天然气在热处理的发展

xinghai88

天然气应该是非常值得发展的燃料及渗碳气氛，各位大虾有用的吗？感觉怎么样？有什么特别注意的吗？斑竹有什么资料传一些吧！！！拜托了！

xinghai88

斑竹，帮忙呀！都说说，国内外的都行。

stove

天燃气渗碳在进口炉型中使用较多，做为燃料使用则相当普遍

liugang

天然气做为燃料,主要还是天然气来原的问题,要是在西南地区的话,这个加热方式是非常常见的,

stove

随着西气东输的实施，东部沿海地区也能使用天然气做燃料了

yagsino

俺是济南的，俺们厂热处理线大部分是天然气炉，用起来还可以，只不过不如电炉控温好！

鼎佳工业炉

天然气就是均匀性不好控制,不过发热值高,应该是比较经济的
尤其在大型的台车炉上用.比较好

现在烧嘴的技术也很成熟.控制都容易搞,压力也有.
所以说,技术是成熟的.....

关于渗碳的话.就是用 辐射管间接加热,和明火燃烧区别不大

xinghai88

我想再问一下用天然气做渗碳剂的效果？

151515

可在可控气氛炉用燃气辐射管

xinghai88

听说可以做渗碳气氛呀!没人尝试过!???

慕山慕水

用天然气作渗碳介质国内最早的已应用20多年，对天然气的要求是：CH4含量大于93％，有机硫＜5mg/m3，无机硫＜3mg/m3。一般来说CH4含量基本都能达到，但民用天然气一般都添加硫化氢作为泄漏报警成分，所以含硫量一般超标，这就需要一套脱硫装置，西南地区应用很多，采用RX发生器将天然气裂解成为吸热式气氛作为载气，天然气作为富化气，此技术相当成熟。
作为热源，可采用燃气辐射管，目前也很成熟。
燃气加热、天然气作可控气氛结合起来，对于天然气已普及的地区应该是很好的选择。
目前在西南地区应用的有：红岩重汽，德固萨三后室多用炉加热气氛都用天然气；青山厂、重庆机床、四川丹凌齿轮、重庆新生等都采用天然气制备RX气作为可控气氛效果很好。
对于天然气作为直升气氛应用，国内最早应用天然气直生式渗碳是重庆綦江齿轮厂通入吉林制造的仿艾协林1000KG多用炉，但未成功。

taizhong

7楼说的很对,在我们这个地方用加热的比较普遍!

xgbb123456

建议楼主上百度查一下重庆  李志义
他是一位老先生了，现在他们所做的天然气净化设备在连续渗碳炉效果特别好！你可以咨询一下

慕山慕水

完全正确，我说得用西南地区的成功的天然气脱硫装置都是李老先生设计的。贴一篇老先生的论文：

天然气渗碳的另一机理  CH4      Cad+H2及其优化措施
李志义1  田荣华2  葛友海3 胡培中4  熊 军5  敖思渝6
（1.重庆海森机电设备开发公司，重庆陈家坪帝豪名都27FC，邮编 400039；2.重庆青山机械制造公司，重庆 402761；3.重庆重型汽车制造公司车轿分厂，重庆 402300；4.重庆机床厂，重庆 400054；5.四川丹齿实业公司，四川丹棱612260；6.重庆新生机电设备总厂，重庆 400061）
摘  要：本文介绍了国内城市用天然气成份、成渝地区有机硫无机硫状况、各种天然气脱硫剂简介、硫分析方法及取样、天然气直生式、吸热式及放热式的应用。最终落实天然气渗碳的另一机理及其优化措施，使其气源耗量下降15%左右，设备寿命大大提高，热处理质量可於世界任何先进国家媲美。
前言：当人们在研究各种气源渗碳时，并比较各种气源渗碳的结果而确认，天然气气源是所有渗碳热处理气源中最好的气源[1]，它不仅仅是价廉，能大大降低成本（四川重型汽车制造厂采用净化的天然气生产后单气源耗损年节约约50万元，一汽大众也取得相似效果），而且渗碳传输最快，保持较高的有效碳势当量；（排除那部分能增加碳势，但进入渗碳件因氧参与下的内氧化，使渗碳速度较缓，活力较差的碳势）；表面含碳量最高，渗碳时间最短，渗碳件表面非马氏体组织的厚度和密度最低，一般均能0.003mm以下[2](浅腐蚀)、表面硬度HRC61以上（HV1转换）；碳化物极度弥散[3]（该文金属热处理编辑将总硫5mg/m3控制改为20mg/m3控制）。早在70年代市场上就有各式各样的脱硫设备、高效脱硫剂等。含糊地讲：控制总硫，不讲脱有机硫和无机硫的深度，混淆两种硫实质上的差别，模糊技术实质带有商业性的炒作，而且进入城市的天然气，其有机硫、无机硫，就具有差距很大的波动范围，须经受长期检测考验，以防其偶然性的合格过关。
我国应用天然气是世界上最早的国家，有1000多年历史。广义地讲，天然气可分油成气、（大庆等）气成气（四川等）、煤成气等。狭义地将煤成气（瓦斯）分出。对其成因，请气矿、天然气处理及脱硫厂等参考［6］，本文不作介绍。
天然气技术要求（SY7514-88）


质量指标
                I        II        III        IV
        总硫mg/m3        ≦150        ≦270        ≦480        ＞480
        H2Smg/m3        ≦6        ≦20               
        CO2%        ≦3        ≦3               
        水份                                无游离水
一、城市民用天然气情况

