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1、第40卷第4期现代冶金Vo.l40No.42012年8月ModernMetallurgyAug.2012Demig系统氮-甲醇气氛渗碳的碳势补偿和纠正龚晓云(宝钢苏冶重工有限公司,江苏苏州215151)摘要:对德国demig过程控制系统进行渗碳控制时的碳势偏差、碳势补偿方法、碳势补偿后造成的碳势和氧电势线性扭曲现象进行了分析。对碳势和氧电势线性扭曲后造成的碳势失控和碳势补偿失效提出了相应的解决方法。关键词:碳势;氧电势;Demig系统;碳势补偿;线性扭曲+中图分类号:TG156.811.2碳势的测量和计算引言Demig碳控系统是通过氧探头测量炉
2、内气氛中由于氮-甲醇气氛的组成和性质与吸热式气氛的氧电势来控制炉内气氛碳势,在碳势控制精度高基本相同,添加富化气配制成的氮基渗碳气氛仍然的场合,采用双参数(氧探头+红外气体分析仪)计保持着氮基系统的全部优点。目前,欧美各国的不少算碳势,除用氧探头测量炉内气氛中的氧电势外,还工厂在汽车、载重卡车零件和农机构件的渗碳处理要用CO红外分析仪动态测量气氛中CO的含量,并上,已采用氮-甲醇气氛作为载体气,取代常规的吸将CO测量结果和氧探头测量的氧电势结合炉内温热式气氛进行渗碳。度一起传送给计算机进行碳势的实时计算和控制。在恒温(920°C)条件下的渗碳过
3、程,如果炉内因此碳势也可以表示为:碳势=f(温度,氧电势,实际碳势高于碳控仪表上的显示碳势,就有可能会CO)的函数。造成渗层偏深、碳化物超差、金相组织不合格。如果1.2.1在恒定温度下碳势和氧电势的单调线性关炉内实际碳势低于碳控仪表上的显示碳势,就有可系能会造成渗层偏浅、表面硬度低。(1)在温度恒定、炉内CO不变(如:920°C,一氧化碳20%)时,氧探头测得的氧电势越高则碳势会越1Demig系统的碳势控制和计算高,反之氧电势越小则碳势就越低。它们的线性关系可用图1来表示。1.1碳势控制采用Demig系统的大型井式气体渗碳炉在使用氮-甲醇气氛作
4、为载体气进行渗碳时,可以根据氮气和甲醇配比配置不同含量的气氛,其中应用最广的是配制442气氛,即40%N2+40%H2+20%CO。要配制442气氛,氮气和甲醇的配比关系是1.13mN2+1LCH3OH。因此如果将氮气调整在2.5图11700℉氧电势和碳势线性关系图3m/h,甲醇就需调整在2.25L/h。在这种配比关系下炉内的CO含量会保持在18%～22%。渗碳时,N2(2)在炉温恒定、氧探头上的氧电势不变时,炉和甲醇按比例同时供入炉内,由电磁阀控制富化气内的CO越高则炉内碳势也越高。图2所显示的是在(剂)和工艺空气的加入量,以调节炉气成分,从
5、而达温度恒定(如925°C)时,不同CO含量下的氧电势和到控制碳势的目的。碳势的线性关系。收稿日期:2011-05-26作者简介:龚晓云(1969—),男,技师。电话:(0512)66162904第4期龚晓云:Demig系统氮-甲醇气氛渗碳的碳势补偿和纠正492Demig系统的直接碳势补偿法2.1碳势补偿的原则将实际钢箔定碳的结果(以下简称“结果值”)和Demig系统的碳势计算值(以下简称“原碳势值”)相比较,如果实际定碳的结果值超出原碳势值范围图2不同气氛条件下碳势和氧电势线性关系图±0.05%就要进行碳势补偿。1.2.2Demig系统氮-甲
6、醇气氛的直接氧探头(单2.2Demig系统的直接碳势补偿参数)控制通过调用Demig系统的补偿菜单调用其碳势补氧探头将测量到的氧电势信息传送至Demig系偿界面、将钢箔定碳所测出的炉内实际碳势结果值统,Demig系统结合炉内温度和系统内部预设的CO直接输入并保存,Demig系统会根据新输入的结果值(一般设定值为20%)进行碳势的计算,然后将计值来重新调整碳势。算出的炉内的过程碳势在仪表上显示出来。同时根Demig系统的具体控制动作:当钢箔定碳结果据设定的碳势值向电磁阀输出控制信息,以达到稳值小于Demig系统的碳势计算值时,向炉内注入富定炉内气
7、氛的目的,使其符合工艺要求。其优点是反化气升碳势;当钢箔定碳结果值大于Demig系统原应速度快、可靠性和稳定性好、使用方便。缺点是只来的碳势计算值时,向炉内注入降碳势空气降碳势。能根据Demig系统内部预设的CO含量参与计算碳此时,原先经氧探头测量到的氧电势值也会发生变势。当炉内的氮-甲醇气氛的比例发生变化时(如管化,即氧电势值在原(氧电势)值的基础上升高(当结道泄漏或堵塞),炉内的CO是会发生变化的,这就果值小于Demig系统原来的碳势计算值时)或降低会造成炉内实际碳势和碳控仪上显示的炉气碳势出(当结果值大于Demig系统原来的碳势计算值时)
8、,现偏差,所以直接氧探头(单参数)控制对氮-甲醇气直至经Demig系统重新计算的碳势值和设定值相吻氛的流量比例控制要求严格。合。而炉温和一氧化碳值维持
