JP5259415B2 - 雰囲気炉における金属製品の表面処理 - Google Patents
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Description
4つよりも多い炭素原子を有する不飽和炭化水素;少なくとも1つの5または6員炭素環を含む環状炭化水素;飽和炭化水素;およびそれらの混合物;
メタノール、エタノール、ブタノールなどのアルコール、およびそれらの混合物;
アセトン、メチルケトン、エチルケトンなどのケトン、およびそれらの混合物;
液化プロパン、液化ブタン、液化ペンタン、液化ヘキサン、液化ヘプタン、液化オクタンおよびそれらの混合物;
エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテンなどの不飽和鎖状炭化水素およびそれらの混合物;
メチルシクロプロパンなどのシクロプロパン;シクロブタン;メチルシクロペンタンやエチルシクロペンタンなどのシクロペンタン;メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサン、トリメチルシクロヘキサンなどのシクロヘキサン;シクロヘプタンなどの飽和環状炭化水素、およびそれらの混合物;
ベンゼン、トルエン、キシレンなどの不飽和環状炭化水素およびそれらの混合物;並びに、
ディーゼル油、ジェット燃料油、灯油、ガソリン、およびそれらの混合物。
a)複雑な表面を有する製品および/または炉内に密に詰め込まれた製品に対する良好な浸炭ケース(処理システムによって、より高い一酸化炭素濃度およびより低い水素濃度が得られる);
b)光輝(bright)浸炭操作に伴う最低限の煤汚染(処理システムによって、高純度の炭化水素源が得られる);
c)特に光輝浸炭操作ときれいな炉室に伴う最低限の煤汚染(処理システムによって、安定した水素濃度およびより高い一酸化炭素濃度が得られる);
d)可変性の浸炭が可能である(CO/CO2比の制御に起因し、より少ない富化炭化水素を必要とする);
e)しっかりと制御できる浸炭の再現性および一貫性(処理システムによって、液状の炭化水素の純度が得られる);
f)安価なプロセス(処理システムによって、炭化水素中の炭素が高濃度であるために、必要となる炭化水素材料が少なくてすむ、というコスト分析結果が得られる);および
h)CO補正の有無にかかわらず、CO/CO2計器、露点(H2O濃度)計器、および/または酸素プローブ制御の使用による容易な制御性。
当然のことだが、本発明は一般に金属製品の表面処理に関するものであるが、以下の説明は、説明を容易にするために浸炭処理に関するものとする。
4つよりも多い炭素原子を有する不飽和炭化水素;少なくとも1つの5または6員炭素環を含む環状炭化水素;飽和炭化水素;およびそれらの混合物;
メタノール、エタノール、ブタノールなどのアルコール、およびそれらの混合物;
アセトン、メチルケトン、エチルケトンなどのケトン、およびそれらの混合物;
液化プロパン、液化ブタン、液化ペンタン、液化ヘキサン、液化ヘプタン、液化オクタンおよびそれらの混合物;
エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテンなどの不飽和鎖状炭化水素およびそれらの混合物;
メチルシクロプロパンなどのシクロプロパン;シクロブタン;メチルシクロペンタンやエチルシクロペンタンなどのシクロペンタン;メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサン、トリメチルシクロヘキサンなどのシクロヘキサン;シクロヘプタンなどの飽和環状炭化水素、およびそれらの混合物;
ベンゼン、トルエン、キシレンなどの不飽和環状炭化水素およびそれらの混合物;並びに、
ディーゼル油、ジェット燃料油、灯油、ガソリン、およびそれらの混合物。
本明細書で用いられる「熱分解(cracking)」という用語は、環状炭化水素に対しては炭素環の破壊(breaking)または破断(rupture)を意味し;脂肪族化合物に対しては、炭化水素鎖状分子の簡単な炭化水素形状への分裂(splitting)または解離(disassociation)を意味する。
特定の態様では、浸炭材料は流体形状で供給される。例えば、環状炭化水素、特に5または6員炭素環を有するナフテン類の態様は、液状で供給される。市販のシクロヘキサンは約99.9%の高純度で入手できる(残りの0.1%の不純物は他の炭化水素である)。このシクロヘキサンの純度によって、再現性のある制御結果を確実に得ることができる。また、多くの浸炭ガスとして用いられる5または6員炭素環ナフテン類は、連邦規定によると危険物質であると考えられるが(安全規定は遵守されなければならない)、ナフテン類は熱安定性を有し、反応性に乏しいことはよく知られている。このシクロヘキサンは:微量のCO2と反応してCOとH2を生成し、H2Oと反応してH2とCOを生成し、最後に、O2と反応してCOとH2を生成する。反応物はキャリアガスと完全に反応する。残りの未反応物は最終的に炉の排出パイロットで燃やされる。対照的に、通常の「スパージャー」による方法では、望ましくない炭素の脱落(煤)が起こり、最終的にスパージャーの閉塞、およびキャリアガス自体の損失を招く。
a)制御弁を用いる直接注入法 制御弁による直接注入法は、ハードウェアに関して非常に簡素である。小さなニードル弁によって、昇圧された液体を炉内に供給することができる。
炉の使用についての説明は、一般的な手順である、製品をトレイの中に固定せずに置いて炉室から出し入れすることが中心で、2番目は市販の熱処理器についてである。当然のことであるが、トレイを用いるコンベアーシステム、メッシュベルト等の任意の適した方法を使用することもできる。他の用途、例えば1つの特定の製品の浸炭を伴う専属用途に対しては、製品は固定したり、炉室の固定位置に取り付けることができる。
図5は、雰囲気炉404の液体炭化水素−窒素キャリアシステム400の概略図を示す。さらに、説明を容易にするために、他の図に示される同様の構成部品は、同様の参照番号を示すものとする。当然のことであるが、それぞれの注入装置組立品は、別々に同様の注入装置構成部品システムに接続することができる。従って、図5は、「炭化水素−窒素」キャリア材料を炭素ポテンシャルを増減するために用いる、雰囲気炉404の液体「炭化水素−窒素」キャリアシステム400の概略図である。
図6は、炭化水素材料を炭素ポテンシャルを増減するために用いる、雰囲気炉504のキャリアシステム200cと富化システム200eの両方を与える複合システム500の概略図を示す。本明細書における説明を容易にするために、図4に示すように、同様の構成部品は同様の参照番号を有するものとする。富化注入装置構成部品システム200eは、それ自体で1つ以上の浸炭材料を含む富化ガスを供給するのに有用である。説明を容易にするために、1つの注入装置構成部品システム200eについてのみ、図6に示す態様を用いて詳細な説明を行う。しかしながら、当然のことであるが、それぞれの注入装置組立品は、別々に同様の注入装置構成部品システムに接続することができる。この注入装置構成部品システム200eには、操作可能なように複数の注入装置、すなわち第1主要注入装置120e、および第1トリム注入装置124eと接続されたタンク104eが含まれる。
