиси железа Fe_s0₄. Эта пленка образуется, если обработка ведется сухим паром. При наличии влаги в паре на поверхности деталей образуется пленка из Fe₂0₃, препят­ствующая образованию окиси железа Fe₃0₄. Поэтому пар, который подается в печь, нужно снова нагревать. Воздух должен быть удален из печи при температуре не выше 425° С, для того чтобы

получить на деталях пленку темно-синего цвета вместо нежела­тельного коричневого.

Обработку паром производят в специально оборудованных шахтных печах типа СШП. Для инструментов из быстрорежущей стали обработка паром ведется по следующему режиму: нагрев до температуры 540—560° С, выдержка в печи в течение 30 мин и охлаждение в подогретом масле.

Дата добавления: 2015-06-27