用天然气代替丙酮渗碳工艺应用及研究.pdf

来源:实用热处理手册作者:汪庆华

文档介绍:
ear 齿轮渗碳
G Carburizing
用天然气代替***渗碳工艺
应用及研究
■■黄山
摘要:桂林福达齿轮公司应用天然气代替***用于齿轮渗碳。这项工程所取得的成果表明,渗碳成本显著下降,渗碳速度
明显加快,解决了渗碳齿轮压淬表面脱碳的问题。天然气是一种绿色清洁能源,在国家推动节能减排、天然气价格下调政
策大环境下,普及使用率越来越高,可进一步降低企业成本,具有广阔的应用前景。
热处理渗碳连续炉生产线、 1. 气体渗碳富化气的选择马格法原理是:往炉中滴入两种
多用炉生产线多采用***作为富( 1 )滴注式氮- 甲醇保有机液体,在炉中发生热裂解,
化气渗碳,但***价格高,原料护气氛控制原理可控气氛以一种液体(如甲醇)的热裂解
普及性不强,生产成本较高。从(Controlled atmosphere):加气作为运载气,以另一种(如醋
动锥齿轮热处理压淬过程,频繁热金属时为了保护金属表面和调酸乙酯、***、煤油)的热裂解
打开保温室压淬门,炉气恢复较节金属表面化学成分而使用的成气作为富化气来实现钢的渗碳,
慢,产品表面脱碳现象明显。因分可以控制(来源:淘豆网[])的气体。可控气氛并靠调节第二种液体的滴入量来
此,迫切需要一种廉价、高效的用于保护气体渗碳主要有吸热达到控制炉气碳势的目的。我
富化气代替***渗碳,降低生产式气( 气)、滴注分解气。
RX 公司采用氮气-甲醇(CH3OH)
成本,改善表面脱碳。
20世纪60年代初期提出的卡博的裂解气作为载体气,***
(CH3COCH3)作为渗碳富化
型上面,因而最可能的原因就是检测,交付的产品不得有夹渣、气。甲醇作用为保持炉膛正压,
砂型紧实度不足的问题。砂眼、大颗粒夹杂物、缩孔、裂稀释富化气使之分布均匀及输送
纹等铸造缺陷。传递活性渗碳介质。碳势控制的
3. 改进措施
(4)热处理安全生产,应氧化锆探头将测得气氛中的氧分
(1)为防止该类问题,供应
重视热处理工装的使用寿命。为压转化成电信号,经数学模型计
商应分析夹渣的所有可能来源,
避免人员安全以及工件坠毁的风
算得气氛碳势值。40%N2+60%
根据生产步骤逐一排查,采取改
险,热处理车间(来源:淘豆网[])技术人员应制订
甲醇裂解气(20%CO,40%H2)
进钢材冶金纯净度的工艺措施。
工装的使用规范,确立临界危险为最佳组分,此时CO为20%,反
(2)为防止出现冶金质量
裂纹尺寸;操作者应定期在使用应原理如下:
问题,供应商还应分析夹杂物、
前对工装进行检查,一旦发现危
CH3OH+2N2 →CO+2H2+2N2
砂眼、缩孔、疏松、裂纹和偏析
险裂纹,立即隔离,不再使用。
相应的分子量CH3OH:2N2
等铸造缺陷的所有可能来源,根
为32:56,体积比CO:2H2:2N2为
据生产步骤逐一排查,采取改进作者简介:孔德群、任政,
20:40: 40。
钢材冶金质量的工艺措施。***力士乐(北京)液压有限公
经计算1L甲醇(790g)裂解
(3)工装加工完成后应严司;刘志豪,中国石油天然气管
需要氮气1382.5g。已知氮气密
格逐件进行超声波及渗透等无损道局第六工程公司。
20151001
热处理/锻压/铸造 201(来源:淘豆网[])6年第3期
热加工

ear 齿轮渗碳
G Carburizing
度1250g/m3,则1382.5g氮气换算指标为: 炉上使用的压力仅为5~10kPa,
成体积为1.1m3,即保证氮-甲醇有机硫≤3mg/m3 因此,在保证使用流量的同时要
组分稳定性的载气配比为1L甲醇无机硫≤lmg/m3 适当减压,避免压力过高损坏设
配1.1m3/h的氮气。总含硫量≤6mg/m3 备元器件。
(2)几种常见渗碳富化气水分≤–60℃(露点)
3. 工艺参数调整及验证结果
渗碳综合效率比较(见表1) 渗在使用天然气的过程中,要
工艺参数调整见表3,多用
碳常用的富化气主要有甲烷、丙与渗碳炉辅料接口进行详细对
炉两种工艺介质渗碳工艺参数对
烷、***等,富化气的渗碳能力接,匹配设备所需要的流量及压
比见表4。
与其碳当量有关,就是产生1mol 力。由于城市天然气使用的是中
渗碳9点均匀性试验示意见
碳(12g)所需的物质重量。碳压(0(来源:淘豆网[]).02~0.07MPa),而渗碳
当量越大,该物质的渗碳能力越
弱,碳当量越小,则它的渗碳能
力越强。
***渗碳裂解原理如下:
CH3COCH3→3[C]+O+3H2
天然气(CH4)渗碳裂解原
理如下:
CH4→[C]+2H2
CH4+O2→CO+2H2
2CO→CO2+[C]
从表1得知,三种渗碳介质
中丙烷渗碳能力最强,***最
弱。丙烷气是处理天然气或精炼
图1 天然气改造原理
原油得到的副产物,工业丙烷价
表几种常见渗碳富化气渗碳综合效率比较
格高,普及性不强。相比之下, 1
天然气碳当量较***小,同等物名称化学式相对分子质量碳当量备注
甲烷 CH 16 16 天然气中甲烷大于90%
质重量的天然气是***渗碳效率 4
丙烷 C3H8 44 14.7 —
的1.2倍,是一种高效、廉价的
*** CH3COCH3 58 19.3 —
渗碳介质。
表2 净化后天然气成分(体积分数(来源:淘豆网[])) (%)
2. 设备改造及天然气净化
组分甲烷乙烷丙烷 CO2 N2 硫化氢总硫检测单位
天然气渗碳淬火改造原理如
深圳大鹏
图1所示。比例 98.7 0.50 0.04 0.003 0.67 0.00 <1mg/m3 LNG气质
报告
天然气中除含无机硫H 2 S
外,还含有大量的有机硫、硫醇表3 连续炉渗碳工艺参数
(如CH3SH、C2H5SH等)及少区段加热强渗1 强渗2 高温扩散低温扩散保温区
量的CH3S、CS2等约26种(见表温度/℃ 920 920 920 870 850 830
2)。天然气渗碳必须对原料气碳势(%C) — 1.15 1.15 0.80 0.80 0.80
-1
净化脱硫,若天然气中硫含量甲醇/L·h 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0
工艺氮气/ m3·h

12>