УСТАНОВКИ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОНТРОЛИРУЕМЫХ АТМОСФЕР

 

6.2.1. Состав контролируемых атмосфер, применяемых при термической обработке

 

 

Исходя из условий химического взаимодействия компонентов атмосфер с металлами и сплавами по вышеупомянутым реакциям, которые могут проте- кать отдельно или совместно, а также, учитывая способ производства той или иной атмосферы, равновесные защитные газы можно разделить по составу на шесть основных типов:

I Водород - водяной пар - азот.

II Водород – метан - водяной пар - азот.

Ш Водород - водяной пар - оксид углерода - азот.

IIIА Водород - водяной пар - оксид углерода - метан- азот.

IV Оксид углерода - диоксид углерода - азот.

V Оксид углерода - диоксид углерода - водород - водяной пар - азот

VA Оксид углерода - диокcид углерода - водород - водяной пар -метан -

азот.

VI Азот - оксид углерода - водород.

VIA Азот - водяной пар - водород

Из перечисленных выше защитных газов находят широкое применение в металлургии и машиностроении четыре типа атмосфер, приведенных в табл. 6.3, где указаны способы приготовления, составы, коэффициенты расхода воз­духа α. Это атмосферы I, III, V, VA и VIA типов.

Данная классификация и условные обозначения, указанные в табл. 6.3 и принятые в России, впервые введены А.А.Шмыковым [25] и расшифровыва­ются следующим образом:

ПС - продукты сжигания газа, диссоциированного аммиака.

ПСС - продукты сжигания газа осушенные (нпо неочищенные от CO₂).

ПСО - продукты сжигания газа очищенные и осушенные

ПСВ - продукты сжигания водорода или аммиака.

ГК-ВО - крекинг - газ, полученный в реторте с внешним обогревом.

В - водородная атмосфера.

ДА - диссоциированный аммиак.

А - азотная атмосфера.

Далее следуют цифры, обозначающие коэффициент расхода воздуха α.

Каждая из этих атмосфер имеет характерные особенности:

 

1. Водород - водяной пар - азот.

Водородная атмосфера - чистый баллонный водород или водород получае­мый электролизом воды. Атмосфера В-ДА - водород, получаемый диссоциаци­ей аммиака Атмосфера ПСВ-α - продукты частичного сжигания водорода с различным коэффициентом расхода воздуха.

Водородная атмосфера является равновесной при взаимодействии с желе­зом и легирующими элементами и всегда обезуглероживающей. Чем выше сте­пень осушки, тем меньше обезуглероживающий эффект. Глубока осушенная атмосфера является единственно применимой для сталей с высоким содержани­ем хрома, марганца, титана.

 

 

2. Водород - пары воды - оксид углерода - азот.

Эндотермическая атмосфера вырабатывается в эндотермии

pax. Взаимодействие данной атмосферы с металлами и сплава

 ется и регулируется направлением реакций (6.2), (6.3), 6.8)

Таб

Характеристика основных типов контролируемых ат

применяемых в промышленности [23, 24, 27

Тип атмосфер	Способы получения	Обозначение	α	Состав атмосферы, %
				СО	СО2	Н2	CH4
H2-H2O-N2	Электролиз воды	В(Н2)	—	—	—	100	—
	Диссоциация аммиака	В-ДА	—	—	-	75	—
	Частичное сжигание Н2	ПСВ-α	0, 7... 0, 9	—	—	7... 25	-
H2-H2O-CO2-(CH4)	Крекинг углеводородов	ПС-α Э КГ-ВО эндогаз	0, 25... 0, 35	13... 20	0, 5... 6, 0	8... 40	до 1, 5
СО-СО2-H2-H2O-N2-(CH4)	Сжигание пром. газов	ПС-α экогаз богатый	0, 45... 0, 6	7... 10	0, 05...4	10... 20	1
		бедный	0, 80... 0, 95	0, 05	0, 05...10	0, 5	0
N2-H2	Очистка технического азота водородом	А(N2)	-	-	-	4	-

Реакция Fe + СО₂ = FeO + СО протекает в обратном направ

 восстановления оксидов ввиду отсутствия в составе атмосфер

 рода.

Во внешней среде состав атмосферы регулируется протека

дяного газа (6.4).

Атмосфера обеспечивает постоянство углеродного потен

 определенном и очень малом содержании водяного пара.

Эндотермическая атмосфера является восстановительной и

 стали.

3. Оксид углерода - диоксид углерода - водород - водяной пар

Экзотермическая атмосфера - продукты сгорания промышленных углеводо­родных газов. Взаимодействие данной атмосферы с металлами и сплавами ре­гулируется направлением реакций (6.2) и (6.3). Состав атмосферы во внешней среде в зависимости от температуры регулируется направлением реакции водя­ного газа (6.4).

В составе атмосферы присутствуют диоксид углерода и водяной пар. со­держание которых превышает равновесное для реакдай взаимодействия этих газов с углеродом в стали. Поэтому реакции (6.6) и (6.8) протекают в направле­нии обезуглероживания средне- и высокоуглеродистых сталей. По отношению к железу атмосфера равновесна. Бедная экзотермическая атмосфера может быть восстановительной.

Регулирование состава данной атмосферы проводят по двум параметрам: содержанию диоксида углерода и водяного пара (путем добавки метана).

4. Азот - водород.

Для получения азотной атмосферы используется технический азот с оста­точным содержанием кислорода 0, 5...5, 0%. Она защищает сталь от окисления, но обезуглероживает ее. Используется в промышленности для светлого отжига низкоуглеродистой стали при условии практически полного отсутствия отложе­ний сажистого уптерода.

Атмосфера чистого азота может приводить к азотированию сталей, содер­жащих элементы с большим сродством к азоту (хром, титан) [23].

 

⇐ Предыдущая27282930313233343536Следующая ⇒

Поделиться: