讨论下渗碳多用炉推杆炉常见的几种基础气体之长短

Jasen · 发表于 2013-11-11 20:52:53

aaron01 发表于 2013-11-11 20:34
是啊，一部分原因是甲醇来不及汽化，还有一部分原因就是温度低的裂解副产物，既然有富碳的副产物，自然可 ...

升温段打开CO分析仪能看到CO含量的变化还是不小，可以说明氮甲醇气氛在不同温度下其CO含量是不一样的。

cnszgong · 发表于 2013-11-11 20:54:26

aaron01 发表于 2013-11-11 20:51
差别大概在0.5%左右的CO，换算到碳势不到0.05%.
不过另外的坏处是什么？炉膛、氧探头更容易积碳！因为这 ...

呵呵这是很明显的。760度很少用到，只在处理特殊产品才会用那么一次。

aaron01 · 发表于 2013-11-11 20:59:09

不知道大家有没有做过这样一个试验，纯基础气，不通富化气，在不同温度下，碳势是不同的，温度越低，氮甲醇基础气的碳势就越高，说明什么？
甲醇在低温裂解出了甲烷等可以当富化气使用的气体！

cnszgong · 发表于 2013-11-11 21:00:50

对比发生气，没有这个甲醇裂解过程，在发生炉内1060C以上加热，在镍催化剂的作用下产生的气体-----》这个似乎对减少晶界内氧化也有好处。

aaron01 · 发表于 2013-11-11 21:08:26

cnszgong 发表于 2013-11-11 21:00
对比发生气，没有这个甲醇裂解过程，在发生炉内1060C以上加热，在镍催化剂的作用下产生的气体-----》这个似 ...

这个问题比较复杂，取决于氧化性气体的组份，单单发生气，一般是CO2含量在0.2~0.4%范围，还是有氧化性的，要加富化气的，暂时只讨论载气吧。

Jasen · 发表于 2013-11-11 21:09:05

本帖最后由 jasen 于 2013-11-11 21:10 编辑

cnszgong 发表于 2013-11-11 21:00
对比发生气，没有这个甲醇裂解过程，在发生炉内1060C以上加热，在镍催化剂的作用下产生的气体-----》这个似 ...

赞同！曾经做过一个项目，内氧化达不到技术协议的要求，气氛类型从超级渗碳改为氮甲醇，有好转但还是不达标，最后改用吸热式气氛后全部OK。{:soso_e100:}

aaron01 · 发表于 2013-11-11 21:13:51

jasen 发表于 2013-11-11 21:09
赞同！曾经做过一个项目，内氧化达不到技术协议的要求，气氛类型从超级渗碳改为氮甲醇，有好转但还是不达 ...

是因为甲醇低温反应，出现某种氧化性气体？

Jasen · 发表于 2013-11-11 21:19:38

aaron01 发表于 2013-11-11 21:13
是因为甲醇低温反应，出现某种氧化性气体？

自此以后内氧化要求高的项目均不采用超级渗碳气氛。
其实氮甲醇气氛也能达标，只是稳定性稍差，不能保证每炉产品全部合格，有时会出现不合格产品。没有充足的时间继续研究和实验下去，直接改吸热式气氛了。产品用于大众汽车，要求特高。

aaron01 · 发表于 2013-11-11 21:26:02

jasen 发表于 2013-11-11 21:19
自此以后内氧化要求高的项目均不采用超级渗碳气氛。
其实氮甲醇气氛也能达标，只是稳定性稍差，不能保证 ...

超级渗碳肯定是不行的，原料气里就加空气的。
氮甲醇我觉得应该行。
发生气的话，空燃比是关键，要调小点，不过空燃比小了，发生炉烧炭频率要增加的。

aaron01 · 发表于 2013-11-11 21:44:14

下面说说发生气的缺点吧，最主要缺点是设备投资大，一台产气100立方米的发生炉在50万左右，通常为了保证烧炭时不停产，基本上发生炉都是一用一备，或者两用一备的。
固定设备投入比较大，而另外两种气氛，几乎没有这个额外的固定资产投资。

cnszgong · 发表于 2013-11-11 21:45:06

aaron01 发表于 2013-11-11 21:26
超级渗碳肯定是不行的，原料气里就加空气的。
氮甲醇我觉得应该行。
发生气的话，空燃比是关键，要调小点 ...

明年有个课题：
针对滴注式气体渗碳不符合个别客户要求的现状，对直供式气体渗碳进行可行性研究，提出改进方案。
提出一份丙烷气、天然气与滴注式气氛的比较分析报告，包括使用直供式气体渗碳的投资。打错了是明年的。

aaron01 · 发表于 2013-11-11 21:53:22

cnszgong 发表于 2013-11-11 21:45
明年有个课题：
针对滴注式气体渗碳不符合个别客户要求的现状，对直供式气体渗碳进行可行性研究，提出改进 ...

成本分析我做过的，氮甲醇比发生气（天然气加空气型），在隔壁我去找找。
质量分析这个帖子说得差不多了。

cnszgong · 发表于 2013-11-11 21:55:40

aaron01 发表于 2013-11-11 21:53
成本分析我做过的，氮甲醇比发生气（天然气加空气型），在隔壁我去找找。
质量分析这个帖子说得差不多了 ...

好的谢啦

aaron01 · 发表于 2013-11-11 22:05:20

原帖内容：
发生炉加热不需要多少能源啊,就加热点气体,功率很小的,以一台发生炉每小时产气量100立方米（CO+H2+N2）计算，
采用氮甲醇气氛，需要气体是40立方米氮气和28.57公斤甲醇，你算下一共要多少钱?我们的计算是140多元.
采用发生气，原料气需要20立方米天然气，空气不要钱。另外我们用的天然气加热炉型，满功率输出的天然气流量为12立方米/小时，按50%功率保温计算，消耗天然气为6立方米/小时。天然气成本目前是3.16元/立方米，总成本为26*3.16=82.16元。
还没有考虑液氮罐和甲醇罐的租金问题呢.

aaron01 · 发表于 2013-11-11 22:06:45

当时是2009年计算的，现在比那时甲醇贵了很多哦，天然气价格没怎么变化！

aaron01 · 发表于 2013-11-11 22:10:35

讨论一下我所了解的不同气氛的优劣。
1，吸热式气氛，原料气为：天然气加空气，通入1000-1100C的发生炉内，在催化剂作用下发生燃烧和还原反应，得到20：40：40的气体组分。
优点是使用稳定，CO值恒定，产气中甲烷含量在1%左右，炉膛不容易积碳。用气成本相比氮甲醇气氛而言要低，特别是在目前我国优质天然气能够便宜获得的情况下，与同样20：40：40气体组成的氮甲醇气氛相比，具有一定的运行成本优势。尽管Endo-gas是最早用到可控气氛渗碳领域的，但至今仍然受人青睐。
缺点是需要投资发生炉，固定资产投资大；发生炉需要每周烧碳，因此最好还要有一台备用的发生炉。
2，氮甲醇气氛：最初是模仿吸热式气体组分发展出来的，同样是20：40：40组分，随后出现不同的氮分压这一变化，特别是后期出现纯甲醇气氛，CO:H2=33：66，这种情况下渗碳扩散系数得到提高，渗碳速度比20：40：40气氛要快15%-25%，目前国内丰东系设备广泛运用纯甲醇气氛，艾协林系主要用20：40：40气氛。
优点：气氛组分稳定，CO值恒定；炉气甲烷含量也在1%左右，不易积碳；纯甲醇气氛渗速快。
缺点：对甲醇质量要求高，甲醇成本高。另外，对于无马弗设备需解决甲醇汽化问题，若甲醇来不及汽化直接滴到工件上会出现局部碳势过高现象。800C以下使用，甲醇裂解不完全，炉内容易积碳。
3，直生式气氛：IPSEN公司的专利，我没用过这种气氛，从资料了解，我认为可以理解成把天然气（或丙烷、丙酮等）和空气在没有发生炉的情况下，混合后通入炉内反应，反应不完全，由于空气流量在变，不能得到固定的组分，气体组分会随温度、碳势变化而变化。
优点：气体通入量很小，用气成本非常低，原料气为丙酮加空气的话可提高渗速。
缺点：必须配备CO红外分析仪在线测量CO值，另外还要配备专用氧探头才能准确测量碳势；适用温度受限制，直生式气氛中含有较高的CH4，气氛组成尤其是CH4含量受温度影响较大。天然气/空气类型的直生式气氛由于过高的CH4含量，在850℃以下已无法获得实际应用。
总结：1，从运行成本角度分析：直生式气氛优于吸热式，氮甲醇最差，
2，从固定资产投资角度分析：氮甲醇最佳，发生气最差，
3，从产气质量和稳定性角度分析：发生气最佳，直生式气氛最差。
以上是我对这三种目前使用最广泛的可控渗碳气氛的认识，欢迎各位提出不同见解，补漏拾遗，帮助我提高。

搬运工 · 发表于 2013-11-11 22:16:10

本帖最后由 jasen 于 2013-11-11 22:34 编辑

aaron01 发表于 2013-11-11 19:56
问题出在CH3OH--CO+2H2这个反应上，怎么看待这个化学反应？

这个化学反应不能说明非得是20:40:40，也可以15:30:55，对吗？

aaron01 · 发表于 2013-11-11 22:20:40

搬运工发表于 2013-11-11 22:16
这个化学反应不能说明非得是20:40:40，也可以15:30:55，对吗？

这个反应是33的，但是这个是甲醇裂解反应啊，你通入的氮气呢？

Jasen · 发表于 2013-11-11 22:22:46

搬运工发表于 2013-11-11 22:16
这个化学反应不能说明非得是20:40:40，也可以15:30:55，对吗？

吸热式气氛为20:40:40，发明氮甲醇气氛实际目标是为了节省发生器，所以氮甲醇在国外也有叫合成吸热式气氛的，氮甲醇气氛20:40:40配比应用最广。在实际应用时可以按产品需要配制所需的配比，不一定非要20:40:40的。

搬运工 · 发表于 2013-11-11 22:27:19

根据怎样的一个实际应用来选择配比？
请大家具体谈谈。

aaron01 · 发表于 2013-11-11 22:28:42

中国人习惯用右手使筷子吃饭，并没有说不能用左手啊？
但是探控仪里COF别忘了改回来哦。
另外，对渗碳速度而言，CO越高，速度越快的！丰东的纯甲醇气氛就是日本这个缺乏资源的国家想出来的。

搬运工 · 发表于 2013-11-11 22:56:05

aaron01 发表于 2013-11-11 22:28
中国人习惯用右手使筷子吃饭，并没有说不能用左手啊？
但是探控仪里COF别忘了改回来哦。
另外，对渗碳速度 ...

我想：
即使用的是1.1:1的配比，这个COF也可能会要根据定碳结果或产品检测结果去调整的。
这不是我想要的答案，与左右手吃饭也不是一码事。

aaron01 · 发表于 2013-11-11 23:06:34

搬运工发表于 2013-11-11 22:56
我想：
即使用的是1.1:1的配比，这个COF也可能会要根据定碳结果或产品检测结果去调整的。
这不是我想要的 ...

在一个炉子上COF最好不要换来换去，定碳工作量很大。
对于你经常用的0.7%碳势的网带炉，低点的CO%是可以的，不是非20%不可的！在网带炉上我最低用过15%的比例，是特殊需要，也用过25%的比例，同样也是特殊需要，但是常规情况下，我用20%！
为了让操作工方便，好记。

吉祥如意 · 发表于 2013-11-12 10:11:11

cnszgong 发表于 2013-11-11 19:42
氮甲醇气氛甚至在760度的表现也不错。

我觉得也应如此。

沧海一声笑 · 发表于 2013-11-12 18:30:13

我们这边有家公司，用的是热处理单排推盘连续炉，使用甲醇，丙烷加氮气，没有发生炉，作为渗碳气氛，请问铁匠这个是属于什么型的气氛？

aaron01 · 发表于 2013-11-12 18:32:04

沧海一声笑发表于 2013-11-12 18:30
我们这边有家公司，用的是热处理单排推盘连续炉，使用甲醇，丙烷加氮气，没有发生炉，作为渗碳气氛，请问铁 ...

丙烷一定是富化气，
甲醇和氮气是载气，应该是氮甲醇气氛。

沧海一声笑 · 发表于 2013-11-12 18:44:32

aaron01 发表于 2013-11-12 18:32
丙烷一定是富化气，
甲醇和氮气是载气，应该是氮甲醇气氛。

这个气氛如果可行的话，那么费用应该是比较低的了！

沧海一声笑 · 发表于 2013-11-12 18:57:11

沧海一声笑发表于 2013-11-12 18:44
这个气氛如果可行的话，那么费用应该是比较低的了！

甲醇再贵，总比用发生炉置取的RX气好吧！另外这个氮气用瓶装的还是制氮机置气的合算？

aaron01 · 发表于 2013-11-12 19:10:58

沧海一声笑发表于 2013-11-12 18:57
甲醇再贵，总比用发生炉置取的RX气好吧！另外这个氮气用瓶装的还是制氮机置气的合算？ ...

RX气的原料气是，天然气加空气，CH4，N2，O2，反应后得到20%CO,40%N2,40%H2
2CH4+4N2+O2 →2CO+4H2+4N2
空气不要钱，天然气3.5元每立方，也就是说7元能产气10个立方（CO，H2，N2的混合气体）；

如果用氮甲醇气氛，产生这样的10立方混合气体，需要4立方氮气加3.6升甲醇，4立方氮气合3块钱吧，3.6升甲醇合2.9公斤，甲醇算它4块钱/公斤，计算下，3+2.9*4=14.6元，

比较一下，氮甲醇贵了1倍都不止呢。

骑驴者何人 · 发表于 2013-11-12 19:13:24

严工：氮甲醇气氛中的甲醇、氮气流量一定要稳定才行。生产中你都有哪些措施保证其流量的稳定性的？尤其是甲醇流量：比如有气泡......等等。

沧海一声笑 · 发表于 2013-11-12 19:14:14

aaron01 发表于 2013-11-12 19:10
RX气的原料气是，天然气加空气，CH4，N2，O2，反应后得到20%CO,40%N2,40%H2
2CH4+4N2+O2 →2CO+4H2+4N2
...

那俺们这边木有天然气呢，就用瓶装煤气不会太复杂了吧？

aaron01 · 发表于 2013-11-12 19:16:44

骑驴者何人发表于 2013-11-12 19:13
严工：氮甲醇气氛中的甲醇、氮气流量一定要稳定才行。生产中你都有哪些措施保证其流量的稳定性的？尤其是甲 ...

这也是个大麻烦，甲醇流量计老是不准啊！
我们以前用氮甲醇的时候，6台多用炉，甲醇流量我们一台台标定过，每台炉子都不准的！

甲醇不准，CO值每台炉子都不一样，火大得很！

骑驴者何人 · 发表于 2013-11-12 19:22:00

aaron01 发表于 2013-11-11 21:44
下面说说发生气的缺点吧，最主要缺点是设备投资大，一台产气100立方米的发生炉在50万左右，通常为了保证烧 ...

采用发生气（RX、DX气体）气源一定要纯净，尤其S含量要低

aaron01 · 发表于 2013-11-12 19:23:03

沧海一声笑发表于 2013-11-12 19:14
那俺们这边木有天然气呢，就用瓶装煤气不会太复杂了吧？

没有工业用的天然气，就抓瞎了，我们也是西气东输工程实现后，才换的RX气。
民用天然气和煤气不能用，含硫量超标，要增加去硫设施才行的，恐怕成本会上升。

骑驴者何人 · 发表于 2013-11-12 19:25:03

aaron01 发表于 2013-11-12 19:16
这也是个大麻烦，甲醇流量计老是不准啊！
我们以前用氮甲醇的时候，6台多用炉，甲醇流量我们一台台标定过 ...

是的这是很麻烦流量计要标定确保准确再者甲醇不能太脏、还有采用氮气压送还要注意气泡问题。这些很麻烦的事。

沧海一声笑 · 发表于 2013-11-12 19:26:12

aaron01 发表于 2013-11-12 19:23
没有工业用的天然气，就抓瞎了，我们也是西气东输工程实现后，才换的RX气。
民用天然气和煤气不能用，含 ...

刚才我提到的我们这边的公司，都已经运行7-8年了，就用甲醇，丙烷加氮气气氛的！

cnszgong · 发表于 2013-11-12 19:26:35

骑驴者何人发表于 2013-11-12 19:13
严工：氮甲醇气氛中的甲醇、氮气流量一定要稳定才行。生产中你都有哪些措施保证其流量的稳定性的？尤其是甲 ...

