退火炉保护气体的制造与纯化
退火热处理原理
退火热处理原理一、氨气分解气氛氨分解气体一般用液氨经减压气化后，在催化剂的作用下分解而成，其组成为75%H2和25%N2，因N2为中性气体，所以它的性质与氢气基本相同。
该气氛使用于高鉻钢，高鉻耐热合金、膨胀合金及不锈钢等钢丝以及机针钢丝成品的光亮退火等。
二、氨燃烧气氛因氨分解含H2高达75%，不安全，又是吸热反映，耗电多，因此又发展成氨燃烧气氛，即将氨分出来的75%H2燃烧掉，达到96%N2和4%H2，露点达-60℃的气氛，该气氛为放热反映，其性质与N2基本保护气体相同。
三、氢保护气体氢可用电解水法生产，也可用焦炉煤气或来自化工厂副产品制备，H2的还原性很强，氢能使钢表面层脱碳生成甲烷，氢的脱碳作用在700℃以下时可以忽略，超过700℃则显著增强。
小规格的不锈钢丝进行热处理时常用氢气作为气氛。
四、氮气气氛在一般的热处理温度下，氮气处于惰性状态，无毒，补爆炸的特点，是中性气体，本身无还原能力，当N2之中的氧含量超过10×10ˉ6时就会引起钢丝的氧化与脱碳，故单独的N2气并非理想的保护气氛，实用的保护气应含有一定量的还原性气体，以防止微量氧的作用。
N2基气氛按用途分为两类：一类作为保护气氛对钢丝进行光亮或光洁热处理，此时钢丝表面的脱碳、氧化较为轻微。
该气氛以N2为主并加入少量的H2或CO等。
它可消除因采用吸附式气氛而产生的碳黑、高合金钢表面的氧化以及高强度钢的氢脆等缺陷。
这种气氛对合金比较高的特种钢厂而言是最理想的气氛之一。
另一种氮基气氛是渗碳和碳氮共渗的载体气，它是当前热处理最理想的新技术。
五、环保及安全该装置由氨瓶、制氢炉、纯化装置、退火炉等组成，氨瓶系常州飞机制造厂生产（含出厂合格证及检验证），制氢炉、纯化装置为苏州净化集团生产且有出厂合格证及检验证。
此分解工艺安全、无污染，系环保产品。
全氢罩式退火炉安全控制参考文本
全氢罩式退火炉安全控制参考文本In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of EachLink To Achieve Risk Control And Planning某某管理中心XX年XX月全氢罩式退火炉安全控制参考文本使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。
1概述强对流全氢罩式退火炉（以下简称全氢罩式炉）是在原低氢罩式炉的基础上于70年代发展起来的，具有低能耗、高效率、退火产品品质优良等众多特点。
国外在1984年开始大量应用于宽带钢卷的退火，至今已有近千座全氢罩式炉在世界各地建成。
在奥地利的奥钢联、德国的克勒克纳冷轧厂和蒂森冷轧厂、美国的l－TV钢厂和USX钢厂等钢铁企业中，都可以见到正在工作的全氢罩式炉。
直到80年代末、90年代初，全氢罩式炉这项先进的生产工艺才随着国外生产工艺、控制技术的成熟逐步引进到国内，并迅速得到推广。
国内已有鞍钢、武钢、本钢、上海益昌冷轧薄板厂、海南鹏达冷轧薄板厂等单位先后引进、建成了全氢罩式炉，生产、使用情况良好。
近年建设或改造的冷轧薄板厂正在大量采用全氢罩式炉，原有的低氢罩式炉正面临被全氢罩式炉替代的局面。
全氢罩式炉的安全性是至关重要的，这主要是由干在退火过程中采用了易燃、易爆的氢气充当退火产品的保护气体和热传导体，稍有不慎即有可能发生着火或爆炸事故。
如果没有可靠的安全保障措施，即控制系统没有完善的控制策略，不仅全氢罩式炉的生产不能进行，而且还有破坏整个生产设施的可能。
退火炉说明书
退火炉操作手册编制：审核：批准：日期：爱协林工业炉工程（北京）有限公司目录1.综述 12.安全说明书 53.设备的技数数据124.设备结构介绍155.控制及操作186.开炉操作347.停炉438.安全事项及故障处理469.维修保养5710.简短操作说明58 1. 综述1.1前言本操作说明介绍了对炉子及配属设备的结构及功能，提供了设备安全操作所必需的相关安全知识。
按照相关的法律规程，本操作说明必须存放在合适的位置，以便操作人员随时取用。
设备投产之前，所有操作者必须仔细阅读本操作说明，并经过充分培训方可上岗操作。
相关培训必须定期重复进行，培训要特别重点强调各种危险情况的可能性，及出现故障时的紧急措施。
保修期内，用户必须将各种运行数据及完成的各项维修保养工作记入炉子运行记录本内，该记录本卖方将随设备提供。
相应的各种故障报警也要作记录。
完整的运行数据和维修记录是用户得到保修的前提条件。
本操作说明的版权属于AICHELIN工业炉公司，AICHELIN公司有权随时对其进行全部或部分修改。
1.2地址、电话本公司的垂询和联系电话如下：爱协林工业炉工程（北京）有限公司AICHELIN INDUSTRIAL FURNACE ENGINEERING（BEIJING）CO. LTD.电话号码：传真号：订购备件时请注明设备出厂编号，零件型号。
1.3相关标准本套设备按照以下法规设计制造及安装操作：工业标准（贸易规则）DVGWIEC---规则VDI—规则DIN—规则以上未能详列所有标准。
安装使用时，也必须遵循当地的法律法规。
1.4本操作说明的适用范围本操作说明适用于按照出厂编号SY0203交付的整套设备，以及设备验收之前移交给用户的各种附件。
未经AICHELIN允许，用户善自使用其它备件引起的设备损坏或故障，我们有权拒绝法律索赔。
1.5安装概述到货检查及验收承运人将货物运到指定地点后，首先检查外观有无损坏。
到货后，拆去包装检查内部设备及附件有无运输损坏。
全氢罩式退火炉安全控制(正式版)
文件编号：TP-AR-L3237In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives.（示范文本）编订：_______________审核：_______________单位：_______________全氢罩式退火炉安全控制(正式版)全氢罩式退火炉安全控制(正式版)使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。
材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。
1概述强对流全氢罩式退火炉（以下简称全氢罩式炉）是在原低氢罩式炉的基础上于70年代发展起来的，具有低能耗、高效率、退火产品品质优良等众多特点。
国外在1984年开始大量应用于宽带钢卷的退火，至今已有近千座全氢罩式炉在世界各地建成。
在奥地利的奥钢联、德国的克勒克纳冷轧厂和蒂森冷轧厂、美国的l－TV钢厂和USX钢厂等钢铁企业中，都可以见到正在工作的全氢罩式炉。
直到80年代末、90年代初，全氢罩式炉这项先进的生产工艺才随着国外生产工艺、控制技术的成熟逐步引进到国内，并迅速得到推广。
国内已有鞍钢、武钢、本钢、上海益昌冷轧薄板厂、海南鹏达冷轧薄板厂等单位先后引进、建成了全氢罩式炉，生产、使用情况良好。
近年建设或改造的冷轧薄板厂正在大量采用全氢罩式炉，原有的低氢罩式炉正面临被全氢罩式炉替代的局面。
全氢罩式炉的安全性是至关重要的，这主要是由干在退火过程中采用了易燃、易爆的氢气充当退火产品的保护气体和热传导体，稍有不慎即有可能发生着火或爆炸事故。
退火工艺流程、参数及产品
退火工艺流程、参数及产品工艺流程罩式光亮退火炉为周期式热处理炉，用于带钢卷保护气氛条件下的再结晶光亮退火处理。
通过控制钢卷在罩式炉内加热、保温和冷却过程来完成金属组织和性能的变化，既将经冷轧变形的金属加热到再结晶温度以上、Aci以下，经保温后冷却，同时通入还原性保护气氛，在完成金属组织恢复、再结晶、晶粒长大的同时达到光亮的目的。
通过再结晶退火可以消除冷轧加工硬化，消除内应力，降低硬度，恢复塑性，提高延伸率，使钢板达到要求的力学性能、工艺性能和显微组织结构。
一个完整的退火工艺流程包括：炉台清理f炉台装料（钢卷+对流板输入退火参数—扣上内罩—锁紧内罩—冷态密封检查—氮气吹扫—启动循环风机一扣放加热罩一充氨分解气（H2+N2）保护一加热罩点火一按设定速率升温一风机按控制方式变换为高速运行—保温—热态密封检查（保温结束前）—吊走加热罩扣上冷却罩—风机冷却至设定温度—喷淋水冷至出炉温度—氮气吹扫—吊走冷却罩—松开内罩锁紧—吊走内罩—卸料—退火数据保存。
产品大纲1、退火料规格材质：冷轧钢卷：普通碳素钢、优质碳素钢、低合金结构钢。
代表钢号：Q195、Q235、08AL、20、45、SPCC、SPCD、SPCE。
热卷来源：宝钢、武钢、鞍本钢、唐山建龙等热卷和中宽带。
厚度：0.2-1.8 mm宽度：650-1250 mm卷内径：© 510 mi m卷外径：© 900 -© 1900 mm© 900 -© 1650 mm 两种卷重：Max 26t （1250mn板宽）屈服强度：max. 910MPa 拉伸强度： max. 1280MPa 2、成品尺寸：厚度：同来料宽度：同来料卷内径：同来料卷外径：同来料卷重：同来料屈服强度：max. 360MPa拉伸强度：max. 700MPa15万吨热处理产品大纲如下:4、罩式退火炉机组主要条件和要求：1）机组型式：强对流循环罩式退火炉机组2）炉子数量：炉台数16台3）热处理形式：冷轧带钢的再结晶（软化）退火。
常见气体的制备和净化
实验室常用高锰酸钾或氯酸钾在加热条件下分解来制备氧气 ，也可以使用过氧化氢在二氧化锰催化下分解制备氧气。
氮气制备
工业制备
工业上主要采用分离液态空气法 来制备氮气。与氧气制备相似， 将空气液化后进行精馏，得到氮 气。
实验室制备
实验室常用加热氯化铵与氢氧化 钙固体制备氨气，然后通过将氨 气通过加热的氧化铜粉末制备氮 气。
其他净化方法
生物净化法
利用微生物的代谢作用将气体中的有 害成分转化为无害物质。
等离子体净化法
利用等离子体的高能电子或活性粒子 将气体中的有害成分进行分解或转化， 生成无害物质。
PART 04
应用与展望
REPORTING
WENKU DESIGN
气体在工业领域的应用
气体在工业领域的应用非常广泛，如钢铁、石油、化工、电 力等。在这些领域中，气体是必不可少的原料或燃料，如氧 气用于钢铁冶炼、氮气用于化工生产、氢气用于合成氨等。
氢气制备
工业制备
工业上主要采用天然气、石油或煤作 为原料，通过蒸汽重整或部分氧化法 制备氢气。
实验室制备
实验室常用金属镁或锌与稀酸反应来 制备氢气，也可以使用电解水的方法 制备氢气。
二氧化碳制备
工业制备
工业上主要采用高温煅烧石灰石或大理石来制备二氧化碳气体。
实验室制备
实验室常用碳酸盐（如碳酸钠、碳酸钙）与稀酸反应来制备二氧化碳气体。
氦气气中提取氦气，通过吸附、精馏等方法进行纯 化。
实验室制备
实验室常用加热氯酸钾、过氧化氢与硝酸盐等分解来制备氦气，也可以通过液态 空气分馏法制备氦气。
PART 03
气体净化方法
REPORTING
WENKU DESIGN
连续退火炉炉内气氛分析与控制
连续退火炉炉内气氛分析与控制作者：贺有赵赛胡树森马凯来源：《中国科技纵横》2015年第11期【摘要】介绍了连续退火炉炉内气氛的组成及监测，说明了炉内气氛主要组成成分，阐述了氢气含量配比控制和炉内正常生产控制以及有害成份控制，分析了有害成分含量升高的主要常见原因，并提供了具体问题的解决措施，在实际生产中，特别适用于特种钢材的生产操作炉内气氛要求，使得退火炉炉内氛围得到有效控制，保证了带钢退火生产工艺稳定，满足各类带钢退火要求，提高产品质量。
【关键词】退火炉炉内气氛氢气含量控制1 前言邯钢西区冷轧厂连续退火炉由比利时DREVER公司设计的立式退火炉，按照带钢走向和热处理功能分为预热段、加热段、均热段、缓冷段、快冷段、过时效段和终冷段。
炉内氛围为氮气和氢气按照一定比例混合构成的还原性气氛，保证带钢在炉内不被氧化，去除带钢表面残留的氧化物，达到保证带钢表面质量的条件要求下进行退火。
2 炉内气氛含量的测量邯钢西区冷轧厂连续退火炉炉内气氛检测仪按区段布置共有3台CAA（炉内氛围分析柜），每台分析内都包含3种分析仪，分别检测氢气含量、氧气含量和露点。
氢气含量使用ABB AO2040氢气分析仪，采用热导原理进行分析，氧气含量分析使用Delta F 150氧气分析仪，采用电化学原理进行分析，露点分析仪采用Vaisla DMT 142露点分析仪。
CAA01检测预热段2个区、加热段3个区、均热段炉内气氛；CAA02检测缓冷段2个区、快冷段3个区、过时效段2个区炉内气氛；CAA03检测过时效段2个区、终冷5个区炉内气氛。
各段特征气氛含量的测量是利用分析仪巡回扫描的方式进行的，一个周期大约45分钟，通过对炉内各段气体含量的监测，控制炉内还原气氛状况。
3 炉内气氛控制连续退火炉炉内气氛是由氮气和氢气组成的还原性保护气体，为了防止外界空气进入炉内，连续退火炉正常生产时采用微正压操作。
为了保证一定的炉压需要持续注入一定比例的保护气体和还原性气体氢气。
气体的纯化方法及纯化装置
工 装对 壳程 进行 水压 试验 ， 检查 浮头侧 管 端焊缝 。
最下捧换热 ｔ
７
图 ６ 试 压 后 浮 头 盖 内 下部 的积 水 示 意 图
Ｆ ｉ ｇ ． ６ Ｓ ｋ ｅ ｔ ｃｈ ｏ ｆ ｓ ｔ ａ ｇ ห้องสมุดไป่ตู้ ａ ｎｔ ｗａ ｔ ｅ ｒ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｎ ｅ ｒ ｂ ｏ ｔ ｔ ｏ ｍ
３ ． ３ ． ６ 整体 加 工上 下 （ Ａ ／ Ｂ） 两 台连接 接 管法兰 面
由于该 设 备不 是 满 管束 结 构且 设 备 直径 较 大 ，
所 以管程水 压试 验 后 ， 在 浮 头盖 内部 有 大量 积 水 残
为确保 上 下 （ Ａ ／ Ｂ） 台顺 利 组 装 ， 在 单 台组 装 状 态下 ， 通 过数 控 镗铣 机床 分 别对 上 部 （ Ａ 台） 设 备上 Ｓ ２ Ａ ／ Ｓ ２ Ｂ ／ Ｔ ３ 、 下部 （ Ｂ台 ） 设备上 Ｓ ３ Ａ ／ Ｓ ３ Ｂ ／ Ｔ ２各 接 管法 兰面之 间 的相 互 尺 寸进 行 测 量 ， 然 后 以测 量 数
２ ２
低 温 与 特 气
第３ ２卷
装 之前 ， 需单 独进 行壳 程水 压 ， 对 浮动 管板 上管 端焊 缝 进行 检查 ； 该设 备 利 用 管箱 部 件 及 图 ５所示 试 压
压 试验 ； 水 压试验 合格 后 ， 进 行排 水处 理 。
３ ． ３ ． １ ０ 浮 头盖 内下部 的积 水排 出
据为 基准加 工各 接管 法 兰面 。
３ ． ３ ． ７ 浮 头盖 组装
留， 无 法正 常排 出 ， 如 图 ６所 示 。且设 备使 用地有 低 温天 气 ， 为 防止设 备 运到 现场后 ， 由于 内部 积水 结导 致 体 积膨胀 而设 备 遭 受破 坏 的情 况 发 生 ， 故 浮头 盖
连续退火炉氢气保护安全注意事项
连续退火炉氢气保护安全注意事项连续退火炉是金属加工过程中常用的设备之一，它主要用于对金属材料进行退火处理，以改善材料的力学性能和组织结构。
在连续退火炉的操作过程中需要采取一系列的安全措施，其中包括氢气保护措施。
由于氢气具有一定的危险性，若在操作中出现问题可能会引发严重的安全事故，因此在使用连续退火炉时必须严格遵守氢气保护的相关规定。
首先，需要保证连续退火炉的正常运行。
连续退火炉是一个高温高压的设备，只有确保其正常运行，才能保障氢气保护的有效性。
在操作前需要对设备进行全面的检查，确保各个部位的密封性和稳定性，避免漏氢的情况发生。
此外，还需要对连续退火炉的温度、压力、氢气流量等参数进行监控，确保设备处于最佳的工作状态。
其次，需要对氢气进行严格的安全管理。
氢气是一种易燃易爆的气体，一旦泄漏可能会引发严重的安全事故。
因此在使用氢气进行保护时，必须做好相关管理工作。
首先要选择优质的氢气供应商，确保所使用的氢气符合相关标准，并避免因质量问题引发安全隐患。
其次，需要严格控制氢气的流量和压力，避免因超压或超量使用引发问题。
同时，在氢气管道、阀门等设施上需要安装泄漏报警装置，一旦发现泄漏情况立即停止供氢，并进行紧急处理，确保人员和设备的安全。
另外，需要对操作人员进行专业培训。
连续退火炉的使用需要专业的操作人员进行操作，他们需要了解设备的结构和工作原理，掌握氢气保护的相关知识，并具备相应的操作技能。
只有经过专业培训并取得相关资质的人员才能够进行操作，这样可以有效避免操作不当所引发的安全事故。
此外，还需要建立健全的应急预案。
尽管我们已经采取了一系列的安全措施来预防氢气保护可能出现的问题，但是在实际操作中总会存在一些不可预测的因素，一旦出现问题就需要有对应的应急预案来处理。
应急预案要包括泄漏处理、紧急撤离、安全隐患排查等内容，操作人员需要进行定期的演练，以确保在发生事故时能够及时有效地处置。
总之，连续退火炉氢气保护是一个重要的安全环节，必须引起足够的重视。
全氢罩式退火炉的工作原理
全氢罩式退火炉的工作原理全氢罩式退火炉是一种用于退火处理的热处理设备。
其工作原理是利用高温下氢气的还原性，通过氢气的作用，将金属材料表面的氧化层还原成金属，并消除材料内部的应力，使其获得更好的物理性能。
全氢罩式退火炉的主要组成部分包括炉体、加热元件、保护气体供应系统、氢气循环系统和控制系统等。
炉体是全氢罩式退火炉的主体部分，通常由高温合金材料制成，具有良好的耐高温性能。
炉体内部设有加热元件，可通过电阻加热方式提供高温环境。
加热元件通常采用电阻丝或电阻片，通过电流的通入，使其发热产生高温。
保护气体供应系统是为了保护金属材料表面不受氧化而设置的。
通常使用氢气作为保护气体。
氢气具有很强的还原性，能够将金属表面的氧化层还原成金属，从而减少表面氧化的程度。
保护气体供应系统由氢气源、气体管道和喷嘴等组成。
氢气源通过管道输送到喷嘴，然后喷射到金属材料表面，形成一个密闭的氢气环境，从而保护金属材料不受氧化。
全氢罩式退火炉还配备有氢气循环系统。
氢气循环系统的作用是将炉内的氢气循环使用，提高氢气的利用率。
氢气通过循环系统进入炉腔，与金属材料表面发生反应后，再通过循环系统回收，经过净化处理后再次使用。
这样可以节约氢气资源，提高设备的经济性。
全氢罩式退火炉还配备有控制系统，用于控制炉体的温度、氢气流量、氢气压力等参数。
控制系统通常采用计算机和仪表联动控制的方式，可以实现对退火过程的精确控制和参数记录。
通过控制系统，操作人员可以设定所需的退火温度和时间，并实时监控炉体的工作状态，确保退火过程的稳定性和安全性。
总结起来，全氢罩式退火炉是一种利用氢气的还原性对金属材料进行退火处理的设备。
通过高温加热和氢气的作用，可以消除材料内部的应力，还原金属表面的氧化层，从而改善材料的物理性能。
全氢罩式退火炉具有操作简便、效果稳定、能耗低等优点，广泛应用于金属制品的生产过程中。
一种轧钢退火炉的氮氢保护气分离系统及方法[发明专利]
![一种轧钢退火炉的氮氢保护气分离系统及方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/82ad2cde10661ed9ac51f369.png)
专利名称：一种轧钢退火炉的氮氢保护气分离系统及方法专利类型：发明专利
发明人：施万玲,吴炳成,汪学军,夏朝晖
申请号：CN202010406387.6
申请日：20200514
公开号：CN111589299A
公开日：
20200828
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种轧钢退火炉的氮氢保护气分离系统及方法，该系统包括连续退火炉、冷却器、放散烟囱、催化脱氧器、吸附再生式干燥装置、膜分离器；连续退火炉的保护气排出口通过分支管道分别连接冷却器和放散烟囱，分支管道上设有控制阀门，冷却器的出气口与催化脱氧器的进气口相连，催化脱氧器的出气口与吸附再生式干燥装置的进气口相连，吸附再生式干燥装置的出气口与膜分离器的进气口相连，膜分离器内设有中空纤维聚砜复合膜。
该发明将氮氢保护气经降温、除氧、干燥处理后，通过膜分离技术对氮氢保护气进行氮氢分离，得到富氢混合气可再次回收利用，从而避免了保护气直接点燃放散，大大节省了能源，降低了轧钢工序成本，促进钢铁厂节能减排。
申请人：中冶南方工程技术有限公司
地址：430223 湖北省武汉市东湖新技术开发区大学园路33号
国籍：CN
代理机构：北京汇泽知识产权代理有限公司
代理人：徐瑛
更多信息请下载全文后查看。
光亮退火炉氢氮混合气体的作用
光亮退火炉氢氮混合气体的作用
光亮退火炉中氢氮混合气体主要有以下作用：
1. 保护作用：为了获得冷轧板的光亮表面，退火应在保护气氛中进行。
氢氮混合气体作为保护气体，可以防止冷轧薄板氧化。
2. 还原作用：氢含量的增加有助于提高气氛的还原性，这也有助于防止冷轧薄板氧化。
3. 清洗作用：氢气可以促进乳化液中烃类的分解和挥发，从而去除冷轧板表面的碳污染，提高冷轧板的表面质量。
4. 改变物理性质和提高耐腐蚀性：氮气可以改变金属的物理性质，并提高其耐腐蚀性能，从而提高金属产品的质量和可靠性。
总之，氢氮混合气体在光亮退火过程中发挥了重要作用，可以提高金属产品的质量和可靠性。
如需更多信息，建议咨询专业退火炉技术人员。
气体纯化流程范文
气体纯化流程范文气体纯化是指将气体中的杂质去除，以获得纯净气体的过程。
气体纯化工艺的主要目的是提高气体的纯度，使其符合特定应用的要求。
在工业生产和实验室中，气体纯化是非常重要的一步，可以有效防止杂质对设备和实验结果的干扰和损害。
一般而言，气体纯化流程包括以下几个步骤：1.预处理：气体在进入纯化设备之前，需要进行预处理。
预处理的目的是去除气体中的粗杂质和液滴，以保护纯化设备的正常运行。
预处理的方法通常包括过滤、冷凝和脱水等。
2.吸附：吸附是常用的气体纯化方法之一、吸附剂可以选择活性炭、分子筛等，根据气体组分和纯化要求选择不同的吸附剂。
气体通过吸附床后，杂质会被吸附剂表面的孔隙吸附住，从而实现纯化。
吸附后的杂质可通过再生或更换吸附剂来去除。
3.冷却凝结：有些气体中含有高沸点的杂质，无法通过吸附去除。
此时，可以通过冷却凝结的方法将其去除。
冷却凝结是通过将气体降温，使高沸点杂质凝结形成液滴，然后通过分离装置将液滴与气体分离。
4.膜分离：膜分离是一种基于气体分子大小和扩散速率差异的分离方法。
通过选择适当的膜材料和操作条件，可以选择性地去除气体中的特定成分。
膜分离广泛应用于气体纯化领域，如氢气纯化、空气分离等。
5. 压缩吸附：压缩吸附（Pressure Swing Adsorption，简称PSA）是一种利用吸附剂对气体进行分离和纯化的方法。
该方法通过调节压力来改变吸附剂对气体组分的选择性，实现对气体杂质的去除。
6.电化学纯化：电化学纯化主要是通过电解法去除气体中的杂质。
通常使用的方法有电析、电渗析和电吸附等。
电化学纯化具有选择性强、操作简便等优点，适用于一些特殊气体的纯化需求。
以上是气体纯化的基本流程，不同气体的纯化工艺和步骤可能会有所差异。
在实际应用中，根据气体的组成、纯化要求和设备的可行性等因素进行选择，以获得符合特定要求的纯净气体。
【精品】退火炉保护气体的制造与纯化
顺德职业技术学院毕业设计题目退火炉保护气体的制造与纯化系别年级专业学生姓名指导教师专业负责人答辩日期目录第1章绪论............................................... 错误!未指定书签。
1。
1汽车行业的现状......................................... 错误!未指定书签。
1。
2汽车用精密钢管的现状................................... 错误!未指定书签。
1。
3汽车用精密钢管工艺与氮气制造........................... 错误!未指定书签。
第2章制氮机与氮纯化装置的总体状况 ......................... 错误!未指定书签。
第3章制氮机辅助准备器件 ................................... 错误!未指定书签。
3.1空压机.................................................. 错误!未指定书签。
3。
1.1空压机的类型及选型............................ 错误!未指定书签。
3.1.2空压机的工作原理............................... 错误!未指定书签。
3。
2 冷干机的工作原理............................... 错误!未指定书签。
第4章制氮机 ............................................... 错误!未指定书签。
4.1氮气产生装置介绍........................................ 错误!未指定书签。
4.1.1空气分离原理................................... 错误!未指定书签。
4。
1.2变压吸附原理.................................. 错误!未指定书签。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
顺德职业技术学院毕业设计题目退火炉保护气体的制造与纯化系别年级专业学生姓名指导教师专业负责人答辩日期目录第1章绪论 (3)1.1汽车行业的现状 (3)1.2汽车用精密钢管的现状 (1)1.3 汽车用精密钢管工艺与氮气制造 (1)第2章制氮机与氮纯化装置的总体状况 (2)第3章制氮机辅助准备器件 (3)3.1 空压机 (3)3.1.1 空压机的类型及选型 (3)3.1.2 空压机的工作原理 (4)3.2冷干机的工作原理 (5)第4章制氮机 (6)4.1 氮气产生装置介绍 (6)4.1.1 空气分离原理 (7)4.1.2 变压吸附原理 (8)4.1.3 工艺流程 (9)4.1.4 压缩空气的生成与提纯 (9)4.1.5 分离空气 (10)4.1.6 氮气储存与供气 (11)4.2 制氮机操作 (11)4.2.1 操作系统 (11)4.2.2 控制过程 (12)4.2.3 制氮机PLC系统设计原理 (13)第5章氮气纯化装置 (14)5.1 纯化装置简介 (14)5.2 氮气纯化的流程 (15)5.2.1 工作流程 (15)5.2.2 再生流程 (15)5.3纯化装置PLC设计原理 (16)第6章氮气设备操作与保护 (18)第7章制氮机与纯化装置工作部分PLC设计 (20)7.1 制氮机PLC工作部分设计 (20)7.1.1 部分I/O分配点确定 (20)7.1.2 制氮机PLC部分梯形图 (20)7.2纯化装置工作部分设计 (20)7.2.1 部分I/O分配点确定 (20)7.2.2 氮气纯化装置PLC部分梯形图 (21)设计小结 (21)致谢 (22)参考文献 (22)第1章绪论1.1汽车行业的现状我国已开始步入大众汽车消费的时代，随着汽车制造业的迅猛发展，人们对汽车产业发展初期盛行的进口零部件国内组装生产方式的局限性的认识越来越深入，实现大宗原材料的国产化，成为降低成本，增强市场竞争力的有效途径。
就汽车用精密钢管生产而言：由于受装备能力、工艺技术配套、优质原材料资源供应等因素制约，已明显滞后于汽车零部件制造业的发展，难以满足中高档乘用车的国产化配套供应要求。
因此，需要在立足于当前稳定质量、增加产量的同时，确立着眼于汽车用精密钢管国产化发展的中长期战略。
1.2汽车用精密钢管的现状由于汽车用材的特殊性，要求所用钢管外型美观、重量轻、行驶安全、平稳可靠。
为确保汽车用钢管的使用时效，要求钢管用材质具有良好的耐腐蚀性，具有一定的使用寿命，所以根据使用部位的不同，分别对汽车用钢管的材质、尺寸精确度、机械性能、工艺性能及表面质量等各方面都有严格的要求。
部分特殊产品还对钢管有耐磨性、抗疲劳性能、焊接性能等相应要求。
许多情况下钢管需要有良好的焊接性能，而且要有很好的再加工性能和热处理性能。
部分最终零部件有表面镀、涂层要求的钢管，要求光亮热处理状态交货。
1.3 汽车用精密钢管工艺与氮气制造汽车用精密钢管由于要求比普通钢管要求更高，所以在生产当中需要把尺寸还不精确的钢管集中运输到统一地点，核对胚管的来料标识，根据工艺指导书的顺序把胚管转到脱脂工序。
脱脂分初步脱脂，再次脱脂以及清洗。
把胚管放到脱脂池、清水池中清洗内外表面，防止钢管的退火途中出现杂质令钢管表面不良。
然后上架用气枪吹水令外表面在目视的程度中没有发现挂水现象。
通过输送机传说到上料台中送进退火炉。
退火过后放在料架中冷却。
等冷却完毕转移酸洗磷化中把外表面的锈迹再次去掉，然后磷化作为保护膜后转移到打尖区。
打尖是冷拉拔的前提工作，让钢管一端夹细，方便拉拔机夹紧，通过模具一拉一夹，使钢管尺寸达到精确的要求，同时改变它的物理性质。
冷拉拔当中产生的弯曲由矫直机修正，再把打尖的一段切掉，同时浸油保护再包装入库。
本文的重点在退火工艺上。
退火是一种金属热处理工艺，指的是将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却。
目的是降低硬度，改善切削加工性；消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。
在热处理中，为了避免钢管高温时与氧气等气体发生化学反应影响工艺，退火炉中都采取惰性气体来保护钢管。
惰性气体由气房负责输出。
氮在自然界中分布很广，是空气的主要成分（约占78%），在常温常压下无色、无味、无毒、不燃、不爆，使用上很安全。
氮分子结构十分稳定，化学性质很不活泼，通常难以同其它物质发生化学反应，表现为很大的惰性，被广泛用于保护气体。
工业用氮气的制取是以空气为原料，将其中的氧和氮气分离而获得，其方法主要有深冷空气法等。
本系列氮气发生装置是利用变压吸附原理、通过碳分子筛将空气中的氧气与氮气进行分离从而制取氮气，它具有工艺流程简单、占地小、投资省、操作简单，维护方便等优点，产品氮气纯度可按实际需要任意调节，装置适应性好。
整套装置连续循环操作，可完全实现自动化。
第2章制氮机与氮纯化装置的总体状况如图所示，退火炉所需要的氮气产生过程流程图。
第3章制氮机辅助准备器件3.1 空压机3.1.1 空压机的类型及选型空气压缩机（英文为：air compressor）是气源装置中的主体，它是将原动机（通常是电动机）的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置。
现在常用的空气压缩机有活塞式空气压缩机，螺杆式空气压缩机，离心式压缩机以及滑片式空气压缩机，涡旋式空气压缩机。
凸轮式，膜片式和扩散泵等压缩机没有列入其中，是因为它们用途特殊而尺寸相对较小。
本厂气房采用的是阿特拉斯GA75型的空压机。
它是属于螺杆式空气压缩机。
螺杆压缩机--是回转容积式压缩机，在其中两个带有螺旋型齿轮的转子相互啮合，从而将气体压缩并排出。
它拥有占地少，噪音低，内置了空气和冷凝水处理装置，为客户的生产保驾护航。
GA集成化的设计使压缩机可以放置在生产现场，降低了外接管道的费用，降低了整个系统的压力损失。
增加的效率可以为客户在节能上大有收益现场型机器，管路较少，降低了整个系统的压降。
干燥和过滤系统过滤出洁净的空气，保护了管网，避免了腐蚀—降低了能耗、维修和保养成本。
3.1.2 空压机的工作原理双螺杆压缩机的工作过程：电动机经联轴器、增速齿轮或皮带带动主转子，由于两转子互相啮合，主转子即直接带动副转子一同旋转，在相对负压作用下，空气吸入，在齿峰与齿沟吻合作用下，气体被输送压缩，当转子啮合面转到与机壳排气口相通时，被压缩气体开始排出。
1、吸气过程：螺杆式的进气侧吸气口，必须设计得使压缩室可以充分吸气，而螺杆式压缩机并无进气与排气阀组，进气只靠一调节阀的开启、关闭调节，当转子转动时，主副转子的齿沟空间在转至进气端壁开口时，其空间最大，此时转子的齿沟空间与进气口之自由空气相通，因在排气时齿沟之空气被全数排出，排气结束时，齿沟乃处于真空状态，当转到进气口时，外界空气即被吸入，沿轴向流入主副转子的齿沟内。
当空气充满整个齿沟时，转子之进气侧端面转离了机壳之进气口，在齿沟间的空气即被封闭。
2、封闭及输送过程：主副两转子在吸气结束时，其主副转子齿峰会与机壳闭封，此时空气在齿沟内闭封不再外流，即[封闭过程]。
两转子继续转动，其齿峰与齿沟在吸气端吻合，吻合面逐渐向排气端移动。
3、压缩及喷油过程：在输送过程中，啮合面逐渐向排气端移动，亦即啮合面与排气口间的齿沟间渐渐减小，齿沟内之气体逐渐被压缩，压力提高，此即[压缩过程]。
而压缩同时润滑油亦因压力差的作用而喷入压缩室内与室气混合。
4、排气过程：当转子的啮合端面转到与机壳排气相通时，（此时压缩气体之压力最高）被压缩之气体开始排出，直至齿峰与齿沟的啮合面移至排气端面，此时两转子啮合面与机壳排气口这齿沟空间为零，即完成（排气过程），在此同时转子啮合面与机壳进气口之间的齿沟长度又达到最长，其吸气过程又在进行。
如图为双螺杆结构3.2冷干机的工作原理冷干机（DRYER）是冷冻式干燥机的简称，属于气动系统中的气源处理元件。
利用冷媒与压缩空气进行热交换，把压缩空气冷却至2～10℃的范围，以除去压缩空气中的水分（水蒸气成分）。
当压缩空气的压力高、温度低、环境温度低、且处理空气量小时，则可得到低压力露点。
大气压露点只能达到－17℃气温愈低，饱和水气压就愈小。
所以对于含有一定量水汽的空气，在气压不变的情况下降低温度，使饱和水汽压降至与当时实际的水汽压相等时的温度，称为露点。
形象地说，就是空气中的水蒸气变为露珠时候的温度叫露点。
冷干机系统流程：1-气液分离器2-制冷压缩机3-压力开关4-风扇压力开关5-冷凝器风扇6-冷凝器7-冷媒过滤器8-毛细管9-热气旁路10-空气进入口11-气/制冷剂热交换器12-气热交换器13-气水分离器14自动排水器15空气出气口第4章制氮机4.1 氮气产生装置介绍氮在自然界中分布很广，是空气的主要成分（约占78%），在常温常压下无色、无味、无毒、不燃、不爆，使用上很安全。
但分子结构十分稳定，化学性质很不活泼，通常难以同其它物质发生化学反应，表现为很大的惰性，被广泛用于保护气体。
工业用氮气的制取是以空气为原料，将其中的氧和氮气分离而获得，其方法主要有深冷空气法等。
本系列氮气发生装置是利用变压吸附原理、通过碳分子筛将空气中的氧气与氮气进行分离从而制取氮气，它具有工艺流程简单、占地小、投资省、操作简单，维护方便等优点，产品氮气纯度可按实际需要任意调节，装置适应性好。
整套装置连续循环操作，可完全实现自动化。
制氮机系统应置于固定的位置，放在平整的地面上。
要避免把装置放在温差很大的地方，同时还应位于通风良好的区域。
如果装置处于房间内有限的区域内，则必须将富氧放空气体和不合格的氮气用管路排至室外。
PSA制氮机4.1.1 空气分离原理用一种特殊处理过的活性碳即碳分子筛（CMS）分离空气。
CMS的孔直径在氮气和氧气分子直径范围内。
由于氧分子比氮分子体积小，重量轻，因此先被吸附在碳分子筛表面。
碳分子筛分离空气过程分离空气所用碳分子筛4.1.2 变压吸附原理空气压力越高，CMS表面所吸附的气体分子越多。
吸附塔内充满了CMS，气体通过时，氧分子和氮分子在CMS表面吸附。
由于分子直径不同，氧分子吸附在CMS表面多于氮分子。
根据流经吸附塔空气的速度，大多数氧分子被吸附，氮分子由吸附塔上端流出。
流量速度决定了气体在吸附塔中的吸附时间，即氧分子的吸附时间：流速高→氧吸附时间短→产品气中剩余氧含量高→氮气纯度低流速低→氧吸附时间长→产品气中剩余氧含量低→氮气纯度高经过一段时间后，CMS被所吸附的氧分子饱和需进行再生，再生是通过降压实现的。
由于CMS在低压时不能再吸附气体分子，大多数分子在降压时被排空。
这一过程称为解吸。
为达到连续供气，在一个吸附塔处于再生状态时，另一个吸附塔为生产状态。
碳分子筛的性能通常是由产气量和回收率来描述的，这两个性能指标是与产生的氮气纯度、运行压力直接相关的。