LINDE TECHNOPLYN a.s. Tepelné zpracování pomocí dodávan ch plynû

Transkript

1 LINDE TECHNOPLYN a.s. Tepelné zpracování pomocí dodávan ch plynû

2 Obsah téma strana CARBOTHAN CARBOPULS CARBOQUICK CARBOCAT CARBOMIX HYCONTROL HYDROMIX HYDROZON Metody zpracování za studena pouïívané pfii zpracování obrobkû Zásobování plyny Aplikaãnû technické centrum

3 Ochranné a reakãní plyny pro tepelné zpracování Vysoké poïadavky na rûzné druhy ocelí a neïelezn ch kovû mohou b t ãasto splnûny jen speciálními procesy tepelného zpracování. Volbou správné atmosféry v peci tak lze u mnoha procesû Ïíhání zamezit nákladnému dodateãnému opracování. Nûkteré metody, jako jsou nauhliãení plynem nebo slinování, jsou moïné jen pfii pouïití smûsi plynû. Procesy tepelného zpracování musí b t racionální. Proto jsou v závodech zab vajících se tepeln m zpracováním stále ãastûji pouïívány hotové" ochranné a reakãní plyny. Linde se jiï desetiletí specializuje na v robu a odbyt technick ch plynû. K tomu patfií také vysoká v konnost v oblasti zásobování technick mi prostfiedky, které k tomu patfií. Aplikaãnû technické centrum Linde: v voj pro uïitek na eho zákazníka Aplikaãní technici Linde vyvinuli mnoïství metod a systémû zásobování, pfii kter ch se stává pouïívání dodávan ch plynû jistûj í a provoznû spolehlivûj í neï vlastní v roba ochranného nebo reakãního plynu v generátoru. Spolu s vysokou kvalitou dodávan ch plynû tak vzniká nabídka know-how, která na- im zákazníkûm zajistí hmatatelné v hody t kající se kvality a efektivity v roby. Moderní dûlicí zafiízení vzduchu je základnou pro ochranné a reakãní plyny, potfiebné pro tepelné zpracování 3

4 CARBOTHAN Pro nauhliãování, zu lechèování, slinování a pájení Do prostoru pece je vedena smûs dusíku a metanolu. Pfii teplotách nad 850 C se metanol (CH 3 OH) roz tûpí na 33 obj. % oxidu uhelnatého (CO) a 67 obj. % vodíku (H 2 ). Zvolíme-li smûs z 40 % dusíku (N 2) a 60 % metanolu, získáme atmosféru pece ze 40 % N 2, 20 % CO a 40 % H 2. To odpovídá zhruba sloïení endoplynu, ale s tím rozdílem, Ïe roz tûpení plynu neprobûhne v generátoru, ale pfiímo na vsázce, která má b t nauhliãena. Tímto zpûsobem znaãnû vzroste reaktivita atmosféry v peci a také nauhliãení bude probíhat rychleji. Pro nauhliãení musí b t atmosféra stejnû jako u endoplynu nama tûna propanem nebo jin m uhlovodíkem. Také v pfiípadû jin ch aplikací, jako je napfiíklad zu lech- Èování, je CARBOTHAN vysoce cenûnou náhradou za endoplyn. Pfii velkém povrchu arïe lze zvy ováním pomûru metanolu k dusíku zv it vyuïití uhlíku. Oproti tomu u procesû zu lechèování lze sníïením tohoto pomûru dosáhnout je tû hospodárnûj ího vyuïití plynû. Metanol je skladován v zásobníku a pomocí ãerpadla nebo tlaku dusíku je dopravován k místu spotfieby. Speciální tryskovou lancetou je jemnû rozpt len metanol promíchán s dusíkem a nastfiikován do pece, ve které probíhá tepelné zpracování. Nama Èovací plyn je také pfiivádûn touto tryskou do smûsi CARBOTHAN. Ve speciálních pfiípadech, napfiíklad pokud teplota v peci není je tû dostateãnû vysoká pro optimální tûpení smûsi dusíku a metanolu, mûïe b t metanol pfiedem odpafiován nebo pfiipravován v katalyzátoru. ; y ; y ; y ; y CARBOTHAN - schéma zásobování CARBOTHAN regulaãní a fiídicí systém Pfiednosti smûsí dusíku a metanolu nízk rosn bod není tfieba endoplynov generátor spolehlivé zásobování plynem sníïení mnoïství plynu (podle typu pece je moïné aï o 30 %) regulace jako u endoplynu (dosavadní regulace hladiny C mûïe b t nadále pouïívána) víkendov provoz se sníïen m mnoïstvím ochranného plynu jednodu e proveditelné proplachování komor dusíkem flexibilní pfiizpûsobení mnoïství uhlíku podle povrchu arïe 4

5 Spotfieba nosného plynu pfii vytvrzování v automobilovém prûmyslu pfied a po pfiestavbû provozu s endoplynem na metodu tûpného plynu dusík a metanol spotfieba endoplyn m 3 /h metoda dusík a metanol pec provoz víkend provoz spotfieba spotfieba celková víkendová dodateãn N 2 metanolu* spotfieba spotfieba N 2 uïitek N 2 +CH 3OH m 3 /h l/h m 3 /h m 3 /h pec 1 (nauhliãování) 9,5 2,5 3,8 8,8 2,5 30% vût í navezení pece krat í doba formování pec 2 (zu lechèování) 8,5 3,5 1,6 6,2 2,5 krat í doba formování strkací pec ,8 14,2 33,5 9,8 18% zkrácení doby v robního taktu strkací pec ,2 10,0 19,9 3,2 22% zkrácení doby v robního taktu pec s otoãnou nístûjí ,8 1,9 7,0 2,8 pec s otoãnou nístûjí ,2 1,6 5,9 2,5 pásová prûbûïná pec 8 5,5 5,5 celkem ,5 33,1 86,8 23,3 * 1 l metanolu = 1,67 m 3 tûpného plynu Víceúãelová pec provozovaná metodou CARBOTHAN Zásobovací zafiízení na N 2 /metanol 5

6 CARBOPULS Pro nauhliãování zejména slinovan ch ãástí a pro nitrocementaci Do prostoru pece je zavedena smûs dusíku a propanu. Propan se roz tûpí na H 2 - a - H-C-H-radikály, které jsou velice reaktivní a vedou k rychlému nauhliãení povrchové vrstvy. VyuÏívání tohoto efektu ale zatím vïdy ztroskotalo na tvorbû sazí a mûkké skvrnitosti. Metodou CARBOPULS, kterou vyvinula firma Linde AG, Werksgruppe Technische Gase, ve spolupráci s firmou X. Fendt, Marktoberdorf, byl tento problém vyfie en. Propan je dodáván pulzním zpûsobem, takïe po krátké dobû nauhliãování následuje krátká doba difúze, pfiedtím, neï nastane dal í doba nauhliãování. ProtoÏe bûhem fáze difúze je odbouráván obsah uhlíku v povrchové vrstvû, dochází bûhem nauhliãovací fáze k velkému spádu uhlíku mezi atmosférou a obrobkem. DÛsledkem toho je znaãné zkrácení doby Ïíhání. Díky nízkému rosnému bodu a chybûjícím oxidaãnû pûsobícím komponentûm pracuje metoda prakticky bez povrchové oxidace. Pfii tvrzení slinovan ch dílû v atmosféfie endoplynu nebo CARBOTHAN existuje nebezpeãí prouhliãení obrobku kvûli porezitû struktury. Pro tento pfiípad je vhodn rychl nauhliãovací úãinek metody CARBOPULS, aby bylo dosa- Ïeno zvlá tû ostfie ohraniãen ch nauhliãen ch vrstev. Doba nauhliãovacích fází je volena tak, aby nedo lo ke vzniku sazí, coï je kontrolováno sondou sledující zakalení. Pulzování vede kromû toho ke kolísání tlaku v prostoru pece, které zaji Èuje, Ïe se nauhliãovací plyn dostane i na hûfie pfiístupná místa. Tento efekt zabraàuje vzniku mûkké skvrnitosti. CARBOPULS - nauhliãovací cyklus 6

7 V hody metody CARBOPULS zkrácení doby nauhliãování aï o 50 % Ïádná okrajová oxidace nauhliãování také geometricky nároãn ch dílû jednoduchá regulace: sonda zamlïení nebo poãítaã ãástic nízk rosn bod nepotfiebn generátor na endoplyn spolehlivé zásobování plynem víkendov provoz se sníïen m mnoïstvím ochranného plynu velmi snadné proplachování komor dusíkem nauhliãování povrchov ch vrstev u slinovan ch ãástí i pfii hustotû pod 90 % Tvrdost v HV 0, CARBOPLUS CARBOPLUS CARBOTHAN p ípadn endoplyn CARBOTHAN p ípadn endoplyn Aplikace metody CARBOPULS Vzdálenost od okraje v µm Metoda je úspû nû pouïívána u komorov ch pecí, strkacích pecí a hrncov ch pecí, pokud má b t dosaïeno vût ích hloubek vytvrzení (od hloubky vytvrzení 0,6 mm). Pfiedpokladem pro metodu je rovnomûrn provoz pece a dobfie proplynovatelná vsázka. Pro stfiídající se vsázky a násypov materiál se lépe hodí metody CARBOTHAN a CARBOQUICK. PrÛbûh vytvrzování slinovan ch ozuben ch kol olejového ãerpadla rovnováïné nauhliãování endoplyn CARBOPULS Nauhliãování slinovan ch ozuben ch kol olejového ãerpadla s porézitou > 10 % 7

8 CARBOQUICK Alternativní pouïívání metanolu pro rychlé nauhliãování Pfii nauhliãování plynem v atmosféfie obsahující CO ah 2 je pfiechod uhlíku do materiálu urãován pomûrem CO kh 2. âím je v atmosféfie vy í obsah CO, tím vy í je hodnota pfiechodu uhlíku ß a tím pádem je i rychlost nauhliãení nejvy í (viz diagram). Nejvíce se tento efekt projevuje na zaãátku nauhliãovací fáze, kdy je tû povrch nauhliãovaného obrobku nedosáhl poïadovaného obsahu uhlíku v povrchové vrstvû. Metoda CARBOQUICK firmy Linde vyuïívá této skuteãnosti tak, Ïe zemní plyn je s CO 2 konvertován do optimální pecní atmosféry, která se skládá témûfi pfiesnû z 50 % CO a 50 % H H 2 (+H 2 O + CH4) ,15 0,6 1,2 1,8 Carboquick 2, ß x 10 [cm/s] N , CO (+CO 2 ) Zji Èování veliãiny pfiechodu uhlíku β pfii 900 C ze sloïení nauhliãovací atmosféry. β stoupá z 1,3 x 10-5 cm/s u endoplynu na 3,1 x 10-5 cm/s s metodou CARBOQUICK. Diagram dle Neumanna a Wysse. Metoda CARBOQUICK je hospodárnou alternativou metody CARBOTHAN nebo jin ch metod, které pracují pfii nauhliãovacích procesech s metanolem. CARBOQUICK -K - regulaãní zafiízení Pfii teplotû pece pfies 940 C mûïe b t smûs zemního plynu a CO 2 dávkována pfiímo do nauhliãovacího prostoru (metoda CARBOQUICK -D). Pokud se teplota pece nachází pod touto hodnotou, je konvertování provádûno v externím generátoru endotherm" (metoda CARBOQUICK -G) nebo v katalyzátoru, kter je vyhfiíván zevnitfi a kter je zabudován do sálavé trubky (metoda CARBOQUICK -K). Aby bylo moïné vytvofiit atmosféru v peci s vysok m podílem CO a H 2, je moïné pouïít také propan nebo butan a CO 2. Bûhem fáze ohfievu se nejprve zaplynovává endoplynem nebo N 2, po dosaïení teploty nauhliãování se pfiepne na zemní plyn, propan nebo butan a CO 2, jako nositele kyslíku. Potenciál C je jako dosud regulován CO 2 analyzátorem nebo O 2 - sondou s pfiídavkem odpovídajícího masticího plynu. Varianty CARBOQUICK CARBOQUICK -D Pro nauhliãovací teploty nad 940 C se zemní plyn, propan nebo butan míchá s CO 2 a speciální tryskou je zavádûn pfiímo do pece, ve které probíhá tepelné zpracování. CARBOQUICK -G Pro zásobování nûkolika pecí na tepelné zpracování reakãním plynem je pouïíván externí generátor CARBO- QUICK, kter je opatfien nov m, speciálnû pro tuto metodu vyvinut m katalyzátorem. 8

9 Cp teplota difúzní konstanta hodnota p echodu uhlíku t = 900 C D C = 1, cm 2 /s β 1 = 1, cm/s β 2 = 3, cm/s Dc ß1 Dc ß2 1,0 0,8 C - potenciál na stejné úrovni endoplyn CARBOQUICK obsah C v % 0,6 0,4 Cg 15 min 16 h 0,2 Ck 0 0,5 1 1,5 2 vzdálenost od okraje v mm Zkrácení doby nauhliãování metodou CARBOQUICK - metoda s potenciálem C na stejné úrovni CARBOQUICK -K Aby bylo moïno metodu pouïívat univerzálnû, byl vyvinut vyhfiívan sálav katalyzátor, kter vyrábí reakãní plyn s velkou úsporou uvnitfi pece na tepelné zpracování. Sálav katalyzátor je dodáván vãetnû regulace kompletnû firmou Linde. CO 2 - zásobník pro metodu CARBOQUICK V hody metody CARBOQUICK zkrácení nauhliãovací doby u tlou Èky do 0,5 mm aï o 20 % a tím hospodárnûj í v roba hospodárná alternativa pouïívání metanolu bez skladování metanolu variabilnû pouïitelná metoda moïnost pouïívání regulace atmosféry jako u endoplynu nebo metody CARBOTHAN PouÏívání metody CARBOQUICK Tato metoda je úspû nû pouïívána u nauhliãovacích procesû s plyny, pfii nitrocementaci, pfii tvrzení a zu lechèování a také pfii uhlíkovû neutrálním Ïíhání nalesklo. Pro metodu CARBOQUICK -K se zvlá tû hodí komory vyhfiívané sálavou trubkou a strkací pece. Metoda CARBOQUICK ve v robû u firmy Man v Mnichovû 9

10 CARBOCAT Pro uhlíkovû neutrální lesklé Ïíhání CARBOCAT je patentovaná metoda pro katalytické vyrábûní ochranného plynu uvnitfi pece na tepelné zpracování. Metoda CARBOCAT pfiedstavuje znaãn pokrok z hlediska hospodárnosti a ekologie. Nabízí alternativu pouïívání exoplynu, smûsí dusíku a metanolu nebo smûsí dusíku a zemního plynu. Pro pouïívání metody CARBOCAT jsou vhodné v echny stávající i novû budované prûbûïné a strkací pece vytápûné sálavou trubkou, tedy také izotermická Ïíhací zafiízení a oduhliãovací pece. Z mnoha zpûsobû v roby ochrann ch plynû (generátorov plyn, smûsi N 2 a metanolu, N 2 a zemního plynu resp. propanu), je CARBOCAT rozhodnû nejhospodárnûj ím fie ením. Ve srovnání sprovozem generátoru se uspofií % mnoïství ochranného plynu, oproti dávkování N 2 a metanolu nebo N 2 a zemního plynu 20 % pfiípadnû 30 %. S tím spojená úspora odpadního plynu je jedním z pfiíspûvkû metody CARBOCAT k ochranû Ïivotního prostfiedí. Schéma pece s váleãkovou nístûjí zásobovanou plynem metodou CARBOCAT Pfiednosti metody CARBOCAT : úspora ochranného plynu Ïádné zásobování metanolem uhlíkovû neutrální Ïíhání niï í emise kodlivin ménû hofilav ch ãástic v odpadním plynu pece vy í reaktivita v topném pásmu pece víkendové zaplynovávání N 2, to znamená krat í doba formování energeticky v hodná v roba ochranného plynu moïnost atmosféry s fiízenou hladinou C Pec s váleãkovou nístûjí k Ïíhání polotovarû zafiízením CARBOCAT 10

11 Popis metody CARBOCAT : (evropsk patent: ã ) Relativnû malé mnoïství silnû redukãního ochranného plynu je vyrobeno v topné zónû pece. Prostfiednictvím pfiívodu dusíku ke vstupu a v stupu pece je ochrann plyn na tûchto místech zfiedûn natolik, Ïe jej lze zapálit hûfie, neï exo-generátorov plyn. V roba redukãního plynu probíhá v peci na tepelné zpracování katalytickou pfiemûnou smûsi zemní plyn/vzduch v sálavé trubce opatfiené plá tûm, která je pfiestavûna na katalyzátor. Sálav katalyzátor je dodáván kompletnû vãetnû regulace firmou Linde. CARBOCAT - katalyzátor 11

12 CARBOMIX Pro nitridaci, nitrokarbonování a oxinitrokarbonování CARBOMIX je registrovaná ochranná známka firmy Linde AG pro metody nitridace a nitrokarbonování pomocí dodávan ch plynû. Podobnû jako u nauhliãování se také zde jedná o termochemickou metodu difúze. Pfii nitridaci je pouze dusík, pfii nitrokarbonování vedle dusíku i uhlík, ukládán do povrchové vrstvy obrobku. Po nasycení základového materiálu dusíkem nebo dusíkem a uhlíkem dojde k vytvofiení uzavfien ch spojovacích vrstev (Fe - nitridy, legované nitridy, karbonitridy). aktivita dusíku (pnh3,t) C 620 C 600 C 580 C 540 C 510 C zbytkov pavek (%) spojovací vrstva MoÏnost vyuïití dusíku pfii nitridaci Touto metodou zpracování mohou b t pozitivnû ovlivnûny vlastnosti konstrukãních dílû. Zejména odolnost proti otûru, mez únavy a odolnost proti korozi - a to hlavnû u nelegovan ch nebo nízko legovan ch ocelov ch stavebních dílû. spojovací vrstva Tato metoda tepelného zpracování se vût inou pouïívá jiï u hotov ch konstrukãních dílû. BûÏná teplota opracování u klasické nitridace se nachází v oblasti C, u nitrokarbonování v oblasti C. Tak jako pfii v ech termick ch procesech zv ení teploty urychlí cel proces i v tomto pfiípadû. CARBOMIX nahrazuje pfii nitrokarbonaci v minulosti externû vyrábûné generátorové plyny, které byly pfiidávány k ãpavku (NH 3). PouÏívají se napfiíklad smûsi NH 3 + N 2 + CO 2, které jsou vïdy pfiizpûsobeny poïadovan m podmínkám zpracování. Vytváfiení spojovací vrstvy pfii klasické dlouhodobé nitridaci v ãisté NH 3 atmosféfie v regulované atmosféfie N 2 - NH 3 S moderními kontrolními systémy atmosféry (modifikovaná O 2 - sonda s pfiipojenou regulací protékajícího mnoïství) je moïné dosáhnout reprodukovateln ch procesû opracování. CílÛ opracování, kter ch má b t dosaïeno napfiíklad pfii nitridaci s minimálním poãtem spojovacích vrstev (napfi. < 5 µm spojovacích vrstev), lze s tímto vybavením spolehlivû dosáhnout. TotéÏ platí i pro poïadovanou ífii pásu tlou Èky spojovací vrstvy, coï bylo dfiíve závislé víceménû na ikovnosti pracovníka provádûjícího tepelné zpracování. 12

13 Metodou CARBOMIX lze vytvofiit pfii oxinitrokarbonaci velmi otûruvzdorné a korozivzdorné povrchy. Tímto zpûsobem opracované pístní tyãe z materiálu C 45 dle DIN SS vykazují v mlhovém testu znaãnû vy í odolnost proti korozi neï díly pochromované natvrdo. LINDE TECHNOPLYN a.s. dodává téï dávkovací zafiízení plynû, speciálnû upravená pro zafiízení na tepelné zpracování. Pro dal í, podrobnûj í informace k tématu nitridace a nitrokarbonování existuje speciální prospekt CARBOMIX. Zásobování dusíkem a oxidem uhliãit m pro metodu CARBOMIX u firmy F. X. Meiller v Mnichovû Pecní zafiízení u firmy F. X. Meiller na nitrokarbonaci pomocí metody CARBOMIX 13

14 HYCONTROL Lesklé Ïíhání s minimálním povlakem uhlíku tepelná vodivost λ [mw/m. K] obj.% N K obj.% N2 Spotfiebovan H 2 - ochrann plyn je spolu s vystupující emulzí oleje válcû ekologicky spálen spolu s topn m plynem. KvÛli speciálním fyzikálním vlastnostem vodíku, napfi. vy í tepelné vodivosti a niï í hustotû, má tato metoda mnoïství v hod: zv ení v konu pece aï o 50 % sníïení pfiíkonu ventilátoru rovnomûrnûj í rozloïení teploty ve svitku zamezení pfiehfiátí okraje svitku, vnûj ího vinutí a ochranného zvonu vylep ení kvality povrchu redukování zbytkového obsahu uhlíku na povrchu plechu redukování lepkû rovnomûrnûj ím ochlazováním svitkû Tepelná vodivost smûsí H 2 /N 2 Pfii Ïíhání drátûn ch a plechov ch svitkû v poklopov ch pecích vytlaãilo nasazení smûsí dusíku a vodíku ochrann plyn vyrábûn v generátoru. DÛvodem pro to byly stoupající nároky na kvalitu Ïíhaného v robku, a tím také na ãistotu ochranného plynu, a také poïadavky jednoduchého, jistého a flexibilního zásobování ochrann m plynem. Po postavení vysokokonvekãních poklopov ch pecí zaãalo mít smysl pouïívání 100% H 2 atmosféry místo smûsí dusíku a vodíku. Îíhání se 100% vodíkem Pfii této metodû se po vloïení vsázky do pece propláchne pec dusíkem, aby byl odstranûn vzduch, pak se pec vyhfieje pod 100% H 2 atmosférou, probûhne Ïíhání a poté ochlazení. Pfied vytaïením ochranného poklopu je zapojeno ochranné proplachování dusíkem, aby bylo moïné pec bezpeãnû vyprázdnit. Vysokokonvekãní zvonové pece pracující metodou HYCONTROL ve Válcovnách zastudena Krupp, Bochum 14

15 Linde - HYCONTROL - regulace evropsk patent: ã Mûfiicí a regulaãní systém HYCONTROL byl vyvinut v Aplikaãnû technickém centru Linde Technische Gase. V tomto systému je pfiizpûsoben prûtok ochranného plynu skuteãn m poïadavkûm pod poklopem, tím je v raznû sníïena spotfieba ochranného plynu a kvalita procesu Ïíhání je je tû v raznû zv ena. Speciální sonda (opacitní sonda) zachycuje hodnotu odparu válcovací olejové emulze ze svitkû plechu bûhem fáze nahfiívání a bûhem meziãasû pfii stupàovitém Ïíhání a pfiedává signál pro regulaci proplachovacího plynu. Místo konstantnû nastaveného prûtoku plynu je mnoïství proplachovacího plynu zv eno, pokud má b t rychle vypláchnuta z poklopu pára z válcovací emulze. Pokud je tato fáze dokonãena, klesne automaticky objem proudu na minimum. Touto technikou je moïné sníïit náklady na ochrann plyn na tunu Ïíhaného materiálu na minimum. ; y ; y ; y ; y HYCONTROL - regulace pomocí opacitní sondy Zvlá tû v hodné je pouïívání systému HYCONTROL pfii pouïívání 100% H 2 - atmosféry. Opacitní sonda mûïe b t nasazena také jako ãistû mûfiicí pfiístroj k empirickému zji Èování nejv hodnûj ího cyklu proplachovacího plynu. proplachování N 2 N proplachování N 2 uzav en 3 2 H 2 otev en 5 m /h 3 v stup H H 2 otev en 20 m /h 2 do rychlochladícího 850 okruhu teplota topného poklopu 720 spot eba H 2 na ar i 285 m3 teplota ar e , as (h) Cyklus Ïíhání: proplachování plynem bez regulace pomocí HYCONTROL proplachování N2 teplota ( C) teplota ( C) opacita N 2 2 uzav en H otev en 3 3 H 2 otev en 20 m /h 5 m /h teplota topného poklopu v stup H 2do rychlochladícího okruhu proplachování N2 proplachování plynem s regulací pomocí HYCONTROL opacita 3 spot eba H 2 na ar i 285 m teplota ar e , as (h) 15

16 HYDROMIX Hospodárné Ïíhání pomocí vodíku Pro tepelné zpracování nerezavûjících ocelí a barevn ch kovû jsou jako ochrann plyn pouïívány smûsi dusíku a vodíku. Vysoká ãistota tûchto plynû zaruãuje bezchybn v sledek Ïíhání. Ochrann plyn mûïe podle poïadavku obsahovat rûzné mnoïství vodíku. SloÏení je nastaveno v externím smû ovaãi plynû a hotová smûs plynû se stále stejnou koncentrací je pfiivádûna k zafiízení na tepelné zpracování. Smûsi dusíku a vodíku jsou pouïívány k lesklému Ïíhání, k pájení a slinování. PouÏívání tûchto plynû pfiedstavuje alternativu k aplikaci monoplynu nebo ãpavku jako tûpného plynu. Ve formû, která je zámûrnû navlhãena vodou, se dá smûsmi N 2 s H 2 dosáhnout vynikajících v sledkû pfii oduhliãovacím Ïíhání elektroplechû. Îíhání u lechtilé oceli s HYDROMIX HYDROMIX v prûbûïné pásové peci 16

17 HYDROZON Pro pájení, slinování a Ïíhání Zatímco u metody HYDROMIX proudí ochrann plyn do pecního zafiízení jiï pfiedem namíchan, je v hodou metody HYDROZON zpûsob pásmového zaplynování. Pfii této metodû je do prûbûïn ch pásov ch pecí, do pecí s váleãkovou nístûjí nebo do vertikálních Ïíhacích pecí - tedy do kontinuálnû pracujících Ïíhacích pecí - foukán dusík a reakãní plyn (jako napfiíklad vodík) oddûlenû od sebe v rûzn ch pásmech pece na tepelné zpracování. íhané obrobky 100 % N 2 N 2 H 2 N 2 H 2 N 2 íhané obrobky Do topného a chladicího pásma je napfiíklad pfiivádûn vodík ve vysoce ãisté formû, zatímco do místa vstupu a v stupu pece je pfiivádûn dusík ve speciální formû plynov ch závojíãkû. Tímto zpûsobem zaplynování se dosáhne aï stoprocentní koncentrace vodíku v topném a chladicím pásmu. Na vstupu a v stupu z pece je vodík pomocí plynové clony dusíku rozfiedûn aï pod hranici hofilavosti. Speciální bezpeãnostní zafiízení zaji Èuje bezpeãn provoz pece. obj.% H 2 5 % délka pece Koncentrace vodíku po celé délce pece pfii pouïití metody HYDROZON v prûbûïné pásové peci Pfiednosti: Vysoká tepelná vodivost vodíku je vyuïívána v topném a chladicím pásmu, a z toho vypl vá: vy í v kon pece niï í spotfieba ochranného plynu vy í kvalita díky vy ímu obsahu H 2 v Ïíhací zónû bezpeãn provoz pece Ïádné plameny na místû vstupu a v stupu z pece Aplikaãní oblasti: PrÛbûÏné pásové pece, posuvné miskové pece, strkací pece, pece s váleãkovou nístûjí. K lesklému Ïíhání, pájení, slinování, k oduhliãovacímu Ïíhání oceli a neïelezn ch kovû. nahofie: spirálov vrták z tvrdého kovu pájen v prûbûïné pásové peci metodou HYDROZON dole: spirálov vrták z tvrdého kovu pájen s pevnû nastavenou smûsí N 2 /H 2 pfii stejné rychlosti prûbûhu Bezpeãnostní fiídicí a regulaãní zafiízení pro metodu HYDROZON 17

18 Metody zpracování za studena firmy Linde pouïívané pfii opracování obrobkû Zv ení v konu chladicí zóny pece na tepelné zpracování V nûkter ch provozech tepelného zpracování je slab m místem pro zv ení v konu prûbûïné pece nedostateãn chladicí v kon chladicí ãásti. ProdlouÏení chladicí zóny pece dostavbou ale ãasto není moïné pro nedostatek místa nebo penûz. Následující metody mohou pfiinést rychlé a hospodárné fie ení. Technické provedení âást ochranného plynu je odsávána z chladicí zóny dusíkem pohánûn m injektorov m ãerpadlem nebo dmychadlem, je vedena do v mûníku tepla, chlazeného kapaln m N 2 nebo vodou, a pomocí speciálních trysek pfiepravována zpût do chladicí zóny. odvod odpadního plynu za ízení CARBOCAT pec s vále kovou níst jí sm s vzduchu a zemního plynu plynn dusík odpa ova dmychadlo N 2 - zásobník V hody: vy í chladicí v kon, to znamená vy í v kon pece (aï o 25 %) minimální investiãní náklady nedochází k deformaci Ïíhaného obrobku Rychlé chlazení v pecích s váleãkovou nístûjí metodou Carbocat Pfiemûna zbytkového austenitu Hluboké chlazení zvy uje pevnost a tvrdost Pfiemûna zbytkového austenitu v zakalen ch obrobcích z oceli pfii nízk ch teplotách je známá a jiï dlouho pouïívaná metoda. V prûmyslu kuliãkov ch loïisek se prstence a misky kuliãkov ch loïisek chladí kapaln m dusíkem na -70 C. Tímto zpûsobem je moïné sníïit zbytkov austenit v oceli z napfiíklad 25 % na 7 %, a tím dosáhnout podstatného zv ení tvrdosti. Jak u holicích ãepelek, tak u hrubûj ích nástrojû, jako jsou vrtáky, soustruïnické noïe nebo vysekávací nástroje, lze zpracováním nízkou teplotou dosáhnout zv ení odolnosti proti otûru. U obrobkû z vytvrditeln ch hliníkov ch slouãenin nebo jin ch neïelezn ch kovû mûïe b t zpracováním za nízké teploty dosaïeno hospodárn m zpûsobem zv ení pevnosti nebo prodlouïení Ïivotnosti. Linde vyrábí a dodává standardní systémy pro zpracování obrobkû za nízké teploty, vyrábí ale i zafiízení speciálnû dle pfiání zákazníka. Chladicí box 18

19 Hluboké chlazení pfiesnû lit ch odlitkû pro oddûlování pfiesnû lit ch odlitkû zastudena Oddûlování pfiesnû lit ch odlitkû je ãasto velice pracné. U stromeãkového lití odlitky z materiálû, které nejsou taïné zastudena, si mûïeme tuto námahu u etfiit, pokud jsou na vtocích vyznaãena místa budoucího zlomu. Pfied oddûlováním jsou pfiesnû lité odlitky v chladicím zafiízení zchlazeny kapaln m dusíkem na teplotu zkfiehnutí. Poté je moïné obrobky snadno odlomením nebo odklepnutím oddûlit od stvolu. Zafiízení pro oddûlování obrobkû zastudena Pfiesnû lité odlitky vhodné pro oddûlování zastudena 19

20 Zásobování plyny Pro zásobování dusíkem dá firma Linde zákazníkovi zpravidla k dispozici, napfi. do pronájmu, zásobník s odpafiovacím zafiízením. Dusík je dodáván kapaln, tedy hluboce zchlazen, a je naplnûn do izolovaného zásobníku. V Ïebrovém v mûníku tepla se dusík odpafiuje bez pfiivedení energie v mûnou tepla s okolním vzduchem do plynného stavu a proudí pfies tlakovou regulaãní stanici na místo spotfieby dusíku. Zafiízení je vût inou instalováno pod ir m nebem, takïe pro zásobování plyny není tfieba stavût haly. ÚdrÏbu zafiízení vykonává Linde. Pfii malé spotfiebû je zásobování dusíkem provádûno prostfiednictvím dodávek lahví nebo svazkû. Dusík je vût inou dodáván v kvalitû 5.0 (99,999 objem. %) a lze jej pouïít pro v echny metody tepelného zpracování. V pfiípadû potfieby lze dodat také dusík v kvalitû 6.0 (99,9999 objem. %). ECOVAR - zásobování dusíkem v místû V posledních letech se pohnula hranice mezi zásobováním plyny formou dodávek a v stavbou dûliãek vzduchu pfiímo u zákazníka. DÛvodem jsou nové technologie pfii v robû dusíku a inovace kryogenních zafiízení. JiÏ v roce 1902 postavil Dr. Carl von Linde první prûmyslovou dûliãku vzduchu na svûtû. Vzhledem ke sv m dlouholet m zku enostem jako v robce a provozovatel tûchto zafiízení zaujímá firma Linde i dnes vedoucí postavení v tomto oboru. Systém ECOVAR je v sledkem pokraãujícího vûdeckého v voje nejrûznûj ích metod dûlení vzduchu, kter pfiedstavuje optimální fie ení pro uïivatele z hlediska hospodárnosti a spolehlivosti. Pfii relativnû kontinuálních a rovnomûrn ch odbûrech je zásobování formou on-site-ecovar ãasto ekonomiãtûj í neï dodávky plynu cisternami. 57,5 m 3 /h ECOVAR -Cat - plyn ECOVAR -Cat - katalyzátor v peci 5 % CO, 10 % H2, zbytek N 2 vzduch 50 m 3 /h 97 % N 2 (zbytek 3 % O 2 ) 3 m 3 /h zemní plyn za ízení ECOVAR regulace ECOVAR -Cat Systém zásobování Linde ECOVAR -Cat pro pec s váleãkovou nístûjí 20

21 ECOVAR zahrnuje v robu dusíku u zákazníka ve tfiech rûzn ch typech zafiízení: ECOVAR -C-CRYO - zafiízení ãistota N 2 = 5.0 = 99,999 objem. % ECOVAR -A-PSA - zafiízení ãistota N 2 maximálnû 99,9 (max. 99,99 objem. %) (bez doãisèování) ECOVAR -M - membránové zafiízení ãistota N objem. % (max. 99,9 objem. %) (bez doãisèování) Pro hospodárné zásobování plynem je rozhodující v bûr nejv hodnûj ího typu zafiízení a správné kapacity zafiízení. K tomu je zapotfiebí podrobná anal za odbûrového profilu a potfiebné ãistoty. RovnûÏ pro tyto v poãty jsou vám k dispozici aplikaãní technici firmy LINDE TECHNOPLYN a.s. Podrobnûj í informace o koncepci zásobování on-site najdete v prospektu ECOVAR - Zásobování dusíkem ze zafiízení on-site ECOVAR - DoãisÈovací systémy Pro nejrûznûj í procesy tepelného zpracování není dostateãná ãistota dusíku, kter byl vyroben adsorpcí nebo membránovou technikou. Pomoci vám mohou varianty zafiízení ECOVAR -AD nebo ECOVAR -Cat. ECOVAR -AD Tato varianta zafiízení je vybavena modulem pro doãis- Èování, ve kterém je kyslík odstraàován katalytickou oxidací s vodíkem a následn m su ením. Tímto zpûsobem je vyrábûn dusík s ãistotou 5.0 (99,999 objem. %). Vodík Vodík je dodáván v plynném stavu v ocelov ch lahvích, svazcích lahví a v trajlerech, nebo jako hlubokozchlazená kapalina v cisternû. U zákazníka je skladován v lahvích, ve speciálních tlakov ch nádobách nebo vakuovû izolovan ch zásobnících. Zásobníky staví a jejich údrïbu provádí LINDE TECHNOPLYN a.s. Propan Propan je skladován v kapalné formû v tlakov ch zásobnících. Doprava je provádûna silniãními cisternami. Pfii malé spotfiebû propanu je vhodné zásobování formou lahví. Oxid uhliãit Oxid uhliãit pro metody CARBOMIX nebo CARBOQUICK je dodáván také v ocelov ch lahvích, svazcích lahví nebo je skladován v zásobníku. Tato zafiízení rovnûï obhospodafiuje LINDE TECHNOPLYN a.s. Míchání plynû a dávkování Pro kaïdou metodu tepelného zpracování vyvinula Linde zásobovací zafiízení, které je pfiizpûsobeno konkrétním poïadavkûm a které obsahuje potfiebná bezpeãnostní zafiízení. Firma Linde dává téï k dispozici smû ovací zafiízení pro pfiesné nastavení smûsí plynû u zákazníka. Dopravní a dávkovací systémy, fiídicí a regulaãní jednotky, katalyzátory CARBOCAT a CARBOQUICK a také mûfiicí pfiístroje, které nejsou na trhu bûïnû k dostání, vyrábí Linde ve svém vlastním závodû. Tímto zpûsobem je zaji tûna nákladovû v hodná a rychlá dostupnost v ech potfiebn ch zafiízení pro zásobování plyny. ECOVAR -Cat Tato varianta zafiízení je spojením ECOVAR -A resp. ECOVAR -M a metody CARBOCAT. Tady do lo ke splynutí dlouholet ch zku eností firmy Linde s metodou CARBOCAT, vyzkou enou u mnoha zafiízení. Do dusíku ze zafiízení on-site je dodáváno mnoïství zemního plynu nebo propanu, které stochiometricky odpovídá mnoïství zbytkového kyslíku. Tato smûs je pak pfiivedena k vytápûnému CARBOCAT - katalyzátoru. V nûm se zbytkov kyslík a plyn obsahující uhlovodík zmûní v CO a H 2. Tyto dva komponenty jsou pro mnoho procesû tepelného zpracování dûleïit mi sloïkami pro nastavení redukãních vlastností a uhlíkové neutrality ochranného plynu. 21