以下の非限定的な実施例は、種々の温度および本発明の意図する範囲内にある種々の水素濃度とCO濃度(各ゼロ濃度を含む)を有する炭素ポテンシャルで行われる試験を示している。
また、炭化水素材料は水素を発生し、露点レベルが低下する。さまざまな態様において、水素濃度はCO濃度よりも高くすることができ、他の態様ではCO濃度よりも低く、さらに別の態様ではCO濃度とほぼ同等にすることができる。
炉および吸熱ガス発生器の中に液体炭化水素を直接注入して試験をいくつか行った。試験ピンまたは炭素試験片を用い、冶金試験を行った。試験ピンは、典型的で高品質な浸炭鋼の8620鋼から作られている。8620鋼は、最も典型的で高品質な鋼の1種である。また、この鋼はすべての炭素片(試験ピン)に用いられる標準的な材料である。この鋼には、0.2%のモリブデン、0.5%のクロム、0.5%のニッケルおよびバランス鉄が含まれる。高合金化合物であるほど、材料の油焼き入れが容易になる。合金成分が非常に高い場合(一般的に1%〜3%)は、高圧ガス焼き入れが可能である。
歯車製品を用い、冶金試験を行った。シクロヘキサンと空気の混合物を用い、吸熱ガス発生器内で雰囲気を生成した。これは部分酸化雰囲気であるため、正常燃焼で使われる空気量に比べ、空気量が大幅に少なくなっている。
調製したキャリアを、Surface Combustion(登録商標)バッチ式一体型焼き入れ炉に供給した。900cfhのガスが生成されたが、炉に必要な吸熱ガスはたったの300cfhであった。炉内を所望の炭素ポテンシャル(0.78%炭素)に維持した。測定した炭素ポテンシャルがわずかに低かったため、1/2〜1.0cfhのメタンを加え、炭素ポテンシャルを0.78%まで高めた。本態様の別の部分では、シクロヘキサン蒸気を直接炉に加え、炭素ポテンシャルを制御した。
吸熱ガス発生器に取り付けた注入装置は、5.23回/秒の速さで、190ミリ秒間点火するように設計した。オン時間を調節し、空気混合物を変化させた。処理中のオン時間は62ミリ秒、オフ時間は128ミリ秒であった。負荷サイクルは32.6%であった。注入装置は、28ポンド/時の供給が可能であった。
特定の態様では、2つ以上の注入装置が有用である。流量(ポンド/時)の多い主要注入装置が炭化水素の大半を供給し、小型の副注入装置が種々の流量条件に対するトリムを提供する。炭化水素の量と所定の空気流量とを正確に一致させるためには、負荷サイクルの制御が有用である。注入装置は、交互に点火し、炭化水素材料の流れがさらに連続的になるように設計してもよい。複数の注入装置を用いると、シクロヘキサンまたは炭化水素の連続的な流れを容易に作り出すことができる。この「重なり(overlap)」の制御によって、流れを阻害せずに増減を行うことができる。
最初の試験は、富化材料としてのシクロヘキサンの使用に関するものであった。富化のパルス幅は、毎秒約20ミリ秒であった。注入装置へのシクロヘキサンの供給圧力を30psigに設定した。炉の側面に注入装置を取り付け、シクロヘキサンを噴霧ミスト状にして炉内に注入した。他の態様では、注入装置を炉の頂部に設置することもできる。
炉を脱気して空気に曝し、炭素の大半を炉の内部から除去した。燃焼後、炉に吸熱雰囲気ガスを導入したが、炭素ポテンシャルは0.07%であり、炉を「乾燥」する必要があることを示した。約200ミリ秒の高パルスでシクロヘキサンを注入した。
注入液をシクロヘキサンからアセトンに変更した。CO2の実測値は0.140%、COは21.1%、およびメタンは0.01%であった。本米国出願人らの算定式では、0.883%炭素と計算され、シムストックをLEECO(登録商標)炭素測定装置で測定すると、0.872%炭素であった。富化液はアセトンであった。
3回目の試験では、シクロヘキサンまたはアセトンの代わりにトルエンを用い、炉の富化を行った。CO2の実測値は0.120%、COは21.1%およびメタンは0.01%であった。トルエンの場合、1.010%炭素と計算され、シムストックは1.000%炭素であった。
注入装置は、メタノールと窒素のバランスによる現場の雰囲気を準備するのにも有用である。注入装置により、スパージャーの閉塞や故障、および/または液体流制御のばらつきの問題が両方とも解決される。
図9は、部分的酸化レベルでのCO濃度が約25%で、さらに水素濃度もそれと同じであることを示している。窒素は約50%である。微量のCO2と水蒸気が認められる。図9と図10に関し、1000℃でのガス生成におけるパラメータは次の通りであった:温度1273.150K、圧力1.000bar、原料−kmol、および
C6H6(BZEg)=5.0000E−02
C7H8(CHAg)=9.9000E+01
C7H8(TLUg)=5.0000E−01
C3H6O(a)=5.0000E−02
CH4=1.0000E−02
CH3OC(l)=5.0000E−01
O2(g)−3.5000E+01
N2(g)−1.4000E+02。
横軸は空気である。窒素と酸素の両方を注入した。計算を容易にするため、酸素は20.9%ではなく20%ちょうどに見積もった。酸素量が300molに達する直前の量で試験されるときのグラフが、標準の運転パラメータである。ここは、少量のCO2が発生する地点である。この地点では、25%のCOと25%のH2が認められる。微量のCOが微量のH2の背後に隠されている。窒素濃度は50%である。
炭化水素混合物は、浸炭材料としても有用である。生成ガスの化学的性質を、空気添加量の変化、または、メタノール、エタノール、アセトンなどの酸素含有炭化水素の添加により、窒素に転換することができる。さらに、メタン(天然ガス)、プロパン、ブタンなどの飽和炭化水素を添加することによってより多くの水素が得られる。シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサンなどの化合物を用いると、CO:水素の比が約1:1に達する混合物が得られる。また、特定の態様では、トルエン、キシレンなどの不飽和炭化水素を用いると、CO濃度によって水素濃度を低下させることができる。さらに、炭化水素として、ディーゼル油、トルエン、ジェット燃料油、キシレン、灯油、ガソリン、アセトン、エチレン、メタノール、ブタン、シクロヘキサン、ベンゼンなどが、炉内で直接生成される雰囲気に対して有用である。窒素に加え、一部の炭化水素の代わりに空気を用いることができる。
特定の態様では、種々の炭化水素を供給する予混合タンクによって、低温の周囲貯蔵温度、経済的な利点、低いまたは高いCO濃度、所定のCO濃度に対する低いまたは高い水素濃度、および低いまたは高い窒素濃度が準備される。
複数の注入装置による混合は、炉室の入口で行うことができる。特定の態様では、混合を行いたい場合、複数の注入装置(各注入装置が所定の原料専用に使用される)に供給を行う複数の貯蔵タンクを使用することができる。混合物の比は、各注入装置の負荷サイクルによって制御される。例えば、浸炭材料を少量にしたい場合は、その注入装置の負荷サイクルを下げ、もう一方の注入装置の負荷サイクルを上げる。注入装置を両方一緒に増減させて、空気流を所望の様々な炭化水素流量に変更する。
引き起こされる反応の性能を測定する1つのプログラムが使用可能であり、このプログラムは、フィンランドのOutokumpu Research社からHSC Chemistry for Windows(登録商標)の商品名で販売されている。このプログラムにより、ギブスの自由エネルギーと、反応が起こる可能性または起こらない可能性を予測することができる。このプログラムでは反応速度は測定されないが、反応の大きさの指標が即ち反応の起こる可能性の指標である。多くの炭化水素材料とそれらの混合物でこのプログラムを実行した。
メタノール、トルエン、およびシクロヘキサンの混合物を用い、混合物を試験した。この混合物は、33%のメタノール、33%のトルエン、および33%のシクロヘキサンからなっていた。図11に示すHSCのグラフは、最初に同量のトルエン、シクロヘキサン、およびメタノールが投入されたことを示している。1000℃でのガス生成におけるパラメータは次の通りであった:温度1273.150K、圧力1.000bar、原料−kmol、および
C6H12(CHAg)=1.5000E+01
C6H6(BZEg)=5.0000E−02
C7H8(CHAg)=1.5000E+01
C3H6O(a)=5.0000E−03
C3H8(PPEg)=5.0000E−03
CH4=5.0000E−03
H2O=5.0000E+00
CH3OC(l)=1.5000E+01
O2(g)=2.0900E+01
N2(g)=7.8000E+02。
トルエン、アセトンおよびメタノールの混合物を用い、第1混合物を試験した。この混合物は、図12のHSCのグラフに示すように、約43%のトルエン、約43%のアセトン、および約14%のメタノールからなっていた。1000℃でのガス生成におけるパラメータは次の通りであった:温度1273.150K、圧力1.000bar、原料−kmol、および
C6H6(BZEg)=5.0000E−01
C7H8(CHAg)=3.0000E+00
C3H6O(a)=3.0000E+00
CH4=1.0000E−02
CH3OC(l)=1.0000E+01
O2(g)=2.0900E−01
N2(g)=4.0000E−01。
トルエン、アセトンおよびメタノールの混合物を用い、第2混合物を試験した。この混合物は、図13のHSCのグラフに示すように、約26%のトルエン、約55%のアセトン、および約18%のメタノールからなっていた。1000℃でのガス生成におけるパラメータは次の通りであった:温度1273.150K、圧力1.000bar、原料−kmol、および
C6H6(BZEg)=5.0000E−02
C7H8(CHAg)=1.4000E+00
C3H6O(a)=3.0000E+00
CH4=1.0000E−02
CH3OC(l)=1.0000E+01
O2(g)=1.0000E−01
N2(g)=4.0000E−01。
トルエン、アセトンおよびメタノールの混合物を用い、第3混合物を試験した。この混合物は、図14のHSCのグラフに示すように、約20%のトルエン、約60%のアセトン、および約20%のメタノールからなっていた。1000℃でのガス生成におけるパラメータは次の通りであった:温度1273.150K、圧力1.000bar、原料−kmol、および
C6H6(BZEg)=5.0000E−01
C7H8(CHAg)=1.0000E+00
C3H6O(a)=3.0000E+00
CH4=1.0000E−02
CH3OC(l)=1.0000E+01
O2(g)=1.0000E−01
N2(g)=4.0000E−01。
アセトンとメタノールの混合物を用い、混合物を試験した。この混合物は、図15のHSCのグラフに示すように、約80%のアセトン、および約20%のメタノールからなっていた。1000℃でのガス生成におけるパラメータは次の通りであった:温度1273.150K、圧力1.000bar、原料−kmol、および
C6H6(BZEg)=5.0000E−02
C7H8(CHAg)=5.0000E−01
C3H6O(a)=6.0000E+00
CH4=1.0000E−02
CH3OC(l)=1.2000E+01
O2(g)=3.0000E+01
N2(g)=1.2000E+02。
メタノールと空気を用い、発生器を直接運転した。非常に高濃度のCOと水素が得られた。空気添加量を変えて窒素濃度を変化させた。最大で約98%のメタノールと2%の空気が容易に注入できるため、30〜32%のCO濃度と60〜64%の水素濃度が得られる。
バッチ式一体型焼き入れ炉にも直接注入を直接適用した。使用した化学物質は、アセトン、メタノール、およびシクロヘキサンであった。結果も良好であった。
注入装置を用いた吸熱ガス発生器の運転に加え、注入装置と、シクロヘキサン、トルエン、およびアセトンで「富化された」雰囲気とを用いて炉を運転した。結果も良好であった。
炭化水素を混合すべきでない混合物に関して、本発明は、それぞれのガスの雰囲気炉内への直接注入も提供する。ガスは気化した上で炉に導入されるため、安全上の問題はない。メタノールとシクロヘキサンの混合物を、直接かつ別々にバッチ式一体型焼き入れ炉内に注入した。結果も良好であった。
また、別の実施例では、空気とアセトンを用いて外部で生成されたキャリアを用いずに雰囲気を生成した。結果も良好であった。
さらに、別の実施例では、空気とシクロヘキサンを用いて外部で生成されたキャリアを用いずに雰囲気を生成した。結果も良好であった。
別の態様において、本発明は、説明したように、水素源として役立ち、かつ単原子窒素の供給にも役立つアンモニアの添加によっても正常に行われる。アンモニアを用いる浸炭窒化の分野において、アンモニアは一般的に、フェライト窒化浸炭といわれているプロセスでは900°F〜1100°Fの温度、浸炭窒化といわれているプロセスでは1525°F〜1640°Fのさらに高い温度で用いられる。前述の両プロセスでは、一般的に、アンモニアを窒素源として用いている。
別の態様において、本発明は、説明したように、単原子窒素を含む環状炭化水素の添加によっても正常に行われる。これらの炭化水素は、環状炭化水素の定義内に分類され、浸炭の炭素源であるだけでなく、浸炭窒化の単原子窒素源でもある。
さらにまたはあるいは、環の任意の炭素と結合するNHおよびNH2成分を有する環状炭化水素がある。これらの化合物の多くは、1つ以上のNH基またはNH2基を有し、メチル基またはエチル基の有無にかかわらずこれらの基を有することができる。結合したNHCH3基を有する基から選択することもできる。従って、ケース変化ガス中の窒素に対する炭素の割合が異なる化合物を選択することによって供給することができる。例えば、アニリンまたはメチルピペリジン、またはピペリジン、スペリジン、カフェインおよびニコチンなどの環状炭化水素が適切な炭化水素である。別の実施例において、この混合物はメタノールと窒素を含む。
比較例A クラス「302」雰囲気
典型的なクラス「302」吸熱ガス雰囲気は、40%の窒素、20%のCO、および40%の水素、微量のCO2および水蒸気からなる。大気浸炭炉または硬化炉では、一般的に、クラス「302」雰囲気を炉に導くか、または窒素、一般的には空気を、メタノールやアセトンなどの炉に滴下される液体と共に流すことによって雰囲気を作る。この雰囲気は、一般的に0.20%炭素〜0.45%炭素の炭素ポテンシャルを有する。他の炭化水素を用いる場合は、3種の主要なガス化合物の構成が若干変化する。
本発明は、窒素とのバランスによりメタノールを炉に直接滴下して生成することができるクラス「302」雰囲気に類似する雰囲気の使用とも異なる。一般的な流量は、窒素160cfhおよびメタノール1ガロン/時である。これらの操作中はメタノールの制御が重要である。
本発明の範囲内にある全ての態様を明確にするため、出願時の請求項全文を、以下に示す。
1.
