RU2044241C1

RU2044241C1 - Furnace for chemical heat treatment of products

Info

Publication number: RU2044241C1
Application number: RU93013240A
Authority: RU
Inventors: Юрий Иванович Максимов
Original assignee: Юрий Иванович Максимов
Priority date: 1993-03-13
Filing date: 1993-03-13
Publication date: 1995-09-20

Abstract

FIELD: chemical heat treatment of products. SUBSTANCE: furnace has body 1 accommodating muffle 2 with heater 3 used as working chamber. Body 1 uses cover 4, to which reaction gas supply line 6 and exhaust gas line 7 are connected. Installed in the working chamber of muffle 2 on line 6 is acoustic vibrations generator 9 controlled in frequency of acoustic carries a magnetic circuit. EFFECT: enhanced furnace capacity due to intensification of production process. 2 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при газовой химико-термической обработке металлических изделий. The invention relates to metallurgy and can be used in gas chemical-heat treatment of metal products.

Известна печь для химико-термической обработки изделий, преимущественно нитроцементации в кипящем слое катализатора [1] Печь содержит рабочую камеру со слоем мелкоразмерных частиц и теплоносителя, нагреватели, газораспределительную решетку, вибратор и источник подачи реакционного газа под давлением, соединенный с рабочей камерой посредством вибратора. Колебательное движение от вибратора через механические связи передается патрубку, по которому в муфель печи поступает рабочий газ. В результате колебания происходит интенсификация процесса химико-термической обработки. Known furnace for chemical-thermal treatment of products, mainly nitrocarburizing in a fluidized bed of catalyst [1], the Furnace contains a working chamber with a layer of small particles and a coolant, heaters, gas distribution grid, a vibrator and a source of supply of reaction gas under pressure, connected to the working chamber by means of a vibrator. Oscillatory movement from the vibrator through mechanical connections is transmitted to the pipe, through which the working gas enters the muffle of the furnace. As a result of the oscillation, the process of chemical-thermal treatment is intensified.

Недостатками этого технического решения сложность получения широкого диапазона частоты вибрации, низкая надежность и высокая энергоемкость из-за наличия механических звеньев. The disadvantages of this technical solution is the difficulty of obtaining a wide range of vibration frequencies, low reliability and high energy consumption due to the presence of mechanical links.

Известна также установка для проведения технологических процессов в пульсирующей среде, содержащая рабочую камеру, снабженную приспособлением для подачи обрабатываемого материала и потока горячих газов. Установка содержит также генератор акустических колебаний, регулируемый по частоте звуковых волн. Выбор частоты обеспечивается приспособлением для настройки [2]
Недостатком известной установки является то, что она не предназначена для проведения химико-термической обработки стальных изделий, т.е. имеет другое назначение.Also known is an apparatus for carrying out technological processes in a pulsating medium, comprising a working chamber equipped with a device for supplying the processed material and the flow of hot gases. The installation also contains an acoustic oscillator, adjustable in frequency of sound waves. The choice of frequency is provided by the tuning device [2]
A disadvantage of the known installation is that it is not intended for chemical-thermal treatment of steel products, i.e. has a different purpose.

Наиболее близкой к заявляемому техническому решению является печь для химико-термической обработки изделий, содержащая рабочую камеру, нагреватель, крышку, магистрали для подачи реакционного газа и отвода отработанного газа [3]
Недостаток указанной печи низкая производительность.Closest to the claimed technical solution is a furnace for chemical-thermal processing of products containing a working chamber, heater, cover, lines for supplying reaction gas and exhaust gas [3]
The disadvantage of this furnace is low productivity.

Цель изобретения увеличение производительности печи за счет дополнительной активации реакционного газа акустическим полем, создаваемым генератором акустических колебаний, который снабжен магнитной системой и установлен на магистрали подачи реакционного газа. The purpose of the invention is to increase the productivity of the furnace due to the additional activation of the reaction gas by an acoustic field created by an acoustic oscillation generator, which is equipped with a magnetic system and is installed on the reaction gas supply line.

На фиг. 1 представлена печь, частичный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows a furnace, partial section; in FIG. 2, section AA in FIG. 1.

