СИСТЕМЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КОНТРОЛИРУЕМЫХ АТМОСФЕР НА ПРОМЫШЛЕННОМ ПРЕДПРИЯТИИ

Важное значение имеет рациональный выбор схемы снабжения печей и печных агрегатов контролируемыми атмосферами. При использовании экзотермических атмосфер или атмосфер из аммиака генераторы обычно устанавливаются на специальном участке цеха и все печи снабжаются атмосферой централизованно, по общей магистрали. Если производится экзотермическая атмосфера двух типов (например, очищенный и неочищенный экзогазы), оба типа атмосферы подаются к печам по различным магистралям.

Труднее осуществить выбор схемы снабжения атмосферами типа эндо- или экзоэндогаза при цементации или нитроцементации. Это связано с тем, что для различных зон цемента­ционных печей требуется ат­мосфера различного состава.

В настоящее время наибо­лее целесообразной для круп­ных цехов серийного или мас­сового производства является централизованная схема снаб­жения атмосферой эндо- или эндоэкзогаза. Пример "выполне­ния такой схемы приведен на рис. 3.26. В соответствии с этой схемой генераторы, установлен­ные на генераторном участке цеха, подают в одну общую магистраль атмосферу одного и того же постоянного соста­ва, обеспечиваемого системой автоматического регулирова­ния непосредственно на каж­дом генераторе. Регулиро­вание осуществляется по импульсу (составу газа), взятому на вы­ходе из генератора (обычно по содержанию одного из компонен­тов _ С02 или Н20). При низком углеродном потенциале атмо­сферы регулирующий прибор на генераторе дает команду на изменение состава исходных компонентов (например, соотношения природный газ —воздух). В результате углеродный потенциал повышается и поступает обратная команда. Углеродный потенциал атмосферы при необходимости изменяется непосредственно на печи: повышается путем введения углеводородов или понижается посредством добавки окисляющих компонентов (неочищенного экзогаза, воздуха) непосредственно в печь. Для поддержания угле­родного потенциала печи оборудуются собственной системой авто­матического регулирования, действующей по анализу пробы газа непосредственно из печи.

Централизованная схема дает возможность применять генера­торы высокой производительности. Это позволяет удешевить производство атмосферы, сэкономить площадь, облегчить условия эксплуатации. Централизованную схему следует применять при закалке, цементации и нитроцементации близких по составу марок сталей, когда режимы термообработки мало отличаются друг от друга.

При обработке деталей по различным технологическим процес­сам, при использовании печей периодического действия, а также когда необходимо обеспечить особо высокие требования к качеству насыщения, применяется

автономная схема снабжения атмосферой. По этой схеме генератор ставится непосредственно у каждой печи. Иногда для каждой зоны печи применяется отдельный генератор. При такой схеме состав атмосферы в генераторе регулируется непо­средственно по анализу газов из печи по схеме обратной связи. Схема позволяет повысить точность регулирования состава в печи за счет

автоматического учета практически всех возмущений, изменяющих углеродный потенциал (подсосы воздуха через неплотности печи, другие загрязнения) и уменьшить его инер­ционность. Однако преимущества автономной схемы ограничи­ваются тем, что при необходимости поддержания высокого угле­родного потенциала атмосферы (например, для зоны насыщения) ее приготавливают при повышенной концентрации углеводородов в исходной смеси, что ускоряет засаживание катализатора, т. е. при этом ухудшаются эксплуатационные характеристики. Если же высокий углеродный потенциал обеспечивать добавкой углеводо­родов непосредственно в печь, а на генераторе поддерживать умеренный потенциал, многие преимущества автономной схемы теряются. Кроме того, необходимость установки около каждой печи или у каждой зоны по отдельному генератору повышает капиталь­ные и текущие затраты.

Весьма перспективной является комбинированная схема снабжения, сочетающая особенности как централизо­ванной, так и автономной. По этой схеме те зоны, которые не тре­буют точного регулирования, снабжаются по централизованной схеме, а зоны, в которых осуществляется окончательное формиро­вание диффузионного слоя,— по автономной. Например, эндогаз со сравнительно невысоким углеродным потенциалом по централизованной схеме поступает в закалочные печи, в зоны нагрева и интенсивного насыщения цементационных печей. В зоне интен­сивного насыщения углеродный потенциал повышается до предель­ного значения добавкой углеводородов непосредственно в печь. В зоны диффузионного выравнивания, в которых окончательно формируется слой, эндогаз подается от отдельного небольшого генератора по автономной схеме с регулированием по импульсу из печи.