197599. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kemence atmoszféra előállítására vasötvözetekből készült termékek hőkezeléséhez és/vagy termokémiai kezeléséhez hipereutektikus hőmérsékleteken
197599 A találmány tárgya eljárás kemenceatmoszféra előállítására vasötvözetekböl készült termékek hőkezeléséhez és/vagy termőkémiai kezeléséhez hipereutektikus hőmérsékleten, elsősorban fluidágyakban, amelynek során a kiinduló szubsztrátumokat — céiszeríien előre összekeverve — a 730—1300°C hőmérsékletre felhevített reakciótérbe vezetjük be. A technika állása szerinti ismeretes olyan eljárás kemenceatmoszféra kialakítására vasötvözetből készült termékek hőkezeléséhez és/vagy Terfnokçmiai kezeléséhez 750°C feletti hőmérsékleten, amelynek során a levegő bevezetésével egyidejűleg vezetik be a szénhidrogéneket, elsősorban földgázt és propánt a konstans hőmérsékletre felhevített és katalizátorral feltöltött lepárló üstbe. A lepárló üstben az alkotóelemek átalakulása folytán olyan atmoszféra jön létre, amelynek öszszetétele általában a következő: 18—25%CO, 30-45% H2, 35-45% N2 és kismennyiségű egyéb gázok, főképpen C02, CH4,valamint H2Ó. Ennek az eljárásnak a hiányossága abban nyilvánulmeg, hogy dezaktiválja a kalálizátort, .állandó és nehézkes regenerálásra van szükség, továbbá az összetétel szabályozása igen bonyolult, hiszen az atmoszféra tulajdonságai sem szabályozhatók, ami annak tulajdonítható, hogy az összetétel igen kis eltérések hatására is — például a levegő és a szénhidrogének keverékének arányánál — nagymértékben megváltozik. Ezen túlmenően földgáz nem mindenütt áll rendelkezésre, és hasonlóképpen a propánnal való ellátottság vagy' más szénhidrogének beszerzése is nehézséggel járhat. További hiányossága az ismertetett eljárásnak, hogy az atmoszférának propánból történő előállításánál a szenynyeződések az egyéb szénhidrogénekkel vegyi reakcióba lépnek. Ismeretes továbbá egy olyar^eljárás kemenceatmoszféra előállítására, amelynek folyamán nitrogénből, szénhidrogén-, hidrogén-,. és oxigénhordozókból álló keveréket használnak fel, úgymint például metanol, vagy ecetsavas etil-észter vagy aceton és víz keverékét, amelyeket egyidejűleg vezetnek be az említett lepárló üstökbe, vagy közvetlenül a kemence reakcióterébe, ahol az eljárás illetve kezelés végbemegy. A szénhidrogén-, hidrogén- és oxigénhordozók pirolízisen és átalakuláson mennek át, és a nitrogénnel együtt olyan atmoszférát alakítanak ki, amelynek összetétele: CO, H2 és N2, csekély menynyiségü egyéb gáz, elsősorban C02. CH4, valamint H2Ó, százalékos aránya pedig megközelítőleg azonos, mint a levegő és szénhidrogén átalakulásából létrejövő atmoszférá nál. Ezen eljárás hiányossága abban jelölhető meg, hogy nitrogént kell alkalmazni, ami nem mindenütt áll rendelkezésre a szükséges 1 2 mennyiségben, illetve beszerzése költséges. A technika állása szerinti fenti, előbb ismertetett két eljárással előállított atmoszférát nem oxidáló és nem-dekarbonizálós izzításhoz alkalmazzák, öntöttvasból vagy vas-ötvözetekhől készült termékek hőkezelésénél különböző kemencékben, többek között fluidágyas kemencékben is. Ugyanezen kemenceatmoszférák alkalmazhatók szerkezeti vagy szerszámacélból készült termékek termokémiai ausztenites szén-nitrálásához ammóniák hozzáadásával, továbbá ugyancsak ammóniák hozzáadásával acélgyártmányok hőkezelése során való izzításhoz, amelyet a cianidos sófürdőben való izzítás helyett alkalmaznak. A technika állása szerint ismeretes továbbá olyan eljárás kemenceatmoszférák kialakításár a~Terrhekek hőkezelésénél, amikor is ammóniákot vezetnek be a felmelegített üres vagy katalizátorral feltöltött üstbe. Ha csupán ammóniákot Vezetnek be önmagában, úgy bomlás következik be, ha viszont az ammóniákot levegővel vezetik be, úgy a bevezetett levegő mennyiségének függvényében az ammóniák részben vagy teljesen elég. Az ammóniák bomlásakor vagy elégetésekor keletkező termékekből a nedvességet el kell távolítani, hogy a vízgőz elkülöníthető legyen. Az eljárás, eredményeképpen olyan kemenceatmoszférát kapunk, amelynek összetétele a következő: 0-75% H2, 25-100% N. csekély szennyezőanyag tartalommal, úgymint például H20, 02 és NH3. Ezek a kemenceatmoszférák kedvezőtlen acél dekarbonizációt eredményeznek, ami ezen kemenceatmoszférák felhasználását kizárja a szerkezeti acélból készült termékek hőkezelésénél. Ezek a kemenceatmoszférák nem alkalmasak a íelszenesítéshez, az ausztenites szénnitráláshoz, hőkezeléses izzításhoz, ami a cianidos sófiirdős izzítást helyettesíti. A találmánnyal célunk az említett hiányosságok kiküszöbölése, azaz a bevezetőben is-, mertetett típusú eljárás továbbfejlesztése, ami lényegesen jobb működési hatásfokkal jellemezhető, mint az ismert megoldások. A találmánnyal feladatunk olyan eljárás kidolgozása kemenceatmoszférák előállításra, amelynél nincs szükség katalizátorok alkalmazására, előállítható attól függetlenül, hogy rendelkezésre áll földgáz vagy propán, illetve nitrogén, és az ismert eljáráshoz képest a kemenceatmoszférák tulajdonságai szélesebb tartományon belül szabályozhatók. A kitűzött feladatot a bevezetőben leírt típusú eljárásnál a találmány szerint úgy oldottuk meg, hogy kiinduló szubsztrátumokat, célszerűen ammóniák és szén-, és oxigénhordozókat vezetünk be a reakciótérbe, előnyösen 30—95 tömeg% ammóniák és 5—70 tönieg% szén- és oxigénhordozó arányban, ahol a. szén- és oxigénhordozóban a szénmennyiség és az oxigén mennyiség mólaránya I és 2,5 között van, továbbá a reakcióteret előnyö-2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 5
