Макет страницы
ства расплавленных солей в промывные ванны делает необходимым периодическое добавление соли к расплаву и замену воды в промывных ваннах.
Соли, накапливающиеся в промывной воде, желательно выделять и возвращать для использования в ваннах термической обработки. Однако процесс такого выделения связан с рядом серьезных трудностей. Во-первых, установка дополнительной аппаратуры для выделения становится экономически оправданной только при достижении очень высокой степени извлечения солей и лишь в том случае, когда процесс выделения может быть проведен без остановки аппаратуры для термической обработки.
Во-вторых, было установлено, что примеси, обычно всегда присутствующие в ваннах для термической обработки, особенно быстро накапливаются до недопустимо высоких содержаний при рециркуляции солей, выделенных из промывных вод, на стадию термической обработки. Так, например, хлориды из ванны термической обработки уносятся в охлаждающую ванну, а оттуда в промывные ванны, где их выделяют и рециркулируют. В результате этого количество хлоридов в охлаждающей ванне быстро достигает такого значения, при котором они начинают кристаллизоваться, образуя осадок, который время от времени необходимо удалять из ванны. Кроме того, присутствие хлоридов значительно снижает охлаждающую эффективность ванны из нитрата и нитрита, что также требует удаления хлоридов из охлаждающей ванны.
Другой быстро накапливающейся примесью при использовании рецикла является карбонат, образующийся в результате разложения самой соли. Например смесь нитрата и нитрита натрия имеет склонность к образованию Na2CO3 при взаимодействии с CO2, присутствующим в воздухе. Карбонат натрия хорошо растворяется в промывных водах, но недостаточно растворим в охлаждающей ванне из нитрата и нитрита, в результате чего в ней образуется осадок, который покрывает механические детали и ухудшает эффективность охлаждения.
Примеси хлоридов и карбонатов так же, как и многие другие примеси, например ионы, содержащиеся в жесткой воде, всегда присутствуют в составе ванн для термической обработки всех известных систем. Однако концентрации таких примесей поддерживаются на достаточно низком уровне, позволяющем эксплуатацию в течение достаточно длительного времени, благодаря тому, что вместе с основными солями из ванны постоянно уносятся также и примеси. Унос солей, естественно, компенсируется добавлением свежих солей, которые не содержат примесей. В том случае, когда осуществляется рецикл соли, нежелательные примеси, унесенные в промывные воды и растворенные в них, остаются в рециркулируемых материалах и через короткое время их концентрация в ванне становится недопустимо высокой.
Процесс, разработанный Р. В. Форменом и Г. П. Дюбалом (патенты США 4 149702, 17 апреля 1979 г. и 4 158579, 19 июня 1979 г.; фирма «Парк Кемикал Компания), предназначен для рецикла водорастворимых солей, используемых для термической обработки путем выделения этих солей из промывных растворов и возврата их на стадию термической обработки в таком виде, который не приводит к накоплению нежелательных примесей, например хлоридов, и продуктов разложения исходных солей.
Схема этого процесса представлена на рис. 149. На схеме изображена обычная установка для термической обработки, предназначенная для закалки деталей из черных металлов, а также система выделения и рецикла нитрата и нитрита, используемых в охлаждающей ванне. Детали нагревают путем погружения в расплавленный хлорид, находящийся в печи из огнеупорного материала 2, обогреваемой газом. После нагревания в хлоридной ванне до с*800 °С детали переносят в печь для охлаждения 3, также выполненную из огнеупорного материала и содержащую смесь расплавленных солей — нитрата и нитрита натрия; температура расплава составляет 250—400 °С. Печь 3 также обогревается газом. Влияние термической обработки и охлаждения на структуру и свойства обрабатываемых деталей хорошо известно и не нуждается в специальном обсуждении.
Детали из охлаждающей ванны 3 переносят в открытый промывной резервуар 5, содержащий воду при температуре ~65 °С, где происходит отмывка солей, принесенных с обрабатываемыми деталями из охлаждающей ванны 3. Обычно охлаждающая ванна и промывной резервуар находятся в непосредственной близости и значительная часть расплавленной соли, уносимой деталями из охлаждающей ванны 3, попадает в промывной резервуар 5, Далее детали могут быть подвергнуты дополни-
