PL210958B1 - Sposób i układ kontrolno-pomiarowy do kontroli aktywnej powierzchni wsadu w procesie nawęglania w podciśnieniu - Google Patents
Sposób i układ kontrolno-pomiarowy do kontroli aktywnej powierzchni wsadu w procesie nawęglania w podciśnieniuInfo
- Publication number
- PL210958B1 PL210958B1 PL382118A PL38211807A PL210958B1 PL 210958 B1 PL210958 B1 PL 210958B1 PL 382118 A PL382118 A PL 382118A PL 38211807 A PL38211807 A PL 38211807A PL 210958 B1 PL210958 B1 PL 210958B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- valve
- shut
- mass flow
- charge
- output
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 title 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 27
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 4
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 claims description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 15
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 8
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 7
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 4
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 4
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 3
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 3
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 2
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000018734 Sambucus australis Nutrition 0.000 description 1
- 244000180577 Sambucus australis Species 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 1
- OGFXBIXJCWAUCH-UHFFFAOYSA-N meso-secoisolariciresinol Natural products C1=2C=C(O)C(OC)=CC=2CC(CO)C(CO)C1C1=CC=C(O)C(OC)=C1 OGFXBIXJCWAUCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
- C23C8/20—Carburising
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
- C23C8/20—Carburising
- C23C8/22—Carburising of ferrous surfaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D11/00—Process control or regulation for heat treatments
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
Description
(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 210958 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 382118 (51) Int.Cl.
C23C 8/22 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 02.04.2007
Sposób i układ kontrolno-pomiarowy do kontroli aktywnej powierzchni wsadu w procesie nawęglania w podciśnieniu
| (73) Uprawniony z patentu: SECO/WARWICK SPÓŁKA AKCYJNA, Świebodzin, PL | |
| (43) Zgłoszenie ogłoszono: | |
| 13.10.2008 BUP 21/08 | (72) Twórca(y) wynalazku: PIOTR KULA, Łódź, PL JÓZEF OLEJNIK, Świebodzin, PL |
| (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: | |
| 30.03.2012 WUP 03/12 | (74) Pełnomocnik: |
| rzecz. pat. Marek Passowicz |
PL 210 958 B1
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ do kontroli aktywnej powierzchni wsadu w procesie nawęglania w podciśnieniu, korzystnie w atmosferze trójskładnikowej mieszaniny nawęglającej, zawierającej etylen, acetylen i wodór.
Z japoń skiego opisu patentowego nr JP 2002 173 759 znany jest system kontroli atmosfery gazowej oraz współpracujące z nim urządzenie do nawęglania próżniowego, w którym potencjał węglowy (PC) atmosfery wytwarzanej na bazie węglowodorów jest mierzony i regulowany w czasie rzeczywistym poprzez system obliczeniowy - na podstawie sygnałów z czujników ciśnienia procesu oraz ciśnienia cząstkowego wodoru w komorze procesowej lub przewodzie odlotowym.
Z kolei, z niemieckiego opisu patentowego nr DE 10 359 554 znany jest zestaw do nawęglania detali w piecu próżniowym dopasowujący zasilanie węglem do aktualnego zapotrzebowania przez detale. W zestawie tym, w komorze roboczej pieca lub na przewodzie odlotowym przed pompą próżniową zainstalowane zostały czujniki stężenia wodoru i/lub acetylenu, i/lub łącznej zawartości węgla, np. spektrometr masowy, z których sygnałów, po przetworzeniu w systemie obliczeniowym, przekazywany jest impuls do zaworu dozującego o potrzebnej wielkości dozowania, np. acetylenu, stosownie do chwilowego zapotrzebowania przez wsad zależnego od aktualnej zawartości węgla w stali.
Inne rozwiązanie zostało przedstawione w amerykańskim opisie patentowym nr US 6 846 366, w którym opisano urządzenie i metodę nawęglania przy ciśnieniu od 13 do 1000 Pa, w atmosferze zawierającej mniej niż 20% obj. tlenku węgla, której skład jest kontrolowany przez pomiar przewodnictwa cieplnego miernikiem próżni Piraniego w celu regulacji parametrów procesu temperatury, ciśnienia i składu atmosfery gazowej.
Z polskiego zgł oszenia patentowego nr P-356 754 znana jest trójskł adnikowa, zawierająca etylen, acetylen i wodór lub amoniak, mieszanina, która w procesie nawęglania w podciśnieniu wykazuje synergiczny efekt wysokiego stopnia dekompozycji węglowodorów na powierzchni wsadu, co skutkuje sprawnym przekazywaniem węgla z mieszaniny do powierzchni wsadu, bez tworzenia uciążliwych produktów ubocznych w postaci smoły lub/i sadzy. W procesie tym przekazywanie węgla z atmosfery do powierzchni wsadu następuje poprzez fazę pośrednią tworząca się na całej powierzchni wsadu - uwodorniony depozyt wę glowy (Kula i inni 2006). Przekazywanie wę gla do powierzchni jest wysoce intensywne, a zatem proces technologiczny jest podzielony na krótkie, kilkuminutowe fazy nasycania węglem (ang. boost) oraz fazy wyłącznie dyfuzyjnego rozprowadzania węgla w głąb stali (ang. diffusion). Są to niestacjonarne i nierównowagowe warunki procesu, których przebieg zjawisk i narastania warstwy dyfuzyjnej może być zaprogramowany wyłącznie na podstawie symulacji komputerowej przez system ekspertowy zawierający bazę danych o obrabianych materiałach oraz fizyczno-matematyczny model procesu. W warunkach zmiennego asortymentu produkcyjnego system ekspertowy poprawnie programuje przebieg procesu pod warunkiem wprowadzenia do niego wymaganych parametrów warstwy, temperatury procesu, gatunku stali oraz aktywnej powierzchni wsadu, której oszacowanie w warunkach produkcyjnych moż e być obarczone pewnym błędem.
Istota sposobu według wynalazku polega na tym, że sygnały z przetwornika przepływu masowego, zebrane w przedziale czasowym pomiędzy 30-tą a 300-tną sekundą trwania pierwszej fazy nasycania węglem, przekazuje się do systemu ekspertowego celem porównania z wyznaczonymi doświadczalnie w funkcji aktywnej powierzchni wsadu z charakterystykami wzorcowymi dla ich wskazań oraz dokonania obliczenia poprawki korekcyjnej dla przyjętej w systemie, oszacowanej powierzchni wsadu.
Z kolei istota ukł adu wedł ug wynalazku polega na tym, ż e przyłączony do technologicznego zespołu pompy lub zestawu pomp próżniowych i pieca próżniowego zwrotny obwód bocznikowy, zawierający między innymi przetwornik sygnału przepływu masowego próbki gazów odlotowych i zawór kalibracyjny, jest połączony za pośrednictwem zaworu referencyjnego z systemem doprowadzającym przeznaczone do kalibracji układu gazy referencyjne.
Korzystnym jest, gdy obwód bocznikowy, zawierający w połączeniu szeregowym pierwszy zawór odcinający, filtr gazowy, drugi zawór odcinający, przetwornik sygnału przepływu masowego, zawór kalibracyjny oraz trzeci zawór odcinający, jest włączony pomiędzy wyjście i wejście zestawu pomp próżniowych, przy czym pomiędzy zawór odcinający a filtr gazowy jest włączone wyjście zaworu referencyjnego.
Korzystnym jest także, gdy obwód bocznikowy, zawierający w szeregowym połączeniu pierwszy zawór odcinający, filtr gazowy, drugi zawór odcinający, wspomagającą pompę próżniową, reduktor do
PL 210 958 B1 stabilizacji ciśnienia, przetwornik sygnału przepływu masowego, zawór kalibracyjny oraz trzeci zawór odcinający, jest włączony pomiędzy wejście zestawu pomp próżniowych a wyjście technologicznego zaworu odcinającego pieca próżniowego, przy czym pomiędzy wyjście wspomagającej pompy próżniowej a reduktor jest włączone wyjście zaworu referencyjnego.
