Mga paliguan ng asin — aparato at aplikasyon

Kapag pinainit ang mga produkto sa likido, dahil sa mataas na halaga ng koepisyent ng paglipat ng init mula sa likido patungo sa metal, ang isang makabuluhang mas mataas na rate ng pag-init ay maaaring makamit. Sa kabilang banda, dahil sa mas mataas na thermal conductivity ng mga likido kumpara sa mga gas, ang pamamahagi ng temperatura sa kanila ay dapat na mas pare-pareho, at samakatuwid ang pag-init ng mga indibidwal na produkto o bahagi ng produkto ay magaganap sa ilalim ng parehong mga kondisyon.

Ang pinakamabilis na rate ng pag-init ay maaaring makamit sa isang likidong metal tulad ng tinunaw na tingga. Ang lead bath ay isang iron crucible na puno ng lead, na nakalagay sa loob baras electric pugon sa ilalim ng takip ng tambutso. Kapag ang lead ay natutunaw at umabot sa isang paunang natukoy na temperatura, ang mga maliliit na bahagi ay ibinaba dito, na mabilis na pinainit, halimbawa, para sa pagsusubo o pag-temperatura, habang ang thermal conductivity ng lead ay nagsisiguro ng isang mataas na pagkakapareho ng pag-init ng mga bahagi na nahuhulog dito. ngunit ang lead bath ay may ilang makabuluhang depekto:

• nakakapinsalang trabaho na may tingga, lalo na sa mataas na temperatura,

• imposibilidad ng paggamit para sa pagpainit sa mga temperaturang higit sa 800 ° C (sa mas mataas na temperatura, ang tingga ay sumisingaw nang husto),

• mababang kapasidad ng init ng tingga, dahil sa mabilis itong lumalamig kapag inilubog sa mas malalaking bahagi.

Dahil dito, limitado lamang ang paggamit ng mga lead bath. Hindi tulad ng tingga, ang iba't ibang mga asing-gamot, nitrates at base ay nakahanap ng mas malawak na aplikasyon. Dahil ang isang bilang ng mga salts, nitrates, at mga base na ginamit ay may ibang-iba na mga punto ng pagkatunaw, para sa anumang temperatura sa hanay mula 250 hanggang 1300 °C, maaaring piliin ang ganoong asin o pinaghalong mga asin upang mag-evaporate nang kaunti sa temperaturang iyon at sa parehong temperatura. ang oras ay likido. Ang talahanayan 1 ay nagbibigay ng mga punto ng pagkatunaw at mga larangan ng aplikasyon ng ilang mga asing-gamot at nitrates.

Ang mga paliguan ng asin at asin ay nakabubuo bilang mga paliguan na may panlabas na pag-init, mga paliguan na may panloob na mga heater at mga electrodes... Ang unang dalawang uri ay ginagawa sa medyo mababang temperatura — ang mga ito ay pangunahin sa mga saltpeter at alkaline na paliguan na ginagamit para sa heat treatment ng mga profile at mga sheet ng light alloys (450 -525 °C).

Ang mga panlabas na pinainitang salt bath ay isang hugis-parihaba o pabilog na sisidlan na hinangin mula sa plain carbon steel na inilagay sa isang baras na may mga metal na pampainit.

Ang mga paliguan ng asin na may mga panloob na pampainit ay ginawang pareho, ngunit walang mga panlabas na elemento ng pag-init, at sa halip ay ang tubular hermetic heating elements ay nahuhulog sa nitrate. Mayroon silang makabuluhang pakinabang:

1. Bahagyang mas maliliit na dimensyon at mas mababang pagkawala ng init kumpara sa mga panlabas na pampainit na paliguan,

2. ang pagkonsumo ng mga haluang metal sa pag-init sa kanila ay sampung beses na mas maliit,

3.Ang mga ito ay mas ligtas dahil ang mga nitrates ay maaaring sumabog kapag nag-overheat sa pagkakaroon ng mga iron oxide, at ang gayong sobrang pag-init sa mga panlabas na heating bath ay maaaring mangyari dahil sa kontaminasyon ng mga ilalim na layer ng nitrate, na nagreresulta sa ilalim ng paliguan na sobrang init ng mga pang-ilalim na heaters.

Ang kawalan ng mga tube heaters sa nitrate bath ay ang kanilang maikling buhay ng serbisyo dahil sa mataas na temperatura at kaagnasan ng tube jacket na may nitrate.

Talahanayan 1. Natutunaw na punto at hanay ng ilang mga asin

Ang mga paliguan ng asin at alkalina ng parehong uri ay umaabot sa napakalaking sukat (haba na 6-8 m) at isang lakas na ilang daang kilowatts. Para sa mas mataas na temperatura, ginagamit ang mga paliguan na may elektrod. Ang mga ito ay isang metal o ceramic crucible na puno ng asin, kung saan ang mga electrodes ng metal na pinapakain ng isang step-down na transpormer na may boltahe na 8-25 V ay ibinaba.

Sa isang malamig na estado, ang asin ay halos hindi nagsasagawa ng kasalukuyang, ngunit kung ito ay pinainit ng ilang panlabas na mapagkukunan, kung gayon ang isang kasalukuyang ay itinatag sa pagitan ng mga electrodes at naglalabas ng init ng Joule sa asin. Samakatuwid, ang tinunaw na asin mismo ay nagsisilbing pampainit sa gayong mga paliguan, kung saan ang mga bagay na papainitin ay inilulubog.

Ang mga electrode bath ay may takip at panlabas na mga electrodes. Ang dating ay kasalukuyang hindi ginagamit dahil sa kanilang mababang kahusayan at hindi pantay na pag-init. Sa ganitong mga paliguan, ang kasalukuyang density sa ibabaw ng mga electrodes dahil sa malalaking sukat ng huli ay hindi mataas, samakatuwid mayroon lamang natural na thermal circulation ng asin sa kanila, na katumbas ng mga temperatura sa huli kasama ang taas. Gayunpaman, sa gayong mga paliguan ang pagkakaiba sa temperatura sa itaas at mas mababang antas ay maaaring umabot sa 20-25 ° C.

Kaya, ang pangunahing kawalan ng naturang mga paliguan ay ang hindi sapat na masinsinang sirkulasyon ng asin, na humahantong sa isang pagbawas sa rate ng pag-init ng mga produkto, at samakatuwid ay sa pagpapatakbo ng paliguan, at sa isang hindi pantay na pamamahagi ng temperatura sa loob nito. ang taas.

Bukod dito, sa mga paliguan na ito ang kasalukuyang mga linya ay pinupuno ang halos buong dami ng asin; samakatuwid ang kasalukuyang dumadaloy din sa mga produkto. Sa isang hindi kanais-nais na hugis ng huli (matalim na mga gilid, manipis na mga tulay sa pagitan ng dalawang bahagi ng produkto), ang pagtaas ng kasalukuyang densidad ay maaaring puro sa kanila, na hahantong sa sobrang pag-init at maaaring humantong sa pagtanggi o kahit na pagtunaw.

kanin. 1. Salt bath na may remote electrodes at partition: 1 — bath, 2 — cladding, 3 — apron, 4 — payong, 5 — partition: 6 — pyrometer, 7 — electrode, 8 — refractory masonry, 9 — thermal insulation.

Ang mga disadvantages na ito ay napagtagumpayan ng mga electrode salt bath na may mga panlabas na electrodes na nagiging mas at mas malawak. Sa kanila, ang mga electrodes ay dalawang rod na may isang hugis-parihaba o pabilog na seksyon, na ibinaba sa asin sa layo na 25-50 mm mula sa bawat isa.

Sa ganitong mga paliguan, halos lahat ng kasalukuyang mga linya ay matatagpuan sa puwang sa pagitan ng dalawang electrodes, samakatuwid ang mga hindi gaanong kabuluhan na alon ay dumadaan sa mga pinainit na bahagi at ang kanilang mga indibidwal na punto ay hindi uminit. Bilang karagdagan, upang ganap na ibukod ang pagpasa ng kasalukuyang sa pamamagitan ng mga bahagi, ang bahagi ng silid kung saan matatagpuan ang mga electrodes ay maaaring ihiwalay mula sa gumaganang bahagi nito sa pamamagitan ng isang partisyon (Fig. 1).

Dahil ang kasalukuyang density sa pagitan ng mga rod ay napakataas, ang asin sa pagitan ng mga ito ay sobrang init at ang matinding thermal circulation ay nagsisimula, at ang pinainit na mga particle ng asin ay tumaas sa puwang sa pagitan ng mga electrodes at sa itaas na antas ay naghihiwalay sa dami ng paliguan, habang mas malamig. ang mga mas mababang layer ay pumapasok sa interelectrode space sa ibaba.

Sa napakataas na kasalukuyang densidad sa pagitan ng mga electrodes (mga 15-25 A / cm2), ang mga puwersa ng electromagnetic ay nagsisimulang mangingibabaw, na naghahagis ng asin pababa sa interelectrode space, bilang isang resulta kung saan ang direksyon ng sirkulasyon ay bumabaligtad at ang intensity nito ay tumataas. Ang ganitong sapilitang sirkulasyon ng asin ay makabuluhang pinatataas ang parehong koepisyent ng paglipat ng init mula sa asin sa mga produkto at ang pagkakapareho ng pag-init ng mga produkto kasama ang taas ng mga paliguan (hanggang sa ± 3 ° C).

Dahil sa nabanggit na mga pakinabang, ang mga paliguan na may mga panlabas na electrodes ay kamakailan-lamang na ginamit nang higit pa at mas malawak. Ang mga paliguan ng asin ay ginawang single-phase at three-phase (Larawan 1) sa kapangyarihan mula 20 hanggang 150 kW at sa iba't ibang temperatura hanggang 1300 ° C. Ginagamit ang mga ito para sa pagpainit ng iba't ibang mga produkto para sa pagsusubo at pag-temper at pangunahin para sa mga tool (kabilang ang high-speed steels), pati na rin para sa isothermal annealing. Bilang karagdagan, sa pamamagitan ng pagpili ng naaangkop na komposisyon ng asin sa kanila, posible upang matiyak ang pagsasagawa ng thermochemical processing, carburizing at cyanidation operations ng steels.

Ang isang kilalang bentahe ng pagpainit sa mga paliguan ng asin ay upang takpan ang mga bagay na inalis mula sa paliguan na may manipis na layer ng asin. Pinoprotektahan ng pelikulang ito ang ibabaw ng produkto mula sa oksihenasyon sa hangin, habang kasabay nito ang pag-crack at pag-rebound kapag pinalamig o kapag inilubog sa isang cooling tank.

Ang mga metal crucibles na lumalaban sa init ng mga electrode bath na tumatakbo hanggang sa 1000 ° C ay gawa sa chromium-nickel steels, at ang kanilang buhay ng serbisyo ay maaaring ipagpalagay na 1 taon. Ang mga ceramic crucibles ay maaaring gamitin hanggang sa 1400°C, maaari silang ganap na siksikin, sunugin o tipunin mula sa mga indibidwal na pinaputok na mataas na aluminyo na ceramic na mga plato na pinagsama-sama sa isang solusyon.

Ang mga electrodes ay maaaring gawin ng chromium-nickel steels o low-carbon steels, halimbawa class 10. Ang mga electrodes ay nananatili sa mga high-temperature na paliguan sa loob ng 3-6 na buwan, sa mga medium-temperature na paliguan hanggang sa isang taon.

Ang pag-aayos ng mga takip ng salt bath ay gumaganap ng isang mahalagang papel... Ang isang bukas na salamin ng asin ay nagpapalabas ng isang halaga ng enerhiya na katumbas ng halos 5-6 beses ang pagkawala ng init ng isang saradong paliguan sa 1000 ° C. Samakatuwid, ang takip ng paliguan ay dapat na sapat na insulated , sa parehong oras dapat itong madaling i-fold pabalik o lumipat sa gilid habang naglo-load at nag-aalis. Ang isang makabuluhang pagbawas sa mga pagkawala ng salamin sa banyo ay maaaring makamit sa pamamagitan ng paglalagay ng ibabaw nito ng isang layer ng cell graphite carbon powder.

