热处理炉内气氛控制
可控气氛热处理炉的分类及特点

可控气氛热处理炉的分类及特点可控气氛热处理炉是一种广泛应用于金属加工行业的设备,它能够在特定的气氛条件下对金属工件进行热处理。
这种炉子具有多种不同的分类和特点。
以下是对可控气氛热处理炉的分类和特点的详细介绍。
一、分类1. 气氛控制方式分类(1)气氛控制方式分为氧化性气氛热处理炉和还原性气氛热处理炉两种。
氧化性气氛热处理炉主要用于表面处理工艺,如碳化、氮化等。
其主要特点是在炉内通入氧化性气体,如氧气、二氧化碳等,以实现对金属工件表面的氧化反应。
这种炉子适用于提高工件表面强度和硬度等特性。
还原性气氛热处理炉主要用于去除金属工件表面的氧化物,并降低工件中的氧含量。
其主要特点是在炉内通入还原性气体,如氨气、氢气等,以实现对金属工件表面的还原反应。
这种炉子适用于净化金属表面和提高金属材料的纯度。
(2)还可以根据气氛控制的方式分为氧气控制热处理炉、氮气控制热处理炉、氢气控制热处理炉等。
氧气控制热处理炉主要通过控制炉内氧气的流量和浓度,来实现不同氧化反应的控制。
这种炉子适用于表面氧化处理和改变金属工件的表面化学性能。
氮气控制热处理炉主要通过控制炉内氮气的流量和浓度,来实现不同氮化反应的控制。
这种炉子适用于表面氮化处理和提高材料硬度。
氢气控制热处理炉主要通过控制炉内氢气的流量和浓度,来实现还原反应的控制。
这种炉子适用于表面还原处理和净化金属表面。
2. 加热方式分类(1)电阻加热热处理炉:主要通过电阻加热的方式来提供炉内的热源,通过控制电阻丝的加热功率和电流,来控制炉内温度的升降。
这种炉子具有加热速度快、温度均匀性好、控制精确等特点。
(2)燃气加热热处理炉:主要通过燃气燃烧产生的高温气体来提供炉内的热源,通过控制燃气的气流量和燃烧器的火焰强度,来控制炉内的温度。
这种炉子具有操作简便、适用范围广等特点。
3. 结构形式分类(1)箱式热处理炉:是一种常用的结构形式,工作室呈箱体形状,炉门位于炉的一侧或两侧,可以方便地进行工件的装卸。
可控气氛热处理炉的分类及特点(4篇)

可控气氛热处理炉的分类及特点可控气氛热处理炉是一种能够控制炉内气氛的热处理设备。
根据不同的气氛控制方式和热处理要求,可控气氛热处理炉可以分为几个不同的分类。
下面将对可控气氛热处理炉的分类及其特点进行详细介绍。
首先,可控气氛热处理炉可以根据其气氛控制方式进行分类。
根据气氛控制方式的不同,可控气氛热处理炉可以分为氧化还原型、氧化型和还原型等。
氧化还原型可控气氛热处理炉是指在热处理过程中,通过调整炉内气氛的氧化还原性质来控制金属材料的表面氧化程度。
这种炉型适用于要求金属材料表面具有一定化学成分的热处理工艺,比如淬火时要求金属材料表面生成一定厚度的氧化层,以提高材料的硬度和耐磨性。
氧化型可控气氛热处理炉是指在热处理过程中,通过向炉内通入含氧气体,使金属材料表面发生氧化反应,形成一定厚度的氧化层。
这种炉型适用于要求金属材料表面具有一定化学成分的热处理工艺,比如淬火时要求金属材料表面生成一定厚度的氧化层,以提高材料的抗腐蚀性能。
还原型可控气氛热处理炉是指在热处理过程中,通过向炉内通入还原性气氛,使金属材料表面发生还原反应,减少氧化层的厚度。
这种炉型适用于要求金属材料表面减少氧化层的厚度的热处理工艺,比如退火工艺中,需要减少金属材料表面的氧化层,提高材料的延展性。
其次,可控气氛热处理炉还可以根据其热处理方式进行分类。
根据热处理方式的不同,可控气氛热处理炉可以分为单一热处理炉和多工位热处理炉两种。
单一热处理炉是指只能进行一种热处理工艺的炉型,适用于只有一个热处理工艺的情况。
这种炉型结构简单,操作方便,但灵活性较差,适用性较窄。
多工位热处理炉是指可以同时进行多种热处理工艺或者依次进行多种热处理工艺的炉型。
