渗氮炉控制系统方案.doc

渗氮炉氮势控制系统方案一、氮势控制系统构成的原理说明目前渗氮炉绝大多数是采用氨气在一定温度下分解产生N2和H2，来进行氮化处理，氨气的给入可以采用图1示意的方案。 图1 氮化炉氨气给入物理构成示意图在图1中，氨气首先从液氨瓶通过减压阀减压以后送到干燥塔，经过干燥塔除水以后，再由2路管道给入渗氮炉。一路是开关量常量控制，另一路是脉冲调节量控制。常量控制实际上给氮化炉一个基本给入量，这个基本量可以使氨分解率接近于所需要的设定值，但比设定值略大些；脉冲调节量在常量基础上再根据氨分解率的测量值波动进行微调，使得氨分解率始终在设定值的允许误差范围内波动。控制系统物理构成见图2。 图2 氮势控制系统物理构成示意图氨气在一定温度（例如650）下分解的化学方程式为： 2H3NN2 + 3H2在图2中，氢分析仪通过自带的气泵抽取炉内气氛进行氢气成分分析，再输出一个模拟量给氮势控制仪；氮势控制仪由H2含量可以推导运算出氨分解率，根据氨分解率大小控制氨气给入量是应该加大还是减小。氮势强度取决于氨分解率的大小，而氨分解率取决于通入炉内氨气的量的大小。给入量越多，氨分解率越低，氮势强度越高；给入量越少，氨分解率越高，氮势强度越低。氨分解率高，炉内N2的浓度反而低。原因是氨气给入量小，炉内N2和H2的含量低了，使得氨分解率变高了。炉内N2含量低的话，气氛氮势就弱，渗氮强度就低，渗氮电化学反应速度慢，或者不能产生渗氮反应，甚至工件会产生脱氮反应。所以，氨分解率不能过高。一般控制在40%左右。二、氮势控制系统功能、技术参数和性能指标 适应气氛(1) 纯氨气分解气；(2) 氨气加富碳介质（甲醇、酒精或CO2）(3) 上述气氛再加氮气或氢气 适用工艺：渗氮（硬氮化）和氮碳共渗（软氮化） 适用炉型：各种井式炉，多用炉和连续炉 氮势控制精度: 1 % 氨分解率 热电偶分度号: S, K任选 出炉时间到和氮势异常报警 控制输出类型 电磁阀时间比例通断/脉冲、PID控制输出方式，同时对常通氨气、调节氨气和添加气（剂）等进行控制 内存100套工艺, 每套工艺可分6段 (与带通信的控温仪配合,各区温度可分别设定,控温区数为15 区)。用户在运行前选定工艺编号, 仪表按选定编号的工艺程序从第一段开始运行。工艺程序可由用户在仪表面板编制也可由上级PC机下载。修改后的程序由仪表自动记忆保存。 具有RS485/422通信接口：可下接温控仪，也可上联上级PC机。 下级温控仪数量 一般不大于5台，也可根据用户要求特殊定货 以下三种工作模式，可在线任意切换 (1) 恒定氨分解率自动工作模式 (2) 程序运行自动工作模式 (3) 手动工作模式 对氨气和添加介质进行稳定的流量控制。该工作方式一般在氢分析仪故障时使用 实时工艺参数显示包括氨分解率、氢含量、炉温和工艺时间 氢分析仪作为传感器，连续地测定炉气氛氮势(氨分解率) 断电保护, 断电后来电能自动接续运行 主要技术指标：（1）测量输入温度测量输入：K型热电偶，测温范围: 01300。S型热电偶，测温范围: 01600。氮势测量输入：氢分析仪，氧势输入