民用天然气或称城市用天然气为I和II标准。III标准当H2S≤20mg/m3，也允许供用。
（1）硫醇RSH        甲硫醇CH3SH            一般占有量
乙硫醇C2H5SH            50-200mg/m3
（2）硫醚  RSR             甲硫醚CH3SCH3
乙硫醚C2H5SC2H5          10-100mg/m3
（3）二硫化碳CS2                           ＜50mg/m3
（4）二硫化物  R-S2-R（甲二硫醚CH3S2CH3）   ＜50mg/m3
（5）氧硫化物  COS  （羰基硫）             ＜20mg/m3
（6）噻吩C4H4S
国内天然气主要产地简介
产地        CH4        C2H6        C3H8        C4H10        C2H4        CO2        H2S        H2        N2        CO        有机硫        C5H2
自贡        97.11        0.88        0.21        0        0.03        0.36        0.6        0.04        0.87        0.06               
隆昌        97.23        0.88        0.21        0        0.02        1.14        0.2        0.09        0.04        0.02               
永川        97.17        1.15        0.35        0.03        0.21        0.31                0.09        0.24        0.09               
重庆        97.40        0.6        0.08        0        0        1.14                0.07        1.59        0               
泸州        96.38        1.57        0.42        0        0.2        0.99                0.11        0.23        0.15               
重庆        95.94        0.796        0.127        0.37        0.086        0.052                0.512                               
重燃公司        93.26        2.71        0.75                0.25        0.20        911mg/m3                                       
大庆        99.75        C2H8        5.62                1.9                                                        3.31
大港        76.9        7.6                4.0        11        1.36                0.71                               
盘锦        81.5        5.0                3.0        8.5                                                       
中坝        89.9        1.72                0.54        6.65                                                       
聂中柴达木        99.5        0.035                0.45(非烃)                                                1.4       
四川丹棱        97.25                0.01                0.17        1.11        18.45mg/m30.06        1.4                0.67mg/m3
垫江矿        91.81        0.95        0.37        0.16        0.09                0.08        0.31                                0.03
脱硫后        97.48        1.12        0.30        0.18        0.02        0.11%        0.07        0.18                                0.06
卧龙河        97        1.281        0.406                608mg/m3        5.10%相当782.6mg/m3        0.812        260/460mg/m3
脱硫后        97        1.281        0.406                        60mg/m3                        0.812        150/250mg/m3
注：由于天然气各成份的波动，下表只表示某一次的检测数据
二、各种脱硫方法简介
3.1常温Fe203脱硫剂：标准/45072398-6.009-1998
3.1.1高效：助容剂不同：泸州西南化工研究院：工作硫量≧25%。一般厂家达7-8%
3.1.2水分在脱硫过程中起介质作用: （1）Fe203?H20+3H2S     Fe203+3H20+5.2千卡
（2）Fe2S3+3/202     Fe203?H20+3S+47.1千卡
这是一个脱硫再生反应连续进行，应注意温度为30-60℃，最高不能超过80℃，否则会产生硫升华和自燃，造成脱硫剂及其设备损坏；温度超过120℃失效，其结构发生变化，再生2-3次堵微孔，再生效果衰减，直到报废，西南车辆厂就是用CNJT-01型。
3.1.3对有机硫有一定的效果？由於多种物质，钢皮，粉笔，等均有吸附作用：但这吸附是短暂的，不久就不能吸附了，请注意，所有这类氧化金属物脱硫剂说明书均无脱有机硫经得起检测索赔的指标。
3.1.4若将PH8-9保持碱性对脱无机硫有利。
3.1.5类似该机理还有Zn0脱硫剂Mn04Fe203  Zn0等氧化金属物脱硫剂。例如Zn0资料讲的很好，但天然气是输气状态而不是静止状态，要脱有机硫是困难的，至今无任何单位指标考核用它来脱流动天然气中有机硫。
3.2湿碱脱硫法 ：Na(OH)、石灰水。胺水、三乙醇胺：105℃再生。
3.2.1高效  成渝地区，川东、川南、卧龙河等均采用湿碱法脱硫后送入城市使用。含硫按20mg/m3以下控制，实质为无机硫，有机硫未作控制，而且无机硫经常超标。
3.2.2水份在脱硫过程中起介质作用，而且不可少。
3.2.3 对有机硫有一定效果，无控制指标：由于湿碱不停的交换流动，脱有机硫的效果比Fe2O3好。重庆建设集团引进的俄罗斯N-150天然气制氮设备，天然气→三乙醇胺脱无机硫→燃烧制氮后→再次经三乙醇胺脱无机硫→冷冻→硅胶深脱水使用。（尽管冷冻-12℃控制，但在流动气源中水份在0℃以上，还需深脱水）
3.2.4硫醇+NaOH   Na2SO3+CH4,（Na2CO3参加下）
3.3活性炭
3.3.1以核桃壳：桃仁壳、枣仁壳一般最好，椰壳次之市场商家一般采用煤质来做，对噻吩，CS2  SO2硫醇、硫醚等应用有效。重庆綦江化肥厂等应用，一般再生50次寿命。
3.3.2对H2S也有较强的脱除作用：若先不脱H2S那寿命更下降
3.3.3进口气注意少带液和油。进口气中多碳烷烃和不饱和烃含量较高时，将严重影响活性炭的硫容，应予先除去，而热处理要求不要浪费多碳烷烃和不饱和烃。
3.3.4再生。
3.3.4.1：过热蒸气，压力0.05-0.1Mpa，注意450-500℃再生蒸气线速度为0.15-0.2/秒（空速300-500/h）。
3.3.4.2:饱和蒸气再生注意＞160℃再生完毕后，关蒸气，通热空气或其它惰性干燥气体吹扫活性炭带走活性炭中残存水份，然后降至常温再次使用。
3.4两步法脱硫：很多厂的活性炭说明书，均希望与氧化金属脱硫剂串联使用，先脱无机硫后脱有机硫，对质量严格要求，且方便于两种脱硫剂发挥最大效果，又便于重新更换脱硫剂。
3.5一个塔两种脱硫剂分段装，或者本身就混装，混装比例按有机硫无机硫平均成分比例计算，两种脱硫剂效果上差距加上有机硫无机硫波动大不能简单计算，按某比例配置，称“有机复合”，称高效最新产品，最新技术代表，将平均约4000元左右/吨的两种脱硫剂，在有机硫无机硫复合的广告下据有关知情人士透露，该装置与实际效果有很大的不真实性及强烈的商业操作。重庆××天然气研究所，重庆××化肥等采用该装置，均因每周必需检测，不合格而下马。硫分析的结果也须使用1-2年后再进行，拿出检测数据，不能含糊称总硫控制。
3.6升温加氧法：产生于高温至360-400℃，使有机硫转换为无机硫再进行脱硫处理。
3.7国内各分子筛厂家和美国UCC公司等（德国KDH公司未提此事）由于各种纷繁的脱硫剂的透露：国内外分子筛厂家在说明书上有写上脱硫等，当电话和函件联系脱天然气中什么硫？再生周期？脱有机硫、无机硫的深度及考核指标：我们只提供线索还需你们进一步研究，目前脱无机硫较可靠。
3.8各种脱天然气中的硫专利我也带来，就不一一介绍。
3.9天然气净化分法：80年投产至今，（在只脱有机硫无机硫和水时92年94年就获局、部科技进步奖）98年申请专利1999年12月31日，获中华优秀专利技术证书，2001年1月8日，获国际知识产权资格证书，2002年5月获国家发明专利证书：证书号89879。专利号ZL98111874.7、国际专利分类号：C10L10/3。
四：采用天然气净化设备测试分析
4.1经十多年重庆成都地区陆续124次测定城市天然气净化前的波动范围，有机硫30-248mg/m3，无机硫 10-78mg/m3， 水份露点 ＞10—240C。 净化后均能达到有机硫＜3—5mg/m3，无机硫＜1—3mg/m3,水份露点＜-380C。
4.2使用天然气净化设备的工厂检测分析
4.2.1重庆机床厂94年初连续采用上海化工研究院K1-2000型微库仑测硫仪检测。
天然气净化剂已使用近四年再生后连续测定（单位mg/m3）（检测不合格拒付尾款）
日  期        94.1.9        94.1.10        94.1.11        94.1.12        94.1.13        94.1.14        94.1.15