这种炉型具有较高的灵活性,可以满足不同类型的热处理需求,提高热处理效率。
但由于结构复杂,操作相对复杂。
最后,可控气氛热处理炉还可以根据其加热方式进行分类。
根据加热方式的不同,可控气氛热处理炉可以分为电加热型、燃气加热型和其他非电和燃气加热型等。
气氛保护炉工作原理

气氛保护炉工作原理气氛保护炉是一种用于热处理金属材料的设备,它的主要功能是通过控制炉内的气氛环境,避免金属材料与空气中的氧气和水蒸气发生反应,从而保护金属材料的表面质量和性能。
那么,气氛保护炉是如何工作的呢?气氛保护炉的工作原理可以分为两个方面:气氛控制和热处理过程。
一、气氛控制气氛保护炉通过控制炉内的气氛组成和流动速度来达到保护金属材料的目的。
1. 气氛组成控制气氛保护炉中常用的气氛有氢气、氮气、氩气等。
这些气体可以通过炉膛中的气管和喷嘴进入炉膛。
在炉膛中,气氛控制系统可以根据需要控制不同气氛的比例,以适应不同金属材料的热处理要求。
2. 气氛流动控制为了保证炉膛内气氛的均匀性,气氛保护炉通常通过设置适当的气流速度和方向来控制气氛的流动。
这可以通过炉膛内的风扇和导流板等装置来实现。
通过合理设计炉膛内的气流流动,可以确保金属材料表面的气氛均匀分布,从而提高热处理效果。
二、热处理过程热处理是气氛保护炉的另一个重要工作原理,主要包括加热和冷却两个过程。
1. 加热过程在炉膛内,金属材料通过加热设备(如电阻加热丝、燃气燃烧器等)的加热作用,达到所需的热处理温度。
在加热过程中,气氛保护炉通过控制炉膛内的气氛环境,防止金属材料的表面氧化或发生其他不良反应。
2. 冷却过程在金属材料达到所需的热处理温度后,需要进行冷却。
气氛保护炉通过控制冷却介质(如气体或液体)的流速和温度,实现金属材料的快速冷却或缓慢冷却,以满足不同热处理要求。
总结起来,气氛保护炉的工作原理主要在于通过控制炉膛内的气氛环境和热处理过程,保护金属材料的表面质量和性能。
通过合理调节气氛组成和流动速度,以及控制加热和冷却过程,可以实现对金属材料的精确热处理。
这种工作原理使得气氛保护炉在金属材料的热处理过程中具有重要的应用价值和作用。
箱式气氛炉作业指导

箱式气氛炉作业指导一、背景介绍箱式气氛炉是一种常用的热处理设备,广泛应用于金属材料的热处理和炉前处理过程中。
为了确保炉内气氛的稳定性和热处理的质量,需要进行合理的操作和管理。
本文将详细介绍箱式气氛炉的操作指导,包括炉内气氛的调节、温度控制、炉内装载物的处理等内容。
二、炉内气氛的调节1. 气氛种类选择根据不同的热处理要求,选择合适的气氛种类。
常见的气氛种类有氮气、氢气、氩气等。
根据具体要求,可单独使用某种气氛或者混合使用多种气氛。
2. 气氛流量控制根据炉内空间大小和热处理要求,合理设置气氛流量。
通常情况下,气氛流量应保持在一定范围内,以确保炉内气氛的稳定性。
3. 气氛纯度控制定期检测气氛纯度,确保气氛中的杂质含量在合理范围内。
可通过气体分析仪进行检测,并根据检测结果进行调整。
三、温度控制1. 温度设定根据热处理要求,合理设定炉内的温度。
温度设定应考虑到热处理过程中的升温速率、保温时间等因素。
2. 温度均匀性控制保证炉内温度的均匀性对于热处理的质量至关重要。
可通过合理的炉内结构设计、温度传感器的布置等方式来提高温度均匀性。
3. 温度控制精度炉内温度的控制精度对于热处理的效果有直接影响。
应选择精度高的温度控制仪,并进行定期校准,确保温度控制精度在合理范围内。
四、炉内装载物的处理1. 装载物的准备在进行热处理前,应对装载物进行合理的处理。
包括清洗、除油、除锈等工艺,以确保装载物表面的干净和无杂质。
2. 装载物的罗列装载物的罗列应合理,避免装载物之间的接触和重叠,以免影响热处理效果和装载物的均匀性。
3. 装载物的保护对于需要保护的装载物,可采取合适的保护措施,如使用保护罩、包装材料等,以防止装载物表面的氧化和损坏。
五、安全操作注意事项1. 操作人员应穿戴好防护服、防护手套、防护眼镜等个人防护装备,以确保自身安全。
2. 操作过程中应注意炉内温度温和氛的变化,及时调整和处理,避免发生意外事故。
3. 操作人员应熟悉炉内设备的使用方法和操作规程,严禁擅自更改设备参数和操作流程。
烧结钢烧结过程中的气氛控制

烧结钢烧结过程中的气氛控制烧结钢是一种常用的金属材料,在烧结过程中,气氛控制是非常重要的一步,它直接影响烧结钢的质量和性能。
以下是关于烧结过程中气氛控制的详细介绍。
烧结过程中的气氛控制是指控制热处理过程中烧结炉内的气氛组成和热处理温度,以达到所需的烧结效果。
烧结气氛控制一般包括两个方面,一是气氛的稀薄度或气体成分,二是气氛的流动。
首先讨论气氛的稀薄度或气体成分。
在烧结过程中,气氛的稀薄度对烧结效果有着直接的影响。
一般来说,气氛过于稠密会导致烧结钢中的杂质氧化不充分,影响烧结的成熟度,而气氛过于稀薄则会造成烧结钢的烧损。
因此,根据不同的烧结工艺和所需的烧结效果,需要合理调节烧结炉内的气氛稀薄度。
同时,气氛的气体成分也是气氛控制的一个重要方面。
烧结钢的烧结过程中,一般会加入一些气体,如氮气、氢气等。
这些气体的选择和含量的设置,直接影响烧结钢的质量和性能。
以氨气为例,氨气可以与热处理钢表面的氧化皮发生反应,去除氧化皮,从而提高烧结的效果。
其次是气氛的流动。
在烧结过程中,气氛的流动对烧结钢的质量和性能也有着重要的影响。
气氛的流动可以让热处理钢材均匀地受热,在烧结过程中排出产生的气体和杂质,从而提高烧结钢的品质。
烧结炉内的气氛流动可以通过设计合理的烧结炉结构和设置适当的风冷设备来实现。
为了实现气氛的控制,一般采用两种气氛控制方式,一种是正压控制,一种是负压控制。
正压控制是在烧结过程中,向烧结炉内输入适量的气体,以保持烧结炉内气氛的稳定。
负压控制则是在烧结过程中,让烧结炉内的气体排出,以保持气氛的流动和烧结钢的质量。
总结来说,烧结过程中的气氛控制对烧结钢的质量和性能具有重要的影响。
合理调节气氛的稀薄度、气体成分和流动,可以提高烧结钢的成熟度,减少烧损,保证烧结钢的品质。
在烧结工艺中,需要根据具体的要求和条件,采用适当的气氛控制方式,以实现最佳的烧结效果。
可控气氛热处理炉设备概述

可控气氛热处理炉设备概述可控气氛热处理炉是一种专门用于金属热处理加工的设备,可以通过控制内部气氛和温度来实现对金属材料的加热、保温、淬火等工艺过程的控制和调节。
该设备广泛应用于航空航天、汽车制造、机械加工、电子设备等领域,是实现金属材料热处理工艺的重要设备之一。
可控气氛热处理炉通常由加热炉体、保温隔热层、控制系统、气体调节系统等部分组成。
加热炉体采用耐高温材料制成,能够承受高温条件下的工作环境。
保温隔热层则能有效减少能量的损失,提高能源利用率。
控制系统可以精确控制炉内的温度、气氛成分等参数,实现对热处理过程的精确控制。
气体调节系统则用于控制炉内的气氛成分和压力,保证热处理过程中的气氛质量和稳定性。
可控气氛热处理炉设备具有温度均匀、加热速度快、气氛调节精确、操作简便等特点。
通过调节气氛成分和温度,可以实现对金属材料的不同热处理工艺,如退火、正火、淬火等。
同时,该设备还能够提高金属材料的硬度、耐磨性、抗腐蚀性和强度等性能,提高材料的使用寿命和性能。
总之,可控气氛热处理炉设备是一种非常重要的金属加工设备,能够实现对金属材料的精确热处理,提高材料的性能和使用寿命,为各行业的生产制造提供了重要的支持。
随着科技的不断发展,该设备的技术和性能也在不断提升,将为金属材料的热处理加工提供更加高效、精确和可靠的解决方案。
