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用凈化后的天然氣代替丙烷氣滲碳的質量及經濟效益

時間：2014-02-28 09:51:06 來源：作者：

馬學文1，李曉澎2、3，李志義2、3

( 1.株洲齒輪有限責任公司，湖南株洲412000；2.重慶義揚機電設備有限公司，重慶 400042；3.重慶長江工業爐公司，重慶 401329 )

摘要：株洲齒輪有限公司已成功地以凈化后的天然氣代替丙烷氣用于滲碳。這項工程所取得的成果表明,更換滲碳原料氣的設備改造和調試工作量小,更換原料氣后產能和產品質量提高,生產成本顯著下降。經過凈化的城市天然氣在熱處理行業具有廣闊的應用前景。

關鍵詞：城市天然氣；凈化；滲碳
Quality and Economic Gain of Carburizng with

Purified Natural Gas instead of propylene

MA Xue-wenl1 , Ll Xiao-peng2、3 , Ll zhi-yi2、3

1. Zhuzhou Gear Co., Ltd., Zhuzhou 412000，Hunan ；

2 . Chongqing Yiyang Electromechanical Equipment co., ltd Chongqing 400042；

3 . Chongqing Changjiang Commercial Furnace Co., Chongqing 401329)

Abstract : Propane gas has been successfully replaced by purified natural

gas for carburizing in Zhuzhou Gear Co . , Ltd . The results obtained from

this indicate thatequipment reformation and process debuging in the

replacement of feed gas for carburizing are easy to perform , and that

production capability and product quality after the replacement are enhanced

and production cost 15 obviously decreased . The application of purified

town natural gas to heat treatment will have a vast vistas.

Key Words: town natural gas；purifying；carburizing

上世紀八十年代末,株齒公司引進了一套美國哈克洛夫箱式爐生產線,采用當時比較先進的以丙烷為原料氣制備吸熱式氣氛＋丙烷氣富化的滲碳技術。采用這種滲碳技術生產的齒輪,質量穩定,在當時生產成本也不高。因此,株齒公司隨后引進和自制的所有滲碳設備也都采用了以丙烷為原料氣的氣體滲碳工藝。相應地,株齒公司興建了一個液化丙烷氣站與之配套，建有兩個30 噸的液化丙烷氣儲罐及相應的蒸發氣化裝置和輸送管道。
近年來,全球原油價格快速上漲,液化丙烷氣的價格也隨之從3000多元/噸漲到8000多元/噸（到廠價，丙烷的生產絕大部分由天然氣制造）,公司熱處理生產成本急劇上升,導致產品市場競爭力大大下降。同時,隨著城市經濟建設的發展,液化丙烷氣站附近的空地全部被開發,修建了大量的民房設施,安全隱患日益突出。為此迫切需要尋找一種廉價安全的液化丙烷氣的替代物來降低熱處理生產成本，消除安全隱患。
1 方案選擇

2005年6月，“川氣東輸”工程實施到株洲,株齒公司派專人考察了國內幾個主要的齒輪專業生產廠,經過較長時間的市場調研與技術分析，認為株洲的城市天然氣是國家西氣東輸的一部分，來源穩定，價格低廉,使用方便,不需要單獨建設儲氣裝置,安全隱患小,不但可以大大節約生產成本,而且還能提高產品質量[1-4]、縮短生產周期、提高企業競爭力。

利用天然氣進行滲碳，其工藝原理與使用丙烷氣相似。用天然氣和丙烷氣制備吸熱式氣氛的反應式如下（用鎳作催化劑，反應溫度≥1000℃ ）：

CH4 + 2.38 空氣→CO+2H2+1.88N2 (1)

C3H8+ 7.14 空氣→3C0+4H2+5.56N2 (2)

表1 用不同原料氣制備的吸熱式氣氛理論上的成分（體積分數,% )[6]

Tablel Theoretical composition of endothermic atmospheres

produced by different feed gases (Ψ%)[6]