Sposób i stanowiący kompaktowy system pomiarowy układ wg wynalazku eliminują ryzyko zniszczenia wsadu i/lub zanieczyszczenia instalacji, wynikające z możliwości wprowadzenia przez operatora do systemu symulacyjno-regulującego błędnych lub niedokładnych danych o powierzchni obrabianych elementów.
Wynalazek zostanie bliżej opisany na podstawie przykładowych wykonań pokazanych na rysunku, na którym poszczególne figury przedstawiają:
figura 1 - układ kontrolno-pomiarowy z przetwornikiem sygnału przepływu masowego umieszczonym w zwrotnym obwodzie bocznikowym głównej pompy próżniowej; oraz figura 2 - odmianę układu z przetwornikiem sygnału przepływu masowego umieszczonym w zwrotnym obwodzie bocznikowym głównego systemu pompowego, po stronie próżniowej.
Układ w pierwszej odmianie przedstawionej na fig. 1 jest zainstalowany jako zwrotny obwód bocznikowy pompy lub zestawu pomp próżniowych 8, którego wejście jest przyłączone, za pośrednictwem technologicznego zaworu odcinającego 9, do pieca próżniowego 10. Pomiędzy wyjście i wejście zestawu pomp próżniowych 8 jest włączona gałąź bocznikowa, składająca się z szeregowo połączonych urządzeń: pierwszego zaworu odcinającego 1, filtra gazowego 2, drugiego zaworu odcinającego 3, przetwornika sygnału przepływu masowego 5 próbki gazów odlotowych, zaworu kalibracyjnego 6 i trzeciego zaworu odcinającego 7, przy czym pomiędzy zawór odcinający 1 a filtr gazowy 2 jest włączone wyjście zaworu referencyjnego 4, poprzez który doprowadza się z zewnątrz przeznaczone do kalibracji układu gazy referencyjne.
Ustalenie referencyjnego przepływu objętościowego w układzie dokonuje się drogą gazową, w odniesieniu do wartości ustalonego przepływu masowego znanego gazu kalibracyjnego, np. azotu, helu lub powietrza, poprzez zawór referencyjny 4, przetwornik sygnału przepływu masowego 5, zawór kalibracyjny 6 oraz zawór odcinający 7.
W odmianie na fig. 2, obwód bocznikowy, zawierający w szeregowym połączeniu pierwszy zawór odcinający 1, filtr gazowy 2, drugi zawór odcinający 3, wspomagającą pompę próżniową 11, reduktor 12 do stabilizacji ciśnienia, przetwornik sygnału przepływu masowego 5, zawór kalibracyjny 6 oraz trzeci zawór odcinający 7, jest włączony pomiędzy wejście zestawu pomp próżniowych 8 a wyjście technologicznego zaworu odcinającego 9 pieca próżniowego 10, przy czym pomiędzy wyjście wspomagającej pompy próżniowej 11 a reduktor 12 jest włączone wyjście zaworu referencyjnego 4.
W trakcie procesu realizowanego w trójskładnikowej mieszaninie nawęglającej zawierającej etylen, acetylen i wodór, w zakresie ciśnień od 0,1 do 10 kPa oraz w zakresie temperatur od 800 do 1100°C, droga przez boczny bocznik pomiarowy zostaje otwarta w przedziale czasowym od 30-tej do 300-tnej sekundy trwania pierwszej fazy nasycania węglem, zaś sygnały elektryczne zebrane w tym okresie przekazywane zostają do systemu ekspertowego w celu porównania z charakterystykami wzorcowymi wyznaczonymi doświadczalnie w funkcji aktywnej powierzchni wsadu oraz dokonania obliczenia poprawki korekcyjnej dla przyjętej w systemie oszacowanej powierzchni wsadu. W wyniku tak przeprowadzanej korekty w trakcie procesu, uzyskuje się dobrze wykształcone i równomierne nawęglone warstwy o założonym profilu stężenia węgla i unika się przy tym tworzenia produktów ubocznych, takich jak smoła lub sadza.