22 Aplikaãnû technické centrum Na i aplikaãní technici vyvíjejí v aplikaãním centru nové systémy dávkování plynû pro procesy tepelného zpracování a vylep ují fiídicí a regulaãní systémy pro jiï zavedené procesy. Pro v vojové práce a pro pokusy zákazníkû jsou v na em zku ebním poli tepelného zpracování k dispozici následující pecní zafiízení: pásová prûbûïná pec typ Kohnle pásová prûbûïná pec typ Mahler víceúãelová komorová pec vysokoteplotní retortová pec V echny pece jsou vybaveny nejmodernûj ím regulaãním a fiídicím zafiízením. Zafiízení pro zásobování plyny umoïàuje nastavení libovolné atmosféry v peci. Pro její kontrolu a anal zy nainstalovala Linde komplexní mûfiicí techniku. S pouïitím poãítaãe je moïné nasimulovat podmínky typické pro zákazníka. Protokoly, které pfii tûchto pokusech vzniknou a které udávají optimální hodnoty nauhliãení, nitridace a Ïíhání, vám dáme rádi k dispozici. Pro pfiípravu zku ebních dílû jsme si pofiídili plazmové ãisticí zafiízení. Rozsáhlé vûdomosti na ich odborníkû zab vajících se procesy tepelného zpracování jsou stále znovu vyuïívány ve prospûch na ich zákazníkû. Vkládáme je do na eho zákaznického a aplikaãnû specifického poradenství, a tím vytváfiíme pfiedpoklady pro hospodárnou v robu. Anal zy u zákazníka nebo v laboratofii S na ím analyzaãním servisem pfiijedeme aï na místo a na im zákazníkûm dáme k dispozici analyzaãní stanici s infraãervenou sondou pro mûfiení CO, CO 2, CH 4, C 3H 8. Samozfiejmû máme k dispozici i fiadu jin ch pfiístrojû, jako jsou napfiíklad analyzátory pro zji Èování podílu H 2, vlhkosti (H 2O) a potenciálu O 2. Pro kontrolu procesû nitridace, nitrokarbonování nebo karbonitridace máme k dispozici teplotnû stabilní mûfiicí skfiínû. Pro na e zákazníky máme pfiipraven i správn zapisovaã a odpovídající kalibraãní plyny. 22

23 Simulace procesu tvrzení v metalografické laboratofii V pfiípadû potfieby vytvofiíme také dálkov pfienos dat, abychom údaje z pokusu a hodnoty anal z pfienesli do velínu nebo aï k nám do Aplikaãnû technického centra. PÛjãujeme ale také zafiízení pro odbûry vzorkû a v na í laboratofii pak odebrané vzorky vyhodnotíme. Laboratofi pro nízkou teplotu V laboratofii pro nízkou teplotu jsou k dispozici pfiístroje pro zpracování za nízk ch teplot, jako napfiíklad pro pfiemûnu zbytkového austenitu nebo pro vytvrzování zastudena aï do teploty -196 C. Metalografie Pro vyhodnocení pokusû u zákazníka jsme zafiídili kompletní metalografii. Je moïné pofiizovat a vyhodnocovat makro- i mikrofiezy a zachycovat prûbûhy vytvrzování. Pfiedvádûcí akce a uvádûní do provozu u zákazníka Pro pokusy, pfiedvádûcí akce nebo uvádûní metod Linde do provozu na zákaznick ch zafiízeních vám rádi dáme k dispozici kompletní servisní balík". Na i aplikaãní technici se va í akce rádi zúãastní, protoïe spokojenost zákazníka je u nás na prvním místû. 23

24 Nejvíce prodejen technick ch plynû najdete pod touto znaãkou: LINDE TECHNOPLYN ÚSTÍ NAD LABEM PRAHA PLZEŇ PARDUBICE OSTRAVA PŘEROV BRNO ČESKÉ BUDĚJOVICE RESPONSIBLE CARE 8518/ TRADICE PROVÁZENÁ KVALITOU LINDE TECHNOPLYN a.s. U Technoplynu Praha 9 volejte zdarma: