Установка для газового азотирования сталей и сплавов

 

Изобретение относится к устройствам для газового азотирования. Целью изобретения является экономия аммиака и повышение уровня автоматизации. Установка содержит емкость. 1 с аммиаком, электропечь с муфелем (М) 2, магистрали 4 и 5 подвода и отвода газа М 2, гидрозатвор, состоящий из двух термостатируемых секций (ТС) 7 и 8, входные магистрали (МА) 9 и 10 которых подключены к выходной магистрали 5 М 2, а выходные МА 11 и 12 разделены каждая на две ветви (В) 13 - 16, причем В 1-3 и 15 подключены к магистрали 4 подвода газа М 2, а В 14 и 16 - к магистрали 17 выброса нерастворимых в воде продуктов диссоциации аммиака в окружающее пространство . ТС 7 и 8 оснащены датчиками максимальной 18 и 19 и минимальной 20 и 21 концентраций аммиака в воде, термопарами 22 и 23 и нагревателями 24 и 25, связанными через систему 26 коммутации с электромагнитными клапанами 27 - 33, установленными на МА 9 и 10 подвода и на каждой из В 13 - 16 МА 11 и 12 газовой среды ТС 7 и 8 и на магистрали подвода газа в М 2 от емкости с аммиаком. При нагреве ТС 7 и 8 происходит выделение из насыщенного раствора газообразного аммиака, поступаемого в М 2 для повторного использования. Изобретение позволяет практически полностью использовать аммиак, предотвратить загрязнение окружающей среды токсичным газом, повышает уровень автоматизации процесса. 1 ил. (Л С

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)s С 23 С 8/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ т л

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ (21) 4467512/23-02 (22) 29.07.88 (46) 23.03.92. Бюл. 1Ф 11 (72) E.В. Скиданов, С.Ю. Черняк, Б.M. Гусев, B.Н. Букарев и В.Н. Горбунов (53) 621.785,532.002.5 (088.8) (56) Лахтин Ю.M. и Коган Я.Д. Азотирование стали, M.: 1976, с. 111-112.

Райцес В.Б. Технология химико-термической обработки на машиностроительных заводах. M.: 1965, с, 162 — 165. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ГАЗОВОГО АЗОТИРОВАНИЯ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ (57) Изобретение относится к устройствам для газового азотирования. Целью изобретения является экономия аммиака и повышение уровня автоматизации, Установка содержит емкость. 1 с аммиаком, электропечь с муфелем (М) 2, магистрали 4 и 5 подвода и отвода газа М 2, гидроэатвор, состоящий из двух термостатируемых секций (ТС) 7 и 8, входные магистрали (MA) 9 и

10 которых подключены к выходной магистрали 5 М2,,а выходные MA 11 и t2 разделеИзобретение относится к химико-термической обработке сталей и сплавов, в частности к устройствам для газового азотирования.

Целью изобретения является экономия аммиака и повышение уровня автоматизации.

На чертеже изображена схема установки для газового азотирования, Установка содержит емкость 1 с аммиаком, электропечь с герметичным муфелем 2, устройство 3 для регулирования расхода газа, магистрали 4 и 5 подвода и отвода газа . ,:; муфеля 2, фильтры 6 для очистки и осушки,, SU „„1721120 А1 ны каждая на две ветви (В) 13 — 16, причем

В 13 и 15 подключены к магистрали 4 подвода газа М 2, а В 14 и 16 — к магистрали 17 выброса нерастворимых в воде продуктов диссоциации аммиака в окружающее пространство. ТС 7 и 8 оснащены датчиками максимальной 18 и 19 и минимальной 20 и

21 концентраций аммиака в воде, термопарэми 22 и 23 и нагревателями 24 и 25, связанными через систему 26 коммутации с электромагнитными клапанами 27 — 33, установленными íà MA 9 и 10 подвода и на каждой из В 13 — 16 MA 11 и 12 газовой среды ТС 7 и 8 и на магистрали подвода газа в M 2 от емкости с аммиаком. При нагреве ТС 7 и 8 происходит выделение из насыщенного раствора газообразного аммиака, поступаемого в M 2 для повторного использования. Изобретение позволяет практически полностью использовать аммиак, предотвратить загрязнение окружающей среды токсичным газом, повышает уровень автоматизации процесса. 1 ил. газа, гидроэатвор, состоящий из двух термостатируемых секций 7 и 8, входные магистрали 9 и 10 которых подключены к выходной О магистрали 5 муфеля 2, а выходные магистрали 11 и 11 равделени каждая на две ветви 1р

13 — 16, причем ветви 13 и 15 подключены к д магистрали 4 подвода газа муфеля, а ветви

14 и 16 — к магистрали 17 выброса нерастворимых в воде продуктов диссоциации аммиака в окружающее . пространство, Термостатируемые секции 7 и 8 снабжены датчиками максимальной 18 и 19 и минимальной 20 и 21 концентраций аммиака в воде, термопарами 22 и 23 и нагревателями

1721120 ся клапаны 27 и 29, включаются клапаны 30 и 32..Отработанная газовая смесь поступает в термостатируемую секцию 8, По достиже- 45 нии заданной температуры раствора в термостатируемой секции 7 (50-80 С) начинается цикл 1И. Электрический сигнал от термопары 22 поступает в систему 26 коммутации, которая отключает клапан ЗЗ и включает клапан 28. Газообразный аммиак, выделяющийся при нагреве иэ раствора в термостатируемой секции 7 через клапан 28

50 по ветви 13. магистрали 4, через фильтры 6 очистки и сушки, устройство 3 для регулирования расхода аммйака, вновь поступает в муфель 2. Отработанная газовая смесь по выходной магистрали 5 муфеля через кла55

24 и 25, связанными через систему 26 коммутации с электромагнитными клапанами

27 — 33, установленными на магистралях 9 и

10 подвода и на каждой из ветвей 13 — 16 магистралей 11 и 12 отвода газовой среды 5 термостатируемых секций 7 и 8 и на магистрали 4 подвода газовой среды в муфель 2 от емкости 1 с аммиаком.

Принцип работы установки основан на использовании зависимости степени рас- 10 творимости аммиака в воде от температуры.

При нагреве насыщенного раствора аммиака в воде происходит выделение газообразного аммиака, который поступает для повторного использования в муфеле элект- 15 ропечи. Первоначальной аммиак от емкости

1 с аммиаком через клапан 33, фильтры 6 очистки и сушки, устройство 3 для регулирования расхода аммиака поступает в муфель

2 электропечи. Отработанная смесь газов, 20 содержащая аммиак, азот и водород, по выходной магистрали 5 муфеля 2 поступает по входной магистрали 9 через клапан 27 в термостатируемую секцию 7, температура воды в которой поддерживаетсяоколо20 С. 25

Аммиак растворяется в воде, Азот и водород по выходной магистрали 11 через клапан 29 по магистрали 17 выбрасывается наружу, например, в систему дожигания водорода (не показана). При этом цикле.(цикл I) клапа- 30 ны 28 — 32 находятся в закрытом состоянии.

По мере насыщения воды аммиаком в термостатируемой секции 7 уровень электролита поднимается, и по достижении максимальной концентрации газа в воде 35 замыкается электрическая цепь между датчиком 18 и внутренней токопроводящей поверхностью термостатируемой секции 7, формируется электрический сигнал, который указывает на начало цикла П. В этом 40 случае через систему 26 коммутации включается питание нагревателя 24, отключаютпан 30 поступает в термостатируемую секцию 8, где температура воды поддерживается около 20 С. Аммиак растворяется в воде, а нерастворимые в воде азот и водород через клапан 32 по ветви 16 выбрасывается наружу. При этом цикле клапаны 27, 29, 31, 33 находятся в закрытом состоянии, По мере улегучивания аммиака из раствора уровень раствора в термостатируемой секции 7 опускается и в момент размыкания электрической цепи между датчиком 20 минимальной концентрации аммиака и электролитом формируется электрический сигнал, указывающий на начало И-го цикла, В этом случае через систему 26 коммутации отключается питания нагревателя 24, отключается клапан 28, включается клапан 33.

Аммиак поступает в муфель 2 от емкости 1 с аммиаком. Отработанная газовая смесь поступает в термостатируемую секцию 8 до достижения предельной концентрации аммиака в воде. В дальнейшем порядок работы термостатируемых секций 7 и 8 аналогичен вышеописанному. Отличие лишь в том, что в этом цикле (цикле V) секция

8 работает как источник аммиака, а секция

7 — как поглотитель аммиака. Циклы I — V подачи аммиака в муфель 2 от емкости 1 и термостатируемых секций 7 и 8 в дальнейшем чередуются.

Предлагаемое техническое решение позволяет практически полностью использовать аммиак, предотвращать загрязнение окружающей среды токсичным газом, повышает уровень автоматизации технологического процесса газового азотирования, Формула изобретения

Установка для газового азотироцания сталей и сплавов, содержащая электропечь с муфелем и соединенную с муфелем магистралями подвода и отвода газа емкость с аммиаком, устройство для регулирования расхода газа, гидрозатвор, установленные на магистралях электромагнитные клапаны, систему коммутации. о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью зкономии аммиака и повышения уровня автоматизации, она снабжена датчиками максимальной и минимальной концентраций аммиака в воде, термопарами и нагревателями, расположенными в емкости гидрозатвора и связанными через систему коммутации с электромагнитными клапанами, а гидрозатвор . выполнен в виде термостатируемых секций, соединенных с магистралью подвода газа к муфелю через дополнительную ветвь отвода газа, 172112 u

Составитель Ю.Усатый

Техред М.Моргентал

Редактор Т,КУркова

Корректор C.ØåâêóH

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 930 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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