DE3110329A1

DE3110329A1 - Gas carburisation process

Info

Publication number: DE3110329A1
Application number: DE19813110329
Authority: DE
Inventors: Helmut 4670 Lünen Hahn; Rüdiger Dr.-Ing. 4600 Dortmund Hoffmann
Original assignee: Brown Boveri und Cie AG Germany; BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: EOn Ruhrgas AG
Priority date: 1981-03-17
Filing date: 1981-03-17
Publication date: 1982-09-30

Abstract

In a process for minimising the gas in gas carburisation, a carburising agent known per se is mixed with a CO-rich gas and a CO content, which differs by at least 5% from the CO content of the gas, of the carburisation atmosphere is kept constant in the furnace by means of a control device known per se.

Description

Verfahren zur GasaufkohlunqProcess for gas carburizing

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Gasaufkohlung unter Verwendung an sich bekannter Kohlungsmittel und an sich bekannter Regeleinrichtungen.The invention relates to a method for gas carburizing under Use of known carbon means and known control devices.

Bei dem bekanntgewordenen Verfahren zur Gasaufkohlung wird eine Mischung aus Propan mit einer genügend großen Menge Trägergas, z. B. Endogas aus Erdgas oder Methanol, dem Ofen zugeführt. Hierdurch bleibt der CO-Gehalt im Ofen annährend auf einem Wert von 20 oder 30 Vol.% konstant. Zur Regelung des C-Pegels kann der Gehalt an CO2, der Taupunkt oder der Sauerstoff mittels einer Sonde gemessen werden. Die erforderliche Gasmenge bettäcit ein Vielfaches der für die reine Aufkohlung benötigten Menge an Kohlenwasserstoffen.In the process of gas carburizing that has become known, a mixture is used from propane with a sufficiently large amount of carrier gas, e.g. B. Endogas from natural gas or Methanol, fed to the furnace. As a result, the CO content in the furnace remains almost up a value of 20 or 30 vol.% constant. To regulate the C level, the salary of CO2, the dew point or the oxygen can be measured by means of a probe. the The amount of gas required is a multiple of that required for pure carburization Amount of hydrocarbons.

Das Mengenverhältnis von Endogas zu Propan ist im allgemeinen größer als 50 : 1. Diese erheblichen Gasmengen werden meist gleichzeitig auch zur Spülung- von Ofenräumen und/oder zur Aufrechterhaltung eines Überdruckes im Ofen verwendet.The proportion of endogas to propane is generally greater than 50: 1. These significant amounts of gas are mostly simultaneously also for flushing furnace chambers and / or for maintaining overpressure used in the oven.

Sie stellen jedoch einen wesentlichen Kostenfaktor dar, so daß eine Einsparung der dem Ofen zugeführte Gasmenge wünschenswert ist.However, they represent a significant cost factor, so that a Saving the amount of gas supplied to the furnace is desirable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die dem an sich bekannten Kohlungsmittel beizumischende Gasmenge zu reduzieren, wobei jedoch die Regelbarkeit der Ofenatmosphäre nicht beeinträchtigt werden soll.The invention is based on the object that is known per se To reduce the amount of gas to be admixed with the carbon dioxide, however, the controllability the furnace atmosphere should not be impaired.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß dem Kohlungsmittel ein CO-reiches Gas (Z.B. Methanolspaltgas) beigemischt wird, wobei im Ofen ein von dem CO-Gehalt des Gases um mindestens 5% abweichender CO-Gehalt der Aufkohlungsatmosphäre über eine an sich bekannte Regeleinrichtung konstant gehalten wird.This object is achieved in that the carbonant is a CO-rich Gas (e.g. methanol cracked gas) is added, with one of the CO content in the furnace of the gas, the CO content of the carburizing atmosphere deviates by at least 5% a known control device is kept constant.

Nach weiteren Merkmalen der Erfindung kann die Mischung aus Kohlungsmittel und CO-halticem Zusatzgas konstant sein.According to further features of the invention, the mixture of carbonants and CO-containing additional gas must be constant.

Das Mischungsverhältnis kann derjeweiligen Charge,der Chargenoberfläche und der Aufkohlungsdauer angepaßt werden.The mixing ratio can depend on the respective batch, the batch surface and the duration of the carburization.

Auch der Ofentyp kann eine Rolle spielen. Weiterhin ist es möglich, das Mischungsverhältnis von Kohlungsmittel und CO-reichem Gas in Abhängigkeit von einer CO-Messung im Ofen zu beeinflußen. Diese Beeinflußung kann ein Teil des Regelkreises sein, so daß über diesen Regelkreis eine gewünschte Ofenatmosphäre aufrechterhalten werden kann.The type of furnace can also play a role. It is also possible the mixing ratio of carbon dioxide and CO-rich gas as a function of to influence a CO measurement in the furnace. This influence can be part of the control loop so that a desired furnace atmosphere is maintained via this control circuit can be.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann das CO-reiche Gas auch als Tropfflüssigkeit in den Ofen eingespeist werden.According to a further feature of the invention, the CO-rich gas can also fed into the oven as drip liquid.

Das Wesen der Erfindung soll nachstehend an verschiedenen Beispielen erläutert werden.The essence of the invention is illustrated below by means of various examples explained.

1. Beispiel Wenn für die Aufkohlung einer gegebenen Charge 100 propan pro Stunde erforderlich sind, so ist es ausreichend, wenn diesem Propan eine Menge von 2001 CO pro Stunde beigemischt werden und diese Mischung dem Ofen zugeführt wird. Im Ofen entsteht aus dem Propan eine Wasserstoffmenge von 4001 pro Stunde, so daß sich -ein Gasgemisch im Ofen aus 33,3 Vol % CO und 66,7 Vol % H2 bildet. Ein derartiges Gasgemisch ist gut regelbar, was von den Methanolspaltgasatmosphären ausreichend bekannt ist.1st example if for the carburization of a given batch 100 propane per hour are required, it is sufficient if this propane a lot of 2001 CO per hour are added and this mixture is fed to the furnace will. In the furnace, the propane produces an amount of hydrogen of 4001 per hour, so that a gas mixture of 33.3 vol% CO and 66.7 vol% H2 is formed in the furnace. Such a gas mixture is easy to regulate, as can be seen from the methanol cracked gas atmospheres is sufficiently known.

2. Beispiel Wenn ein Mindestwert für den CO-Gehalt der Kohlungsatmosphäre von 20 Vol % entsprechend dem CO-Gehalt von Endogas zugrunde gelegt wird, so kann eine Kohlungsatmosphäre erreicht werden, wenn den 100 1 Prophan pro Stunde ebenfalls 100 1 CO pro Stunde beigemischt werden, d.h., die Zugabe von CO zum Prophan würde im Verhältnis 1 : 1 erfolgen. Hierbei würden sich ebenfalls wie im Beispiel 1 im Ofen 400 1 Wasserstoff bilden, so daß im Ofen ein Gasgemisch von etwa 20 Vol % CO und 80 Vol % H2 entstehen würde. Diese minimale Zugabe von CO zum Prophan würde ebenfalls zu einem regelbaren Gasgemisch führen.2nd example If a minimum value for the CO content of the carbon dioxide atmosphere of 20 vol% corresponding to the CO content of endogas is used, so can a charring atmosphere can be achieved if the 100 1 prophane per hour also 100 liters of CO per hour can be added, i.e. the addition of CO to the Prophan would in a ratio of 1: 1. Here, as in Example 1 in Furnace 400 1 hydrogen form, so that a gas mixture of about 20 vol% CO and 80 vol% H2 would arise. This minimal addition of CO to the Prophan would also lead to a controllable gas mixture.

Diese Mischung des Kohlungsmittels mit dem CO-reichen Gas hängt sowohl von den verwendeten Kohlungsmitteln als auch von dem verwendeten CO-reichen Gas ab. Bei der Verwendung von Methan oder Erdgas als Kohlungsmittel würde das minimale Verhältnis von CO zum Kohlungsmittel unter dem im Beispiel 2 genannten Voraussetzungen etwa 0,5 : 1 betragen. Wenn, wie bereits erwähnt, statt reinem CO andere CO-reiche Gase, wie Methanolspaltgas, verwendet werden, so ändert sich das minimale Verhältnis. Das minimale Verhältnis beträgt bei Zusetzung von Methanolspaltgas zu Methan/Erdgas etwa 3 : 1 und bei Zusetzung von Methanolspaltgas zu Propan 6 : 1.This mixture of the carbonant with the CO-rich gas depends on both of the carbonic agents used as well as of the CO-rich gas used away. If methane or natural gas were used as a means of carbonization, the minimum would be Ratio of CO to carbon dioxide under the conditions mentioned in Example 2 be about 0.5: 1. If, as already mentioned, instead of pure CO, other CO-rich Gases like Methanol cracked gas are used, this changes minimal ratio. The minimum ratio is when methanol cracking gas is added to methane / natural gas about 3: 1 and when methanol cracked gas is added to propane 6: 1.