炉室;および
1つ以上の注入装置
を含む、1つ以上の金属製品を処理するための雰囲気炉であって、各注入装置は流体材料源に接続された入口、および該炉室に接続された出口を有し、計量された該流体材料が該炉室に送られるように該注入装置が適合されている雰囲気炉。
2.
炉に接続された少なくとも1つの触媒床、
1つ以上の注入装置
を含む、1つ以上の製品を処理するための雰囲気炉用の発生器であって、各注入装置は流体材料源に接続された入口、および該触媒床に接続された出口を有し、計量された該流体材料が該触媒床に送られるように該注入装置が適合されている発生器。
3.
1つ以上の注入装置
を含む、1つ以上の金属製品を処理するための雰囲気炉用の富化システムであって、各注入装置は流体材料源に接続された入口、および該炉に接続された出口を有し、計量された該流体材料が該炉に送られるように該注入装置が適合されている富化システム。
4.
1つ以上の注入装置を含む、1つ以上の金属製品を処理するための雰囲気炉用のキャリアシステムであって、各注入装置は流体材料源に接続された入口、および該炉に接続された出口を有し、計量された該流体材料が該炉に送られるように該注入装置が適合されているキャリアシステム。
5.
該処理は浸炭、焼き入れ、窒化(浸炭窒化やフェライト窒化を含む)、青化、黒化、制御酸化および/または制御還元を含んでなる、上記1、2、3または4のいずれかの項。
6.
さらに、それぞれの供給物質が、別々に供給される材料を受け入れて混合し、混合された供給物質を該炉および/または該触媒床に送ることができる供給用導管と流体連通している流体材料の1を超える供給を含む、上記1、2、3または4のいずれかの項。
7.
該流体材料の該供給が、単一供給としての複数かつ混和性の材料を含んでなる、上記1、2、3または4のいずれかの項。
8.
複数かつ非混和性の炭化水素を含む該流体材料の供給において、非混和性の各炭化水素が別々の供給物質として貯蔵される、上記1、2、3または4のいずれかの項。
9.
該注入装置が、第1流量の該流体材料を供給するための少なくとも1つの主要な注入装置、および第2流量の同じまたは異なる流体材料を供給するための少なくとも1つのトリム注入装置を含む、上記1、2、3または4のいずれかの項。
10.
さらに、計量された該流体材料を制御するように適合されている各注入装置に接続される制御装置を含む、上記1、2、3または4のいずれかの項。
11.
該流体材料の温度を調節するためにヒーターが操作可能に該注入装置に接続されている、上記1、2、3または4のいずれかの項。
12.
さらに、ポンプ、該ポンプに操作可能に接続される調節器、および該調節器に接続される可変周波数駆動装置を含む、上記1、2、3または4のいずれかの項。
13.
該注入装置が、設定時間間隔;変動時間間隔;設定パルス幅および/または設定パルス周波数;および変動パルス幅および/または変動パルス周波数のうちの1つ以上の条件で、別々の量の該炭化水素材料をパルス注入するように適合されている、上記1、2、3または4のいずれかの項。
14.
それぞれの注入装置が、
i)他の該注入装置と関係する設定時間で該流体材料をパルス注入する;
ii)パルスの周波数を変動させる;および
iii)パルス幅を変動させる
のうち1つ以上を行うことにより所望の混合物が得られるように適合されている、上記1、2、3または4のいずれかの項。
15.
さらに、該注入装置の下流に少なくとも1つの膨張室を有し、該膨張室が該流体材料を該膨張室内で気化または霧化してガスにするように適合されている、上記1、2、3または4のいずれかの項。
16.
さらに、該注入装置下流の膨張室を外部から加熱するための装置を含む、上記1、2、3または4のいずれかの項。
17.
該流体材料が少なくとも1つの炭化水素を含んでなる、上記1、2、3または4のいずれかの項。
18.
該金属製品が鉄材料を含み、かつ該流体が、解離して該製品の表面に吸収される炭素を生成し、溶液中に炭素および/またはFe3Cを生成する少なくとも1つの炭化水素を含んでなる、上記1、2、3または4のいずれかの項。
19.
該流体材料が、
炭素数4を超える不飽和炭化水素;少なくとも1つの5または6員炭素環を含む環状炭化水素;飽和炭化水素;およびそれらの混合物;
メタノール、エタノール、ブタノールを含むアルコール、およびそれらの混合物;
アセトン、メチルケトン、エチルケトンを含むケトン、およびそれらの混合物;
液化プロパン、液化ブタン、液化ペンタン、液化ヘキサン、液化ヘプタン、液化オクタンおよびそれらの混合物;
エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテンを含む不飽和鎖状炭化水素およびそれらの混合物;
メチルシクロプロパンを含むシクロプロパン;シクロブタン;メチルシクロペンタンやエチルシクロペンタンを含むシクロペンタン;メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサン、トリメチルシクロヘキサンを含むシクロヘキサン;シクロヘプタンを含む飽和環状炭化水素、およびそれらの混合物;
ベンゼン、トルエン、キシレンを含む不飽和環状炭化水素およびそれらの混合物;並びに、
ディーゼル油、ジェット燃料油、灯油、ガソリン、およびそれらの混合物
のうち少なくとも1つ、またはそれらの混合物から選択される少なくとも1つの炭化水素材料を含んでなる、上記1、2、3または4のいずれかの項。
20.
該流体材料が、トルエン、アセトン、メタノール;シクロヘキサン、およびアセトンのうち少なくとも1つ、またはそれらの混合物から選択される少なくとも1つの炭化水素材料を含んでなる、上記1、2、3または4のいずれかの項。
21.
該流体材料が、
33%のメタノール、33%のトルエン、および33%のシクロヘキサン;
約20%〜約40%のトルエン、約40%〜約60%のアセトン、および約10%〜約25%のメタノール;
約43%のトルエン、約43%のアセトン、および約14%のメタノール;
約26%のトルエン、約55%のアセトン、および約18%のメタノール;
約20%のトルエン、約60%のアセトン、および約20%のメタノール;
約80%のアセトン、および約20%のメタノール;並びに
約98%のメタノール、および約2%の空気
のうち少なくとも1つ、またはそれらの混合物から選択される少なくとも1つの炭化水素材料を含んでなり、約30%〜約32%のCO濃度と約60%〜約64%の水素濃度で形成されている、上記1、2、3または4のいずれかの項。
22.
該流体材料が1つ以上の水、または1つ以上の窒素源を含んでなる、上記1、2、3または4のいずれかの項。
23.
該炉室が、空気とアセトンを用いて外部で生成されるキャリアを用いずに生成される雰囲気を有する、上記1の炉。
24.
該炉室が、空気とシクロヘキサンを用いて外部で生成されるキャリアを用いずに生成される雰囲気を有する、上記1の炉。
25.
さらに、該炉室と流体連通している水素ガス入口、水素ガス源を受け入れるように適合されている該水素ガス入口;および該水素ガス入口を通って該炉室に水素を計量供給するように適合されている水素計量供給装置を含む、上記1の炉。
26.
膨張室が該水素入口の上流に配置されている、上記23の炉。
27.
さらに、単原子窒素源を該炉室に加えるために該炉室と液体連通している窒素入口を含む、上記1の炉。
28.
該単原子窒素源が、アンモニア;単原子窒素を有する環状炭化水素;環の任意の炭素と結合するNH基、NH2基、またはNHCH3基のうち少なくとも1つを有する環状炭化水素(アニリン、メチルピペリジン、ピペリジン、スペリジン、シクロヘキシルアミン、アミノシクロヘキサンおよびシクロヘキサンアミンを含む);およびそれらの混合物のうち少なくとも1つ、またはそれらの混合物を含んでなる、上記25の炉。
29.
さらに、キャリア材料を該炉室に送るように適合されている少なくとも1つの発生器を含む、上記1の炉。
30.
さらにキャリアシステムを含む、上記1の炉。
31.
さらに富化システムを含む、上記1の炉。
32.
さらに、該膨張室を外部から加熱する;触媒加熱システムから熱を供給する、または生成ガス冷却器から熱を供給する、のうち1つ以上を行うように適合されている加熱装置を含む、上記2の発生器。
33.
該流体材料が、空気の存在下で解離し、一酸化炭素、水素、および窒素の混合物と、微量の二酸化炭素および水蒸気を生成する少なくとも1つの炭化水素材料を含んでなる、上記2の発生器。
34.
一酸化炭素(CO)濃度が少なくとも約18%で、水素濃度が少なくとも約19%以上である、上記31の発生器。
35.
一酸化炭素(CO)濃度が約17%以上で、水素濃度が該CO濃度以下である、上記31の発生器。
36.
導入空気濃度が変化し、酸素濃度が約21%未満である、上記31の発生器。
37.
該流体材料が、反応してキャリア材料の炭素ポテンシャルよりも高いまたは低い炭素ポテンシャルを生じる少なくとも1つの炭化水素材料を含んでなる、上記3の富化システム。
38.
該炭素ポテンシャルを低下させるために該炉が十分な量の空気を含んでいる、上記3の富化システム。
39.
該炉のブレンド物が空気またはシクロヘキサンを含んでなる、上記3の富化システム。
40.
一酸化炭素(CO)濃度が少なくとも約4%で、水素濃度が少なくとも約4%以上である、上記3の富化システム。
41.
一酸化炭素(CO)濃度が約4%以上で、水素濃度が約4%以下である、上記3の富化システム。
42.
さらに、該炉に導入される窒素源を含む、上記3の富化システム。
43.
該単原子窒素源が、アンモニア;単原子窒素を有する少なくとも1つの環状炭化水素;環の任意の炭素と結合するNH基、NH2基、またはNHCH3基のうち少なくとも1つを有する環状炭化水素(アニリン、メチルピペリジン、ピペリジン、スペリジン、シクロヘキシルアミン、アミノシクロヘキサン、シクロヘキサンアミン、カフェイン、ニコチンを含む)、およびそれらの混合物のうち少なくとも1つ、またはそれらの混合物を含んでなる、上記42の富化システム。
44.
該炭化水素材料が窒素の初期濃度を増減し、それによって窒素が該製品内に拡散していく、上記42の富化システム。
45.
さらに、該流体材料が空気を含む、上記4のキャリアシステム。
46.
さらに、該流体材料が窒素源を含む、上記4のキャリアシステム。
47.
該流体材料が、少なくとも4%の一酸化炭素(CO)濃度、および少なくとも4%以上の水素濃度を少なくとも含んでなる、上記4のキャリアシステム。
48.
一酸化炭素(CO)濃度が4%以上、および水素濃度が4%以下である、上記4のキャリアシステム。
49.
さらに、該炉室内で所望の一酸化炭素(CO)濃度および/または水素濃度を得るために、導入窒素濃度を変化させるように適合されている窒素制御装置を含む、上記4のキャリアシステム。
50.
さらに、該炉室内で所望の一酸化炭素(CO)濃度および/または水素濃度を得るために、導入空気濃度を変化させるように適合されている装置を含む、上記4のキャリアシステム。
51.
さらに、該炉室内で所望の一酸化炭素(CO)濃度および/または水素濃度を得るために、導入空気濃度と導入窒素濃度を変化させるように適合されている装置を含む、上記1のキャリアシステム。
52.
該炉室内の一酸化炭素(CO)濃度が少なくとも約17%以上で、水素濃度が該CO濃度未満である、上記4のキャリアシステム。
53.
該流体材料が、炭素ポテンシャルを増減させるための少なくとも1つの炭化水素富化材料を含んでなる、上記1のキャリアシステム。
54.
