氮——甲醇气氛在热处理上的应用.pdf
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● _ 0 雾 荔 ∥_ 耋雾 ■ 乏 ≥爹爹 … ： 0 0∥ 氮气N，一甲醇CH OH是最具代表性 的氮基气氛，可广泛地应用于保护加热和 气体渗碳工艺 氮气在高温(<1000℃加热时和钢 铁不发生任何反应，即不氧化、不脱碳、 也无还原和增碳作用，是一种中性气体) 当温度超过700~(2时，甲醇按下式进行裂 解反应： CH3OH==CO+2H2 一氧化碳CO和氢H能在高温加热时 保护钢铁零件不氧化、不脱碳，还有能使 鼍烹36 氧化铁还原成铁的作用，其中一氧化碳又 是一种增碳性的气体 实际应用时，可根据具体的工艺要 求，通过改变N，／CH OH的比例来调整气 氛的基本组成当按照40／60的氢气／甲 醇裂解气配制气氛时，炉气的基本组成分 40／40／20(N，／H，／CO)型，因其与吸热 式气氛的基本组成相似，也被称为合成吸 热式气氛(Endomix o其碳势控制方法、 渗碳均匀性、参碳速度等方面与吸热式气 氛相似 一 一 — 澎 一 一一一 ll t 1．氮气的研究 用于制备氮基气氛的氮气纯度除某 些特殊工艺要求高纯度外，N2-CH OH型 氮基气氛用于渗碳载气时，95％～99．5％ (体积分数)的氮气在相同的渗碳时间内， 表面碳含量、渗层深度以及内氧化程度与 高纯氮的效果是相似的。
但在较低的工作 温度时，随N，纯度的降低，气氛的恢复 时间延长，并由于工作区内较高的甲烷含 量，导致产生炭黑的趋势增加，尤其是 在气氛流量较大的情况下 另一方面采用较低纯度的氮气时， 富化气需要量增加据报道，在密封箱式 炉中渗碳时，当碳势为l％时，采用纯氮 气情况下，天然气需要量在标准状态下为 0．4m ／h；而采用纯度为95．5％的氮气 时，则需要l m ／h的天然气 此外，从安全方面考虑，密封箱式多 用炉采用前室和预冷室冲氮时，氮气中氧 的体积分数应小于1％ 鉴于上述因素，目前生产上采用的 氮气纯度多在99．5％以上 2．甲醇分解的研究 当温度在7 00℃以上时，甲醇将开 始裂解成H，和CO，但实际情况是900℃ 以下，甲醇裂解气仍是非平衡气氛当 采用简单的往炉内直接滴人液态甲醇时， 一旦滴人器结构或滴人位置不当，极易 产生不均匀裂解，导致炭黑产生尤其 是在甲醇需求量较大时和炉内温度降低 时，甚至连及时气化的程度都难以实 现，根本无法保证N，和CH OH的充分混 合和气氛的精确控制 华辰公司的甲醇裂解炉采用专利结 构的密闭滴注器，以保证均匀稳定的液体 流量，并保证温度在930~C以上，有利于 甲醇的充分分解。
先将甲醇低温气化、分 解、冷却，提取平衡气氛然后和N，按比例 混合送入热处理炉，N，与甲醇裂解气的比 例为40／60，炉内气氛基本组成(体积 分数)为CO 20％、H，40％、N，40％ 在实际应用中，可以根据热处理工 艺以及炉型的不同，分析热处理炉气氛中 CO和H，的含量，适当调整N，与甲醇裂 解气的比例 37曼寰 。