P r z y k ł a d 1
W komorze uniwersalnego pieca próżniowego 10, o wymiarach komory roboczej 400 x 400 x 600 mm, umieszczono elementy wykonane ze stali 16CrMn5, których powierzchnię wstępnie oszacowano na 2,1 m2, a następnie uzyskaną z szacunku wartość wprowadzono do systemu symulacyjnosterującego pieca, łącznie z pozostałymi parametrami warstwy, a mianowicie: stężeniem powierzchniowym węgla - 0,75% wag., umowną grubością warstwy nawęglonej 0,6 mm przy stężeniu granicznym 0,4% wag. C oraz parametrami procesu - temperaturą 950°C i ciśnieniem dozowania gazów węglonośnych w fazach nasycania boost z pulsacją w przedziale od 0,5 do 0,8 kPa. Za pośrednictwem systemu symulacyjnego system symulacyjny, po zaprogramowaniu organizacji procesu nawęglania wg następującej sekwencji faz:
• nagrzewanie konwekcyjne w azocie do temperatury 700°C, • nagrzewanie w próżni do temperatury 950°C, • nasycanie węglem boost - 5 min 41 s,
PL 210 958 B1 • dyfuzja diffusion - 11 min 22 s, • nasycanie węglem boost - 3 min 24 s, • dyfuzja diffusion - 18 min 53 s, • nasycanie węglem boost - 3 min 24 s, • dyfuzja diffusion - 37 min, • nasycanie węglem boost - 3 min 24 s, • dyfuzja diffusion - 23 min 33 s, • schłodzenie do temperatury hartowania 840°C z szybkością 5°C/min, • hartowanie w azocie pod ciśnieniem 103 kPa, dobrał optymalne wielkości dozowania mieszaniny nawęglającej o składzie etylen 26%, acetylen 26% oraz wodór 46%. Po upływie 30-tu sekund od rozpoczęcia pierwszej fazy nasycania węglem, system otworzył zwrotny obwód bocznikowy pompy próżniowej 8 wywołując przepływ próbki gazów odlotowych przez przetwornik sygnału przepływu masowego 5, po czym zamknął tę drogę po upływie kolejnych 270-ciu sekund. Na podstawie otrzymanych w tym czasie sygnałów system wyznaczył średnią gęstość gazów odlotowych 0,156 g/dm i porównując ją z charakterystyką wzorcową skorygował aktywną powierzchnię wsadu w górę, do wartości 2,6 m. W kolejnych fazach nasycania węglem system przyjął skorygowane wielkości dozowania mieszaniny nawęglającej. W wyniku procesu uzyskano dobrze wykształcone i równomierne warstwy nawęglone o założonym profilu stężenia węgla (CR 0,75% C, AHT 0,59 mm), a przy tym uniknięto powstawania produktów ubocznych, takich jak smoła lub sadza.
P r z y k ł a d 2
W komorze uniwersalnego pieca próżniowego 10, o wymiarach komory roboczej 400 x 400 x 600 mm, umieszczono elementy wykonane ze stali 16CrMn5. Po wstępnym oszacowaniu powierzchni na 2,3 m2 wartość tę wprowadzono do systemu symulacyjno-sterującego pieca łącznie z pozostałymi parametrami warstwy: stężeniem powierzchniowym węgla granicznym 0,4% wag. C oraz parametrami procesu: temperaturą 1000°C, ciśnieniem dozowania gazów węglonośnych w fazach nasycania boost z pulsacją w przedziale od 0,5 do 0,8 kPa. W celu ograniczenia rozrostu ziarna austenitu zastosowano opcję wstępnego nasycenia warstwy wierzchniej azotem ang. prenitriding. System symulacyjny, po zaprogramowaniu organizacji procesu nawęglania wg następującej sekwencji faz:
• nagrzewanie konwekcyjne w azocie do temperatury 400°C, • nagrzewanie od temperatury 400°C do 700°C pod ciśnieniem 0,25 kPa przy dozowaniu do komory amoniaku, • nagrzewanie w próżni do temperatury 1000°C, • nasycanie węglem boost - 6 min 12 s, • dyfuzja diffusion - 29 min 33 s, • nasycanie węglem boost - 4 min 47 s, • dyfuzja diffusion - 17 min 7 s, • hartowanie w azocie pod ciśnieniem 103 Pa, dobrał optymalne wielkości dozowania mieszaniny nawęglającej o składzie etylen 26%, acetylen 26% oraz wodór 46%. Po upływie 60 sekund od rozpoczęciu pierwszej fazy nasycania węglem, system otworzył zwrotny obwód bocznikowy pompy próżniowej 8 wywołując przepływ próbki gazów odlotowych przez przetwornik sygnału przepływu masowego 5 i zamknął tę drogę po upływie kolejnych 180 sekund. Na podstawie otrzymanych w tym czasie sygnałów system wyznaczył średnią gęstość gazów odlotowych 0,125 g/dm3 i porównując ją z charakterystyką wzorcową zdecydował, że wartość ta mieści się w granicach tolerancji, a następnie zaakceptował przyjętą powierzchnię wsadu do realizacji drugiej fazy nasycania węglem. W wyniku procesu uzyskano dobrze wykształcone i równomierne warstwy nawęglone o założonym profilu stężenia węgla CR 0,74% C, AHT 0,66 mm, a także i w tym przypadku uniknięto tworzenia się produktów ubocznych, takich jak smoła lub sadza.
Claims (4)
1. Sposób kontroli aktywnej powierzchni wsadu w procesie nawęglania w podciśnieniu, w zakresie ciśnień od 0,1 do 10 kPa oraz w zakresie temperatur od 800 do 1100°C, znamienny tym, że sygnały odzwierciedlające przepływ masowy próbki gazów odlotowych, zebrane w przedziale czasowym pomiędzy 30-tą a 300-tną sekundą trwania pierwszej fazy nasycania węglem, przekazuje się do systemu ekspertowego celem porównania z wyznaczonymi doświadczalnie w funkcji aktywnej poPL 210 958 B1 wierzchni wsadu z charakterystykami wzorcowymi dla ich wskazań oraz dokonania obliczenia poprawki korekcyjnej dla przyjętej w systemie, oszacowanej powierzchni wsadu.
2. Układ kontrolno-pomiarowy do kontroli aktywnej powierzchni wsadu w procesie nawęglania w podciś nieniu, w zakresie ciś nień od 0,1 do 10 kPa oraz w zakresie temperatur od 800 do 1100°C, znamienny tym, że stanowi przyłączony do zespołu technologicznego pompy lub zestawu pomp próżniowych (8) i pieca próżniowego (10) zwrotny obwód bocznikowy z przetwornikiem sygnału przepływu masowego (5) próbki gazów odlotowych i zaworem kalibracyjnym (6), połączony za pośrednictwem zaworu referencyjnego (4) z systemem doprowadzającym przeznaczone do kalibracji układu gazy referencyjne.
3. Układ według zastrz. 2, znamienny tym, że obwód bocznikowy, zawierający w połączeniu szeregowym pierwszy zawór odcinający (1), filtr gazowy (2), drugi zawór odcinający (3), przetwornik sygnału przepływu masowego (5), zawór kalibracyjny (6) oraz trzeci zawór odcinający (7), jest włączony pomiędzy wyjście i wejście zestawu pomp próżniowych (8), przy czym pomiędzy zawór odcinający (1) a filtr gazowy (2) jest włączone wyjście zaworu referencyjnego (4).
4. Układ według zastrz. 2, znamienny tym, że obwód bocznikowy, zawierający w szeregowym połączeniu pierwszy zawór odcinający (1), filtr gazowy (2), drugi zawór odcinający (3), wspomagającą pompę próżniową (11), reduktor (12) do stabilizacji ciśnienia, przetwornik sygnału przepływu masowego (5), zawór kalibracyjny (6) oraz trzeci zawór odcinający (7), jest włączony pomiędzy wejście zestawu pomp próżniowych (8) a wyjście technologicznego zaworu odcinającego (9) pieca próżniowego (10), przy czym pomiędzy wyjście wspomagającej pompy próżniowej (11) a reduktor (12) jest włączone wyjście zaworu referencyjnego (4).
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL382118A PL210958B1 (pl) | 2007-04-02 | 2007-04-02 | Sposób i układ kontrolno-pomiarowy do kontroli aktywnej powierzchni wsadu w procesie nawęglania w podciśnieniu |
| US12/078,442 US7967920B2 (en) | 2007-04-02 | 2008-03-31 | Method and measurement system for the control of an active charge surface in the low pressure carburizing process |
| EP08006673A EP1980641B8 (en) | 2007-04-02 | 2008-04-01 | Method and measurement system for the control of an active charge surface in the low pressure carburizing process |
| ES08006673T ES2392595T3 (es) | 2007-04-02 | 2008-04-01 | Método y medición para el control de una superficie de carga activa en el procedimiento de cementación a baja presión |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL382118A PL210958B1 (pl) | 2007-04-02 | 2007-04-02 | Sposób i układ kontrolno-pomiarowy do kontroli aktywnej powierzchni wsadu w procesie nawęglania w podciśnieniu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL382118A1 PL382118A1 (pl) | 2008-10-13 |
| PL210958B1 true PL210958B1 (pl) | 2012-03-30 |
Family
ID=39642957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL382118A PL210958B1 (pl) | 2007-04-02 | 2007-04-02 | Sposób i układ kontrolno-pomiarowy do kontroli aktywnej powierzchni wsadu w procesie nawęglania w podciśnieniu |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7967920B2 (pl) |
| EP (1) | EP1980641B8 (pl) |
| ES (1) | ES2392595T3 (pl) |
| PL (1) | PL210958B1 (pl) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3054019A1 (en) | 2015-02-04 | 2016-08-10 | Seco/Warwick S.A. | Multi-chamber furnace for vacuum carburizing and quenching of gears, shafts, rings and similar workpieces |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101704849B1 (ko) | 2009-08-07 | 2017-02-08 | 스와겔로크 컴패니 | 저진공 하에서의 저온 침탄 |
| CN102191451B (zh) * | 2011-04-19 | 2013-06-19 | 哈尔滨意锋稀土材料开发有限公司 | 一种双炉膛式连续稀土渗碳工艺 |
| US8479581B2 (en) | 2011-05-03 | 2013-07-09 | General Electric Company | Device and method for measuring pressure on wind turbine components |
| US9617632B2 (en) | 2012-01-20 | 2017-04-11 | Swagelok Company | Concurrent flow of activating gas in low temperature carburization |
| CN102828010B (zh) * | 2012-09-27 | 2013-11-06 | 鞍钢股份有限公司 | 一种安全释放罩式炉焦油的方法 |
| MX385355B (es) * | 2017-01-13 | 2025-03-18 | Thyssenkrupp Presta De Mexico S A De C V | Proceso de carburizado a baja presión |
| PL422596A1 (pl) * | 2017-08-21 | 2019-02-25 | Seco/Warwick Spółka Akcyjna | Sposób nawęglania podciśnieniowego (LPC) elementów wykonanych ze stopów żelaza i innych metali |
| JP6853230B2 (ja) * | 2018-11-12 | 2021-03-31 | 中外炉工業株式会社 | アセチレンガス濃度推定装置、アセチレンガス適量推定装置および該装置を備える真空浸炭装置 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4410758A (en) * | 1979-03-29 | 1983-10-18 | Solar Voltaic, Inc. | Photovoltaic products and processes |
| US4719073A (en) * | 1986-01-06 | 1988-01-12 | Langan John D | Method of monitoring an article in sintering furnace |
| JP2002173759A (ja) | 2000-12-05 | 2002-06-21 | Toho Gas Co Ltd | 真空浸炭雰囲気ガス制御システム及びそのシステムに用いられる真空浸炭処理装置 |
| JP3531736B2 (ja) * | 2001-01-19 | 2004-05-31 | オリエンタルエンヂニアリング株式会社 | 浸炭方法及び浸炭装置 |
| DE10242616A1 (de) * | 2002-09-13 | 2004-03-25 | Linde Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Unterdruckaufkohlen |
| PL204202B1 (pl) * | 2002-10-21 | 2009-12-31 | Politechnika & Lstrok Odzka | Mieszanina węglowodorowa do nawęglania stali w podciśnieniu |
| DE10359554B4 (de) | 2003-12-17 | 2008-04-17 | Ald Vacuum Technologies Ag | Verfahren zur Aufkohlung metallischer Werkstücke in einem Vakuumofen |
-
2007
- 2007-04-02 PL PL382118A patent/PL210958B1/pl unknown
-
2008
- 2008-03-31 US US12/078,442 patent/US7967920B2/en active Active
- 2008-04-01 EP EP08006673A patent/EP1980641B8/en active Active
- 2008-04-01 ES ES08006673T patent/ES2392595T3/es active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3054019A1 (en) | 2015-02-04 | 2016-08-10 | Seco/Warwick S.A. | Multi-chamber furnace for vacuum carburizing and quenching of gears, shafts, rings and similar workpieces |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1980641B8 (en) | 2012-12-26 |
| EP1980641A3 (en) | 2011-08-10 |
| EP1980641A2 (en) | 2008-10-15 |
| ES2392595T3 (es) | 2012-12-12 |
| EP1980641B1 (en) | 2012-09-19 |
| US7967920B2 (en) | 2011-06-28 |
| PL382118A1 (pl) | 2008-10-13 |
| US20080277029A1 (en) | 2008-11-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| PL210958B1 (pl) | Sposób i układ kontrolno-pomiarowy do kontroli aktywnej powierzchni wsadu w procesie nawęglania w podciśnieniu | |
| JP5755958B2 (ja) | 半導体製造装置の原料ガス供給装置 | |
| JP5538119B2 (ja) | ガス供給装置用流量制御器の校正方法及び流量計測方法 | |
| KR100579148B1 (ko) | 성막 장치 및 이것을 사용하는 원료 공급 장치, 가스 농도검출 방법 | |
| CN101423935B (zh) | 基板处理装置和基板处理装置的控制方法 | |
| JP3905678B2 (ja) | 薄膜堆積方法とその装置および薄膜堆積方法に用いるｆｔｉｒガス分析計並びに薄膜堆積方法に用いる混合ガス供給装置 | |
| US20100178423A1 (en) | Method for controlling flow and concentration of liquid precursor | |
| KR101523976B1 (ko) | 펄스형 가스 운반 제어 및 방법 | |
| CN107043927B (zh) | 原料气体供给装置和原料气体供给方法 | |
| CN100380591C (zh) | 制造半导体器件的设备和方法及上述设备中用的清洁方法 | |
| US20050095859A1 (en) | Precursor delivery system with rate control | |
| KR20050011333A (ko) | 가스공급장치 및 이를 이용한 반도체소자 제조설비 | |
| TW200710264A (en) | Methods for verifying gas flow rates from a gas supply system into a plasma processing chamber | |
| US6650119B2 (en) | Method and apparatus for measurement and automatic control of acid concentration | |
| US20080073002A1 (en) | Carburization treatment method and carburization treatment apparatus | |
| JP5259415B2 (ja) | 雰囲気炉における金属製品の表面処理 | |
| JPH05186296A (ja) | ウエハ加工システム内のプロセスガスの流量検定、そのための装置および方法 | |
| EP0824963A1 (en) | Method and apparatus for controlling water addition to grains | |
| EP1870490A2 (en) | Evaporator for CVD and gas flow rate regulator. | |
| US6024893A (en) | Method for controlling a nitriding furnace | |
| JP2020084219A (ja) | 雰囲気制御方法及び雰囲気制御装置 | |
| JP2003286573A (ja) | 薄膜堆積方法とその装置および薄膜堆積方法に用いる混合ガス供給装置並びに薄膜堆積方法に用いる赤外線ガス分析計 | |
| CN118668183A (zh) | 基板处理装置以及基板处理装置的气体供应方法 | |
| CN116926504A (zh) | 前驱体输出装置和原子层沉积设备 | |
| JPH10267802A (ja) | ガス供給源またはガス分配システムにおける不純物レベルを迅速に測定するための方法 |