Mahler德国马勒烧结炉详解1

41 % H2 20,5 % CO 38,5 % N2
incl.(CO2+H2O)
便宜的保护气氛：
1立方米天然气可获得近5立方米吸热气氛， 或1立方米液化石油气获得13立方米吸热气氛
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1. 气氛测量与控制 氮氢混合物 吸热气氛 用露点计或氧探头探测保护气氛 氧探针直接测量控制保护气体的质量
氧探针读出的毫伏值对应某温度下的碳势和的露点值
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4. 锟底式烧结炉
有烧结硬化区和快速燃烧脱蜡区的锟底炉
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4. 烧结区
+ 特别设计的碳化硅陶瓷马弗,寿命长达15年。 + 吸热气氛：在烧结区内置发生器并带自动碳势控制。 + 用测量装置（氧探头）直接自动的测量和/或调节保护气氛的质量。 + 加热：电或气体，燃气加热节能设计（例如回收热烧嘴 )。
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4. 烧结区的加热系统
Exhaust gas Abgas T=650°C °C T = 650
T = 1120 °C
Gas Luft
ห้องสมุดไป่ตู้
燃气烧嘴 - 烧嘴有热回收 - 有陶瓷辐射管
电烧嘴 - 有电阻的加热元件 - 电热丝制成 - 由炭化硅
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5. 马勒烧结硬化系统： 粉末冶金件烧结后直接快速冷却/气体冷淬
fan
- 最好的冷却性能 - 从高温开始冷却 - 可调节的冷却速度 - 变形量最小 - 整个网带冷却的一致性 - 具有专利的自动气体流动控制系统 - 零件出炉光亮，气氛控制 - 运转更安全，对操作者和零件无害
cooling housing
Sintering furnace
sintered hot parts
Industrial furnaces
粉末冶金的烧结工艺
MAHLER GmbH/ 中国 中国江苏省苏州工业园区银胜路55号 邮政编码：215126 电话号码: +86-512-62827659 传真号码: +86-512-62827708 电子信箱: r.weiss@mahler-furnace.com 网站地址: www.mahler-furnace.com
1 m3 CH4 2,38 m3 air
heat
(endotherm reaction))
mixing blower retort with nickle catalyst
1120 °C
composition
oxygen probe to measure the carbon potential
4,9 m 3 ENDOGAS
-
控制下的均匀得加热, 保温和冷却 时间
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1. 烧结参数
T [°C]
1120 1000 750 500
零件温度 没有气体淬火 有气体淬火
%C 吸热气氛
1,0 0,7
100
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1. 烧结气氛图表
水/氢比率图表
不同金属氧化/还原 取决与温度和气氛
Me + H2O Me + CO2 Me + 1/2O2
温度: 1350°C以上
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4. 锟底炉 + 传送速度可变,整个操作是个 循环系统 + 各个区的温度都很均匀,从上, 下加热 + 气氛很均匀 + 冷却最一致,冷却速度最快的 烧结硬化
温度: 1200°C以上 步进梁式烧结炉
温度：1200°C以上
+ 温度分布不均:由于加热元件的 分布和气氛的运动 + 残留的蜡导致传送问题 + 传送时需要盒子 + 残留物很难清理
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1. 烧结气氛 – 不同气氛的功能和特性 2. 脱蜡区的比较: 快速燃烧脱蜡同传统脱蜡 3. 不同烧结工艺的运转成本比较 4. 烧结炉的功能性设计细节,例如传送,加热 5. 烧结硬化系统 6. 电脑控制
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1. 烧结参数 参数: 气氛
-
减少氧化物，避免氧化 避免脱蜡区产生的废气进入烧结区 避免脱碳和渗碳 表面修整（光亮） 温度
gas /water heat exchanger
hardened cold parts
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5. 马勒烧结硬化系统
取决于： - 工件形状，特别是表面和壁厚 - 保护气氛成分： 导热性：氢气是氮气的10倍多 - 网带负荷 千克/平方米 - 网带速度 - 温度范围
temperature [°C ] 120 0 110 0 100 0
1300 10,00 5,00 1250 0,00
dew point [°C]
-5,00 1200
m V
-10,00 -15,00 1150 -20,00 1100 -25,00 -30,00 1050 0 0,5 1 1,5 carbon level of endogas at 1120 °C and 20,5 % CO 2 -35,00
-
氮氢混合气 氨分解 - 裂解和干燥瓶/罐装气体 - 制氮器 - 氨, N2, H2 - 铁，铜, 不锈钢 - Astaloy Cr - – 40 至 – 60°C - 人工添加含碳气体 - λ探头 - 脱碳的危险,失去硬度 - 另外加上发生器的成本