原料气        200        200        200        200                200       
净化气        1.00        1.4        4.4        4.5        5.1        6.2        10.5
重庆机床厂：天然气净化剂已使用拾年后，其再生使用叁天由重庆化工研究院2001.11.7取样净化后  总硫0.3mg/m3，现已使用十三年，还继续使用（其净化剂还是能像年青的小伙子一样挑200KG重量；寿命的界定是以服役能力为佳）。
4.2.2四川重型汽车厂2002.9.7由四川长寿维尼伦厂分析“微量硫色谱仪”净化后无机硫＜0.1mg/m3，形态流（有机硫）＜0.1mg/m3。
4.2.3重庆青山机械厂92.2.9分析：再生使用6天后净化前总硫108mg/m3，净化后无机硫0.242mg/m3有机硫0.323mg/m3水分露点，-35℃（微量水分析仪失控）
4.2.4四川丹棱丹齿公司96.12.19由四川石油管理输气公司工艺研究所检测：
        CH4        C2H4        C3H8        H2        N2        CO2        H2Smg/m3        总硫mg/m3
原料气        97.25        0.17        0.01        0.06        1.4        1.11        18.45        19.12
净化A台        97.54        0.13        0.01        0.06        1.42        0.84        4.059        4.528
净化B台        96.84        0.13        0.01        0.06        2.36        0.6        7.38        6.94
该公司净化剂已使用捌年还继续使用，其渗碳件质量领先世界。
4.2.5天然气净化剂对烃类和不饱和烃类不影响（氧化金属脱硫剂有影响）
五、硫分析方法及取样
5.1采用ASTM D2385-66（71RSH），硫酸一碘量法：重庆建设集团先用中性        CdSO4溶液脱除H2S，然后通过碱性CdSO4溶液脱除RSH。
5.2一般碱性滴定法
5.3醋酸锌氧化镉吸气体中H2S，生成硫化锌镉与碘作用过量的碘用硫代硫酸钠滴定。
5.4上海化工研究院，K1-2000型微库仑测硫仪：为总硫分析。
5.5西南化工研究院，WLSP852微量硫分析仪：它基于色谱的分离以及火焰光度检测器，对硫化物选择性检测来进行各种微量硫的测定，两支色谱柱；A柱主要用来分离H2S和COS；B柱：根据需要在适当的温度下分离甲硫醇、甲硫醚、噻吩、二甲基二硫化物。通99.99%氮气由不同的硫化物以不同时刻进入FPD鉴定器，硫化物根据标准查比对不同而分开，然后用氢99.79%和氧97.99%来燃烧，色谱：5年寿命。（一般寿命于使用时间次数以及硫化物浓度有关，）目前重庆川维、綦江化肥厂、上海化工研究院、榆林天然气化工厂等均有此测试仪。
5.6取样；
5.6.1现场直接取样：重庆建设集团取样，通过流式湿量计，进入中性烧瓶，两个串联再进入碱性烧瓶串联两个，取样1m3气源，现场时间约4小时，数据可靠；用微量水份测量仪QWS-2型，可直接取样，由PPM转换为露点，当露点很低时，用露点仪检测有误，必须用微量水分检测仪检测。为考核净化剂，每使用半年以上再次取样。
5.6.2气球：目前还无气球不吸附有机硫和无机硫的，因而需要多次，建议3-6次以上的进气排气，停留5-15分钟，这样使气球内壁吸附的有机硫和无机硫与要测气源有了一平衡，再检测效果较佳。
六、天然气直生式、吸热式、放热式应用
天然气是气体，在裂化过程中很多气源还需经过气化这个阶段。在这个气化阶段时，就可以因为局部差异，等而产生碳黑。天然气主要成份甲烷，分子链最简单，更容易裂化，其它气源（除煤气）分链长，不易裂化。天然气直生式渗碳少需氧的参与，其裂解中变生的活性碳（CH4→Cad+H2）就能直接渗碳，有些气源本身就有氧，或者分子链太长要裂解必需较多氧的参与，因而天然气渗碳非马氏体组织，密度和厚度最低。由于裂解快，活性碳传输快，渗碳时间缩短，碳化物极度弥散，耐磨性最好。在C一氮化的过程中同理内氧化最小，硫松组织最低。
6.1国内最早应用天然气直生式渗碳是重庆綦江齿轮厂通入吉林制造的仿艾协林1000KG多用炉。由于该厂采用Fe2O3脱硫天然气中无机硫，有机硫未脱，加上炉子的密封、使用时间和天然气有机硫燃烧后变无机硫的腐蚀，天然气：空气由1:2逐渐变为2:1。重庆大学做了天然气直生式井式渗碳炉实验，80年刊登××杂志但因天然气未脱硫处理，效果不稳定未能进入市场使用。
6.2国内最早应用天然气直生式保护是重庆特钢集团钟罩式炉76年投入使用，重庆建设集团80年在两台75KW振底炉上应用至今，重庆长风机器厂网带炉上直接应用薄层渗碳投产多年，上述均比1997.5资料[5]早。
6.3国内最早应用天然气放热式保护气为重庆建设集团（67年），引进苏联N-150采用燃烧前后两次三乙醇胺脱硫处理然后冷冻+硅胶脱水H2 8-11%、CO2 0.5%以下，其余为N2水份达-40℃投入应用（在流动状态下，经冷冻机-12℃控制水份仍然在0℃以上）。
七、天然气渗碳另一渗碳机理及其优化措施
7.1天然气脱有机硫和无机硫的措施
由于天然气矿按国家规定无机硫含量＜20mg/m3，不考核有机硫进入城市，而且无机硫也经常不合格。其实际情况为碱法测硫法，对有机硫未控制，即未采取确切的脱有机硫处理，因此在新的各色纷繁的脱硫设备中，特别要注意脱有机硫的指标。綦江化肥厂等采用活性炭脱有机硫。
某厂美国哈克洛夫多用炉吸热式气氛和吉林仿艾协林多用炉上采用直生式气氛渗碳件表面达到国家标准ZBT-04001-88非马氏体组织＜25um,表面硬度HRC58以上，耗气量很大，1300kg：消耗10m3/h原料气。
只有当天然气净化很好时，CH4→Cad+H2表4结果（吸热气氛一般不烧碳黑）
吸热式多用炉        炉压upa        天然气：空气        保护气耗量        二氧化碳、露点控制        富化气控制        总消耗量
重庆青山机械厂1000kg
艾协林多用炉        0.02-0.025        1:23        8-10m3/h        露点        0.8-1.2m3/h        3.3m3/h
重庆重型汽车制造厂1000kg×3室德固萨        0.02        1:32        8m3/h        0.5-0.6        1m3/h        3.0m3/h
长春一汽大众1000kg
艾协林多用炉                1:23        0.6        露点        1.5-1.0m3/h        3.3m3/h
    重庆某单位吸热式德固萨，投产运转四年已花50万元大修一次，现又要大修。重庆机床厂、重庆新生机电设备总厂、重庆青山机械、四川丹齿实业公司、重庆四川重型汽车厂等单位采用天然气净化设备后气源耗量下降20%左右，渗碳件表面非马氏组织小于3um（浅腐蚀），表面硬度HRC61以上（HV1转换），碳化物极度弥散，可与世界先进国家媲美[2、3]
7.2降低天然气中水份的措施
经我们多次研究其水份越低越好，当水份很多时连起码露点控制渗碳气氛也上不去；当水份适中，非马氏体组织一般在8-10um；当水份露点在-38℃下时，非马氏体组织＜3um，甲醇煤油为基的渗碳中其结果明显。重庆地区甲醇一般由天然气制造，需注意厂家的脱天然气中有机硫、无机硫和水分。比如（4）（5）所述天然气含硫量越低越好，气源大大节约，众所周知老的渗碳机理均为CO→Cad+CO2  Cad是指活性碳，天然气另一渗碳机理。
CH4→Cad+H2 Cad 活性碳当水分增加，氧的参与增加，渗碳内氧化增加，非马氏体的厚度和密度也增加。           
7.3热处理设备密封性：设备密封差,空气的进入。使机理减弱,不仅浪费气源，而且非马氏体的厚度和密度均增加。
7.4 在C-N共渗的热处理工艺中，尽管温度为840-850℃时天然气裂解效果差，但奇迹还是发生了，其渗碳件表面还是很光亮、无碳黑。
八.渗碳淬火件表面非马氏体的密度、厚度小，带来那些经济效益，潜在效益。
8.1尽量减少渗碳件的表面磨削量，防止磨削裂纹的产生，使成品厚度相同的情况渗碳时间缩短，渗碳变形量降低，碳化物极度弥散，减少因磨削拉应力而影响渗层的耐磨性能，最终使热处理质量领先世界、入世后的产品竞争力大大提高。那些渗碳产品性能表面硬度达到HRC58及非马氏体组织很厚的设备和工艺属早要渐渐淘汰的产品，如像黑白电视机那样，日本人都不用的设备及工艺在大陆扩散。
8.2采用天然气净化设备后，节约气源，提高零件耐磨性。（气源节约，一般一年内就收回投资）
8.2.1天然气中的无机硫存在影响甲烷的裂化效果，使之裂化不充分。
8.2.2天然气中的有机硫存在影响甲烷的裂化效果，而且使有机硫部分裂化的同时大量带走甲烷，它的存在比无机硫更浪费气源。
8.2.3水份：水份的增加，使露点增高，如要降低露点，只有加大气源，而且当水份很多时，就是加大气源，也不是短时间能使露点上升，碳黑大大增加，吸热式裂解剂经常需烧碳黑。且因烧碳黑而停产。有些单位停产一天的经济损失购卖天然气净化设备有余。
8.2.4石油，理由同上。
8.2.5二氧化碳：无氧参加下的渗碳，CH4→Cad+H2更加优化。
8.2.6由于渗碳件表面非马氏体的厚度和密度大大下降，一般＜3um（浅腐蚀）、表面硬度HRC61以上（HV1转换），热处理少磨削或不磨：相对渗层厚度变低，渗碳时间也短，零件变形小，耗气下降。
8.2.7磨削使其工件表面产生拉应力，宜减少裂纹，在同一硬度下耐磨性下降，磨削工序增加，加大成本，磨削后采用喷丸强化的方法，其强化的压应力在高速运转生热后而衰减，且喷丸易产生划痕为高速运转产生削落源。         
九、结论：
天然气渗碳中另一渗碳机理，CH4→Cad+H2，拌随着整个渗碳过程，从而使渗碳件表面非马氏体组织的厚度和密度下降，当天然气净化很好时：CH4→Cad+H2反应更理想，从而使非马氏体组织厚度和密度大大下降，一般小于3微米(浅腐蚀)、表面硬度HRC61以上（HV1转换），齿面削落性特好，是未来汽车、机车等产品提速的主要依据之一。
9.1减少渗碳时间，减少变形，碳化物极度弥散，渗碳时产生的压应力真正用上，耐磨性，抗齿面削落性特好，为未来齿轮提速开绿灯。
9.2普遍节约气源20%左右，所订设备一般半年就能收回投资（渗碳零件表面发黑，一般为天然气浪费。经四个不同厂抽样检测表明，表面硬度很低、非马氏体组织40μm左右）。
9.3热处理设备的使用寿命，氧探头，吸热式裂化剂寿命一般不烧碳黑，潜在的经济效益。目前人们对喝水的需求已知水要好。对设备寿命呢？某些厂家或个人为利益驱使并不喜欢这些潜在的经济效益。
9.4氮载天然气、氮甲醇天然气：只要氮气含量适中，无氧少氧的参与，渗碳件热处理质量也能领先世界。
9.5 C-N共渗工艺中，尽管温度840-850℃，一般讲天然气裂解差，但只要天然气净化好，其C-N共渗质量可达世界先进水平。




