计算[C]利用率

stigershu

在采用连续渗碳生产线上，对于采用RX气+天然气提供渗碳用富化气渗碳,如何能计算其气氛利用率,或者说[C]的利用率?

[ 本帖最后由 stigershu 于 2008-9-9 23:48 编辑 ]

东南西北

楼主，是否查到相关资料了，说出来大家学学。
这样久没有人回答，看来知道的不多

stigershu

没有查到，到处询问都无所获。还在自己研究呢。呵呵。比较想知道这类信息，不然做了产品，[C]利用率都还不知道呢。

横笛吹雨

楼主是否能先介绍一下“气氛利用率或[C]的利用率”概念的含义？

stigershu

在一定周期范围内，渗入产品的[C]的量占渗碳用供气裂解出[C]量的比例。（炉内气氛中的[C]认定不变，因为在不停补充新的[C]）。
想看看理论上从废气中排出去浪费掉多少。

横笛吹雨

1、按我的肤浅理解，这还真不好算。难就难在气氛是动态循环的。碳势一定时可以认为炉内气氛中的[C]不变（动态平衡），那么这时从废气中排出去浪费掉多少[C]应该取决于换气次数。
2、从理论上讲似乎可以做到100％利用，但这样怎么排气保证一定渗碳速度呢？只要有排气就肯定有浪费，真要计算恐怕要借助计算机才能算出一个合理的最少浪费的数据来。

东南西北

楼上的两位专家，我也来凑个热闹。
能否把复杂的事情简单话，做个假设：
我们用某种渗碳剂滴入到渗碳炉内发生裂解，产气量有据可以查，气氛中CO的含量是固定的，当然，不同的渗碳计在炉内裂解CO含量不同，但基本是在一定的范围内波动。比如某中渗碳剂，形成的气氛CO含量为20%，先按这部分CO进行计算，占滴入量的比值。只有CO能继续分解为[C]原子才有渗碳功能，根据零件渗碳层深度及碳含量，计算炉内产品碳的增加值，能否就可以计算出渗碳计C的利用率或是分解出的[C]的利用率。
至于CO在没有触媒的情况下，能否全部分解为[C]，那就需要考虑考虑了。
本人也干过渗碳，但没有注意过这一问题，在此只是探讨。

stigershu

看到你的这个回复，再看看我的主题，应该再补充一个条件：在连续渗碳生产线上。（这样保证炉内气氛中[C]含量可以作为已定量，在计算时不考虑，毕竟在不停补充气源同时废气也在连续外排，应该炉内气氛[C]波动也小，暂不考虑）

主要是进入炉内的所有气氛能够得到多少[C]，比较难算。

[ 本帖最后由 stigershu 于 2008-9-9 23:51 编辑 ]

东南西北

不论用什么炉型，单位时间内的渗碳计滴入量可以固定，即使是用氮基渗碳气氛，换气量可以计算出来，总的[C]原子利用率也不成问题，最关键的CO能否全部分解为[C]，但目前看到的资料中从没有谈及过，能否从“碳势”的设定值上进行考虑？
也许算来算去，结果是：此题无解。

stigershu

恩，考虑了这么久，查了很多相关资料，最终想着，其实计算出来实际意义不太大了，如果确认当前利用率太低的话，可以通过降低通入量来试验一下就可以了（在停炉检修前做， 拿废品。就不会出问题了）。
计算来讲，最难的就是这个实际裂解量不能好好计算，
还有测定的碳势是通过氧含量转换过来的！

motion_0576

1 碳利用率含义按照5#（超级版主）自己的解释，我感到不是特别恰当。既然提出了这个概念，我的理解：渗碳时碳的利用率应该是“渗到工件上的碳增量”才是被真正利用，其他碳的存在形式CO、CO2、CH4......虽然对渗碳工艺过程有重要影响，但都不能称作为被利用了。
2 如果同意我的理解，这个问题就简单化了，只要测量出工件（或标准试样）单位面积上的碳增量，就OK了，没有被工件吸收的都看做没被利用好了，包括炭黑、废气，工装、炉墙等的吸收 。
3 碳利用率这个概念计算、测量在实际生产中可能没什么意义，但“碳增量”这个概念是有意义的，尤其在低压真空渗碳工艺过程中。

横笛吹雨

偶翻旧书，在陈仁悟、林健生编著的《化学热处理原理》（机械工业出版社 1988年2月第一版）一书中，看到有关渗碳气氛中可利用碳量的概念。其中有三个可利用碳量的概念，现摘录如下：
（1）可利用碳量是在某一温度下，由给定成分的单位体积气体中能够获得的碳量（用克表示）。
（2）初始可利用碳量是指1标准立方米的初始气体，在一定温度下，当碳势下降到1.00％时，所能提供的碳量。
（3）有效可利用碳量是1标准立方米的气体，在一定温度下，当碳势由1.00％降到0.9％时所能提供的碳量。
   可利用碳量是表示渗碳气体的一个特性，其中有效可利用碳量与渗碳均匀性密切相关。……….气氛的有效可利用碳量高，则渗碳气体的供给量发生波动时，气氛的碳势波动较小。
   书中还有相关计算，可惜没有PDF版，不能一一录出。
   不知与楼主的“气氛利用率或[C]的利用率”概念相合否？

shiyilang007

[C]利用率指什么概念?我们为什么去关注这东西?

stigershu

恩，差不多，应该说这么解释了，对计算的理解更容易一些了。想询问一下，可利用碳量是包含了 生产的利用的和排出去的所有碳嘛？还是仅仅指被产品吸收掉了的呢？
因为渗碳过程也是一个平衡过程，单纯理解这个定义的话，随渗碳渗入，在单位体积中没有碳的补充，当气氛碳含量和产品表面相同的时候就不再利用气氛中的碳了。结合到连续生产的话，这部分气是被当作废气排出去了的。

yanj-ht

在渗碳或是碳氮共渗过程中,在设计工艺参数时,应根据设备状态来确定参数定量.
首先我们应该 知道在渗碳过程中应有一个碳势建立过程,渗碳剂太多,易造成碳黑现象的产生,太少了他解所产生的碳势就不高,不易渗碳.在渗碳过程中适当的增加氧势,不仅有利于碳势的活度增加,有利于减少碳黑的产生,更有利于加快渗碳速度.
所以有个问题是,要有一个合适的碳氧比(C/O).根据经验,最佳的渗碳强渗气氛其C/O=5.0,扩散时的C/O=4.0左右是恰当的,在均温淬火时的C/O=3.0.

motion_0576

1 碳氧比（C/O）这个概念是用来相对比较醇类、酮类、煤油等有机渗剂供碳能力的指标，用它来衡量气氛我个人认为不妥？
2 不妥的原因不是否认15#的结论，而是大家对于炉气渗碳能力的评价一般都用“碳势”、“露点”、“Co2量”等概念来进行控制。很少有人用C/O比这个概念（名词）来将炉气成分，因此，容易引起别人混淆。