Der Verbrauch an Kohlungsmitteln ist bei einer gasdichten Ofenanlage ausschließlich abhängig von der jeweiligen Charge.The consumption of carbonants is in a gas-tight furnace system exclusively dependent on the respective batch.

Je nach Ofentyp, Chargenoberfläche und Aufkohlungsdauer kann die erforderliche Kohlungsmittelmenge von wenigen Litern bis zu einigen 100 1 pro Stunde betragen. Entsprechend ändert sich auch der Verbrauch an Zusatzgas. Diese Gasmengen reichen normalerweise nicht mehr zum Spülen einer Ofenanlage, etwa nach einer Beschickung, aus. Falls eine Spülung erforderlich ist, kann Stickstoff bis etwa 750 0C oder oberhalb von 750 C auch Methanolspaltgas als Spülgas verwendet werden. Besonders Methanolspaltgas stellt ein geeignetes Spülgas dar, da zusätzlich zum Verdrängungseffekt auch eine spürbar reduzierte Wirkung sich einstellt. Außerdem wird durch das Methanolspaltgas eine für die nachfolgende Gasaufkohlung günstige Voraussetzung geschaffen, da der CO- und H2-Gehalt der Ofenatmosphäre höher ist.The required Amount of carbon dioxide from a few liters to a few 100 liters per hour. The consumption of additional gas also changes accordingly. These amounts of gas are sufficient normally no longer used to rinse a furnace system, for example after loading, the end. If purging is required, nitrogen can be allowed to about 750 ° C or above from 750 C, methanol cracking gas can also be used as a purge gas. Especially methanol fission gas represents a suitable purging gas, since in addition to the displacement effect there is also a noticeably reduced effect. In addition, the methanol cracked gas created a favorable condition for the subsequent gas carburization, since the The CO and H2 content of the furnace atmosphere is higher.

Für die praktische Durchführung der vorgeschlagenen Gasaufkohlung kann dem Ofen ein konstantes Gemisch von Zusatzgas zu Kohlungsmittel zugeführt werden, oder das Mischungsverhältnis wird über eine CO-Messung derart beeinflußt, daß eine gewünschte Ofenatmosphäre eingeregelt wird. Das Mischungsverhältnis aus Kohlungsmittel und CO-haltigem Gas kann in Abhängigkeit von der zu behandelnden Charge bzw.For the practical implementation of the proposed gas carburization a constant mixture of additional gas and carbon dioxide can be fed into the furnace, or the mixing ratio is influenced by a CO measurement in such a way that a desired furnace atmosphere is regulated. The mixing ratio of carbonic agents and CO-containing gas, depending on the batch to be treated or

in Abhängigkeit von den verwendeten Gasen eingestellt werden.can be set depending on the gases used.

Wird jedoch das Mischungsverhältnis in Abhängigkeit von den gemessenen Werten innerhalb der Ofenatmosphäre beeinflußt, so kann der gewünschte Wert innerhalb des Ofens ebenfalls in Abhängigkeit von der Charge eingestellt werden.However, the mixing ratio will depend on the measured Values are influenced within the furnace atmosphere, the desired value can be reached within of the furnace can also be set depending on the batch.

Claims

Claims 1. Method for gas carburizing using per se known carbon means and known control devices, thereby characterized in that the Kohlungs means a CO-rich gas is added, wherein a CO content in the furnace that differs from the CO content of the gas by at least 5% the carburizing atmosphere is kept constant via a control device known per se will.

2. A method for gas carburizing according to claim 1, characterized in that that the mixture of carbon dioxide and CO-containing gas is constant.

3. A method for gas carburizing according to claim 1, characterized in that that the mixture ratio of carbon dioxide from the carbon dioxide requirement of the the batch to be treated is dependent.

4. The method for gas carburizing according to claim 1, characterized in that that the mixing ratio of carbon dioxide and CO-containing gas as a function is influenced by a CO measurement in the furnace.

5. A method for gas carburizing according to claim 4, characterized in that that to maintain a desired furnace atmosphere (constant CO value or similar) The like.) The change in the mixing ratio of carbonaceous and CO-containing Gas is included in a control loop.

6. A method for gas carbonization according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the CO-rich gas is preferably a gas with more than 30 vol% CO is used.

7. The method for gas carburizing according to claim 6, characterized in that that the CO-rich gas is fed into the furnace as dripping liquid.

8. A method for gas carburizing according to any one of claims 1 to 6, characterized in that a CO content of at least 20 vol S CO in the furnace is constant is held.