参 考 文 献

1、李志义：重庆建设31车间，李晓澎，重庆建设—雅马哈有限公司焊接课：可控气源的选择“金属热处理”1996.1.P52
2、李志义：重庆海森机电设备开发公司，李晓澎：重庆建设—雅马哈有限公司焊接课：渗碳淬火件表面非马氏体组织形或的原因和防止措施“金属热处理”，2000.11.P37。
3、殷汉奇：四川丹齿实业有限公司艾协林多用炉的引进和使用，“金属热处理”，1996.6P36。
4、炉气氛：美国材料学会（PSM）炉气氛学理编写：可控气氛热处理专辑：机械工业部第三设计院，内燃气制造技术编辑部1983.9.P8.P15。
5.甘悦成：华中理工大学。范薪生：东风汽车公司车桥厂，直注式气氛的应用效果，“国外金属热处理”1997.5。
6、白尚显，唐文俊，“燃料手册”，治金工业金出版社，1994.P865-900

stove

看来我的家乡四川和重庆的热处理很适合使用天然气。

慕山慕水

再发一片李老先生的论文：（不是我给他做广告，是他的产品确有独到之处）
渗碳淬火件、气体软氮化件质量提高的途径
                                                           李志义1、田荣华2、葛友海3、胡培中4
（1、重庆长江电炉厂、重庆海森公司电话023-68120865（宅）、13002366762  2、重庆青山机械厂  邮编402761 3、重庆红岩汽车厂车轿厂  邮编402300  4.重庆机车厂  邮编 400055）
前言：伴随着改革开放、入世。所制造的产品能否打入国际先进国家市场，渗碳淬火件、气体软氮化件质量要求越来越高。本文只着重讨论工艺问题，预祝：采用世界一流的设备，只有采用世界第一流的工艺，才能生产出世界第一流的产品。本人认为第一流的指标：以渗碳或碳氮共渗为例。表面硬度HRC61以上（HV1转换），非马≤3μm （浅腐蚀）、产品表面光亮，无碳黑，碳化物极度弥散。马氏体组织1-2级，残A8%以下，变形极小，不磨齿或很少磨齿。硫化物、氧化物＜1级，同炉同钢号同形状尺寸产品硬度波动±1HRC。
一、怎样使渗碳淬火件质量提高
1、渗碳淬火件表面硬度和非马氏体组织（1）：
在渗碳淬火件表面层中经常出现连续或不连续的网状或块状黑色组织，此处恰好不是表层压应力最大的区域，已被公认是由于内氧化而贫合金化元素导致形成屈氏体类组织，也被称为非马氏体组织。一旦形成此类组织，其后果是降低表面硬度和耐磨性以及疲劳极限。因此国内外知名的车辆制造厂家大都对非马氏体层厚度有明确的规定，如德国波尔特、奔驰、宝马公司要求此层厚度必须在3μm以下。非理由是：①渗碳出来要磨齿：磨齿将压应力转成拉压力。②喷丸强化，该压应力在高速旋转生热中衰减。不磨齿不行？不磨齿是现代生产齿轮的热门话题。采用多用炉生产的齿轮不磨齿的厂家，重庆地区有重庆青山工业公司等（3.7）。缩短渗碳时间，碳化物极度弥散节省大量机加工费用，领先于：世界任何先进国家。
1.1.1关于非马氏体组织
渗碳淬火件的非马氏体组织包括表面脱碳形成的铁素体，表层沿晶界形成的屈氏体，有的钢种是贝氏体。非马氏体组织层和钢表面含碳量关系的示意图1。有此种组织工件的表层含碳量由表及里成逐渐升高趋势，到最高值后在逐步降至心部含碳量。与最大含碳量位置相对应也是淬火后最大压应力的地方。
1.1.2非马氏体组织的范围：在渗碳过程中，由于内氧化的原因，使渗体表面碳含量下降产生非马氏组织，这些组织初生铁素体，初生屈氏体（连成一片称黑带，未连成一片称黑网），部分钢种的贝氏体。均为非马氏体组织。如图1：渗碳淬火钢非马氏体组织层和表层碳浓度的关系
M
+  M+Tr  M+Ar+Tr    M+Ar   M+Ar+B  心部
F                 
                                  最大含碳量
含碳量（%）

