第一篇：熱噴涂方法分類及工藝原理簡(jiǎn)介

熱噴涂方法分類及工藝原理簡(jiǎn)介

一 熱噴涂分類方法

作為新型的實(shí)用工程技術(shù)目前尚無(wú)標(biāo)準(zhǔn)的分類方法，一般按照熱源的種類，噴涂材料的形態(tài)及涂層的功能來(lái)分。如按涂層的功能分為耐腐，耐磨，隔熱等涂層，按加熱和結(jié)合方式可分為噴涂和噴熔：前者是機(jī)體不熔化，涂層與基體形成機(jī)械結(jié)合；后者則是涂層再加熱重熔，涂層與基體互溶并擴(kuò)散形成冶金結(jié)合。

平常接觸較多的一種分類方法是按照加熱噴涂材料的熱源種類來(lái)分的，按此可分為：①火焰類，包括火焰噴涂、爆炸噴涂、超音速噴涂；②電弧類，包括電弧噴涂和等離子噴涂；③電熱法,包括電爆噴涂、感應(yīng)加熱噴涂和電容放電噴涂；④激光類：激光噴涂。

二 火焰類噴涂

1、火焰噴涂：火焰噴涂包括線材火焰噴涂和粉末火焰噴涂。

<1>線材火焰噴涂法：是最早發(fā)明的噴涂法。它是把金屬線以一定的速度送進(jìn)噴槍里，使端部在高溫火焰中熔化，隨即用壓縮空氣把其霧化并吹走，沉積在預(yù)處理過(guò)的工件表面上。

圖1 絲材火焰噴吐的裝置示意圖

圖2 絲材火焰噴涂的原理示意圖

圖1表示絲材火焰噴涂的裝置。圖2則是絲材火焰噴涂槍的剖面圖，它示出了絲材火焰噴涂的基本原理。噴涂源為噴嘴，金屬絲穿過(guò)噴嘴中心，通過(guò)圍繞噴嘴和氣罩形成的環(huán)形火焰中，金屬絲的尖端連續(xù)地被加熱到其熔點(diǎn)。然后，由通過(guò)氣罩的壓縮空氣將其霧化成噴射粒子，依靠空氣流加速噴射到基體上，從而熔融的粒子冷卻到塑性或半熔化狀態(tài)，也發(fā)生一定程度的氧化。粒子與基體撞擊時(shí)變平并粘結(jié)到基體表面上，隨后而來(lái)的與基體撞擊的粒子也變平并粘結(jié)到先前已粘結(jié)到基體的粒子上，從而堆積成涂層。

絲材的傳送靠噴槍中空氣渦輪或電動(dòng)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速可以調(diào)節(jié)，以控制送絲速度。采用空氣渦輪的噴槍，送絲速度的微調(diào)比較困難，而且其速度受壓縮空氣的影響而難以恒定，但噴槍的質(zhì)量輕，適用于手工操作；采用電動(dòng)馬達(dá)傳送絲材的噴涂設(shè)備，雖然送絲速度容易調(diào)節(jié)，也能保持恒定，噴涂自動(dòng)化程度高，但噴槍笨重，只適用于機(jī)械噴涂。在絲材火焰噴槍中，燃?xì)饣鹧嬷饕糜诰€材的熔化，適宜于噴涂的金屬絲直徑一般為1.8～4.8mm。但有時(shí)直徑較大的棒材，甚至一些帶材亦可噴涂，不過(guò)此時(shí)須配以特定的噴槍。

<2>粉末火焰噴涂法：它與絲材火焰噴涂的不同之處是噴涂材料不是絲材而是粉末。圖3和圖4分別為為粉末火焰噴涂裝置和原理示意圖。

圖3 粉末火焰噴涂的典型裝置

圖4 粉末火焰噴涂的原理示意圖

在火焰噴涂中通常使用乙炔和氧組合燃燒而提供熱量，也可以用甲基乙炔,丙二烯（MPS）,丙烷，氫氣或天然氣。火焰噴涂可噴涂金屬，陶瓷，塑料等材料，應(yīng)用非常靈活，噴涂設(shè)備輕便簡(jiǎn)單，可移動(dòng)，價(jià)格低于其他噴涂設(shè)備，經(jīng)濟(jì)型好，是目前

噴涂技術(shù)中使用較廣泛的一種方法。但是，火焰噴涂也存在明顯的不足。如噴出的顆粒速度較小，火焰溫度較低,涂層的粘結(jié)強(qiáng)度及涂層本身的綜合強(qiáng)度都比較低,且比其他方法得到的氣孔率都。此外，火焰中心為氧化氣氛，所以對(duì)高熔點(diǎn)材料和易氧化材料，使用時(shí)應(yīng)注意。為了改善火焰噴涂的不足，提高結(jié)合強(qiáng)度及涂層密度，可采用將壓縮空氣或氣流加速裝置來(lái)提高顆粒速度；也可以采用將壓縮氣流由空氣改為惰性氣體的辦法來(lái)降低氧化程度，但這同時(shí)也提高了成本。

