用凈化后的天然氣代替丙烷氣滲碳的質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)效益

時間：2014-02-28 09:51:06 來源：作者：

3.4 部分非馬金相組織檢查簡評

（1）重慶旺成齒輪公司采用Ipsen低壓真空滲碳技術(shù)爐，在有效硬化層深度0.8mm情況下，一般非馬氏體組織≤3μm，但也有時候超過3μm。本人認(rèn)為是由于使用的氣源為C2H2（重慶地區(qū)為天然氣制造，含總硫約6mg/m3波動、水份為常溫），非馬氏體組織層深將隨無機(jī)硫、有機(jī)硫、水份的含量波動而波動，與空氣密度（1.27kg/m3）相比，乙塊為1.17，甲烷為0.72,丙烷為1.9。甲烷最輕，分子鏈最小，最易裂解，不易在在爐內(nèi)產(chǎn)生死角，（不少廠家用甲烷和乙塊做對比試驗(yàn)，由于乙塊是天然氣制造，已經(jīng)脫硫處理，含總硫6mg/m3左右，而甲烷未經(jīng)凈化使對比度的研究欠公平，其結(jié)果是“誤區(qū)”）。若采用凈化后的天然氣，一般總硫可控制為1mg/m3、水份（露點(diǎn)）-50℃以下，必然有好轉(zhuǎn)。所得的滲碳系數(shù)等數(shù)據(jù)，必然是新的發(fā)現(xiàn)……。期待你去發(fā)現(xiàn)……。必將載入史冊！

當(dāng)然，真空爐的設(shè)備投資很大、產(chǎn)量較小，是具有局限性的。

（2）從圖2、圖3、圖4可見：齒節(jié)非馬組織重慶旺成不如湖南株齒，而從齒根來看株齒較厚。不能單純從非馬組織厚薄來比較內(nèi)氧化的多和少。由于株齒采用快速光亮淬火油淬火，比旺成的高壓氣淬冷卻快。在齒節(jié)得到表現(xiàn)非馬氏體組織較少；在齒根部位由于相對冷卻較慢，非馬氏體組織較旺成厚，暴露了株齒相對內(nèi)氧化多。

（3）比較圖2、圖5、表11：都是采用RX氣氛天然氣滲碳，而株齒采用了國家發(fā)明專利“凈化的天然氣”，并且株齒有效硬化層深度為1.60mm,其非馬組織在齒節(jié)處非常低。當(dāng)然，有一點(diǎn)必須說明，株齒非馬組織齒根較厚、齒節(jié)較薄，說明該廠采用了快速光亮淬火油其冷卻較快……，對齒節(jié)有一定的效果。眾所皆知：齒輪的使用狀態(tài)是以齒節(jié)為首，因此針對GB/T9450-2005《鋼鐵滲碳淬火硬化層深度的測定和校核》，應(yīng)強(qiáng)調(diào)齒輪非馬的測定除了應(yīng)淺腐蝕外，還需指出齒節(jié)為驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，齒根為參考值[8]。

圖41.jpg

圖42.jpg

圖43.jpg

4.分析

4.1滲碳速度加快

同樣的產(chǎn)品，要達(dá)到1.6mm的有效硬化層深度，原來的推料周期45min/盤，改為天然氣后的推料周期為40min/盤。這主要是因?yàn)樘烊粴鈨艋竽軌虺浞至呀猓眉t外儀檢測吸熱式氣氛中CO含量高達(dá)22%，最高達(dá)到31%；而采用丙烷氣CO只有17%，因此凈化天然氣的滲碳能力提高了。資料[6]表1資料[7]表13此數(shù)據(jù)均未注解其純度……。由于：甲烷未凈化而丙烷一般是天然氣制造含硫6mg/m3左右，并且含水使丙烷氣CO含量實(shí)際與理論差距很大。其原因：現(xiàn)行生產(chǎn)中的天然氣、丙烷、丁烷均不是純的，除有機(jī)硫、無機(jī)硫、水、石油外，天然氣不是100%的甲烷，而存在有丙烷、丁烷等……同樣，丙烷也不是100%……

表13[7] 滲碳?xì)夥仗紓鬟f系數(shù)β

Table 13[7] carbon pass quotietyβin cementite re

	吸熱式天然氣	吸熱式丙烷	直生式天然氣+空氣	直生式丙烷+空氣	直生式天然氣+CO2	直生式丙烷+ CO2
CO %	20	23.7	17.5	24	40	54.5
H2 %	40	31	47.5	35.5	48.7	39.5
β（×10－5）cm/s	1.25	1.15	1.30	1.34	2.62	2.78

注：滲碳溫度950℃碳勢1.15%

4.2富化氣流量變化不大

使用丙烷氣時，富化氣的流量約為6.6m3/h，原來按照碳當(dāng)量預(yù)計(jì)，改用天然氣后的流量將達(dá)到丙烷氣的3倍，即20m3/h左右，但實(shí)際只有9.3m3/h，不到預(yù)計(jì)值的一半。這主要?dú)w因于天然氣滲碳的另一機(jī)制即CH4→Cad+H2[1-4]的優(yōu)勢。用不同設(shè)備滲碳時的富化氣用量見表12。

表14 富化氣用量對比

Table 14 Enriching gas consumptions for different fumaces

使用設(shè)備	Holcroft箱式爐（1300kg）	愛協(xié)林多用爐（800kg）	單推盤連續(xù)爐（780×440mm）	愛協(xié)林雙推盤連續(xù)爐（560×560mm）	合計(jì)
丙烷氣/m3•h-1	2×0.5	2×0.5	2×1.5	1×1.6	6.6
天然氣/m3•h-1	2×0.8	2×0.6	2×2.0	1×2.5	9.3

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