                                 至表面距离/㎜
1.1.3相关的标准
中国国标GB/T8539-2000；1级        德国大众        德国波尔舍、奔驰、宝马
HRC58渗层＜0.75㎜ 非马＜12?m
以上    0.75-2.25㎜ 非马＜20?m        HRC60以上        非马≤10?m        HRC61以上        非马≤3?m
（若用HV1转换大约HRC53）        （HV1转换）        金相浅腐蚀        （HV1转换）        金相浅腐蚀
1.2渗碳淬火件采用二次淬火，即在渗碳完成后在炉内空冷，而后重新加热再淬火。
使淬火组织细密、马氏体针较细残A下降（国标400倍金相测残A的缺陷：在400倍显微镜下，残A中的大量的马氏体岛看不到、而硬度不低，磁性检测残A合格）、变形小，耐磨性好；缺点：工艺流程时间太长。热处理设备较差，内氧化增加。
1.3渗碳气源的选择（2）：天然气＞丙烷＞丙酮）；最成功的“超级渗碳气氛”是空气/甲烷基（9）。
1.4渗碳过程中尽可能避免CO     Cad+CO2的渗碳机理：该机理必然是一边渗碳一边氧化。
1.5直接生成无氧参加下的渗碳技术是近代新技术的热门课题。
1.5.1目前能产生的无氧下渗碳的气源这些气源在一定条件下才能优化。（务必注意优化措施）
甲烷 CH4   *   
Cad+H2           最早发现是苏联学者1966年，70年代德国、美国学者持同样观点
丙烷C3 H8      
C+2CH4      *
3Cad+H2
C3 H8
C2 H4+ H4
Cad+CH4  *  3Cad+H2

C3 H8
C2 H2+ H2+ CH4
2Cad+CH4+2H2    *    3Cad+H2

乙烯C2 H4
Cad+CH4   *     2Cad+H2

乙炔C2 H2
2Cad+H2        德国易普森和法国汤姆森在低压真空炉内使用。
重庆地区的乙炔C2H2也是天然气制造的。均存在含水、含硫指标。
要使无氧参加下渗碳技术达到最多的自由活性碳原子，气源必须要考虑含硫含水的控制：
英俄日德资料均对气源提出含硫控制，而且指出原料气充分除硫（8）。有的厂家勿略上述问题，已遭受市场的冷落：有些进口设备厂家渐渐地退出中国市场。以空气密度1.27㎏.m-3，乙炔1.17、甲烷0.72、丙烷1.9，可见甲烷最易裂解，不易在炉内存在死角（10）。
1.5.2 优化这些气源的措施：水、含硫量控制越低越好。特别要强调的稳定性、可靠性控制。
由于城市天然气中含有水和有机硫、无机硫：而且波动很大以至于同一外国著名公司的不同作者，作出不同的结论。有些教授只知用甲烷做试验而无水、硫介念……（4）。对硫引起氧探头寿命的思路不明（5），重庆地区：（3）有机硫30－248mg/m3，无机硫10－70 mg/m3，水份露点＞10－24℃。有时因天然气矿脱硫设备检修，城市天然气无机硫高达1100mg/m3。这时很多厂家就会停产，而采用天然气净化设备的厂家，只需将再生时间缩短就可，无需停产。
古老的天然气资料930℃以上裂解充分，随着温度的下降不易充分裂解，现在呢？910℃渗碳长期、稳定地无碳黑表面光亮。渗碳的表面硬度和非马氏体组均达到德国波尔舍、奔驰、宝马企业标准。850～860℃  C—N共渗表面也光亮、无碳黑。（重庆綦江化肥厂、永川天然气研究所，因每周检测，而放弃川维厂廖永康，将两种脱硫剂分段装的常温高效脱硫剂，资料我带来了）。这种分装，使活性碳一次使用，不便再生（活性碳再生温度105℃、50次再生报废），天然气含硫高要渗硫。对产品质量设备寿命，氧探头寿命、耗气量增加影响很大。
1.5.3 采用真空低压渗碳技术：德国波尔舍、奔驰、宝马质量要求高的齿轮均采用这一技术，控制渗碳表面硬度和非马组织和变形（渗碳后不再加工齿面）。重庆旺成、德国易普森；宜宾五粮液厂、法国汤姆森；唯一缺点：先进设备较贵，生产量较低。
1.6 天然气的质量问题：当人们在研究各种气源渗碳时，并比较各种气源渗碳的结果而确认，天然气气源是所有渗碳热处理气源中最好的气源[1] [9]，它不仅仅是价廉，能大大降低成本（四川重型汽车制造厂采用净化的天然气生产后单气源耗损年节约约50万元，一汽大众也取得相似效果），而且渗碳传输最快，保持较高的有效碳势当量；（排除那部分能增加碳势，但进入渗碳件因氧参与下的内氧化，使渗碳速度较缓，活力较差的碳势）；表面含碳量最高，渗碳时间最短，渗碳件表面非马氏体组织的厚度和密度最低，一般均能0.003mm以下[2](浅腐蚀)、表面硬度HRC61以上（HV1转换）；碳化物极度弥散[3]（该文金属热处理编辑将总硫5mg/m3控制改为20mg/m3控制）。早在70年代市场上就有各式各样的脱硫设备、高效脱硫剂等。含糊地讲：控制总硫，不讲脱有机硫和无机硫的深度，混淆两种硫实质上的差别，模糊技术实质带有商业性的炒作，而且进入城市的天然气，其有机硫、无机硫，就具有差距很大的波动范围，须经受长期检测考验，以防其偶然性的合格过关。
我国应用天然气是世界上最早的国家，有1000多年历史。广义地讲，天然气可分油成气、（大庆等）气成气（四川等）、煤成气等。狭义地将煤成气（瓦斯）分出。对其成因，气矿、天然气处理及脱硫厂等。请参考［11］，本文不作介绍。
天然气技术要求（SY7514-88）