Dahil ang asin ay hindi isinasagawa sa isang malamig na estado, kinakailangan upang mapainit ito upang patakbuhin ang paliguan. Ang pinaka-maginhawa ay ang paggamit ng paunang nichrome resistance. Ang huli, bago tumigas ang paliguan, ay inilubog sa asin at nakakonekta sa dalawang electrodes. Kapag ang paliguan ay pinainit, ang kasalukuyang transpormer na dumadaloy sa paglaban ay nagpapainit nito, dahil sa kung saan ang mga layer ng asin na katabi ng paglaban ay pinainit at, sa turn, ay nagsisimulang magsagawa. Ang risistor ay pagkatapos ay pinatay at inalis mula sa asin.Para sa gayong paglaban, ang isang napakataas na tiyak na kapangyarihan sa ibabaw ng pagkakasunud-sunod ng 10-15 W / cm2 ay maaaring pahintulutan. Gayunpaman, dapat tandaan na kapag nagtatrabaho sa asin, ang nichrome ay nagiging napakarupok at nangangailangan ng maingat na paghawak.

Minsan, sa halip na isang metal na paglaban sa pagitan ng mga electrodes, pagkatapos patayin ang hurno, ang mga piraso ng electrode coal ay inilatag, na kung saan, pag-init kapag ang paliguan ay naka-on, pinainit ang asin. Sa wakas, maaari mong painitin lamang ang mga lugar ng asin malapit sa mga electrodes gamit ang isang gas burner. Ang pagpapatakbo ng pagpainit ng paliguan ay medyo mahaba, kaya kung minsan ay mas mainam na huwag palamigin ang mga paliguan sa magdamag, na iniiwan ang mga ito sa pinababang boltahe.

Bilang karagdagan sa mga intermittent electrode bath, ginagamit din ang mga tuluy-tuloy na unit... Para sa mga indibidwal na paliguan, maaaring gumamit ng conveyor belt sa itaas ng paliguan upang dalhin ang mga bahagi at isawsaw ang mga ito sa asin. Ang mga yunit para sa mga kumplikadong proseso ng paggamot sa init, na isinasagawa nang sunud-sunod sa ilang mga paliguan, ay mas kumplikado, dahil nangangailangan ito ng paglikha ng kahaliling paggalaw ng mga bahagi sa pahalang at patayong direksyon. Karaniwan, ang gawaing ito ay nalutas gamit ang isang conveyor o isang carousel na may nakakataas na aparato.

Kaya, kumpara sa mga maginoo na electric furnaces, ang mga salt bath ay may mga sumusunod na pakinabang:

1. mataas na rate ng pag-init at samakatuwid ay mataas ang pagganap para sa pantay na sukat,

2. madaling gawin ang iba't ibang uri ng thermal at thermochemical treatment,

3. proteksyon ng mga produkto mula sa oksihenasyon sa panahon ng pag-init at paglamig.

Ang mga disadvantages ng mga salt bath ay ang mga sumusunod:

1.mataas na tiyak na pagkonsumo ng enerhiya dahil sa pagtaas ng pagkawala ng init mula sa salamin sa banyo at ang pangangailangan para sa patuloy na operasyon nito dahil sa tagal at pagiging kumplikado ng pag-init (ang huli ay nagiging sanhi ng underload na operasyon),

2. medyo mataas na pagkonsumo ng asin,

3. mahirap na kondisyon sa pagtatrabaho kahit na may magandang bentilasyon.

Ang pagkalat ng mga paliguan ng asin ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na sa maraming mga kaso ang kanilang mga pakinabang ay mas malaki kaysa sa kanilang mga disadvantages.

Para sa pinakamababang temperatura, ginagamit ang mga paliguan ng langis, na ginagawa sa parehong panloob at panlabas na pag-init. Ang mga electrode boiler para sa pagpainit ng tubig at paggawa ng singaw ng tubig ay gumagana sa parehong paraan tulad ng mga electrode salt bath.