这个气泡何来？
估计你们使用的是加压式供液方式，也就是通过向甲醇储存罐内加压的方式向炉内供应甲醇。

aaron01 · 发表于 2013-11-12 19:26:51

骑驴者何人发表于 2013-11-12 19:25
是的这是很麻烦流量计要标定确保准确再者甲醇不能太脏、还有采用氮气压送还要注意气泡问题。这些 ...

我记得我们当时是用甲醇泵的，没用氮气压送甲醇。
我老公司是把甲醇罐放到二楼，利用高度差将甲醇压入炉内，这个比较稳定。

骑驴者何人 · 发表于 2013-11-12 19:27:21

cnszgong 发表于 2013-11-12 19:26
这个气泡何来？
估计你们使用的是加压式供液方式，也就是通过向甲醇储存罐内加压的方式向炉内供应甲醇。 ...

是的氮气压送你们是怎么供甲醇的？

cnszgong · 发表于 2013-11-12 19:28:22

骑驴者何人发表于 2013-11-12 19:25
是的这是很麻烦流量计要标定确保准确再者甲醇不能太脏、还有采用氮气压送还要注意气泡问题。这些 ...

氮气压送方式，气泡是难免的。

骑驴者何人 · 发表于 2013-11-12 19:28:38

aaron01 发表于 2013-11-12 19:26
我记得我们当时是用甲醇泵的，没用氮气压送甲醇。
我老公司是把甲醇罐放到二楼，利用高度差将甲醇压入炉 ...

高度差是最好的消除泡泡办法我觉得

aaron01 · 发表于 2013-11-12 19:29:56

沧海一声笑发表于 2013-11-12 19:26
刚才我提到的我们这边的公司，都已经运行7-8年了，就用甲醇，丙烷加氮气气氛的！ ...

还是问下附近有没有工业天然气可以接入吧，现在苏南，上海地区几乎都有天然气供应的。
我估计甲醇这玩意以后还会涨，涨了好几年了都！

cnszgong · 发表于 2013-11-12 19:30:16

骑驴者何人发表于 2013-11-12 19:27
是的氮气压送你们是怎么供甲醇的？

我们采用电动计量泵抽送的方式。
电动计量泵可以调节流量的大小和输送的频率（和电磁阀同步运行）。

沧海一声笑 · 发表于 2013-11-12 19:32:01

cnszgong 发表于 2013-11-12 19:30
我们采用电动计量泵抽送的方式。
电动计量泵可以调节流量的大小和输送的频率（和电磁阀同步运行）。 ...

哪天龚工上个图片实物呢！

cnszgong · 发表于 2013-11-12 19:33:20

沧海一声笑发表于 2013-11-12 19:32
哪天龚工上个图片实物呢！

好的，明天拍张照片。

cnszgong · 发表于 2013-11-12 19:34:03

骑驴者何人发表于 2013-11-12 19:28
高度差是最好的消除泡泡办法我觉得

是的这个方法比较便宜。

aaron01 · 发表于 2013-11-12 19:34:05

这个电动计量泵不便宜的，我们氮化炉上用的。

Jasen · 发表于 2013-11-12 19:40:42

cnszgong 发表于 2013-11-12 19:30
我们采用电动计量泵抽送的方式。
电动计量泵可以调节流量的大小和输送的频率（和电磁阀同步运行）。 ...

是不是这种。{:soso_e113:}
我们井式渗碳炉上用的甲醇计量泵。

cnszgong · 发表于 2013-11-12 19:43:40

jasen 发表于 2013-11-12 19:40
是不是这种。
我们井式渗碳炉上用的甲醇计量泵。

是这种，还有一种用在富化剂上的，可以带比例控制的，自动调节流量大小。

Jasen · 发表于 2013-11-12 19:47:06

cnszgong 发表于 2013-11-12 19:43
是这种，还有一种用在富化剂上的，可以带比例控制的，自动调节流量大小。 ...

富化气一般是有比例阀控制的，龚工的设备也是用计量泵的吗？

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讨论下渗碳多用炉推杆炉常见的几种基础气体之长短

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