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油の代わりに水で急冷・冷却を実現する方法

Posted by: Fymicohuang 2021-07-30 油の代わりに水で急冷・冷却を実現する方法 はコメントを受け付けていません

焼入れ油は、熱処理焼入れ工程で長い間最も広く使用されている冷却媒体です。 焼入れ油には多くの独特の冷却特性がありますが、エネルギー消費、環境汚染、火災の危険性などの問題もあります。

まず、焼入れ工程で消費される焼入れ油は貴重な石油資源です。 調査によると、2010年に私の国の熱処理産業は1.2×105トン以上の鉱油を消費しました。これは標準石炭の2.1×105トンに相当し、変換された電力は約5.2億kWhです。 このエネルギー消費量は非常に驚くべきものであることがわかります。

同時に、消費された鉱油の大部分は石油ヒュームに変換され、大気中に放出されます。 業界全体で最大8×107m3 /年の石油ヒュームが排出されており、これには大量の一酸化炭素と二酸化硫黄が含まれており、熱処理プロセスで最も重要な汚染源になります。

さらに、熱処理業界での火災事故の大部分は鉱油が原因です。

油の代わりに水で急冷・冷却を実現する方法

さらに、鉱油の冷却能力が限られているため、一部の低炭素ワークピースの焼入れおよび硬化要件を満たすことができない場合が多く、これにより適用範囲が制限されます。

焼入れ媒体として油を水に置き換え、焼入れと冷却の省エネ、環境保護、安全性の目標を達成することは可能ですか?

焼入れ油と比較して、水の冷却特性にはXNUMXつの大きな違いがあります。

まず、フィルムの沸騰サイクルが長すぎるため、沸騰曲線がほとんどの鋼の「C」曲線の先端から逃げることが困難です。

XNUMXつ目は、底部の冷却速度が速すぎるため、冷却プロセス中にワークピースに大きな応力がかかり、変形や亀裂のリスクが高まります。

したがって、急冷油の代わりに急冷媒体として水を使用するための鍵は、水のこれらXNUMXつの冷却特性を克服しようとすることです。 厳密に言えば、水自体の冷却特性を変えることはできませんが、ワークと水との接触のタイミングと方法を制御することで、必要な冷却効果を得ることができます。

実践により、水/空気交互冷却法の部分的な使用が実際の適用のための可能な方法であることが示されています。 しかし、経験から、油の代わりに水で急冷および冷却すると変形や亀裂のリスクが高くなることが証明されており、ブラインドプロセス実験のコストが高すぎるため、これらのリスクをブラインドプロセス実験だけで決定および排除することはできません。 。

したがって、熱処理プロセスの数値シミュレーションは、油の代わりに水で焼入れ技術を普及させるために必要な準備作業です。

理想的な消光効果を真に得るには、次の重要な条件が必要です。

1.焼入れに油の代わりに水を使用する冷却システムには、空冷、ミスト冷却、水噴霧、水浸、組み合わせ/交互などの冷却機能が必要です。 これには、システムに注入ユニットとそれぞれのメディアチャネルのさまざまな特性を装備し、迅速な水噴射または急冷タンクの空にするための高速応答電気または空気圧バルブを装備する必要があります。

2.実験を通じてさまざまな条件下での水冷能力のデータベースを取得し、シミュレーションとプロセス検証を通じてプロセスデータベースを確立します。 現在、世界には比較的成熟した熱処理シミュレーションソフトウェアがあり、温度場、構造場、応力場の仮想計算と、焼入れおよび冷却プロセス中のワークピースの結合相関によって、実現可能な冷却プロセスを推定できます。 、それによってプロセス実験のプロセスを簡素化します。 不必要な損失や無駄を避けてください。

3.プロセス機器を柔軟に切り替えて正確に制御できるインテリジェントな急冷冷却システムを確立します。 いわゆる精密制御とは、急冷プロセス中の空気や水などの急冷媒体の流れパターン、流れ、圧力、および圧力を制御するための制御プログラムおよび関連する制御装置を指す。 温度や時間などの重要なパラメータが設定および実行され、迅速な応答は数秒まで正確であるため、システムの冷却能力は空冷からおおよその塩水冷却までの全範囲をカバーし、焼入れとさまざまなワークピースの冷却要件。


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