质量指标                I        II        III        IV
        总硫mg/m3        ≦150        ≦270        ≦480        ＞480
        H2Smg/m3        ≦6        ≦20               
        CO2%        ≦3        ≦3               
        水份                                无游离水
1.6.1城市民用天然气情况
民用天然气或称城市用天然气为I和II标准。III标准当H2S≤20mg/m3，也允许供用。
（1）硫醇RSH        甲硫醇CH3SH            一般占有量
乙硫醇C2H5SH            50-200mg/m3
（2）硫醚  RSR             甲硫醚CH3SCH3
乙硫醚C2H5SC2H5          10-100mg/m3
（3）二硫化碳CS2                           ＜50mg/m3
（4）二硫化物  R-S2-R（甲二硫醚CH3S2CH3）   ＜50mg/m3
（5）氧硫化物  COS  （羰基硫）             ＜20mg/m3
（6）噻吩C4H4S
国内天然气主要产地简介
产地        CH4        C2H6        C3H8        C4H10        C2H4        CO2        H2S        H2        N2        CO        有机硫        C5H2
自贡        97.11        0.88        0.21        0        0.03        0.36        0.6        0.04        0.87        0.06               
隆昌        97.23        0.88        0.21        0        0.02        1.14        0.2        0.09        0.04        0.02               
永川        97.17        1.15        0.35        0.03        0.21        0.31                0.09        0.24        0.09               
重庆        97.40        0.6        0.08        0        0        1.14                0.07        1.59        0               
泸州        96.38        1.57        0.42        0        0.2        0.99                0.11        0.23        0.15               
重庆        95.94        0.796        0.127        0.37        0.086        0.052                0.512                               
重燃公司        93.26        2.71        0.75                0.25        0.20        911mg/m3                                       
邢台（西气东输）        95.44        1.768        0.202        0.039                        ≤20mg/m3                                ≤180mg/ m3       
大庆        99.75        C2H8        5.62                1.9                                                        3.31
大港        76.9        7.6                4.0        11        1.36                0.71                               
盘锦        81.5        5.0                3.0        8.5                                                       
中坝        89.9        1.72                0.54        6.65                                                       
聂中柴达木        99.5        0.035                0.45(非烃)                                                1.4       
四川丹棱        97.25                0.01                0.17        1.11        18.45mg/m36        1.4                0.67mg/m3
邛崃        96.63        1.76        0.22                        0.49        ≤20mg/m30.01        0.77                ≤150mg/ m3
垫江矿        91.81        0.95        0.37        0.16        0.09                0.08        0.31                                0.03
脱硫后        97.48        1.12        0.30        0.18        0.02        0.11%        0.07        0.18                                0.06
卧龙河        97        1.281        0.406                608mg/m3        5.10%相当782.6mg/m3        0.812        260/460mg/m3
脱硫后        97        1.281        0.406                        60mg/m3                        0.812        150/250mg/m3
注：由于天然气各成份的波动，下表只表示某一次的检测数据
1.6.2各种脱硫方法简介
1.6.2.1常温Fe203脱硫剂：标准/45072398-6.009-1998
1.6.2.1.1高效：助容剂不同：泸州西南化工研究院：工作硫量≧25%。一般厂家达7-8%
1.6.2.1.2水分在脱硫过程中起介质作用: （1）Fe203?H20+3H2S     Fe203+3H20+5.2千卡
（2）Fe2S3+3/202     Fe203?H20+3S+47.1千卡
这是一个脱硫再生反应连续进行，应注意温度为30-60℃，最高不能超过80℃，否则会产生硫升华和自燃，造成脱硫剂及其设备损坏；温度超过120℃失效，其结构发生变化，再生2-3次堵微孔，再生效果衰减，直到报废，西南车辆厂就是用CNJT-01型。
1.6.2.1.3对有机硫有一定的效果？由於多种物质，钢皮，粉笔，等均有吸附作用：但这吸附是短暂的，不久就不能吸附了，请注意，所有这类氧化金属物脱硫剂说明书均无脱有机硫经得起检测索赔的指标。
1.6.2.1.4若将PH8-9保持碱性对脱无机硫有利。
1.6.2.1.5类似该机理还有Zn0脱硫剂Mn04Fe203  Zn0等氧化金属物脱硫剂。例如Zn0资料讲的很好，但天然气是输气状态而不是静止状态，要脱有机硫是困难的，至今无任何单位指标考核用它来脱流动天然气中有机硫。
1.6.2.2湿碱脱硫法 ：Na(OH)、石灰水。胺水、三乙醇胺：105℃再生。
1.6.2.2.1高效  成渝地区，川东、川南、卧龙河等均采用湿碱法脱硫后送入城市使用。含硫按20mg/m3以下控制，实质为无机硫，有机硫未作控制，而且无机硫经常超标。
1.6.2.2.2水份在脱硫过程中起介质作用，而且不可少。
1.6.2.2.3 对有机硫有一定效果，无控制指标：由于湿碱不停的交换流动，脱有机硫的效果比Fe2O3好。重庆建设集团引进的俄罗斯N-150天然气制氮设备，天然气→三乙醇胺脱无机硫→燃烧制氮后→再次经三乙醇胺脱无机硫→冷冻→硅胶深脱水使用。（尽管冷冻-12℃控制，但在流动气源中水份在0℃以上，还需深脱水）
1.6.2.2.4硫醇+NaOH     Na2SO3+CH4,（Na2CO3参加下）
1.6.2.3活性炭
1.6.2.3.1以核桃壳：桃仁壳、枣仁壳一般最好，椰壳次之市场商家一般采用煤质来做，对噻吩，CS2  SO2硫醇、硫醚等应用有效。重庆綦江化肥厂等应用，一般再生50次寿命。
1.6.2.3.2对H2S也有较强的脱除作用：若先不脱H2S那寿命更下降
1.6.2.3.3进口气注意少带液和油。进口气中多碳烷烃和不饱和烃含量较高时，将严重影响活性炭的硫容，应予先除去，而热处理要求不要浪费多碳烷烃和不饱和烃。
1.6.2.3.4再生。
1.6.2.3.4.1：过热蒸气，压力0.05-0.1Mpa，注意450-500℃再生蒸气线速度为0.15-0.2m/秒（空速300-500m3/h）。
1.6.2.3.4.2:饱和蒸气再生注意＞160℃再生完毕后，关蒸气，通热空气或其它惰性干燥气体吹扫活性炭带走活性炭中残存水份，然后降至常温再次使用。
1.6.2.4两步法脱硫：很多厂的活性炭说明书，均希望与氧化金属脱硫剂串联使用，先脱无机硫后脱有机硫，对质量严格要求，且方便于两种脱硫剂发挥最大效果，又便于重新更换脱硫剂。
1.6.2.5一个塔两种脱硫剂分段装，或者本身就混装，混装比例按有机硫无机硫平均成分比例计算，两种脱硫剂效果上差距加上有机硫无机硫波动大不能简单计算，按某比例配置，称“有机复合”，称高效最新产品，最新技术代表，将平均约4000元左右/吨的两种脱硫剂，在有机硫无机硫复合的广告下据有关知情人士透露，该装置与实际效果有很大的不真实性及强烈的商业操作。重庆××天然气研究所，重庆××化肥等采用该装置，均因每周必需检测，不合格而下马。硫分析的结果也须使用1-2年后再进行，拿出检测数据，不能含糊称总硫控制。
1.6.2.6升温加氧法：产生于高温至360-400℃，使有机硫转换为无机硫再进行脱硫处理。
1.6.2.7国内各分子筛厂家和美国UCC公司等（德国KDH公司未提此事）由于各种纷繁的脱硫剂的透露：国内外分子筛厂家在说明书上有写上脱硫等，当电话和函件联系脱天然气中什么硫？再生周期？脱有机硫、无机硫的深度及考核指标：我们只提供线索还需你们进一步研究，目前脱无机硫较可靠。
1.6.2.8各种脱天然气中的硫专利我也带来，就不一一介绍。
1.6.2.9邛崃新南桥；该厂脱硫采用加氢分两次加热致380℃，经有机硫转换塔    氧化铁氧化锰脱无机硫     氧化锌再次脱无机硫     送于甲醇转换塔制造甲醇）
1.6.2.10天然气净化分法：80年投产至今，（在只脱有机硫无机硫和水时92年94年就获局、部科技进步奖）98年申请专利1999年12月31日，获中华优秀专利技术证书，2001年1月8日，获国际知识产权资格证书，2002年5月获国家发明专利证书：证书号89879。专利号ZL98111874.7、国际专利分类号：C10L10/3。
1.6.3采用天然气净化设备测试分析
1.6.3.1经十多年重庆成都地区陆续124次测定城市天然气净化前的波动范围，有机硫30-248mg/m3，无机硫 10-78mg/m3， 水份露点 ＞10—240C。 净化后均能达到有机硫＜3—5mg/m3，无机硫＜1—3mg/m3,水份露点＜-380C。
1.6.3.2使用天然气净化设备的工厂检测分析
1.6.3.2.1重庆机床厂94年初连续采用上海化工研究院K1-2000型微库仑测硫仪检测。
天然气净化剂已使用近四年再生后连续测定（单位mg/m3）（检测不合格拒付尾款）
日  期        94.1.9        94.1.10        94.1.11        94.1.12        94.1.13        94.1.14        94.1.15
原料气        200        200        200        200                200       
净化气        1.00        1.4        4.4        4.5        5.1        6.2        10.5
重庆机床厂：天然气净化剂已使用拾年后，其再生使用叁天由重庆化工研究院2001.11.7取样净化后  总硫0.3mg/m3，现已使用十五年，还继续使用（其净化剂还是能像年青的小伙子一样挑200KG重量；寿命的界定是以服役能力为佳）。
1.6.3.2.2四川重型汽车厂2002.9.7由四川长寿维尼伦厂分析“微量硫色谱仪”净化后无机硫＜0.1mg/m3，形态流（有机硫）＜0.1mg/m3。
1.6.3.2.3重庆青山机械厂92.2.9分析：再生使用6天后净化前总硫108mg/m3，净化后无机硫0.242mg/m3有机硫0.323mg/m3水分露点，-35℃（微量水分析仪失控）
1.6.3.2.4四川丹棱丹齿公司96.12.19由四川石油管理输气公司工艺研究所检测：
        CH4        C2H4        C3H8        H2        N2        CO2        H2Smg/m3        总硫mg/m3
原料气        97.25        0.17        0.01        0.06        1.4        1.11        18.45        19.12
净化A台        97.54        0.13        0.01        0.06        1.42        0.84        4.059        4.528
净化B台        96.84        0.13        0.01        0.06        2.36        0.6        7.38        6.94
该公司净化剂已使用捌年还继续使用，其渗碳件质量领先世界。
1.6.3.2.5天然气净化剂对烃类和不饱和烃类不影响（氧化金属脱硫剂有影响）
1.6.4硫分析方法及取样
1.6.4.1采用ASTM D2385-66（71RSH），硫酸一碘量法：重庆建设集团先用中性        CdSO4溶液脱除H2S，然后通过碱性CdSO4溶液脱除RSH。
1.6.4.2一般碱性滴定法
1.6.4.3醋酸锌氧化镉吸气体中H2S，生成硫化锌镉与碘作用过量的碘用硫代硫酸钠滴定。
1.6.4.4上海化工研究院，K1-2000型微库仑测硫仪：为总硫分析。
1.6.4.5西南化工研究院，WLSP852微量硫分析仪：它基于色谱的分离以及火焰光度检测器，对硫化物选择性检测来进行各种微量硫的测定，两支色谱柱；A柱主要用来分离H2S和COS；B柱：根据需要在适当的温度下分离甲硫醇、甲硫醚、噻吩、二甲基二硫化物。通99.99%氮气由不同的硫化物以不同时刻进入FPD鉴定器，硫化物根据标准查比对不同而分开，然后用氢99.79%和氧97.99%来燃烧，色谱：5年寿命。（一般寿命于使用时间次数以及硫化物浓度有关，）目前重庆川维、綦江化肥厂、上海化工研究院、榆林天然气化工厂等均有此测试仪。
1.6.4.6取样；
1.6.4.6.1现场直接取样：重庆建设集团取样，通过流式湿量计，进入中性烧瓶，两个串联再进入碱性烧瓶串联两个，取样1m3气源，现场时间约4小时，数据可靠；用微量水份测量仪QWS-2型，可直接取样，由PPM转换为露点，当露点很低时，用露点仪检测有误，必须用微量水分检测仪检测。为考核净化剂，每使用半年以上再次取样。
1.6.4.6.2气球：目前还无气球不吸附有机硫和无机硫的，因而需要多次，建议3-6次以上的进气排气，停留5-15分钟，这样使气球内壁吸附的有机硫和无机硫与要测气源有了一平衡，再检测效果较佳。
1.6.5国家发明专利“天然气净化设备”与“现行脱硫设备”各项性能对比
贵厂购置“×××”热处理多用炉自动生产线，采用天然气渗碳。为了保证产品质量和延长设备使用寿命，天然气应进行净化。现将两种不同档次的设备，即荣获国家发明专利“天然气净化设备”与“现行脱硫设备”各项性能进行对比，供贵厂选择。（以1000㎏多用炉为例）
两种不同设备各项性能对比表
        设 备
性 能        国家发明专利设备
（硫、水定期吐出）        现行脱硫设备
（硫只吃不吐，并产生水）        备 注
气 源

质 量
        有机硫        10年内        20年        1年内        2年       
                ＜3 mg/M3        ＜10 mg/M3        总 硫       
        无机硫        ＜3 mg/M3        ＜5 mg/M3        ＜20 mg/M3*        ＜45 mg/M3*        *使耗气量、非马组织增加
        水份（露点）        ＜-40℃        ＜-40℃        ＜20℃        *使耗气量、非马组织增加
        气 味        无臭味、非常干燥        非常臭、潮湿       
渗碳件
质量        颜 色        光亮、无碳黑*        黑色、有碳黑        *在850-860℃
碳氮共渗的情况下还是光亮
        非马氏体组织（浅腐蚀）        ＜10 ?m（稳定）
（德国大众标准）        ＜20-30 ?m（不稳定）        同一条件下
        表面硬度
（HV1转换）        HRC 60以上
（德国大众标准）        HRC 54以上       
耗气量（1000KG炉）        ≤0.8 M3/h（稳定）        1.0 M3/h（不稳定）       
净化剂寿命        10年（服役能力如初）        脱硫剂寿命（服役能力）
不断下降至报废       
设备
寿命        氧探头        提高1.5倍        下降0.5倍        与氮-甲醇-丙酮相比
        炉内备件                       
各项性能稳定性        好        不稳定       
设备大修费用        各厂均未大修        约4年大修一次
（××车辆厂已大修二次，共花费80万元）        重庆綦江化肥厂、永川天然气研究所，因每周检测，而放弃川维厂廖永康，将两种脱硫剂分段装的“常温高效脱硫剂”
目前设备最长使用年限        重庆机床厂、青山厂等单位已用14年，丹齿厂已用11年        （1）.当外界天然气压力很低时，因肠梗阻而停产；
（2）.当天然气气矿脱硫设备检修时，无机硫高达1100mg/M3而停产       
国内拾多家用户数量        各种规格共36台                天然气净化设备，当无机硫高达1100mg/M3，将再生周期缩短就行
净化气源量        500 M3/h               
以上对比结果可知，若在世界一流的热处理设备上采用世界上独有的“天然气净化设备”不但能使贵厂产品的热处理质量达到德国波尔舍、奔驰、宝马等企业国际最高标准，即渗碳件表面硬度可达HRC61（HV1转换）、非马氏体组织＜3μm（浅腐蚀），而且进一步降低气源消耗生产成本和延长设备使用寿命，节约设备维修费用，以使贵厂获得更大的经济效益。
另外，在上述情况下，如果贵厂再采用毛坯等温正火预处理，就能进一步减少产品变形，使其产品渗碳及C-N共渗后不加工齿面（如重庆青山机械厂、四川丹陵齿轮厂等），将使贵厂使用世界一流的热处理多用炉就能达到德国波尔舍、奔驰、宝马等企业采用低压真空渗碳处理才能达到的标准（如重庆旺成齿轮厂）。“天然气净化设备”已在一汽大众、天津德国独资Sew公司、邢台钢铁公司与韩国设备配套，等十多家企业应用、生产出世界一流的产品、远销国内外。
1.7甲醇的质量问题：目前有达到99.99%比一级还优的甲醇。
1.7.1水，1级含水最低，国标GB338-92，含硫指标无规定。
1.7.2硫：以天然气为原料制造优质产品的化工厂：含硫量为1mg/m3以下。（成都宇源化工有限责任公司：脱有机硫无机硫方法（请见1.6.2.9）
1.7.3氮气的制备质量问题：
1.7.4分子筛制氮：寿命是指服役如初氮含量99.99%1.5年左右。1、105分子筛+富氢      产生H2O    硅胶和分子筛脱水。2、焦炭分子筛脱氧制氮。
1.7.5薄膜制氮：寿命是指服役如初氮含量99.99%1.5年左右。薄膜制氮后进一步纯化处理：加富氢或加铵分解氢，均需注意水的参与。
1.7.6空分制氮：1、旧式进入液态深度不够，根据不同气化温度而获较纯的氮气。
                  2、新式进入液态直接获得液氮。氮气纯度达99.99%，稳定、可靠。
1.8在C-N共渗或软氮化中需注意氨水的脱水，及其稳定控制和含硫量的稳定可靠控制。
1.8.1脱水一般采用分子筛、硅胶、红砖和生石灰除脱水，还能脱硫（必须注意再生质量稳定可靠控制）。
1.8.2注意氨水厂家中的含硫问题来源：1、以天然气原料化肥厂的脱硫问题。
                                      2、产生的氨水去脱天然气中的硫后销售。
1.9冷却：风冷、氮冷、油冷、水冷等。在A3钢渗碳淬火，很多厂家采用PAG、碱、盐水，使表面非马降到最低，并提高表面硬度。重庆海森公司PAG-Ⅲ型是2003年本人研制的最新产品，第一冷速（珠光体转变区）如盐水或碱水，第二冷速（马氏体转变区）接近机油淬火出来的产品防锈一般在5天以上。已在重庆建设集团、江苏太州自行车三套轴总厂等六家企业应用。目前国内外暂无类似冷却特性的水剂淬火介质。也算是本人66岁时的又一创新。
1.10即时回火和脱氢回火同时进行：降低组织应力，避免氢进入各陷阱。
1.11毛坯预热处理是减少变形重要措施：重庆青山工业公司C-N共渗后，不再磨齿。
1.1.2原材料的问题：控制淬硬性，化学成分，低倍夹杂（天津德国独资Sew公司为1级）。硫化物、氧化物是齿轮高速旋转剥落源。
1.1.3可考虑分钢材炉号管理：当淬硬性、淬透性、化学成分等控制好，尽量不采用该措施。
二、怎样使气体软氮化体的质量达到和领先与世界先进国家
    （国标GB/11354-89钢铁零件：渗氮层深度测定和金相组织检验：2%硝盐乙醇浸蚀）放大500该检验方法经不浸蚀对比差别，建议不浸蚀更准确。最先进的级别1-2级。目前国内我看了拾多个厂家均在3-4级。1级化合层致密，表面无微孔。按GB/11354-1989标准：[8]浸蚀剂2-4%硝酸乙醇。我在重庆××厂所做对比试验：采用2%硝酸乙醇浸蚀：疏松为1级：同一另件不腐蚀疏松达3级。疏松层深8μm。
2.1软氮化与硬氮化的分类 700～750HV
2.2软氮化催渗方法：C 、O、 Ti、 C-O或O-C离子、稀土元素等。
2.3黑色组织形成与防止方法：金相上、不腐蚀或浅腐蚀，内氧化组织与Fe3O4有关、有人认为是①氢气形成②氮气形成③氧化形成：最终黑色组织的内壁为Fe3O4，因此在看金相时，腐蚀稍重Fe3O4与硝酸作用而看不到黑色组织。

2.3.1.尽可能采用无水、氧参加下的软氮化工艺。以氧催渗的工艺一般黑色组织较厚。
2.3.2.气源的氨气、脱水和含硫问题、甲醇中水、硫的问题
2.3.3.QPQ重庆××气门厂、活塞软氮化。看黑色组织腐蚀与不腐蚀对比，就有上述类似结果。
2.3.4快冷使ξ相不析出，保持ε相单一组织，增加防腐、耐磨性能。
2.3.5即时回火和去氢回火同时进行，避免氢进入陷阱，小角晶界、位错源等。
三、后绪：个别厂家采用“天然气净化设备”使表面硬度和非马组织达到波尔舍、奔驰、宝马标准。但由于技术文件无此要求。不像长春一汽大众、德国独资天津Sew公司每炉检测，以至于氨气的脱水、硫、甲醇的脱水、硫等均不重视……。结果就稍差点。反之，当热处理设备较差，工艺一流时产品必提高一个档次。（重庆长江电炉厂能生产氨水一步法脱水脱硫设备：含无机硫＜1mg/m3有机硫＜3mg/m3，水份露点＜-35℃，脱水、脱硫剂寿命服役如初拾年以上，准备上报国家发明专利。）
※※※ 热处理定义：固态的金属和非金属经加热、保温、冷却使组织、结构、应力状态、性能。化学元素发生变化的处理称热处理。
                                      参考文献
1、李志义、李晓澎：“渗碳淬火件表面非马氏体形成的原因和防止措施”金属热处理  2000.11.37
          2、李志义、李晓澎：“可控气源的选择”金属热处理 1996.1.52
          3、李志义、田荣华、葛友海、胡培中、熊军、敖思渝等“采用天然气的气体渗碳”国外金属热处理 2004.1.41
          4、黄元盛：“甲烷浓度对CVD金刚石膜表面粗糙度的影响”，金属热处理2004.6.15
          5、孙尧卿等“渗碳炉氧探头0Cr25Ni20不锈钢外电极腐蚀损伤分析”，金属热处理2004.10.19
          6、美国普莱克斯曲延森“热处理用户的氮源选择”国外金属热处理97.5.30
7、田荣华“变速箱另件毛坯等温正火工艺试验的应用”金属热处理 2002.16.42
8、机械工程标准手册：热处理类/《机械工程标准手册》2003.4.P264
9、关于直接注入碳氮化合物/空气气氛（超级渗碳气氛）渗碳的观点：英国Bodycote热处理有限公司W.Hewitt。国外金属热处理：2004.5.29
10、在AvaC低压渗碳中控制乙炔及其反应事物
德国LindeAG公司   M.Lohymann等，国外金属热处理  2004.5.32
11、白尚显、唐文俊，“燃料手册”冶金工业出版社     1994.P864-900

shangganfobama1

有人建议用天然气加热，但是我们感觉不如电炉温控好

stove

原帖由 shangganfobama1 于 2007-4-3 11:02 发表
有人建议用天然气加热，但是我们感觉不如电炉温控好

各有各的优缺点，很难说哪个好哪个不好。

xinghai88

感谢大伙这么热情，我想主要是质量和成本问题！

xgbb123456

想不到版主有这么多的好资料，提个建议：下次有论文请以附件的形式，那样看起来眼睛不是很费劲。