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1. 炉内生成吸热气氛 – 马勒系统
天然气或液化石油气
产品 - 生胚
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2. 马勒快速脱蜡区同传统脱蜡区的比较
传统脱腊 操作/ 维护 环保 能耗 - 蜡和烟灰残留在马弗 内意味着定期清理 - 需要燃烧废气 - 浪费了气氛中可燃烧 部份的能量 快速脱腊 - 几乎没有蜡残留在炉内(取决于蜡) - 不需废气燃烧。蜡蒸汽直接燃烧掉 - 另外燃烧H2+CO加热脱蜡区，网 带和生胚。整个烧结工艺用吸热气 氛可节省高达50%的能量
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谢谢！
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带有烧结 - 硬化区的烧结炉
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1. 马勒有限公司综述 – 工业炉
在过去的60年间, 马勒 (德国) 输送了超过1200台工业炉,主要 用于烧结,烧结硬化, 钎焊,退火和硬化。 快速燃烧脱蜡区和烧结 - 硬化区在过去的25年中得到不断地 发展。 马勒工业炉以其可靠, 高性能, 零件的高质量, 节能，运转和维 护的低成本而著称。 我们在苏州 (江苏省) 的新办事处可以服务于我们亚洲的客户, 报价，提供运转和维护方面的技术支持。
AIR
CO 2 H2 O N2 700 °C
heat
C NHM
ENDOGAS (RX)
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3. 不同烧结工艺运转成本比较:
以产量为300 千克/小时 的烧结炉计算
脱蜡区 保护气氛 气体消耗 传统脱蜡区 裂解氨+氮气： 混合物10% 氢气 3 m³/h NH3: 3 m3/h: 2.16 kg/h: 6.5 马勒快速脱蜡区 吸热气氛 ： 在炉内生成 天然气: 9.22 m3/h: 12 1.3 RMB / m3 生成和加热保护气体及加热 烧结区的耗电量： 0.7RMB/ KW 加热脱蜡区 每小时的成本 产量为7000小时/年的成本 使用马勒烧结炉每年可以节省运转费用: 人民币 350,000 燃气发生器的成本 发生器 氨分解炉包括干燥设备, 制氮器： 300,000 RMB 有自动碳势控制的吸热气 氛发生器 NH3: 1.68 kW/kg x 2.16 kg/h: N2: 1.1 kW/m3 x 39 m3/h: 加热: 70 kW 44 kW 2.54 30 49 30.8 118.84 831,880 81 kW: 56.7 0 68.7 480,900
cooling curve
900 800 700 600
50 0 40 0 30 0 20 0 10 0 0
0 240 480 720
dT
d T/dZ = 6 00 °C / 15 0 s = 4 °C/s dZ
960 1200 1 440 1680 1920 2160 2400 2640 28 80 3120 3360 36003840
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2.马勒快速脱蜡同传统系统的比较
.
传统脱腊 设计 工艺
.
快速脱腊
- 占地多，脱蜡区有马弗,间接加热 - 占地少，脱蜡区无马弗: 均匀自上往下直接加热 - 水平气流, 减少干燥气氛 - 脱蜡时间15-20分 - 非常容易开裂和起泡=> 缓慢 - 加热/脱蜡 - 蜡和烟灰残留 - 紊流, 氧化的气氛 - 快速脱蜡4-6分 - 没有开裂和起泡 - 几乎没有蜡和烟灰残留
t ime [s]
现行高效的气体冷却系统冷却速 度可超过4-8度/秒
硬度可高达HRC 50-55
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6. 电脑控制
过程控制，电脑和软件纪录文件对操作者有以下功用： • 烧结工艺和窑炉状态即时可视化显示 • 记录在硬盘上的窑炉日志 • 不同烧结工艺曲线的管理 • 故障报警和指导 • 窑炉历史记录 • 维修保养指导 • 有电话线连接的调制解调器进行远距离故障诊断
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4. 不同的传送系统
网带式 推杆式 锟底式 步进梁式
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4. 网带炉 + 传送非常灵活 + 加热和冷却温度均匀 + 包括脱蜡在内的整个烧结炉内气氛均匀 + 操作简易 + 维护简单且费用少 + 网带为易损件,加热时吸收能量
温度：1150°C以上
推杆炉 + 通过气氛阀门分割气氛 + 保护气氛消耗少 + 温度的一致性并非最好 + 残留的蜡会导致传送问题 + 产能低
O R O R
MeO + H2 MeO + CO
O R
MeO
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1. 渗碳和脱碳 平衡取决于气体组成成分的部分压力
渗碳
2CO 2CO CH4 2CO + H2
2C + O2 C + CO2 C + 2H2 C + H2O
脱碳
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1. 吸热气氛同氮气/氢气的比较
吸热气氛 生成/供给 气体供给 应用 露点 碳势控制 气体质量控制 工艺特性 成本 - 内置发生器 - 外置发生器 - 天然气或液化石油气 - 铁，铜粉末 - 根据碳势变化在0 至 -25°C - 自动控制 - 氧探头 - 碳中性或渗碳 如果同马勒快速脱蜡区结合使 用，可以节省到50%的能量