Эндотермическая атмосфера

___Главный металлург нашей компании “ТехноИнжениринг.РФ” пишет для повышения квалификации специалистов по термической обработке металлов: 
___Эндотермическая атмосфера получается при неполном сжигании углеводородных газов (природного газа, бутана или пропана) с весьма малым коэффициентом; при таком большом недостатке воздуха выделяющегося тепла недостаточно для поддержания нормальной температуры горения, и реакция образования атмосферы является эндотермической. Для ее течения требуется дополнительный подогрев камеры сжигания до температуры 1050—1100°С. Этим объясняется название атмосферы. Процесс же взаимодействия углеводородных газов с воздухом правильнее назвать не сжиганием, а крекингом.
___Таким образом, теоретически в результате указанной реакции в продуктах крекинга отсутствуют наиболее агрессивные обезуглероживающие компоненты — СО2 и Н2О, а также активный науглероживающий газ — СН4. Для того чтобы указанная реакция проходила с максимальной полнотой, камеру для крекинга подогревают до температуры 1050—1100°С и загружают катализатором типа ГИАП-3. Но и при этих условиях полного разложения метана достичь не удается; обычно количество его в эндотермической атмосфере находится в пределах 1,0—1,5%.
___При изменении соотношения воздуха и углеводородного газа, например большем 0,25, в эндотермической атмосфере, помимо 
СО, Н2, СН4 и N2, появляются обезуглероживающие составляющие Н2О и СО2. Точно регулируя соотношение воздуха и газа, можно получить атмосферу, в которой металл не будет ни науглероживаться, ни обезуглероживаться.
___Таким образом, при изменении соотношения воздуха и газа создается реальная возможность регулирования углеродного потенциала в зависимости от содержания 
СО2 и Н2О в эндотермической атмосфере. Указанная особенность является наиболее ценным свойством этой атмосферы. При этом достаточно контролировать содержание одного компонента газовой смеси (Н2О или СО2), так как концентрация их обусловливается константой равновесия реакции водяного пара: СО2 + Н2Н2О + СО. Эта реакция эндотермической атмосферы протекает одинаково и в камере генератора, и в рабочем пространстве термической печи. Выбор компонента, по которому будет регулироваться углеродный потенциал, зависит от точности определения концентрации СО2 или Н2О в контролируемой атмосфере. При современных методах газового анализа точность определения СО2 в производственных условиях составляет 0,1 %. Содержание паров воды в атмосфере обычно определяется по точке росы, т. е. по температуре, при которой газ становится насыщенным влагой, выделяющейся в виде росы на холодных предметах (чаще всего на зеркале). Она изменяется резко и неравномерно, что является недопустимым. От изменения же влажности, определяемой по точке росы, углеродный потенциал атмосферы изменяется значительно. Следовательно, регулировать углеродный потенциал эндотермической атмосферы лучше по содержанию в ней влаги (т.е. по точке росы). Только разработка и внедрение в производство автоматического регулирования углеродного потенциала атмосферы позволили управлять процессами термической обработки. В практике используются экспериментальные кривые зависимости точки росы эндотермической атмосферы, содержания углерода в стали и температуры нагрева. Нам приведены кривые равновесия, построенные по данным фирмы Lindberg.
___Эндотермическая атмосфера широко применяется при нагреве под закалку как защитная, а также для газовой цементации и нитроцементации. Конструкции установок для получения эндотермической атмосферы и приборов автоматического регулирования потенциала углерода подробно рассмотрены ниже. Новые направления в области контролируемых атмосфер определяются стремлением получить взрывобезопасные атмосферы. Эндотермическая атмосфера из-за значительного количества 
Н2 (около 40%) и СО (около 20%) при температуре 400—700° С является взрывоопасной. Взрывобезопасной атмосферой является технический азот, но он легко загрязняется кислородом, парами воды и другими агрессивными газами и постоянно требует очистки.
___Для приготовления взрывобезопасной контролируемой атмосферы за последние годы разработаны установки, в которых производят сжигание углеводородных газов и очистку их твердыми разделителями, носящих название «молекулярных сит». «Молекулярное сито» — вещество, получаемое при нагревании соды с кальцийалюминиевыми силикатами. Искусственно полученное вещество имеет поры, размер которых равен размерам молекул газов, входящих в состав контролируемой атмосферы. При пропускании неочищенного газа через такое сито все молекулы, величина которых больше величины пор, задерживаются. Задерживаются молекулы 
СО2Н2О2, H2S и окислы азота; молекулы N2, Н2СО2 и О2 проходят через сито.
___Технический азот, пропуская через молекулярное сито, можно очистить до высокой степени чистоты (99,99%). Во Франции на заводах Рено для уменьшения взрывоопасности атмосферы для газовой цементации применяют азот с добавкой паров метана. Для введения в печное пространство этой смеси применяют форсунки.
___ 
___________________________________________
Запись опубликована в рубрике 7. Термическая обработка металлов с метками . Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *