一种常压下的乙炔渗碳炉制造技术

本实用新型专利技术涉及一种常压下的乙炔渗碳炉，包括反应室、乙炔进气管道和尾气管道，乙炔渗碳炉还包括安装在乙炔进气管道上的控制计量装置、安装在尾气管道上的尾气测量装置，以及分别与控制计量装置和尾气测量装置连接的计算机控制器，反应室内达到设定温度后，计算机控制器根据设定的参数，打开控制计量装置，将乙炔充入反应室内，同时，控制计量装置和尾气测量装置分别将乙炔数据和尾气测量数据实时发送给计算机控制器，计算机控制器计算炉内的碳原子总量和工件的富化率，并根据计算结果调整乙炔进气量，直到满足工艺要求。与现有技术相比，本实用新型专利技术在常压下就能使用乙炔渗碳，可提高设备的使用效率，同时节省使用成本。

【技术实现步骤摘要】
一种常压下的乙炔渗碳炉
本技术涉及一种渗碳炉，尤其是涉及一种常压下的乙炔渗碳炉。
技术介绍
市场上渗碳炉大致上可以分为两类，一类是普通的渗碳炉，另一类是真空渗碳炉。普通的渗碳炉的渗碳气氛都是用丙烷(或丙酮)作为渗碳气氛，丙烷(或丙酮)在高温时分解产生碳原子，碳原子是游离态的，无法有效地到达产品的表面，渗碳速度、效率就降低了。为了提高渗碳的速度和效率，常常加入一些载气(或富化气)，例如甲醇。载气(或富化气)将炉内的游离态的碳原子带到产品的表面，增加产品表面与碳原子的接触机会，从而提高生产效率。真空炉的造价昂贵，使得很多用户都是望尘莫及：有利的是用真空渗碳炉处理的产品非常好，不论是产品质量还是产品的性能，都是一般的渗碳设备无法达到的；不利的是购买设备的成本非常大，在设备使用过程中需要配备专业热处理工艺人员、专业的操作人员，设备使用时能耗也比一般的渗碳炉要高。用乙炔作为渗碳气氛，在普通的渗碳炉不能用的原因是：无法真实的测量炉内的碳势或分解炉。因为乙炔在高温下是不分解的，必须借助金属作为催化剂才能分解出碳原子，市场上的氧探头、一氧化碳分析仪都是利用测定炉内的氧元素反算出碳势的。能用在真空渗碳炉上，是因为真空渗碳炉的控制方式不同，真空渗炉是利用复杂的表面积计算方法，计算产品表面的富碳能力，脉冲控制乙炔的进气量，达到产品的渗碳要求。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能准确控制炉内的富化率的常压下的乙炔渗碳炉。本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种常压下的乙炔渗碳炉，包括反应室、乙炔进气管道和尾气管道，所述的乙炔渗碳炉还包括安装在乙炔进气管道上的控制计量装置、安装在尾气管道上的尾气测量装置，以及分别与控制计量装置和尾气测量装置连接的计算机控制器。所述的尾气测量装置包括质谱仪。所述的反应室内设有加热装置。所述的反应室外层包覆有保温层。与现有技术相比，本技术具有以下优点：(1)与其他气体相比，乙炔拥有高产碳量，生产相同工艺的产品，获得更快的渗碳速度，需要的气源更少，常压下就能使用乙炔渗碳，可提高设备的使用效率，同时节省使用成本。(2)能实时测量炉内的富化率、并准确控制炉内的富化率；不受目标工件的外形、表面积的影响，多种工件可采用相同的控制方法。(3)采用普通的箱式热处理炉，实用性强、造价低、使用成本少，反应前无需抽真空，能连续生产。(4)质谱仪能同时测量多混合气体中的每种气体的体积比，还能根据通过的气体体积，测算出尾气中每种气体的质量，达到实时测量计算的目的。附图说明图1为本技术乙炔渗碳炉的主视结构剖视示意图；图2为本技术乙炔渗碳炉的左视结构剖视示意图；附图标记：1为搅拌装置；2为加热装置；3为保温层；4为工件；5为控制计量装置；6为计算机控制器；7为尾气测量装置；8为反应室；9为炉门。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。本实施例以本技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例如图1、2所示，一种常压下的乙炔渗碳炉，包括反应室8、乙炔进气管道、尾气管道、安装在乙炔进气管道上的控制计量装置5、安装在尾气管道上的尾气测量装置7，以及分别与控制计量装置5和尾气测量装置7连接的计算机控制器6，反应室8顶部安装有搅拌装置1，反应室8内设有加热装置2，反应室8外层包覆有保温层3。尾气测量装置7包括质谱仪。使用本渗碳炉的流程包括：在计算机控制器6中输入目标工件的工艺要求，打开炉门9，将工件4送入到渗碳炉内，开启加热装置4。当反应室8内达到设定温度后，计算机控制器6根据设定的参数，打开控制计量装置5，将乙炔充入反应室8内，乙炔进入渗碳炉，在高温的环境下，接触到金属表面发生分解，分解产生的碳原子直接留在工件的表面，这样就不存在游离态的碳原子。工件表面的碳原子越多，渗碳的速度就会越快，工件的表面也能获得更高的含碳量。反应进行时，炉内气体组分达到动态平衡，控制计量装置5和尾气测量装置7分别将乙炔数据和尾气测量数据实时发送给计算机控制器6，计算机控制器6根据收到的数据和质量守恒定律计算炉内的碳原子总量和工件的富化率，并根据计算结果调整乙炔进气量，如果满足条件继续执行工艺，如果不满足则通过控制计量装置5来调整乙炔的进气量，直到满足工艺要求。控制计量装置5不仅控制乙炔进入工作室开启和关闭，并且记录乙炔进入工作室的总质量，控制计量装置5将进入工作室的乙炔总量发送给计算机控制器6；乙炔经过高温反应后，碳原子留在工作室内的金属表面，反应生成的尾气——甲烷、氢气和未参加反应的乙炔，从尾气管道排出，尾气测量装置7测量尾气中每种气体的体积百分比并计算出每种气体的质量，发送给计算机控制器6，计算机控制器6根据乙炔高温分解反应式和质量守恒定律，计算炉内的碳原子总量。乙炔在高温下分解方程式为：与其他气体相比，乙炔具有较高的产碳量，如下表所示：表1各类气体含碳量及产碳量其中，碳含量为重量百分比，产碳率从气体传入负荷的碳百分比，可以看出乙炔的含碳量、产碳率都是非常高的，所以乙炔是最佳的渗碳气氛。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种常压下的乙炔渗碳炉，包括反应室(8)、乙炔进气管道和尾气管道，其特征在于，所述的乙炔渗碳炉还包括安装在乙炔进气管道上的控制计量装置(5)、安装在尾气管道上的尾气测量装置(7)，以及分别与控制计量装置(5)和尾气测量装置(7)连接的计算机控制器(6)。

【技术特征摘要】
1.一种常压下的乙炔渗碳炉，包括反应室(8)、乙炔进气管道和尾气管道，其特征在于，所述的乙炔渗碳炉还包括安装在乙炔进气管道上的控制计量装置(5)、安装在尾气管道上的尾气测量装置(7)，以及分别与控制计量装置(5)和尾气测量装置(7)连接的计算机控制器(6)。2.根据权利要求1所述的一种常压下的乙炔渗碳炉，其特征在于，所述的尾气测...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨景峰，沈鹏，杨凡，
申请(专利权)人：上海颐柏热处理设备有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31