2、爆炸噴涂

爆炸噴涂：利用氧氣和乙炔氣點(diǎn)火燃燒，造成氣體膨脹而產(chǎn)生爆炸，釋放出熱能和沖擊波,熱能使噴涂粉末熔化,沖擊波則使熔融粉末以700～800m/s的速度噴射到工件表面上形成涂層。圖5為爆炸噴槍示意圖。

圖5 爆炸噴涂原理圖

爆炸涂層形成的基本特征，一般認(rèn)為仍然是高速熔融粒子碰撞基體的結(jié)果。爆炸噴涂的最大特點(diǎn)是粒子飛行速度高,動(dòng)能大,所以爆炸噴涂涂層具有：①涂層和基體的結(jié)合強(qiáng)度高，②涂層致密，氣孔率很低，③涂層表面加工后粗糙度低，④工件表面溫度低。爆炸噴涂可噴涂金屬,金屬陶瓷及陶瓷材料,但是由于該設(shè)備價(jià)格高,噪音大,屬氧化性氣氛等原因,國(guó)內(nèi)外應(yīng)用還不廣泛。目前世界上應(yīng)用最成功的爆炸噴涂是美國(guó)聯(lián)合碳化物公司林德分公司1955年取得的專利,其設(shè)備及工藝參數(shù)至今仍然保密。我國(guó)于1985年左右,由中國(guó)航天工業(yè)部航空材料研究所研制成功爆炸噴涂設(shè)備,就Co/WC涂層性能來(lái)看，噴涂性能與美國(guó)聯(lián)合碳化物公司的水平接近。

在爆炸噴涂中,當(dāng)乙炔含量為45%時(shí)，氧-乙炔混合氣可產(chǎn)生3140℃的自由燃燒溫度,但在爆炸條件下可能超出4200℃，所以絕大多數(shù)粉末能夠熔化。粉末在高速槍中被輸運(yùn)的長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于等離子槍,這也是其粒子速度高的原因。

3、超音速噴涂

為了與美國(guó)碳化物公司的爆炸噴涂抗?fàn)?上世紀(jì)60年代初期,美國(guó)人J.Browning發(fā)明了超音速火焰噴涂技術(shù),稱之為“Jet-Kote”,并于1983年獲得美國(guó)專利。近些年來(lái),國(guó)外超音速火焰噴涂技術(shù)發(fā)展迅速,許多新型裝置出現(xiàn),在不少領(lǐng)域正在取代傳統(tǒng)的等離子噴涂。在國(guó)內(nèi),武漢材料保護(hù)研究所,北京鋼鐵研究總院,北京鈦得新工藝材料有限公司等也在進(jìn)行這方面研究,并生產(chǎn)出有自己特色的超音速噴涂裝置。

圖6 超音速火焰噴涂槍

燃料氣體(氫氣,丙烷,丙烯或乙炔－甲烷-丙烷混合氣體等)與助燃劑（O2）以一定的比例導(dǎo)入燃燒室內(nèi)混合，爆炸式燃燒，因燃燒產(chǎn)生的高溫氣體以高速通過(guò)膨脹管獲得超音速。同時(shí)通入送粉氣（Ar或N2），定量沿燃燒頭內(nèi)碳化鎢中心套管送入高溫燃?xì)庵?，一同射出噴涂于工件上形成涂層?/p>

在噴涂機(jī)噴嘴出口處產(chǎn)生的焰流速度一般為音速的4倍，即約1520m/s，最高可高達(dá)2400m/s（具體與燃燒氣體種類，混合比例，流量，粉末質(zhì)量和粉末流量等有關(guān)）。粉末撞擊到工件表面的速度估計(jì)為550-760m/s，與爆炸噴涂相當(dāng)。Jet-Kote法之所以能有這么高的速度，關(guān)鍵在于按流體力學(xué)的原理合理設(shè)計(jì)制造了一個(gè)噴嘴，稱之為L(zhǎng)aval管的膨脹管。

圖7 Laval管

由流體力學(xué)知：對(duì)一維可壓縮流體，則有：ds/s=(M²-1)dv/v

其中： S―管器截面積； Ｍ＝v/v聲（馬赫數(shù)）； V－流體速度

由式中我們看出：當(dāng)V>v聲，即Ｍ>1時(shí)，則dv與ds符號(hào)相同,即隨管道截面積變大(ds為正)時(shí),流體速度也增大。當(dāng)V

