Термообработка. Современные методы обеспечения защитной атмосферы

С.Л. Кузовников – коммерческий директор ОАО «Линде Уралтехгаз»

Н.М. Ткачук – технический директор ОАО «Линде Уралтехгаз»

Д.Д. Лащенко – руководитель направления металлургии ОАО «Линде Уралтехгаз»

Известно, что качество изделий, подвергшихся термической обработке, значительно зависит от применяемой атмосферы в печи. Производители всегда нуждаются в безупречно сбалансированных составах атмосферы и условиях термической обработки для получения продукции с высококачественной поверхностью. Для эффективного отжига, науглероживания и пайки необходимы решения, устраняющие дорогостоящую пастообработку термобработанных изделий и снижающие затраты, связанные с наличием брака из-за неконтролируемой атмосферы печи. Компания Linde разработала особые системы CARBOFLEX® (рис. 1) HYDROFLEX® (рис. 6), которые гарантируют проведение стабильных управляемых процессов термообработки. В зависимости от типа печи и конкретного вида продукции системы управления оптимизируют состав атмосферы. Более того, эти системы позволяют создать различный состав атмосферы в каждой зоне печи, а так же помогают снизить общий расход природного газа и затраты на обслуживание. Из целей безопасности, на входе и выходе печи концентрация воспламеняющихся газов не превышает 5%.Технологические решения CARBOFLEX® и HYDROFLEX®, использующие химические свойства водорода, азота и оксида углерода, помогают не только предотвратить нежелательное окисление, а так же и нежелательное насыщение углеродом либо азотом. Контроль газового состава, предусмотренный в этих системах, позволяет постоянно поддерживать требуемое соотношение как между восстановительными и окислительными, так и между науглероживающими и обезуглероживающими компонентами газовой смеси. Использование CARBOFLEX® и HYDROFLEX® обеспечивает не просто требуемое качество поверхности изделий после термической обработки, но и гарантирует высокую безопасность проводимых работ.Система CARBOFLEX®, в зависимости от процессов термообработки, типа печи и изделия, может использовать различные технологии и оборудование: CARBOCAT®, CARBOTHAN® и CARBOJET®. Состав каждоготехнического решения и соответствующей газовой среды зависит от специфики процесса термообработки, типа печи и выпускаемой продукции.

На рис. 2 представлена технология CARBOCAT®. CARBOCAT® это генератор эндогаза, устанавливаемый непосредственно в рабочую зону печи и используемый при отжиге изделий из углеродистых сталей. CARBOCAT® позволяет экономично генерировать газ в каталитической трубчатой горелке. Генератор CARBOCAT® может использоваться для создания защитной атмосферы в печах при температурах от 550 0С до 1050 0С. В одной печи может быть установлено несколько реакционных аппаратов для создания разных газовых сред в различных зонах.

Рис. 1. Принципиальная схема работы системы CARBOFLEX®

Рис. 2. Принципиальная схема работы технологии CARBOCAT®

В печи происходит химическое взаимодействие согласно приведенному ниже выражению.

СН4+2,4 Воздух (0,5О2+1,9N2) = СО + 2Н2+1,9N2

Таким образом, из 1 м3 природного газа и 2,4 м3 воздуха получается 4,9 м3 реактивного газа.Комбинирование содержаний азота, оксида углерода и водорода позволяет  достичь оптимального контроля атмосферы для проведения требуемой термической обработки. Поток газа автоматически регулируется системой контроля,  что позволяет достичь значительного снижения расхода защитной атмосферы. Особо следует отметить, что система CARBOCAT® совместима с любыми методическими печами и при ее использовании отсутствует необходимость в наличии трубопровода между генератором и печью.

На рис. 3 представлена принципиальная схема технологии CARBOJET®. CARBOJET®производит высокоскоростное вдувание смеси азота и природного газа в печь.

Рис. 3. Принципиальная схема технологииCARBOJET®

Путем вдувания газовой смеси с высокой скоростью (250-300 м/с) через специально разработанные фурмы, CARBOJET® создается интенсивное перемешивание, что приводит к равномерному нагреву и распределению газа по всему объему зоны печи, в которой установлены фурмы. Высокоскоростная форсунка CARBOJET® позволяет при помощи 1 м³ газа обеспечить циркуляцию 30 м³ атмосферы печи. CARBOJET® - это технология, которая прежде всего позволяет улучшить циркуляцию атмосферы в печах, в которых отсутствует вентилятор. Следует отметить, что при использовании CARBOJET® в результате лучшего теплопереноса в печи наблюдается более высокая однородность свойств по длине обрабатываемых изделий.

На рис. 4 представлена принципиальная схема работы технологии CARBOTHAN®. CARBOTHAN® создает в печи защитную атмосферудля отжига, закалки и цементации стали. Азот поставляется и хранится в емкостях, оксид углерода и водород поступают из эндогаза либо из расщепленного метанола.

Рис. 4. Принципиальная схема работы технологии CARBOTHAN®

Трубка с форсункой (рис. 5) быстро и эффективно впрыскивает газовую смесь нужного состава в печь. Система CARBOTHAN® представляет собой легко поддерживаемую и гибкую систему генерации газовой среды азота, водорода и оксида углерода, которая поможет Вам уменьшить потребление природного газа и стоимость технического обслуживания.

Рис. 5. Трубка с форсункой CARBOTHAN®

На рис. 6 представлена принципиальная схема работы системы HYDROFLEX®. HYDROFLEX® - это технология позволяющая производить светлый отжиг изделий из нержавеющей стали и меди. Даная технология позволяет смешивать азот и водород в различных соотношениях (индивидуальное для каждого вида материала и изделия), что дает возможность получать отличное качество поверхности при экономном расходе водорода.

Рис. 6. Принципиальная схема работы системы HYDROFLEX®

Данная технология успешно применяется как в проходных, так и камерных печах. С помощью системы HYDROFLEX® возможно подбирать требуемую газовую среду для отжига и осуществлять активный контроль ее параметров, что обеспечивает стабильность, безопасность и бесперебойность производственного процесса.При необходимости предотвращения насыщения поверхности металла азотом, HYDROFLEX® позволяет работать на чистом водороде или смеси водород/аргон.

Используя данную технологию в проходной печи, возможно не только изменять состав атмосферы, регулировать расход азота и водорода, но также создавать различную атмосферу в различных зонах печи. Медь или нержавеющая сталь, отжиг или пайка, водород или азот, для любых технологических циклов HYDROFLEX® обеспечит именно ту газовую среду, которая необходима для вашего производственного процесса.

Блок управления является центральным звеном систем управления газовой средой CARBOFLEX® и HYDROFLEX® (рис. 7). При обнаружении возмущений блок управления моментально реагирует на ситуацию и производит все необходимые корректировки потоков и состава подаваемых газов.Основными компонентами системы являются: персональный компьютер с сенсорным экраном, программируемый логический контроллер и система забора и анализа проб атмосферы. Результаты анализа атмосферы сравниваются с установленными параметрами, и разница между фактическими и установленными значениями является основанием для ее корректировки. Преимущества нашей системы контроля атмосферы включают экономное использование газа (автоматическое регулирование потребления), выбор соответствующего режима, а также запись и хранение технологических показателей в базе данных.

Рис. 7. Шкафы управления системами CARBOFLEX® и HYDROFLEX®

  • Преимущества использования систем CARBOFLEX® и HYDROFLEX® следующие:
  • Точное автоматическое регулирование состава атмосферы.
  • Безопасность работы с направленным потоком горючих газов в горячие зоны печи.
  • Снижение общего потребления газа по сравнению с другими системами.
  • Использование специальных программ холостых режимов, которые позволяют минимизировать потребление газа при  простое оборудования.
  • Сирена при отключении от заданных параметров.
  • Легкий доступ к сохранëнным параметрам процесса.
  • Интуитивно-понятийный графический интерфейс.
  • Легкость интеграции с существующими блоками управления.
  • Заблаговременное уведомление о необходимости технического обслуживания оборудования.
  • Простота монтажа и легкость эксплуатации.
  • Низкие расходы на обслуживание и ремонты.
  • Экономия рабочего пространства.


Услуги

Аренда баллонов
Аренда паллет
Централизованная доставка продукци
Профилактический осмотр баллонов
Ремонт баллонов
Инсталляция криогенного оборудования

Продукция

Газы технические и криогенные жидкости
Пищевые газовые смеси
Сварочные газовые смеси
Специальные газы
Прочие материалы

Контакты

Адрес:

Россия, 620050, г.Екатеринбург, ул. Монтажников, 3

Тел/Факс:

Тел.приемная: (343) 235-50-50

Cлужба продаж:

(343) 373-67-47

(343) 236-36-36, 251-50-50

КОНТАКТЫ

E-mail:

E-mail: ru-ekt@linde.com