用凈化后的天然氣代替甲醇-丙酮齒輪滲碳的質(zhì)量

時間：2014-03-22 14:48:09 來源：作者：

朱金木

1. 安徽星瑞齒輪傳動有限公司（原六安齒輪廠），安徽省六安市 237010

作者簡介：朱金木，2005年畢業(yè)于合肥工業(yè)大學(xué)機(jī)械設(shè)計專業(yè)，現(xiàn)供職于安徽星瑞齒輪傳動有限公司（原江淮汽車六安齒輪廠），先后從事熱處理技術(shù)研究、熱處理工程策劃、熱處理班組管理等工作。地址：237010皖六安市新河?xùn)|路10號，電話/傳真：0564-3697405，手機(jī)：15005693176，E-mail:zhujinmu@126.com，MSN：zhujinmu@hotmail.com。

摘要:安徽星瑞齒輪傳動有限公司已成功地以凈化后的天然氣代替甲醇-丙酮用于齒輪滲碳。這項工程所取得的成果表明，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定提高，生產(chǎn)成本顯著下降，經(jīng)凈化的城市天然氣在熱處理行業(yè)中有廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞:凈化的天然氣；熱處理；經(jīng)濟(jì)效益

1、前言

在傳統(tǒng)觀念里，滲碳介質(zhì)一般選用甲醇—丙酮、煤油、甲醇—丙烷等，這些介質(zhì)有一個共同的弱點就是必須建造存儲庫，這樣就為安全生產(chǎn)埋下了重大的隱患，天然氣作為一種廣泛的能源，以其價廉、安全等優(yōu)點，已被越來越多的廠家作為熱處理介質(zhì)進(jìn)行滲碳等。

2、反應(yīng)原理

用天然氣制備吸熱式氣氛的公式為:CH4+2.38空氣——>CO+2H2+1.88N2，Ni為催化劑，反應(yīng)溫度≥1000℃。

表1古老資料制備后的吸熱式氣氛成分表

原料氣	吸熱式氣氛（體積%）
原料氣	CO	CO2	O2	H2	CH4	N2	H2O	露點
天然氣	20.9	0.3	0	40.7	0.4	其余	0.6	常溫

由上面公式可以明顯看出，采用天然氣滲碳天然氣與空氣的比例為1:2.38，而實際情況一般為1:2.5，甚至更高，因為天然氣不僅只含甲烷，還有丙烷等含碳較高的化合物以及有害雜質(zhì)。

RX氣氛制備參考表:天然氣（CH4）+空氣制備RX氣氛

產(chǎn)氣溫度1000～1040℃，天然氣:空氣=1:2.4，露點-2～5℃。

表2 RX氣氛制備參考表

產(chǎn)氣量（m3/h）	25	27	32	37	42	46.5	51.5	56	61	66
天然氣（m3/h）	5.0	5.5	6.5	7.5	8.5	9.5	10.5	11.5	12.5	13.5
空氣（m3/h）	12	13	16	18	21	23	25	28	30	33

我公司目前所使用的配比為1:2.8，此比例就我們所知為最高數(shù):露點-2～5℃工作中一般將空氣比例適當(dāng)調(diào)高，因為這樣可以確保天然氣完全裂解，不容易積聚碳黑，同時節(jié)約了制備RX氣氛的原料氣天然氣約15%，由于天然氣凈化非常好，在通入富化氣為2m3/h耗量大大下降，使CH4→Cad+H2的滲碳機(jī)理充分發(fā)揮作用。不僅僅不產(chǎn)生炭黑，而且使有氧參加下滲碳機(jī)理下降，滲碳件表面層因內(nèi)氧化而產(chǎn)生的非馬氏體組織大大下降（淺腐蝕）。

天然氣滲碳淬火原理圖如下

使用甲醇—丙酮滲碳原理為：

介質(zhì)名稱	化學(xué)式	作用	反應(yīng)
甲醇	CH3OH	作為載氣，起稀釋作用，裂解（代替吸熱式氣氛）碳勢0.45左右	CH3OH→C+O+2H2
丙酮	C3H6O	作為富化氣，起滲碳作用	C3H6O→3C+O+3H2

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