Среды из жидких карбюризаторов

Науглероживающие атмосферы получают из жидких углеводородов при их пиролизе - разложении при высоких температурах

Основные требования к жидким карбюризаторам:

- минимум сажи

- максимум газа на единицу веса карбюризатора

- минимум серы

Наилучшими свойствами в этом смысле обладают парафиновые углеводороды

СnH2n+2. Несколько хуже свойства нафтановых СnH2n и ароматических СnHn (бензол C6H6) углеводородов- много сажи

Из керосинов наилучшими свойствами обладает Грозненский. Его состав:

60 % парафиновых, 25 % ароматических углеводородов. Из 1 куб см керосина получается при пиролизе 0, 75 л газа и 0, 4 г сажи

Вместо керосина часто применяют синтин - аналог керосина, но в нем содержится 90 % углеводородов парафинового ряда. Из 1 куб см синтина получают 0, 8 л газа и 0, 2 г сажи

Сравнительный расход различных углеводородных жидкостей: для получения цементованного слоя толщиной 1 мм при 930 град С нужно:

бензол - 8 г

керосин - 7 г

синтин - 4 г

Иногда для получения науглероживающей атмосферы используют бутиловый спирт

Контролируемые атмосферы-

- это продукт каталитической конверсии углеводородов с воздухом (эндогаз) или продуктами сгорания (экзогаз)

Эндогаз получают путем частичного сжигания метана CH4 при недостатке воздуха (коэффициент полноты сгорания a = 0, 25). Примерный состав эндогаза

H2 40%

CO 20%

CO2, CH4 H2O - следы

N2 - остальное

Важная характеристика эндогаза - точка росы, то-есть влажность газа. Чем газ суше (точка росы ниже) тем выше его реакционная способность (тем выше его углеродный потенциал и ниже – кислородный)

Рис 11 Схема получения эндогаза: 1- поступление метана, 2 – поступление воздуха, 3 – выход эндогаза, 4 – катализаторы, 5 - корпус реактора, Q – подогрев реактора внешними источниками тепла

Реакция разложения метана идет в присутствии катализатора (пористая керамика с покрытием из солей никеля, меди, алюминия.

Недостаток эндогаза - его токсичность и взрывоопасность

Экзогаз получаю путемсжигания метана с коэффициентом a =0.4...0, 6- в нем меньше водорода.

Синтетические (азотные) атмосферы -

- их получают добавлением к азоту (80 %) метана и СО2 и вводят эту смесь прямо в печь - здесь не нужен газогенератор. В печи протекает реакция, в ходе которой высвобождается окись углерода:

CH4 + CO2 = 2CO + 3H2

Контроль углеродного потенциала

Углеродный потенциал атмосферы определяет ее насыщающую способность, поэтому необходимо его контролировать. Контроль возможен прямой и косвенный

Прямой контроль осуществляется по электросопротивлению датчика, представляющего собой проволоку из чистого железа, находящуюся в контролируемой атмосфере. При науглероживании проволочки ее электросопротивление возрастает пропорционально концентрации углерода

Косвенный контроль - путем отбора газа и проверки содержания в нем паров воды, двуокиси углерода и метана

Внутреннее окисление при цементации

Наличие в газовой атмосфере CO2 и H2O приводит к тому, что некоторые легирующие элементы могут окисляться, прежде всего это касается таких элементов как Ti, Cr, Si, Mn. Окисление имеет место на глубину 20 - 30 мкм