正航儀器技術部介紹馬弗爐操作說明試述“爐子
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責任編輯：正航儀器
發(fā)表時間：2015-09-12
正航儀器技術部介紹馬弗爐操作說明試述“爐子時效”的原理
爐內的控制氣氛氣體大多為還原性氣體，如氫氣H2、一氧化碳CO等。在無馬弗爐內，氣氛氣體中的氫H2和CO與爐襯材料中微小孔隙中的氧氣O2、水汽H2O、二氧化碳CO2等在高溫下反應并被置換。由于爐襯材料的微孔細小、曲折，置換過程十分緩慢，需要較長時間。置換完成后，即在爐襯材料微孔中完全排盡空氣等氧化性氣體，而 完全充滿還原性氣體后，爐內氣氛即趨穩(wěn)定。這個過程就是爐子時效。
爐襯材料多為無機氧化物，例如普通面耐火磚等材料中含有較多的氧化鐵（Fe2O3）。氣氛中的H2和CO等還原性氣體與爐襯材料接觸時，可使Fe2O3還原為金屬鐵。鐵的密度大于氧化鐵，體積必發(fā)生變化，導致砌體疏松、破裂，甚至倒塌。因此在使用含H2和CO等氣氛氣體的無馬弗爐，其筑爐磚必須含F(xiàn)e2O3<1.0%的專用材料，專業(yè)上稱為抗?jié)B碳磚，同時使用相應的砌筑灰漿（Fe2O31.0%）。
怎樣安全地操作控制氣氛電阻爐，并說說控制氣氛熱處理操作中發(fā)生爆炸的機理。
要安全操作控制氣氛電阻爐，在管理方面要注意三點。一，控制氣氛熱處理電阻爐設備的操作人員必須接受安全操作教育培訓，未經培訓的操作人員不得操作設備。二，控制氣氛制備的原料，它們的使用、儲存和運輸?shù)榷急仨殗栏褡袷貒业南嚓P條例；它們的容器必須嚴格按照國家相關條例設計制造，購買、檢驗和維護保養(yǎng)。三，控制氣氛爐設備的可燃性氣體和液體的供應，輸送管道必須定期檢查，不應有泄漏現(xiàn)象，包括停爐時向爐內泄漏。
可控氣氛中可燃物有：氫氣H2，一氧化碳CO，氨氣NH3，甲烷CH4（天燃氣），丙烷C3H8（液化石油氣），丁烷C4H10，甲醇CH3OH，乙醇C2H5OH，笨C6H6，丙酮C3H5OH等。
在控制氣氛的熱處理操作中最易發(fā)生爆炸的是在開爐和停爐操作中。開爐時，爐膛內充滿空氣，如果操作作不當，有可能引起爆炸。安全操作的方法是將熱處理爐升溫到760℃以上才通入可燃性氣體。這樣通入的可燃性氣體與爐膛內的氧氣安全地進行燃燒，直到耗盡爐內的氧氣，繼續(xù)通入可燃性氣體，由于爐膛內沒有了氧氣就不會爆炸了。如果工藝需要在760℃以下通氣時，可以在充滿空氣的爐膛內予置一燃燒的明火，再通入可燃性
體，在明火的引導下可燃性氣體與氧氣安全燃燒，不會爆炸，直至耗盡爐內氧氣。停爐時也應在760 ℃以上排空爐子內一切地方的可燃性氣體，讓爐膛內充滿空氣，然后安全地降至室溫。
在熱處理爐運行時注意突然降溫或其它機械原因產生爐內負壓，而吸入空氣。爐內有了空氣，如果可燃性氣體形成一定的比例，使爐內氣體反應，產生瞬間壓力膨脹，形成劇烈的爆炸。
爐膛內排出的可燃性廢氣，應在排出口充置明火，讓廢氣燒盡，常明火不能中斷。
試述控制氣氛制備的方式
控制氣氛制備的方式可分為二類：發(fā)生器式氣氛和爐內直生式氣氛。
發(fā)生器式氣氛，是在熱處理爐外專用的獨立容器內，將原料按一定的方式轉化為所要求的組成的氣氛，然后通入熱處理爐內使用。
爐內直生式氣氛是：制備氣氛的原料直接送入熱處理爐內進行反應，轉化為爐氣氛，省去氣氛發(fā)生器。
發(fā)生器式氣氛有以下幾種：
①吸熱式氣氛－主要組成是CO、H2和N2，主要原料是天然氣（主要成分CH4）、液化石油氣（主要成分C3H8、C4H10）、城市煤氣（CH4、CO、H2）。制備氣氛時要從外部供應熱量。
②放熱式氣氛－主要組成是CO、H2和N2。主要原料是天然氣、液化石油氣、城市煤氣。制備氣氛時不需要從外部供應熱量。
甲醇裂解氣氛。甲醇加熱到60℃以上成為甲醇蒸汽。加熱到高溫發(fā)生裂解。
550℃以下：2CH3OH＝CO2＋CH4＋2H2
550∽700℃：2CH3OH＝CO2＋［C］＋4H2
700℃以上：CH3OH＝CO＋2H2
甲醇裂解氣氛用途：例如適用于中、高碳鋼及合金鋼的保護加熱，滲碳及碳氮共滲的載體。
氨裂解氣氛和氨燃燒氣氛：2NH3＝N2＋3H2
氨裂解氣氛用途：低碳鋼、低碳不銹鋼等材料的退火等的保護加熱。
爐內直生式氣氛有以下幾種：
滴注式氣氛：如
C2H5OH＝CO＋3H2＋［C］，
C3H5OH＝CO＋3H2＋2［C］
氮基氣氛：是一種配備氣氛。即氮氣和其它氣體混合，在熱處理爐內反應轉化為爐氣氛。應用較多的是氮氣＋甲醇氣氛。氮氣＋甲醇氣氛用途：例如適用于中、高碳鋼及合金鋼的保護加熱，滲碳及碳氮共滲的載體氣體。
什么是碳勢？
碳勢是氣氛的熱力學特性，它表示氣氛的一種平衡能力。氣氛在熱處理加熱溫度下，氣氛的氣相中提供的活性碳原子與鋼表面奧氏體中的含碳量相平衡的能力。通常用0.05mm純鐵片（或含碳鋼片）在氣氛中加熱到熱處理加熱溫度，保持一定時間（10-15分鐘），在不氧化不脫碳的氣氛中冷卻到室溫，稱出處理前后的增重（△G/G），即為該氣氛在所處理溫度的碳勢。