Печь состоит из корпуса 1, в котором установлен муфель 2 с нагревателем 3, являющийся рабочей камерой печи. Корпус 1 снабжен крышкой 4, в которой размещен теплозащитный патрон 5. К крышке 4 подведена магистраль 6 подачи реакционного газа и магистраль 7 отвода отработанных газов. Под крышкой 4 размещена садка 8 для обрабатываемых изделий. В рабочей камере муфеля 2 на магистрали подачи реакционного газа 6 установлен генератор 9 акустических колебаний. Он выполнен в виде свистка и, как один из вариантов, состоит из корпуса 10 с отверстием 11 и втулки 12. Втулка 12 имеет канал 13 для прохождения реакционного газа, соединенный с магистралью 6 и меньшего диаметра на выходе. Корпус 10 и втулка 12 образуют камеру 14 резонатора генератора 9 акустических колебаний. Объем резонатора может изменяться в зависимости от взаимного положения корпуса 10 и втулки 12. На втулке 12 генератора установлена магнитная система, состоящая из катушки 15 индуктивности и магнитопровода 16. Катушка 15 также имеет канал 17 для прохождения реакционного газа в виде лабиринта, образованного втулками 18 и 19. The furnace consists of a housing 1, in which a muffle 2 with a heater 3 is installed, which is the working chamber of the furnace. The housing 1 is provided with a lid 4, in which a heat-shielding cartridge 5 is placed. A lid 4 has a reaction gas supply line 6 and an exhaust gas exhaust pipe 7. Under the cover 4 there is a cage 8 for the processed products. In the working chamber of the muffle 2 on the supply line of the reaction gas 6, an acoustic oscillator 9 is installed. It is made in the form of a whistle and, as one of the options, consists of a housing 10 with an opening 11 and a sleeve 12. The sleeve 12 has a channel 13 for the passage of reaction gas, connected to the highway 6 and a smaller diameter at the outlet. The housing 10 and the sleeve 12 form a chamber 14 of the resonator of the generator 9 of acoustic vibrations. The volume of the resonator may vary depending on the relative position of the housing 10 and the sleeve 12. A magnetic system is installed on the generator sleeve 12, consisting of an inductor 15 and a magnetic circuit 16. The coil 15 also has a channel 17 for passage of the reaction gas in the form of a labyrinth formed by the sleeves 18 and nineteen.

Печь работает следующим образом. The furnace operates as follows.

В рабочую камеру муфеля 2 помещают садку 8 с изделиями, подлежащими химико-термической обработке и закрывают ее крышкой 4. Печь выводят с помощью нагревателя 3 на заданный тепловой режим, а по магистрали 6 через генератор 9 акустических колебаний вводят реакционный газ. Одновременно на катушку 15 подают напряжение для создания магнитного поля. При прохождении через лабиринт каналов во втулках 18 и 19 реакционный газ многократно пересекает магнитные силовые линии поля, в результате чего он активизируется. Затем реакционный газ поступает в генератор 9, работающий от энергии проходящего через него газа и далее в рабочую камеру муфеля 2. В муфель 2 поступает вибрирующий реакционный газ, активированный магнитным полем, который ускоряет химико-термическую обработку изделий. По окончании технологического процесса нагреватель 3 отключают, происходит охлаждение. Процесс закончен, садка 8 с изделиями извлекается из муфеля 2. In the working chamber of the muffle 2, a cage 8 is placed with the products to be chemically-heat treated and closed with a lid 4. The furnace is brought out with the help of a heater 3 to a predetermined thermal regime, and reaction gas is introduced through a line 6 through an acoustic oscillator 9. At the same time, voltage is applied to the coil 15 to create a magnetic field. When passing through a labyrinth of channels in bushings 18 and 19, the reaction gas repeatedly crosses the magnetic field lines of force, as a result of which it is activated. Then the reaction gas enters the generator 9, which is powered by the energy of the gas passing through it and then into the working chamber of the muffle 2. The vibrating reaction gas activated by a magnetic field enters the muffle 2, which accelerates the chemical-thermal treatment of the products. At the end of the process, the heater 3 is turned off, cooling occurs. The process is completed, cage 8 with products is removed from the muffle 2.

Преимуществом предложенного технического решения является повышение производительности химико-термической обработки изделий за счет сокращения продолжительности обработки, достигаемого использованием дополнительно активированного реакционного газа. Конструктивные особенности заявляемой печи обеспечивают дополнительную активацию реакционного газа за счет воздействия на него магнитного поля и прохождения газа через зону формирования акустического поля (акустические колебания большой амплитуды). The advantage of the proposed technical solution is to increase the productivity of chemical-thermal treatment of products by reducing the processing time achieved by using additionally activated reaction gas. The design features of the inventive furnace provide additional activation of the reaction gas due to exposure to a magnetic field and the passage of gas through the zone of formation of the acoustic field (large-amplitude acoustic vibrations).

Claims

FURNACE FOR CHEMICAL-THERMAL PROCESSING OF PRODUCTS, comprising a working chamber with a lid, a heater, reaction gas supply and exhaust gas pipes, characterized in that it is equipped with an acoustic oscillator installed in the working chamber on the reaction gas supply line, which is controlled by the frequency of sound waves , and a magnetic system located on an acoustic oscillator.