C - Chemistry – Metallurgy – 21 – D
Patent
C - Chemistry, Metallurgy
21
D
C21D 1/76 (2006.01) C21D 3/04 (2006.01)
Patent
CA 2111499
An improved process for producing high-moisture containing nitrogen-based atmospheres suitable for oxide and decarburize annealing of carbon steels from non-cryogenically generated nitrogen is presented. These nitrogen-based atmospheres are produced by 1) mixing non-cryogenically generated nitrogen containing less than 5.0 vol.% residual oxygen with a specified amount of hydrogen, 2) humidifying the gaseous feed mixture, 3) feeding the gaseous mixture into the heating zone of a furnace through a diffuser, and 4) converting in-situ the residual oxygen present in it to moisture. According to the present invention, the total amount of hydrogen required for producing suitable atmospheres can be minimized by simultaneously humidifying the feed gas and controlling the residual oxygen level in it. The key features of the present invention include a) humidifying the feed gas prior to introducing it into the heating zone of a furnace operated above about 600°C, b) selecting the level of residual oxygen in the feed gas in such a way that it minimizes hydrogen consumption, and c) using enough amount of hydrogen to convert completely the residual oxygenpresent in the feed gas to moisture and to maintain pH2pH2O ratio in the heatingzone of the furnace below about 2 for oxide annealing and at least 2 for decarburize annealing carbon steels.
Méthode améliorée pour l'obtention d'atmosphères à base d'azote et à haute teneur en humidité, utiles pour la malléabilisation à l'oxyde et par décarburation d'aciers au carbone, à partir d'azote produit par voie non cryogénique. Ces atmosphères à base d'azote sont produites 1) en mélangeant de l'azote produit par voie non cryogénique et renfermant moins de 5,0 % en volume d'oxygène résiduel avec une quantité spécifiée d'hydrogène, 2) en humidifiant le mélange gazeux obtenu, 3) en introduisant ce mélange dans la zone de chauffage d'un four, via un diffuseur, 4) en convertissant sur place l'oxygène résiduel présent en humidité. Selon la présente invention, la quantité totale d'hydrogène nécessaire pour l'obtention d'atmosphères appropriées peut être réduite au minimum par humidification simultanée du gaz d'entrée et par régulation de la teneur en oxygène résiduel dans ce gaz. Parmi les caractéristiques clés de la présente invention, on peut citer a) l'humidification du gaz d'entrée avant son introduction dans la zone de chauffage d'un four fonctionnant à plus de 600 degrés C environ, b) la régulation de la teneur en oxygène résiduel dans le gaz d'entrée de façon à réduire au minimum la consommation d'hydrogène, c) l'utilisation d'une quantité suffisante d'hydrogène pour convertir complètement l'oxygène résiduel présent en humidité et maintenir dans la zone de chauffage du four un rapport pH2/pH2O inférieur à 2 environ pour la malléabilisation à l'oxyde et d'au moins 2 pour la malléabilisation par décarburation d'aciers au carbone.
Bonner Brian B.
Garg Diwakar
Air Products And Chemicals Inc.
Mcfadden Fincham
LandOfFree
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