РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ

УСТАНОВКИ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ И РЕГУЛИРОВКИ УГЛЕРОДНОГО ПОТЕНЦИАЛА

ПРИ ЦЕМЕНТАЦИИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЛИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ШАХТНОЙ ПЕЧИ
  • Екатеринбург, 2019

    углеродного потенциала
    ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС

    Цементация конструкционной стали

    Цемента́ция ста́ли — поверхностное диффузионное насыщение стали углеродом с целью повышения твёрдости, износоустойчивости.

    Цементации подвергают низкоуглеродистые (обычно до 0,25 % C) и легированные стали, процесс в случае использования твёрдого карбюризатора проводится при температурах 900—950 °С, при газовой цементации (газообразный карбюризатор) — при 850—900 °С.

    После цементации изделия подвергают термообработке, приводящей к образованию мартенситной фазы в поверхностном слое изделия (закалка на мартенсит) с последующим отпуском для снятия внутренних напряжений.

    Характеристики системы

    • Карбюризатор - продукты пиролиза триэтаноламина
    • Температура процесса - 880-940 град. С
    • Толщина диффузионного слоя - от 0,7 до 2,8 мм.
    • Продолжительность - от 7 до 30 ч.
    • Углеродный потенциал - от 0,40 до 1,00%
    ЗАДАЧА/ПРОБЛЕМА

    Требуемый функционал системы управления

    • Регулировка и подача триэтаноламина в печь.
    • Возможность продувки рабочего пространства воздухом в процессе цементации для выжигания излишнего углерода из атмосферы.
    • Контроль углеродного потенциала в атмосфере в реальном времени при помощи кислородного зонда.
    • Автоматическое поддержание заданного уровня углеродного потенциала.
    • Запись и хранение показаний в системе SCADA.
    • Сигнализация в случае отклонения от заданного технологического режима.
    • Возможность автоматической аварийной остановки в случае падения температуры ниже критической.
    • Простота эксплуатации и технического обслуживания.
    • Управление и документация на русском языке.
    • Возможность встраивания в существующую систему SCADA.

    ЦЕМЕНТАЦИЯ В ГАЗОВОМ КАРБЮРИЗАТОРЕ

    Этот процесс осуществляют в среде газов, содержащих углерод. Газовая цементация имеет ряд преимуществ по сравнению с цементацией в твёрдом карбюризаторе, поэтому её широко применяют на заводах, изготовляющих детали массовыми партиями.

    В случае с газовой цементацией можно получить заданную концентрацию углерода в слое; сокращается длительность процесса, так как отпадает необходимость прогрева ящиков, наполненных малотеплопроводным карбюризатором; обеспечивается возможность полной механизации и автоматизации процессов, и значительно упрощается последующая термическая обработка деталей, так как закалку можно проводить непосредственно из цементационной печи.

    РЕАЛИЗАЦИЯ

    Примененные решения

    Управляющий контроллер DELTA Electronics DVP, включая модули аналоговые и дискретные ввода-вывода, разработка ПО в среде ISP SOFT

    • Сенсорная панель оператора Weintek MT8071iE для визуализации процесса и удобного конфигурирования техпроцесса, разработка в Easy Builder Pro

    • Промышленный коммутатор MOXA EDS205 для связи со SCADA

    • Насосы дозировочные Etatron DLX-VFT

    • Кислородный зонд Gold Probe GP205 с термопарой К

    • Пневматическое оборудование Camozzi

    РЕЗУЛЬТАТ

    Описание работы готовой системы

    Разработанная нами установка контроля и регулировки углеродного потенциала осуществляет управление в автоматическом режиме процессом цементации конструкционной стали в печи.
    В процессе работы задействованы дозировочные и вакуумные насосы для подготовки смеси триэтаноламина и ее последующей подачи в печь. Параметры газовой смеси в печи контролируются промышленным высокотемпературным кислородным зондом.
    Алгоритм работы является коммерческой тайной компании заказчика.
    К списку

    Выполненные работы