1つ以上の金属製品を雰囲気炉内で処理するための方法であって、該処理は浸炭、焼き入れ、窒化(浸炭窒化やフェライト窒化を含む)、青化、黒化、制御酸化および/または制御還元を含み、
該雰囲気炉内で該製品を浸炭、焼き入れ、窒化(浸炭窒化やフェライト窒化を含む)、青化、黒化、制御酸化および/または制御還元の温度まで加熱する工程、および
1つ以上の流体材料を該炉に計量供給し、それによって該流体材料が解離して該製品の外表面に吸収される基本的な材料を生成するかまたは製品のまわりを所望の環境にする工程
を含んでなる方法。
55.
該流体材料を液体の形状で供給する工程と、該液体材料を該炉に計量供給することにより、該流体材料が気化してガスになるかまたは該炉の熱によって霧状の液体になる工程を含む、上記54の方法。
56.
さらに、該炉と接続されている1つ以上の注入装置を準備する工程、および該注入装置によって該流体材料を該炉内へパルス注入する工程を含む、上記55の方法。
57.
該パルス注入が固定設定、またはパルス時間、パルス幅および/またはパルス周波数の少なくとも1つに対する変動設定で行われる、上記56の方法。
58.
さらに、該注入装置の下流かつ該炉の上流にあり該炉と直接液体連通する膨張室で該流体材料を気化する工程を含む、上記44の方法。
59.
さらに、該膨張室を外部から加熱する工程を含む、上記58の方法。
60.
さらに、他の該注入装置と関係する設定時間で各注入装置を点火する工程;該注入装置の点火順を変更する工程;および該流体材料を該炉内に注入する間に該パルス注入の幅と周波数のうち少なくとも1つを変化させる工程のうち1つ以上の工程を含む、上記56の方法。
61.
設定量の該流体材料が該炉内に注入されるまで該流体材料をパルス注入する工程、および該炉内で所望の温度に保つ工程を含む、上記60の方法。
62.
該流体材料が1つ以上の炭化水素材料を含み、さらに、設定の炭素ポテンシャルに達するまで該炭化水素材料をパルス注入する工程、および二酸化炭素濃度、露点レベル、または酸素濃度を測定する工程を含んでなる、上記54の方法。
63.
パルス幅またはパルス周波数を変更することによって該炭素ポテンシャルを増減させる工程を含む、上記62の方法。
64.
該炉内の一酸化炭素(CO)濃度を少なくとも約17%以上に維持する工程、および水素濃度を該CO濃度未満の濃度に保つ工程を含む、上記62の方法。
65.
該炉の炭素ポテンシャルを約0.10%炭素からほぼ飽和状態の間に維持する工程を含む、上記62の方法。
66.
該炉内のCO:水素の比を約1:1に保つ工程を含む、上記62の方法。
67.
一酸化炭素(CO)濃度が少なくとも4%で、水素濃度が少なくとも4%以上である、上記62の方法。
68.
一酸化炭素(CO)濃度が約4%以上で、水素濃度が約4%以下である、上記62の方法。
69.
所望の一酸化炭素(CO)濃度および/または水素濃度を得るために導入窒素濃度を変化させる工程を含む、上記62の方法。
70.
所望の一酸化炭素(CO)濃度および/または水素濃度を得るために導入空気濃度を変化させる工程を含む、上記62の方法。
71.
所望の一酸化炭素(CO)濃度および/または水素濃度を得るために導入空気濃度および導入窒素濃度を変化させる工程を含む、上記62の方法。
72.
一酸化炭素(CO)濃度が少なくとも約17%以上、および水素濃度が該CO濃度未満である、上記62の方法。
73.
該流体材料が、炭素ポテンシャルを増減させるための1つ以上の炭化水素富化材料を含んでなる、上記1の方法。
74.
該流体材料が、トルエン、アセトン、メタノール;シクロヘキサン、およびアセトンのうち少なくとも1つ、またはそれらの混合物から選択された少なくとも1つの炭化水素材料を含んでなる、上記54の方法。
75.
該流体材料が、
炭素数4を超える不飽和炭化水素;少なくとも1つの5または6員炭素環を含む環状炭化水素;飽和炭化水素;およびそれらの混合物;
メタノール、エタノール、ブタノールを含むアルコール、およびそれらの混合物;
アセトン、メチルケトン、エチルケトンを含むケトン、およびそれらの混合物;
液化プロパン、液化ブタン、液化ペンタン、液化ヘキサン、液化ヘプタン、液化オクタンおよびそれらの混合物;
エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテンを含む不飽和鎖状炭化水素およびそれらの混合物;
メチルシクロプロパンを含むシクロプロパン;シクロブタン;メチルシクロペンタンやエチルシクロペンタンを含むシクロペンタン;メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサン、トリメチルシクロヘキサンを含むシクロヘキサン;シクロヘプタンを含む飽和環状炭化水素、およびそれらの混合物;
ベンゼン、トルエン、キシレンを含む不飽和環状炭化水素およびそれらの混合物;並びに、
ディーゼル油、ジェット燃料油、灯油、ガソリン、およびそれらの混合物
のうち少なくとも1つ、またはそれらの混合物を含んでなる、上記54の方法。
76.
該流体材料が、
33%のメタノール、33%のトルエン、および33%のシクロヘキサン;
約20%〜約40%のトルエン、約40%〜約60%のアセトン、および約10%〜約25%のメタノール;
約43%のトルエン、約43%のアセトン、および約14%のメタノール;
約26%のトルエン、約55%のアセトン、および約18%のメタノール;
約20%のトルエン、約60%のアセトン、および約20%のメタノール;
約80%のアセトン、および約20%のメタノール;並びに
約98%のメタノール、および約2%の空気
のうち少なくとも1つ、またはそれらの混合物から選択される少なくとも1つの炭化水素材料を含んでなり、約30%〜約32%のCO濃度と約60%〜約64%の水素濃度で形成されている、上記54の方法。
77.
該流体材料が1つ以上の水、アンモニアまたは他の窒素源を含んでなる、上記54の方法。
78.
該炉が、空気とアセトンを用いて外部で生成されるキャリアを用いずに生成される雰囲気を有する、上記54の方法。
79.
該炉が、空気とシクロヘキサンを用いて外部で生成されるキャリアを用いずに生成される雰囲気を有する、上記54の方法。
80.
さらに、該炭化水素材料が、該炉内に該製品の外表面に実質的に飽和炭素を生成するのに十分な量で導入されるように、水素を該炉内に計量供給する工程を含む、上記54の方法。
81.
さらに、該炭化水素材料と水素を所望の浸炭レベルに達するまでパルス注入する工程を含む、上記80の方法。
82.
該炭化水素材料の体積流量が該浸炭温度の関数である、上記80の方法。
83.
水素の体積流量が、該炭化水素材料の約0.5〜1.5倍の流量である、上記80の方法。
84.
該炉内の体積流量が、1モルの炭化水素材料に対する約1モルの水素の割合にある、上記80の方法。
85.
さらに、該炉内に存在するメタンの濃度を測定する工程、および設定濃度のメタンを検知したときに該炭化水素材料の注入を停止または減少させる工程を含む、上記54の方法。
86.
さらに、
所望の濃度の水素を該炭化水素材料と共に該炉内へ計量供給する工程、および
該炉の該メタン濃度を検知することにより、該水素、該炭化水素材料、またはそれら両方のうち少なくとも1つの流量を制御する工程
を含む、上記85の方法。
87.
さらに、
該炉内の該水素濃度を検知する工程、および
該水素と該メタンの検知濃度により、該水素、該炭化水素材料、またはそれらの両方のうち少なくとも1つの流量を変更する工程
を含む、上記86の方法。
88.
さらに、単原子窒素源を該炉内に加える工程を含む、上記54の方法。
89.
該単原子窒素源が、アンモニア;単原子窒素を有する少なくとも1つの環状炭化水素;環の任意の炭素と結合するNH基、NH2基、またはNHCH3基のうち少なくとも1つを有する環状炭化水素(アニリン、メチルピペリジン、ピペリジン、スペリジン、シクロヘキシルアミン、アミノシクロヘキサン、シクロヘキサンアミン、カフェイン、ニコチンを含む)、およびそれらの混合物のうち少なくとも1つ、またはそれらの混合物を含んでなる、上記46の方法。
90.
浸炭、焼き入れまたは浸炭窒化処理が、該製品の表面が少なくとも約58のロックウェル硬度(約0.010インチの深さまで続く)を有するまで継続される、上記89の方法。
Claims (31)
- 金属製品を浸炭、焼き入れ、浸炭窒化の少なくとも何れか一つを行うように構成された雰囲気圧に維持され、酸素が存在する環境を備える雰囲気炉室と、
一つ以上の注入装置であって、その各々が液体炭化水素材料源に接続された入口と、前記雰囲気炉室に接続された出口と、を有する注入装置を備え、
前記注入装置は、計量された霧状の液体炭化水素材料を、前記雰囲気炉室内に搬入するよう適合され、脈動する霧状の液体炭化水素材料を800ミリ秒以下の一パルスの期間で搬入するよう適合された
一つ以上の金属製品を処理するための雰囲気炉。 - 一つ以上の液体炭化水素材料の供給物質を更に含み、
各供給物質は、別々に供給される液体炭化水素材料を受け入れて混合し、混合された供給物質を前記雰囲気炉室に搬送するための供給用導管と、流体連通されている
請求項1に記載の雰囲気炉。 - 前記注入装置は、第1流量の液体炭化水素材料を供給する少なくとも一つの主注入装置と、第2流量の同一又は相違する液体炭化水素材料を供給する少なくとも一つのトリム注入装置と、を含む
請求項1又は2に記載の雰囲気炉。 - 前記注入装置が、設定時間間隔、変動時間間隔、設定パルス幅及び/又は設定パルス周波数、及び変動パルス幅及び/又は変動周波数のうちの一つ以上の条件で、別々の量の該炭化水素材料をパルス注入するように適合された
請求項1〜3のいずれか1項に記載の雰囲気炉。 - 前記雰囲気炉室と流体連通され、水素ガス源を受け入れるように適合された水素ガス入口と、
前記水素ガス入口を介して前記雰囲気炉室に流入する水素ガスを計量するよう適合された水素計量装置と、を更に含む
請求項1〜4のいずれか1項に記載の雰囲気炉。 - 前記雰囲気炉室と流体連通され、単原子窒素源を前記雰囲気炉室に加える窒素入口を、更に備える
請求項1〜5のいずれか1項に記載の雰囲気炉。 - 雰囲気炉に接続された少なくとも一つの触媒床であって、当該雰囲気炉が、金属製品を浸炭、焼き入れ、浸炭窒化の少なくとも何れか一つを行うように構成された雰囲気圧に維持され、酸素が存在する環境を備える触媒床と、
一つ以上の注入装置であって、その各々が液体炭化水素材料源に接続された入口と、前記触媒床に接続された出口と、を有する注入装置と、を備え、
前記注入装置は、計量された霧状の液体炭化水素材料を、前記触媒床内に搬入するように適合され、脈動する霧状の液体炭化水素材料を800ミリ秒以下の一パルスの期間で搬入するよう適合された、
一つ以上の材料を処理する雰囲気炉の発生器。 - 前記注入装置の下流に位置する膨張室を外部から加熱する、触媒加熱システムから熱を供給する、又は生成ガス冷却器からの熱を供給する、のうちの一つ以上を行うように適合されている加熱装置を、更に含み、
前記膨張室は、前記液体炭化水素材料が前記触媒床に入る前に、内部で前記液体炭化水素材料を気化又は霧化してガスにする、
請求項7に記載の発生器。 - 一つ以上の液体炭化水素材料の供給物質を更に含み、
各供給物質は、別々に供給される液体炭化水素材料を受け入れて混合し、混合された供給物質を前記触媒床に搬送するための供給用導管と、流体連通されている
請求項7又は8に記載の発生器。 - 前記注入装置は、第1流量の液体炭化水素材料を供給する少なくとも一つの主注入装置と、第2流量の同一又は相違する液体炭化水素材料を供給する少なくとも一つのトリム注入装置と、を含む
請求項7〜9のいずれか1項に記載の発生器。 - 前記注入装置が、設定時間間隔、変動時間間隔、設定パルス幅及び/又は設定パルス周波数、及び変動パルス幅及び/又は変動周波数のうちの一つ以上の条件で、別々の量の該炭化水素材料をパルス注入するように適合されている
請求項7〜10のいずれか1項に記載の発生器。 - 一つ以上の注入装置であって、その各々が液体炭化水素材料源に接続された入口と、雰囲気炉室に接続された出口と、を有する注入装置と、を備え、前記雰囲気炉室は、金属製品を浸炭、焼き入れ、浸炭窒化の何れか一つを行うように構成され、少なくとも雰囲気圧に維持され、酸素が存在する環境を備え、
前記注入装置は、計量された霧状の液体炭化水素材料を、前記雰囲気炉室内に搬入するよう適合され、脈動する霧状の液体炭化水素材料を800ミリ秒以下の一パルスの期間で搬入するよう適合された
一つ以上の金属製品を処理するための雰囲気炉を備える富化システム。 - 前記雰囲気炉室に接続され、前記雰囲気炉室に導入される窒素源を加える窒素入口を、更に含む
請求項12に記載の富化システム。 - 一つ以上の液体炭化水素材料の供給物質を更に含み、