可控气氛热处理炉设备在金属加工行业具有着不可替代的重要作用。
在航空航天、汽车制造、机械加工、电子设备等领域,需要对金属材料进行热处理,以提高其机械性能、耐磨性、耐腐蚀性等特性,从而满足不同工业领域对材料性能的要求。
可控气氛热处理炉设备能够通过精确控制炉内的气氛和温度,实现对金属材料的各种热处理工艺,如退火、正火、淬火等,为工业生产提供了重要的支持。
首先,可控气氛热处理炉设备的温度均匀性是其优势之一。
通过合理设计和控制加热元件布局以及加热工艺参数,可控气氛热处理炉能够实现炉膛内温度的均匀分布,保证金属材料在整个热处理过程中受热均匀,避免因温度不均匀而导致的变形、龟裂等缺陷。
热处理工业炉存在的问题

热处理工业炉存在的问题
热处理工业炉在运行过程中可能存在以下问题。
1.温度控制不准确:热处理工业炉需要对温度进行精确控制,以保证工件的热处理效果。
然而,在实际操作过程中,温度控制可能受到许多因素的影响,如炉内气氛、加热速度、设备老化等,导致温度控制不准确。
2.炉内气氛不良:热处理工业炉在进行热处理过程中,需要保持炉内气氛的稳定性。
然而,炉内气氛可能受到各种因素的影响,如燃料燃烧不完全、炉内氧气含量过高、炉内气氛调节不当等,导致炉内气氛不良,从而影响工件的热处理质量。
3.设备老化:热处理工业炉经过长时间的使用,设备可能出现老化现象,如炉膛磨损、加热元件损坏、温度传感器失灵等。
这些老化现象可能导致炉子性能下降,影响热处理的质量和效率。
4.能源利用率低:热处理工业炉的能源利用率直接影响到生产成本和环境保护。
然而,部分热处理炉在设计和操作过程中可能存在能源利用率低的问题,如燃料燃烧不充分、热量损失较大等。
5.自动化程度不高:随着工业生产自动化程度的提高,对热处理工业炉的自动化要求也越来越高。
然而,部分热处
理炉在自动化方面可能存在不足,如控制系统不完善、自动化设备故障频发等,导致生产效率低下。
6.安全隐患:热处理工业炉在高温、高压、有毒等环境下运行,存在一定的安全隐患。
如设备老化、安全防护措施不到位、操作不规范等,可能导致事故发生。
为了解决上述问题,需要对热处理工业炉进行定期维护和检查,提高设备的自动化程度,加强操作人员的安全培训,改进炉内气氛调节技术,提高能源利用率,以确保热处理工业炉的正常运行和热处理质量。
热处理炉内气氛控制

南京工程学院教案【教学单元首页】第17-18 次课授课学时 4 教案完成时间:2013.2第九章热处理炉内气氛及控制研究炉内气氛目的:1)防止工件加热过程氧化、脱碳;2)对工件进行化学热处理。
§9.1热处理炉内气氛种类(P124-129)热处理炉内气氛即炉内气体介质,主要有空气、真空和可控气氛等。
可控气氛指成分和性质可适当控制的气体,包括反应生成气氛、分解气氛和单元素气氛,在热处理炉生产中常用可控气氛包括吸热式气氛、放热式气氛、氨分解气氛、滴注式气氛、氮基气氛和氢气等。
P124什么是可控气氛?一.吸热式气氛定义:燃料气与少于或等于理论空气需要量一半的空气在高温及催化剂作用下,发生不完全燃烧生成的气氛。
因反应产生的热量不足以补偿系统的吸热和散热(即不能维持反应温度),须借助外部热量维持反应的进行,故称为吸热式气氛。
成分:吸热式气氛主要成分是H2、CO和N2,还有少量的CO2和CH4。
用途:1)吸热式气氛碳势约0.4%,对低碳钢是还原性和渗碳性气氛。
2)吸热式气氛主要用于渗碳载气、中高碳钢加热时的保护气氛(光亮淬火),但不宜作为高铬钢和高强度钢的保护气氛,因为碳与铬反应生成碳化物会使高铬钢贫铬;气氛中的氢易导致高强度钢氢脆。
3)吸热式气氛经过再处理除去CO和CO2后获得的以H2和N2为主的气氛可用于不锈钢和硅钢光亮加热保护气氛。
(见P124表10-2)二.放热型气氛定义:原料气与理论空气需要量一半以上的空气不完全燃烧的产物。
因反应放出的热量足以维持反应进行而不需外加热源,故称为放热型气氛。
成分:放热型气氛主要成份是N2、CO、CO2。
为提高气氛还原性,常再进行净化处理,以除去其中氧化性成分CO2和H2O。
通过改变空气和燃料气比以及净化处理,可在较宽范围内改变气氛成分和性质,一般又把这类气氛分为淡型(混合气中加入较多空气)、浓型(混合气中加入较少空气)和净化型(净化处理的放热式气氛)三种。
气氛性质:视气氛成分、工件含碳量和工作温度而定。
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热处理炉内气氛控制————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:2南京工程学院教案【教学单元首页】第17-18 次课授课学时 4 教案完成时间:2013.2章、节第九章热处理炉内气氛及控制;§9.1热处理炉内气氛种类;§9.2可控气氛的制备;§9.3碳势和氧势的测量与控制;§9.3碳势和氧势的测量与控制;主要内容热处理炉内气氛种类可控气氛的制备可控气氛加热的基本原理碳势和氧势测量技术碳势和氧势测量技术压力与流量的测量目的与要求目的:了解热处理炉内气氛的特、性质、制备原理及用途、常见碳势的测量技术等,为合理选择和使用炉内气氛及碳势设备奠定必要的理论基础。
要求:了解常见碳势、氧势、压力、流量测量技术与原理以及吸、放热型气氛制备原理与流程,掌握常见炉内气氛性质、特点和用途、碳势和氧势等概念。
重点与难点重点:炉内气氛种类、性质及应用;碳势、氧势、氧化脱碳机理。
难点:吸、放热型气氛制备装置构成及流程;碳势测量技术测试原理。
教学方法与手段板书与多媒体教学结合。
第九章热处理炉内气氛及控制研究炉内气氛目的:1)防止工件加热过程氧化、脱碳;2)对工件进行化学热处理。
§9.1热处理炉内气氛种类(P124-129)热处理炉内气氛即炉内气体介质,主要有空气、真空和可控气氛等。
可控气氛指成分和性质可适当控制的气体,包括反应生成气氛、分解气氛和单元素气氛,在热处理炉生产中常用可控气氛包括吸热式气氛、放热式气氛、氨分解气氛、滴注式气氛、氮基气氛和氢气等。
P124什么是可控气氛?一.吸热式气氛定义:燃料气与少于或等于理论空气需要量一半的空气在高温及催化剂作用下,发生不完全燃烧生成的气氛。
因反应产生的热量不足以补偿系统的吸热和散热(即不能维持反应温度),须借助外部热量维持反应的进行,故称为吸热式气氛。
成分:吸热式气氛主要成分是H2、CO和N2,还有少量的CO2和CH4。
用途:1)吸热式气氛碳势约0.4%,对低碳钢是还原性和渗碳性气氛。
2)吸热式气氛主要用于渗碳载气、中高碳钢加热时的保护气氛(光亮淬火),但不宜作为高铬钢和高强度钢的保护气氛,因为碳与铬反应生成碳化物会使高铬钢贫铬;气氛中的氢易导致高强度钢氢脆。
3)吸热式气氛经过再处理除去CO和CO2后获得的以H2和N2为主的气氛可用于不锈钢和硅钢光亮加热保护气氛。
(见P124表10-2)二.放热型气氛定义:原料气与理论空气需要量一半以上的空气不完全燃烧的产物。
因反应放出的热量足以维持反应进行而不需外加热源,故称为放热型气氛。
成分:放热型气氛主要成份是N2、CO、CO2。
为提高气氛还原性,常再进行净化处理,以除去其中氧化性成分CO2和H2O。
通过改变空气和燃料气比以及净化处理,可在较宽范围内改变气氛成分和性质,一般又把这类气氛分为淡型(混合气中加入较多空气)、浓型(混合气中加入较少空气)和净化型(净化处理的放热式气氛)三种。
气氛性质:视气氛成分、工件含碳量和工作温度而定。
可能是还原型和增碳性的,也可能是氧化型和脱碳性的。
用途:1)浓型放热式气氛是还原性、弱脱碳性气氛,常用于低、中碳钢光亮淬火保护气氛;2)淡型放热式气氛是为微氧化性和脱碳性气氛,常用于低碳钢和铜光洁加热保护气氛;3)净化型放热式气氛由于气氛中氧化性、脱碳性成分CO2被去除,主成分由氮气和一定量的CO和H2组成,属于还原性气氛,可用于中高碳钢光亮加热保护气氛;4)净化型气氛再加少量富渗碳气,可用作高碳钢保护气氛和化学热处理介质。
三.氨分解气氛及氨燃烧气氛分类:分加热分解气氛(吸热式)和燃烧气氛(放热式)两类。
燃烧气氛又分完全燃烧和不完全燃烧气氛两种。
制备原理:将无水氨加热到800-900℃,在催化剂作用下,分解成氢气+氮气的气氛。
氨分解气氛(75%H2+25%N2)特点和应用:具有强还原性和弱脱碳性,常用于不锈钢、硅钢、铜和高铬钢光亮加热保护气氛。
完全燃烧气氛组成和应用:主要由氮气(99%)和少量氢气(1%)组成,属于中性气氛,可用于铜和碳钢光洁加热保护气氛。
氨不完全燃烧气氛组成和应用:主要由氮气(76%)和氢气(24%)组成,具有还原性和弱脱碳性,可用于不锈钢和硅钢光亮加热保护气氛。
四.氢氢是一种强还原性很气体。
多用作铜及其合金退火、硬质合金烧结、不锈钢退火以及钼丝电热元件保护气氛。
氢中常含微量水分,易引起氧化脱碳,要求高纯氢时应进行脱水。
五.氮基气氛以氮为基本成分的混合气体。
可由淡型放热型气氛经净化处理制得或由工业纯氮除去残存氧而制得。
由于氮是不活泼气体,不与金属发生化学反应,可用于中、高碳钢退火、正火和淬火加热保护气氛。
六.滴注式气氛将甲醇、乙醇、煤油、甲酰铵等有机液体直接滴入热处理炉内,经裂解后生成的可控气氛。
滴注气氛的主要成份是H2、CO和少量的CO2、H2O、CH4等。
气氛性质:取决于有机液体C/O比,C/O比大于1如乙醇、丙酮、异丙酮、醋酸乙酯等,生成气氛强还原性和强渗碳性气氛;C/O比等于1如甲醇,生成气氛为强还原性和弱渗碳性气氛;如果C/O比小于1如蚁酸,则为氧化性和脱碳性气氛。
§9.2可控气氛制备(P125-128)一.吸热式可控气氛制备原理及流程1.制备原理如前所述,吸热式气氛由原料气(天燃气、丙烷、液化石油气、城市煤气等)与小于或等于理论空气需要量一半的空气在高温和催化剂作用下,发生不完全燃烧生成的气氛。
以丙烷为例:完全燃烧反应式:C3H8+空气(5O2+18.8N2)==3CO2+4H2O+18.8N2+Q,可见,空气与丙烷混合比为(5+18.8):1=23.8:1制备吸热性可控气氛反应如下:2C3H8+3O2+11.28N2==6CO+8H2+11.28N2+ 454.94J,可见,空气与丙烷混合比为(3+11.28):2=7.14:1。
对比可见,制备吸热式气氛混合比较低,因混合气自身燃烧放出的热量较少,放出的热量不足以维持燃烧反应持续进行,因此,制备吸热性可控气氛制备需由外部提供热量。
通过降低空气与原料气混合比可调整气氛中CO和CO2、H2和H2O、H2与CH4的相对量,即调整气氛碳势,因此称这种气氛为可控气氛。
2.催化剂(触媒)(补充)作用:1)降低反应温度。
没有催化剂,反应温度必须提高到1200℃。
2)加快反应速度,缩短反应时间。
催化剂:主要成份:NiO,通过反应罐中产生的还原性气体还原生成有催化作用的活性镍。
催化剂载体:多孔氧化铝泡沫砖。
通过浸泡催化剂溶液后烘干获得。
工业中应防止触媒“中毒”(指触媒表面受某种物理或化学作用而失去催化作用)。
“中毒”通常是由于积聚“碳黑”引起的。
可通过燃烧去掉触媒上的碳黑而恢复其催化功能。
恢复中毒催化剂催化功能方法:1)取出放在箱式炉内加热到850℃左右,烧掉碳黑。
2)向反应罐通入空气,同时控制反应罐内温度,该温度根据反应罐内碳黑量多少进行调整,当反应罐内碳黑较多时,反应罐内温度控制在700-800℃左右;而当反应罐内碳黑较少时,则控制在850℃左右。
3)烧碳黑时间根据反应罐排出气体中CO、CO2量确定,当排出气体中CO 含量趋近于零、CO2含量小于1%时即可结束烧碳黑。
烧碳黑周期:一般1次/周。
3.制备流程原料气经减压阀、流量计和压力调节阀进入混合器,同时空气经过过滤器和流量计也进入混合器→在混合器内混合的气体由泵鼓入反应罐→在1000-1050℃的反应罐内在镍基催化剂作用下进行化学反应生成吸热式气氛→吸热式气氛通过冷却器冷却(反应罐出来的高温气体必须快冷到300℃以下,否则在400-700℃之间气氛会发生如下反应:2CO==C+CO2;CH4==C+2H2而产生碳黑,引起气氛成分变化)→通入炉内使用。
4.制备装置构成制备吸热式气氛系统非常复杂,大致由以下几部分组成:1)气体管路和混合系统原料气管路主要有减压阀、压力继电器、电磁开关、零压阀(或压力调节阀)等组成。
零压阀作用:确保原料气和空气压力在混合时保持平衡,从而保证混合比例稳定。
压力继电器作用:确保原料气压力不低于某一要求值,当低于该要求值时,压力继电器将断开,关闭管路。
混合系统中设有混合器,确保原料气和空气在容器内混合均匀。
2)动力系统动力系统作用:通过泵将混合气供入反应罐内。
泵通常是罗茨泵,它是一种定量泵,不能根据管路气体压力调整流量,因此常设一旁通回路,跨在泵的进、出气端管路上,由旁通阀控制。
当输出端压力增大到一定值时,旁通阀即自行开启,使泵鼓出的气体经旁通阀返回供气端,以防泵因气压过大而着火。
泵有时也使用叶片泵。
3)反应系统:由反应罐、加热炉和冷却器组成。
4)安全系统主要有单向阀、放散阀、防爆阀和火焰逆止阀等。
单向阀起限定混合气体单向流动作用。
放散阀起排除管道内过量气体作用。
当气体压力过大时,放散阀自行开启。
防爆阀是混合气体燃烧爆炸时的应急阀门,爆炸气体可将该阀鼓开,从而保护管路。
火焰逆止阀的作用是当管道发生回火时,自动截止气体管道。
5.炉内吸热式气氛发生器近年来,日本中外炉公司、英国Wellman和美国Surface公司成功研制了用于密封箱式炉炉内吸热式气氛发生器。
该发生器直接装在工艺温度在800-950℃热处理炉上,由于催化剂产气能力高、避免了保护气体二次加热,因而使运行成本降低20%左右。
二.放热式可控气氛1.制备原理如前所述,放热型气氛是由原料气(液化石油气、煤气或其它气体燃料)与较多的空气(n=0.5-0.95)不完全燃烧产生。
以丙烷为例:完全燃烧:C3H8+5O2+18.8N2==3CO2+4H2O+18.8N2+Q,1份丙烷产气(3+18.8)=21.8气体(H2O在冷凝中除去)。
不完全燃烧:2C3H8+3O2+11.28N2==6CO+8H2+11.28N2+Q,产气量为2:(6+8+11.28)=1:12.64。
根据上述反应式可见:1)通过改变空气加入量,可以获得不同CO/CO2比值的气氛。
空气加入量少时,CO/CO2比值大,制得的气氛氧化性、脱碳性弱;反之,如果空气加入多,CO/CO2比值小,气氛氧化性、脱碳性强。
2)空气加入量越多,发生完全燃烧的比例越高,单位体积丙烷气产生的气体量越多,反之越少。
2.制备流程原料气与空气混合→罗茨泵送到烧嘴→在燃烧室内燃烧及裂解,未燃烧部分与原料气通过催化剂完全反应→反应产物通入冷凝器中除水→视情况决定是否净化→放热型气氛。
§9.3碳势和氧势测量与控制一.钢在炉气中的氧化还原反应(P121)1.钢在CO2-CO气氛中的反应1)氧化还原反应钢在CO2-CO气氛中将发生如下可逆氧化-还原反应:Fe+CO2==FeO+CO,其反应速度和方向取决于CO/CO2比值和温度,反应方向可用平衡常数来判断。