[发明专利]一种碳氮共渗自动控制系统

说明书

碳氮共渗自动控制系统，包括一台分体式碳氮共渗自动控制装置主控制器(3)和人机界面控制屏(4)，碳氮共渗自动控制装置的主控制器(3)的输入端与设置在炉体(1)内的温度传感器即热电偶(7)、氧含量传感器(8)、一氧化碳传感器(5)和二氧化碳传感器(6)相连接；其输出端则与加热用电力调整器(10)、渗碳控制阀(11)及氨气流量控制器(9)连接；所述的主控制器包含两个碳势计算单元即第一碳势计算单元和第二碳势计算单元；增加氨气控制功能，控制氨气流量计的流量向炉腔内注入设定流量的氨气，实现控制碳势的同时实现碳氮共渗。

技术领域

本发明属于金属(钢)制品热处理设备领域,具体为一种金属(钢)制品热处理工艺的碳氮共渗自动控制方法与装置。

背景技术

碳势是气氛的热力学特性，在金属(钢)热处理工艺中，在一定的加热温度下，气氛的气相中提供的活性炭碳原子与钢表面奥氏体中的含碳量相平衡的能力；各种钢制品的生产中，为保证产品的硬度和韧性，必须使钢制品从表到里保持一定的碳原子密度。这就是碳势控制所要达到的目标。例如钢铁材料、炉气、炉渣中碳势取决于的碳含量(浓度)和温度。浓度和温度越高，碳势越高。比如渗碳炉气氛的碳势高于工件的碳势时，工件就会增碳，否则就会脱碳。

将厚度小于0.1mm的低碳钢箔片置于某一温度的渗碳介质中，进行穿透渗碳，测定箔片的含碳量，即为该渗碳介质在该温度下的碳势。碳势即纯铁在一定温度下于加热炉气中加热时达到既不增碳也不脱碳并与炉气保持平衡时表面的含碳量。它表示炉气对纯铁的饱和能力，炉气碳势越高，饱和碳的能力越强。

碳氮共渗：以渗碳为主同时渗入氮的化学热处理工艺。它在一定程度上克服了渗氮层硬度虽高但渗层较浅，而渗碳层虽硬化深度大，但表面硬度较低的缺点。

目前市面上的碳氮共渗自动控制方法与装置存在的问题：

输入信号大部分只有温度(热电偶)和氧势(氧探头)，碳势计算仅是温度和氧势的函数公式(碳势1)，一氧化碳分压值做为固定值由工艺人员根据经验设定，这样会存在由于一氧化碳分压值由于人为设定的不准确而导致碳势计算的误差；

氧探头兼容性不好；价格昂贵；

没有渗氮控制回路,不能做到一台表实现碳氮共渗；

操作和设定极其复杂，人机界面也不友好。

发明内容

本发明目的是，为了解决了以上问题，提出一种碳氮共渗自动控制系统，采用市面上常用的可编程模拟量控制器(如山武的DMC50)，用程序的方法植入碳势计算公式，公式或程序修改/增加灵活，适应市面上所有的氧探头，随时可以增加不同的碳势计算公式。