各供給物質は、別々に供給される液体炭化水素材料を受け入れて混合し、混合された供給物質を前記雰囲気炉室に搬送するための供給用導管と、流体連通されている
請求項12又は13に記載の富化システム。 - 前記注入装置は、第1流量の液体炭化水素材料を供給する少なくとも一つの主注入装置と、第2流量の同一又は相違する液体炭化水素材料を供給する少なくとも一つのトリム注入装置と、を含む
請求項12〜14のいずれか1項に記載の富化システム。 - 前記注入装置が、設定時間間隔、変動時間間隔、設定パルス幅及び/又は設定パルス周波数、及び変動パルス幅及び/又は変動周波数のうちの一つ以上の条件で、別々の量の該炭化水素材料をパルス注入するよう構成されたパルス機構を有する
請求項12〜15のいずれか1項に記載の富化システム。 - 一つ以上の注入装置であって、その各々が液体炭化水素材料源に接続された入口と、雰囲気炉に接続された出口と、を有する注入装置を備え、前記雰囲気炉が、金属製品を浸炭、焼き入れ、浸炭窒化の少なくとも何れか一つを行うように構成された雰囲気圧に維持され、酸素が存在する環境を備え、
前記注入装置は、計量された霧状の液体炭化水素材料を、前記雰囲気炉内に搬入するよう適合され、脈動する霧状の液体炭化水素材料を800ミリ秒以下の一パルスの期間で搬入するよう適合された
一つ以上の金属製品を処理するための雰囲気炉を備えるキャリアシステム。 - 一つ以上の液体炭化水素材料の供給物質を更に含み、
各供給物質は、別々に供給される液体炭化水素材料を受け入れて混合し、混合された供給物質を前記雰囲気炉に搬送するための供給用導管と、流体連通されている
請求項17に記載のキャリアシステム。 - 前記注入装置は、第1流量の液体炭化水素材料を供給する少なくとも一つの主注入装置と、第2流量の同一又は相違する液体炭化水素材料を供給する少なくとも一つのトリム注入装置と、を含む
請求項17又は18に記載のキャリアシステム。 - 前記注入装置が、設定時間間隔、変動時間間隔、設定パルス幅及び/又は設定パルス周波数、及び変動パルス幅及び/又は変動周波数のうちの一つ以上の条件で、別々の量の該炭化水素材料をパルス注入するよう構成されたパルス機構を有する
請求項17〜19のいずれか1項に記載のキャリアシステム。 - 雰囲気炉が、雰囲気圧に維持され酸素が存在する環境を有し、浸炭、焼き入れ、窒化(炭化窒化及びフェライト窒化を含む)、青化、黒化、制御酸化、及び/又は制御還元の少なくとも一つを行うように構成され、
前記雰囲気炉内で、浸炭、焼き入れ、窒化(炭化窒化及びフェライト窒化を含む)、青化、黒化、制御酸化、及び/又は制御還元の温度のために金属製品を加熱し、
設定された炭素ポテンシャルが達成されるまで、注入装置が液体炭化水素材料をパルス注入させることによって、前記雰囲気炉に流入する一つ以上の液体炭素水素材料を計量し、前記注入装置は、脈動する霧状の液体炭化水素材料を、800ミリ秒以下の一パルスの期間で搬入し、それにより、前記液体炭化水素材料は、金属製品の外表面に吸着される元素物質を生産から切り離すか、当該金属製品の周囲に要求される環境を作りだし、
前記雰囲気炉の二酸化炭素、露点、又は酸素レベルを測定する
雰囲気炉内で一つ以上の金属製品を処理するための方法。 - 前記液体炭化水素材料を前記雰囲気炉に注入し、それにより、前記液体炭化水素材料は気化されてガスになるか、前記雰囲気炉の熱で霧状液体になることを含む
請求項21に記載の方法。 - 前記雰囲気炉に接続された一つ以上の注入装置を更に含み、当該注入装置により前記液体炭化水素材料を前記雰囲気炉にパルス注入する
請求項21又は22に記載の方法。 - 前記パルス注入は、固定されるか、パルス時間、パルス幅及び/又はパルス周波数の少なくとも一つに変化するように設定された
請求項23に記載の方法。 - 前記液体炭化水素材料は、炭素ポテンシャルを上昇又は下降させる一つ以上の炭化水素富化材料からなる
請求項21〜24のいずれか1項に記載の方法。 - 前記液体炭化水素材料は、トルエン、アセトン、メタノール;シクロヘキサン、及びアセトンの内の少なくとも一つ又は混合から選択される少なくとも一つの炭化水素材料からなる
請求項21〜25のいずれか1項に記載の方法。 - 前記液体炭化水素材料は、
炭素数4を超える不飽和炭化水素、少なくとも1つの5又は6員炭素環を含む環状炭素水素、飽和炭化水素、及びそれらの混合物、
メタノール、エタノール、ブタノールを含むアルコール、及びそれらの混合物、
アセトン、メチルケトン、エチルケトンを含むケトン、及びそれらの混合物、
液化プロパン、液化ブタン、液化ペンタン、液化ヘキサン、液化ヘプタン、液体オクタン及びそれらの混合物、
エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテンを含む不飽和鎖状炭化水素及びそれらの混合物、
メチルシクロプロパンを含むシクロプロパン、シクロブタン、メチルシクロペンタン又はエチルシクロペンタンを含むシクロペンタン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサン、トリメチルシクロヘキサンを含むシクロヘキサン、シクロヘプタンを含む飽和環状炭化水素、及びそれらの混合物、
ベンゼン、トルエン、キシレンを含む不飽和環状炭化水素及びそれらの混合物、並びに、
ディーゼル油、ジェット燃料油、灯油、ガソリン、及びそれらの混合物、
のうち少なくとも1つ、又はそれらの混合物からなる
請求項21〜26のいずれか1項に記載の方法。 - 計量された1以上のアンモニア、又は他の窒素源が、前記雰囲気炉内に搬入される
請求項21〜27のいずれか1項に記載の方法。 - 単原子窒素源を前記雰囲気炉に加える
請求項21〜28のいずれか1項に記載の方法。 - 液体炭化水素材料の供給物質に接続された入口を含み、前記液体炭化窒素材料の前記供給物質は、多数の、混和する液体炭化水素材料を単一の供給物質として構成される
請求項1に記載の雰囲気炉。 - 液体炭化水素材料の供給物質に接続された入口を含み、前記液体炭化窒素材料の前記供給物質は、多数の、非混和の液体炭化水素材料として構成され、各非混和の液体炭化水素材料は、別体の供給物質として保存される
請求項1に記載の雰囲気炉。
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