新的连续式滴注渗碳炉碳势的控制方法及装置

摘要

本发明提供一种新的连续式滴注渗碳炉碳势的控制方法及装置，它是由氧探头(2)、碳探仪(3)、电动执行器(4)等组成，其特征为：选择空气为控制剂；并通过控制空气向渗碳炉内的添加量来控制渗碳炉内的碳势。

说明书

本发明是一种新的连续式滴注渗碳炉碳势的控制方法及装置。

目前在滴注渗碳这种化学热处理过程中，常采用的滴注液为甲醇和醋酸乙酯，因为从其分解上讲，分解反应好掌握，易于控制，而现在用这种滴注液渗碳在碳势的自动控制方面使用的是红外线可控气氛渗碳。在使用红外线可控气氛渗碳时，发现滴注液醋酸乙酯不是按理想反应分解。即当醋酸乙酯滴入渗碳炉后，炉气中CO₂、CH₄立即增高，CO₂增高使红外线控制系统失效。

本发明提供一种采用甲醇和醋酸乙酯为滴注液;利用氧探头、碳控仪、电动执行器组成的控制系统进行碳势控制;并选择空气作为控制剂的新的连续式滴注渗碳炉碳势的控制方法。

本发明是由氧探头、碳控仪、电动执行器等组成，其特征在于：选择空气为控制剂;并且通过控制空气向渗碳炉内的添加量来控制渗碳炉内的碳势。

附图为本发明的碳势控制系统图。

本发明的工作原理如附图所示：

安置在连续渗碳炉（1）内的氧探头（2），采集其区域内的氧势送入碳控仪（3），碳控仪（3）将其进行一系列处理，与给定的各类常数一起按公式计算出炉内碳势值，将得到的碳势值与设定值进行比较得出差值，进行PID调节，然后启动相应的继电器，通过继电器的动作来驱动电动执行器（4），从而改变空气（图中箭头所示）向炉内的添加量，达到控制碳势的目的。

使用本发明控制碳势时，作为滴注液的甲醇和醋酸乙酯的配比若不当，则影响本发明适用的前提条件（炉气稳定，CO的分压基本恒定），使测量的显示值失真。为此本发明对甲醇和醋酸乙酯的配比进行了研究，给出了对应不同碳势的甲醇和醋酸乙酯的最佳配比，具体数值如表1所示。

表1：甲醇和醋酸乙酯的最佳配比

碳势C%甲醇与醋酸乙酯比值（范围）1.009：1－9：41.108：1－8：31.157：1－7：4

采用该配比后，渗碳炉内气体成份稳定，碳势控制系统测量真实可靠。

采用新的连续式滴注渗碳炉碳势的控制方法，可使渗碳炉内的碳势按照理想的要求得到很好的控制，改变了以往的凭经验控制及不理想的自动控制碳势的状态。

下面结合附图具体说明本发明的实施方案：

对渗碳层要求为1.0～1.4mm的汽车转向臂轴渗碳;

如附图所示：

设备：连续式渗碳炉（1）

滴注液：甲醇和醋酸乙酯

碳势控制系统：氧探头（2）：DH-7氧化锆氧探头

碳控仪（3）：DTK-08多路碳势控制仪

电动执行器（4）：DF₂系列电磁阀。

控制剂：空气（图中箭头所示）。

工艺如表2所示：

表2：汽车转向臂轴渗碳工艺

渗碳炉各区段一预热区二透烧区三强渗区四扩散区五预冷区温度℃850900930900850范围甲醇流量ml/min050-6040-5050-600范围甲酯流量ml/min010-1520-2510-150空气流量m³/h00－0.50-1.00-0.50

推料周期20mln

空气流量由电磁阀控制。0-0.5m³/h表示：电磁阀接通时空气流量为0.5m³/h，断开时流量为0。

其控制结果如表3所示：

表3：碳势控制结果：

碳势设定值（％）碳势显示值（％）碳势实测值（％）1.101.111.091.101.051.061.101.101.111.101.071.041.101.081.05

共生产95盘3800件，试块检验结果，渗层在1.12-1.4mm之间，满足1.0-1.4mm渗层的要求。