①粉粒溫度較低,氧比較輕(這主要是由于粉末顆粒在高溫中停留時(shí)間短,在空氣中暴露時(shí)間短的緣故，所以涂層中含氧化物量較低,化學(xué)成分和相的組成具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性)，但只適于噴涂金屬粉末、Co-Wc粉末以及低熔點(diǎn)TiO2陶瓷粉末；②粉粒運(yùn)動(dòng)速度高。

③粉粒尺寸?。?0～53>μm）、分布范圍窄，否則不能熔化。

④涂層結(jié)合強(qiáng)度、致密度高，無(wú)分層現(xiàn)象。

⑤涂層表面粗糙度低。

⑥噴涂距離可在較大范圍內(nèi)變動(dòng)，而不影響噴涂質(zhì)量。

⑦可得到比爆炸噴涂更厚的涂層，殘余應(yīng)力也得到改善。

⑧噴涂效率高，操作方便。

⑨噪音大（大于120dB），需有隔音和防護(hù)裝置。

三 電弧類噴涂

1、電弧噴涂：

電弧噴涂：在兩根焊絲狀的金屬材料之間產(chǎn)生電弧，因電弧產(chǎn)生的熱使金屬焊絲逐漸熔化，熔化部分被壓縮空氣氣流噴向基體表面而形成涂層。電弧噴涂按電弧電源可分為直流電弧噴涂和交流電弧噴涂。直流：操作穩(wěn)定，涂層組織致密，效率高。交流：噪音大。電弧產(chǎn)生的溫度與電弧氣體介質(zhì)、電極材料種類及電流有關(guān)（如Fe料，電流280安，電弧溫度為6100K）。但一般來(lái)說(shuō)，電弧噴涂比火焰噴涂粉末粒子含熱量更大一些，粒子飛行速度也較快，因此，熔融粒子打到基體上時(shí)，形成局部微冶金結(jié)合的可能性要大的多。所以，涂層與基體結(jié)合強(qiáng)度較火焰噴涂高1.5～2.0倍，噴涂效率也較高。電弧噴涂還可方便地制造合金涂層或“偽合金”涂層。通過(guò)使用兩根不同成分的絲材和使用不同進(jìn)給速度，即可得到不同的合金成分。電弧噴涂與火焰噴涂設(shè)備相似，同樣具有成本低，一次性投資少，使用也方便等優(yōu)點(diǎn)。但是，電弧噴涂的明顯不足，噴涂材料必須是導(dǎo)電的焊絲，因此只能使用金屬，而不能使用陶瓷，限制了電弧噴涂的應(yīng)用范圍。近些年來(lái)，為了進(jìn)一步提高電弧噴涂涂層的性能，國(guó)外對(duì)設(shè)備和工藝進(jìn)行了較大的改進(jìn)，公布了不少專利。例如，將甲烷等加入到壓縮空氣中作為霧化氣體，以降低涂層的含氧量。日本還將傳統(tǒng)的圓形絲材改成方形，以改善噴涂速率，提高了涂層的結(jié)合強(qiáng)度。

2、等離子噴涂：

等離子噴涂：包括大氣等離子噴涂，保護(hù)氣氛等離子噴涂，真空等離子噴涂和水穩(wěn)等離子噴涂。等粒子噴涂技術(shù)是繼火焰噴涂之后大力發(fā)展起來(lái)的一種新型多用途的精密噴涂方法，它具有：①超高溫特性，便于進(jìn)行高熔點(diǎn)材料的噴涂。②噴射粒子的速度高，涂層致密，粘結(jié)強(qiáng)度高。③由于使用惰性氣體作為工作氣體，所以噴涂材料不易氧化。

<1>等離子的形成（以N2為例）

圖8 等離子體發(fā)生過(guò)程示意圖。

0°k時(shí)，N2分子的兩個(gè)原子程啞鈴形，僅在x,y,z方向上平動(dòng)；

大于10°k時(shí)，開(kāi)始旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；

大于10000°k時(shí)，原子間產(chǎn)生振動(dòng)，分子與分子間碰撞，則分子會(huì)發(fā)生離解變?yōu)閱卧樱?/p>

N2＋Ud——>N＋N 其中 Ud為離解能

溫度再升高，原子會(huì)發(fā)生電離: N＋Ui——>N＋＋e 其中 Ui為電離能

氣體電離后，在空間不僅有原子，還有正離子和自由電子，這種狀態(tài)就叫等離子體。

等離子體可分為三大類：①高溫高壓等離子體，電離度100％，溫度可達(dá)幾億度，用于核聚變的研究；②低溫低壓等離子體，電離度不足1％，溫度僅為50～250度；③高溫低壓等離子體，約有1％以上的氣體被電離，具有幾萬(wàn)度的溫度。離子、自由電子、未電離的原子的動(dòng)能接近于熱平衡。熱噴涂所利用的正是這類等離子體。<2>噴涂原理：

圖9 等粒子噴涂原理

等粒子噴涂是利用等離子弧進(jìn)行的，離子弧是壓縮電弧，與自由電弧項(xiàng)比較，其弧柱細(xì)，電流密度大，氣體電離度高，因此具有溫度高，能量集中，弧穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。

按接電方法不同，等離子弧有三種形式：

①非轉(zhuǎn)移?。褐冈陉帢O和噴嘴之間所產(chǎn)生的等離子弧。這種情況正極接在噴嘴上，工件不帶電，在陰極和噴嘴的內(nèi)壁之間產(chǎn)生電弧，工作氣體通過(guò)陰極和噴嘴之間的電弧而被加熱，造成全部或部分電離，然后由噴嘴噴出形成等離子火焰(或叫等離子射流)。等粒子噴涂采用的就是這類等離子弧。

②轉(zhuǎn)移?。弘娀‰x開(kāi)噴槍轉(zhuǎn)移到被加工零件上的等離子弧。這種情況噴嘴不接電源，工件接正極，電弧飛越噴槍的陰極和陽(yáng)極（工件）之間，工作氣體圍繞著電弧送入，然后從噴嘴噴出。等離子切割，等離子弧焊接，等離子弧冶煉使用的是這類等離子弧。

③聯(lián)合弧:非轉(zhuǎn)移弧引燃轉(zhuǎn)移弧并加熱金屬粉末，轉(zhuǎn)移弧加熱工件使其表面產(chǎn)生熔池。這種情況噴嘴，工件均接在正極。等離子噴焊采用這種等離子弧。

進(jìn)行等粒子噴涂時(shí)，首先在陰極和陽(yáng)極（噴嘴）之間產(chǎn)生一直流電弧，該電弧把導(dǎo)入的工作氣體加熱電離成高溫等離子體，并從噴嘴噴出，形成等離子焰，等離子焰的溫度很高，其中心溫度可達(dá)30000°k，噴嘴出口的溫度可達(dá);15000～20000°k。焰

流速度在噴嘴出口處可達(dá)1000～2000m/s，但迅衰減。粉末由送粉氣送入火焰中被熔化，并由焰流加速得到高于150m/s的速度，噴射到基體材料上形成膜。圖10 等離子焰流溫度分布

<3>等粒子噴涂設(shè)備：等離子噴涂設(shè)備主要包括：

①噴槍：實(shí)際上是一個(gè)非轉(zhuǎn)移弧等離子發(fā)生器，是最關(guān)鍵的部件，其上集中了整個(gè)系統(tǒng)的電，氣，粉，水等。

②電源：用以供給噴槍直流電。通常為全波硅整流裝置。

③送粉器：用來(lái)貯存噴涂粉末并按工藝要求向噴槍輸送粉末的裝置。

④熱交換器：主要用以使噴槍獲得有效的冷卻，達(dá)到使噴嘴延壽的目的。⑤供氣系統(tǒng)：包括工作氣和送粉氣的供給系統(tǒng)。

⑥控制框：用于對(duì)水，電、氣、粉的調(diào)節(jié)和控制。

<4>等粒子噴涂工藝：

在等粒子噴涂過(guò)程中，影響涂層質(zhì)量的工藝參數(shù)很多，主要有：

①等離子氣體：氣體的選擇原則主要根據(jù)是可用性和經(jīng)濟(jì)性，N2氣便宜，且離子焰熱焓高，傳熱快，利于粉末的加熱和熔化，但對(duì)于易發(fā)生氮化反應(yīng)的粉末或基體則不可采用。Ar氣電離電位較低，等離子弧穩(wěn)定且易于引燃，弧焰較短，適于小件或薄件的噴涂，此外Ar氣還有很好的保護(hù)作用，但Ar氣的熱焓低，價(jià)格昂貴。氣體流量大小直接影響等離子焰流的熱焓和流速，從而影響噴涂效率，涂層氣孔率和結(jié)合力等。流量過(guò)高，則氣體會(huì)從等離子射流中帶走有用的熱，并使噴涂粒子的速度升高，減少了噴涂粒子在等離子火焰中的“滯留”時(shí)間，導(dǎo)致粒子達(dá)不到變形所必要的半熔化或塑性狀態(tài)，結(jié)果是涂層粘接強(qiáng)度、密度和硬度都較差，沉積速率也會(huì)顯著降低；相反，則會(huì)使電弧電壓值不適當(dāng)，并大大降低噴射粒子的速度。極端情況下，會(huì)引起噴涂材料過(guò)熱，造成噴涂材料過(guò)度熔化或汽化，引起熔融的粉末粒子在噴嘴或粉末噴口聚集，然后以較大球狀沉積到涂層中，形成大的空穴。

②電弧的功率：電弧功率太高，電弧溫度升高，更多的氣體將轉(zhuǎn)變成為等離子體，在大功率、低工作氣體流量的情況下，幾乎全部工作氣體都轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚缘攘Ｗ恿?，等粒子火焰溫度也很高，這可能使一些噴涂材料氣化并引起涂層成分改變，噴涂材料的蒸汽在基體與涂層之間或涂層的疊層之間凝聚引起粘接不良。此外還可能使噴嘴和電極燒蝕。而電弧功率太低，則得到部分離子氣體和溫度較低的等離子火焰，又會(huì)引起粒子加熱不足，涂層的粘結(jié)強(qiáng)度，硬度和沉積效率較低。

③供粉：供粉速度必須與輸入功率相適應(yīng)，過(guò)大，會(huì)出現(xiàn)生粉（未熔化），導(dǎo)致噴涂效率降低；過(guò)低，粉末氧化嚴(yán)重，并造成基體過(guò)熱。送料位置也會(huì)影響涂層結(jié)構(gòu)和噴涂效率，一般來(lái)說(shuō)，粉末必須送至焰心才能使粉末獲得最好的加熱和最高的速度。

④噴涂距離和噴涂角：噴槍到工件的距離影響噴涂粒子和基體撞擊時(shí)的速度和溫度，涂層的特征和噴涂材料對(duì)噴涂距離很敏感。噴涂距離過(guò)大，粉粒的溫度和速度均將下降，結(jié)合力、氣孔、噴涂效率都會(huì)明顯下降；過(guò)小，會(huì)使基體溫升過(guò)高，基體和涂層氧化，影響涂層的結(jié)合。在機(jī)體溫升允許的情況下，噴距適當(dāng)小些為好。

噴涂角：指的是焰流軸線與被噴涂工件表面之間的角度。該角小于45度時(shí)，由于“陰影效應(yīng)”的影響，涂層結(jié)構(gòu)會(huì)惡化形成空穴，導(dǎo)致涂層疏松。

⑤噴槍與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度：噴槍的移動(dòng)速度應(yīng)保證涂層平坦，不出線噴涂脊背的痕跡。也就是說(shuō)，每個(gè)行程的寬度之間應(yīng)充分搭疊，在滿足上述要求前提下，噴涂操作時(shí)，一般采用較高的噴槍移動(dòng)速度，這樣可防止產(chǎn)生局部熱點(diǎn)和表面氧化。⑥基體溫度控制：較理想的噴涂工件是在噴涂前把工件預(yù)熱到噴涂過(guò)程要達(dá)到的溫度，然后在噴涂過(guò)程中對(duì)工件采用噴氣冷卻的措施，使其保持原來(lái)的溫度。近幾年來(lái)，在等離子噴涂的基礎(chǔ)上又發(fā)展了幾種新的等離子噴涂技術(shù)，如：

3、真空等離子噴涂（又叫低壓等離子噴涂）

真空等離子噴涂是在氣氛可控的，4～40Kpa的密封室內(nèi)進(jìn)行噴涂的技術(shù)。因?yàn)楣ぷ鳉怏w等離子化后，是在低壓氣氛中邊膨脹體積邊噴出的，所以噴流速度是超音速的，而且非常適合于對(duì)氧化高度敏感的材料。

4、水穩(wěn)等離子噴涂

前面說(shuō)的等離子噴涂的工作介質(zhì)都是氣體，而這種方法的工作介質(zhì)不是氣而是水，它是一種高功率或高速等離子噴涂的方法，其工作原理是：噴槍內(nèi)通入高壓水流，并在槍筒內(nèi)壁形成渦流，這時(shí)，在槍體后部的陰極和槍體前部的旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極間產(chǎn)生直流電弧，使槍筒內(nèi)壁表面的一部分蒸發(fā)、分解，變成等離子態(tài)，產(chǎn)生連續(xù)的等離子弧。由于旋轉(zhuǎn)渦流水的聚束作用，其能量密度提高，燃燒穩(wěn)定，因此，可噴涂高熔點(diǎn)材料，特別是氧化物陶瓷，噴涂效率非常高。

四 電熱法

1、電爆噴涂：在線材兩端通以瞬間大電流，使線材熔化并發(fā)生爆炸。此法專用來(lái)噴涂氣缸等內(nèi)表面。

2、感應(yīng)加熱噴涂：采用高頻渦流把線材加熱，然后用高壓氣體霧化并加速的噴涂方法。

3、電容放電加熱：利用電容放電把線材加熱，然后用高壓氣體霧化并加速的噴涂方法。

五 激光法

把高密度能量的激光束朝著接近于零件的基體表面的方向直射，基體同時(shí)被一個(gè)輔助的激光加熱器加熱，這時(shí)，細(xì)微的粉末以傾斜的角度被吹送到激光束中。圖11 激光噴涂

熔化粘結(jié)到基體表面，形成了一層薄的表面涂層，與基體之間形成良好的結(jié)合（噴涂環(huán)境可選擇大氣氣氛或惰性氣體氣氛，或真空下進(jìn)行）。

第二篇：合成氨工藝簡(jiǎn)介

合成氨工藝控制方案總結(jié)

一 合成氨工藝簡(jiǎn)介

中小型氮肥廠是以煤為主要原料，采用固定層間歇?dú)饣ㄖ圃旌铣砂痹蠚?。從原料氣的制備、凈化到氨的合成，?jīng)過(guò)造氣、脫硫、變換、碳化、壓縮、精煉、合成等工段。工藝流程簡(jiǎn)圖如下所示：

該裝置主要的控制回路有：（1）洗滌塔液位；

（2）洗滌氣流量；（3）合成塔觸媒溫度；（4）中置鍋爐液位；（5）中置鍋爐壓力；（6）冷凝塔液位；（7）分離器液位；（8）蒸發(fā)器液位。

其中觸媒溫度控制可采用全系數(shù)法自適應(yīng)控制，其他回路采用PID控制。

二 主要控制方案

（一）造氣工段控制

工藝簡(jiǎn)介：

固定床間歇?dú)饣ㄉa(chǎn)水煤氣過(guò)程是以無(wú)煙煤為原料，周期循環(huán)操作，在每一循環(huán)時(shí)間里具體分為五個(gè)階段；(1)吹風(fēng)階段約37s；(2)上吹階段約39s；(3)下吹階段約56s；(4)二上吹階段約12s；(5)吹凈階段約6s.l、吹風(fēng)階段

此階段是為了提高爐溫為制氣作準(zhǔn)備的。這一階段時(shí)間的長(zhǎng)短決定爐溫的高低，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，爐溫過(guò)高；時(shí)間過(guò)短，爐溫偏低并且都影響發(fā)氣量，爐溫主要由這一階段控制。般工藝要求此階段的操作時(shí)間約為整個(gè)循環(huán)周期的18％左右。

2、上吹加氮制氣階段

在此階段是將水蒸汽和空氣同時(shí)加入?？諝獾募尤朐黾恿藲怏w中的氮?dú)夂浚钦{(diào)節(jié) H2/N2的主要手段。但是為了保證造氣爐的安全該段時(shí)間最多不超過(guò)整個(gè)循環(huán)周期的26％。

3、上吹制氣階段

該階段與上吹加氯制氣總時(shí)間為整個(gè)循環(huán)的32％，隨著上吹制氣的進(jìn)行下部爐溫逐漸下降，為了保證爐況和提高發(fā)氣量，在此階段蒸汽的流量最好能得以控制。

4、下吹制氣階段

為了充分地利用爐頂部高溫、提高發(fā)氣量，下吹制氣也是很重要的一個(gè)階段。這段時(shí)間 約占整個(gè)循環(huán)的40％左右。

5、二次上吹階段

為了確保生產(chǎn)安全，造氣爐再度進(jìn)行吹風(fēng)升溫之前，須把下吹制氣時(shí)留在爐底及下部管 道中的半水煤氣吹凈以防不測(cè)，故進(jìn)行第二次上映。這段時(shí)間約占7％左右。

6、吹凈階段

這段時(shí)間主要是回收上行煤氣管線及設(shè)備內(nèi)的半水煤氣。約占整個(gè)循環(huán)的3％。該階段是由吹風(fēng)管路送風(fēng)，該段時(shí)間的長(zhǎng)短直接影響H2/N2.該控制系統(tǒng)是一個(gè)較復(fù)雜的時(shí)變、間歇、非線性、大滯后控制系統(tǒng)。故將該系統(tǒng)設(shè)計(jì)為串級(jí)控制。

造氣爐的工作方式分為開(kāi)車、停車、正常造氣、升溫和制惰等五種方式。每臺(tái)造氣爐需要控制15個(gè)電磁閥，為了防止多臺(tái)爐同時(shí)進(jìn)入吹風(fēng)階段而引起爭(zhēng)風(fēng)搶汽觀象，各臺(tái)爐之間必須進(jìn)行吹風(fēng)排隊(duì)順序控制。

控制方案：

1、造氣工段H2/N2控制方案

造氣工段是通過(guò)加減氮操作來(lái)進(jìn)行氫氮比控制的，而加減氮操作又是通過(guò)調(diào)節(jié)上下吹加氮時(shí)間和吹風(fēng)回收時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此，該控制系統(tǒng)最終得到的控制量要轉(zhuǎn)化為上下吹加氮時(shí)間或吹風(fēng)回收時(shí)間。本系統(tǒng)的氫氮比控制采用調(diào)節(jié)吹風(fēng)回收時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)。

在合成氨生產(chǎn)過(guò)程中，影響氫氮比的主要干擾來(lái)源是造氣、脫硫兩個(gè)環(huán)節(jié)，這部分僅有較小的滯后，所以對(duì)脫硫制氫采用PID閉環(huán)控制和較高的采樣頻率，這是控制的內(nèi)環(huán)。然后將造氣脫硫與變換、脫碳、精煉及合成組成一個(gè)廣義外環(huán)，采用預(yù)測(cè)控制進(jìn)行控制，這是控制的外環(huán)。可選作控制量的參數(shù)有：脫硫氫、變換氫、補(bǔ)充氫和循環(huán)氫，這四個(gè)氫值之間的波動(dòng)有一個(gè)時(shí)間差，脫硫氫到變換氫大約有5min，變換氫到補(bǔ)充氫大約有15min,再由補(bǔ)充氫到循環(huán)氫又有20min，而且補(bǔ)充氫與循環(huán)氫之間存在積分關(guān)系，補(bǔ)充氫中氫氮比的微小變化就會(huì)造成循環(huán)氫中氫的增加與減小，即穩(wěn)定的補(bǔ)充氫并不能保證循環(huán)氫的穩(wěn)定。而循環(huán)氫是生產(chǎn)過(guò)程最終階段的信號(hào)，所以采用循環(huán)氫作為主調(diào)節(jié)參數(shù)，并選擇脫硫氫作為副調(diào)參數(shù)，以克服循環(huán)氫巨大的滯后。

2、H2/N2調(diào)節(jié)方法

采用改變加氮空氣量的方法調(diào)節(jié)H2/N2，在上吹和下吹階段設(shè)置用／否加氮軟手動(dòng)開(kāi)關(guān)決定是否啟用加氮空氣，同時(shí)采用上／下加氮調(diào)節(jié)閥來(lái)改變加氮空氣量，其次可以通過(guò)調(diào)整 吹凈時(shí)間的方法來(lái)調(diào)整H2／N2，同時(shí)還采用打吹凈軟開(kāi)關(guān)確定在吹風(fēng)階段是否提前關(guān)閉煙囪閥，以輔助調(diào)節(jié)H2/N2.（三）CO變換工段控制

工藝簡(jiǎn)介：工藝流程圖如下：

中溫變換護(hù)的正常操作應(yīng)該是將各段催化劑的溫度控制在適宜的范圍內(nèi)，以充分發(fā)揮催化劑的活性。同時(shí)用最低的蒸汽消耗實(shí)現(xiàn)最高的CO變換率。影響中變爐催化劑床層溫度變化的因素很多，如蒸汽的加入量、蒸汽的溫度、進(jìn)入催化劑前反應(yīng)氣體的溫度、反應(yīng)氣體的組成以及生產(chǎn)負(fù)荷等。

該工段主要的控制系統(tǒng)主要有：中變爐入口溫度定值控制，入中變護(hù)蒸汽流量定值控制，入中變滬中段蒸汽流量定值控制，中變爐下段溫度控制等。（1）中變爐人口溫度定值控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)是通過(guò)控制中變爐的入口溫度來(lái)穩(wěn)定上段催化劑的溫度。選中變爐人口氣體的溫度作為被控變量，操作變量為中溫?fù)Q熱器的半水煤氣副線流量。

其主要干擾因素有：半水煤氣流量，半水煤氣溫度，蒸汽流量，蒸汽溫度，變換氣溫度等。

在這個(gè)系統(tǒng)中，中變爐人口溫度是根據(jù)生產(chǎn)要求由人工設(shè)定，當(dāng)受到干擾使該溫度偏離沒(méi)定值時(shí)，通過(guò)改變中溫?fù)Q熱器副線流量來(lái)維持其入口溫度的穩(wěn)定。

（2）入爐蒸汽流量定值控制

控制流程圖如下：

被控變量和操作變量均為與煤氣混合的蒸汽流量。其主要干擾因素是蒸汽的溫度和蒸汽管網(wǎng)的壓力。求由人工設(shè)定，通過(guò)改變蒸汽流量調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度來(lái)維持蒸汽流量的穩(wěn)定。當(dāng)生產(chǎn)負(fù)荷變動(dòng)或其它干擾因索引起中變爐上段催化劑溫度發(fā)生變化而需要改變?nèi)霠t的蒸汽量時(shí)，只能通過(guò)人工調(diào)整系統(tǒng)的設(shè)定值來(lái)實(shí)現(xiàn)，可見(jiàn)該系統(tǒng)不能自動(dòng)跟蹤生產(chǎn)負(fù)荷，亦不能按照上段催化劑溫度的變化來(lái)自動(dòng)控制所需的蒸汽量。

（3）

中變爐中段蒸汽流量定值控制

（六）氨合成工段控制

在合成氨生產(chǎn)中，合成塔人塔氣體的氫氣與氮?dú)獾谋壤枪に嚿弦粋€(gè)極為重要的控制指標(biāo)。氫氯比合格率對(duì)于全廠生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定、提高產(chǎn)量和降低原料及能源消耗起著重要作用，氫氮比的過(guò)高或過(guò)低，都會(huì)直接影響合成效率，導(dǎo)致合成系統(tǒng)超壓放空，使合成氨產(chǎn)量減少，消耗增加。但合成氨氫氮比對(duì)象是一個(gè)純滯后和容積滯后大，無(wú)自衡能力和時(shí)變的工藝過(guò)程，所以氫氮比控制是氨合成工段的主要控制對(duì)象。

方案一：

采用變比控制方案，對(duì)負(fù)荷變化和加氮空氣量進(jìn)行預(yù)測(cè)控制其工作框圖如下：

原料氣中各有效成分分析合成總的含H2量作為主物料信號(hào)，乘上一個(gè)比值系數(shù)K,就作為空氣調(diào)節(jié)閥的輸入信號(hào)，驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)閥以得到所需要的與總含H2成比例的N2量。如果由于某種因素使H2/N2比值偏離給定值，就通過(guò)調(diào)節(jié)器GC輸出信號(hào)修正比值系數(shù)K,使H2/N2比回到給定值上來(lái)。對(duì)于空氣流量的干擾，設(shè)置一個(gè)副環(huán)，構(gòu)成串級(jí)控制，對(duì)空氣的測(cè)量，采用壓力和溫度的補(bǔ)償。

方案2 預(yù)測(cè)加PID控制方案

上述方案由兩個(gè)回路組成：內(nèi)回路是由造氣到脫磕和可調(diào)控制器組成的線性反饋回 路；外回路由變換到精煉和通推參數(shù)估計(jì)器及校正器組成。

方案3 預(yù)測(cè)＋PID串級(jí)控制方案

氫氮比通過(guò)改變二段爐的空氣量來(lái)調(diào)節(jié)，針對(duì)被控對(duì)象的特點(diǎn)，本文采用多步MAC 預(yù)測(cè)控制算法、PID算法及前饋調(diào)節(jié)相結(jié)合的控制規(guī)律構(gòu)成氫氮比前饋中級(jí)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方塊圖如下所示：

由于負(fù)荷（原料氣流量）變化是系統(tǒng)可測(cè)不可控的干擾，為此，采用前饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)，以便及時(shí)克服負(fù)荷波動(dòng)的干擾。由于空氣流量波動(dòng)大，必須采用閉環(huán)控制，空氣流量調(diào)節(jié)回路采用YS－80單回路調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)。

由于系統(tǒng)滯后時(shí)間長(zhǎng)，為了能及時(shí)克服轉(zhuǎn)化、變化工段的干擾，引入變換氫副調(diào)回路，此回路純滯后時(shí)間短，可采用PID調(diào)節(jié)；主被控對(duì)象氫氮比系統(tǒng)純滯后時(shí)間長(zhǎng)，慣性大，干擾多，因此主控器采用MAC預(yù)測(cè)控制

（八）精餾塔控制方案

工藝簡(jiǎn)介：

合成氨廠氨精餾塔是氨回收單元，以水為溶劑，吸收氨合成回路的放空氣和液氨貯槽放空氣中的氨，然后利用外部供熱使氨水溶液解吸，水作為吸收劑循環(huán)使用。其工藝流程圖如下：

由于本精餾工段受多種干擾因素如進(jìn)料量、進(jìn)料溫度、冷凝器冷卻水溫度、環(huán)境溫度變化等的影響，而且難以直接測(cè)量產(chǎn)品濃度作為被調(diào)參數(shù)，故選用間接參數(shù)溫度、壓力作為被調(diào)參數(shù)。

控制方案： 1．壓力控制

針對(duì)壓力設(shè)置了一套壓力分程調(diào)節(jié)系統(tǒng)，由PRC-10001檢測(cè)塔內(nèi)壓力，分別控制塔頂排出的情氣量和塔頂冷卻器的回水量。其調(diào)節(jié)過(guò)程為：

當(dāng)PRC-10001測(cè)量值增加時(shí)，其輸出值若在100%~50%內(nèi)，則情氣閥PV—10001A全關(guān)(F.C)，冷卻水閥PV-10001B(F．0)逐漸開(kāi)大，直至全開(kāi)，以充分冷凝氣體中的氨；若輸出值小于50％，則PV—10001B全 開(kāi)，PV—1000lA逐漸開(kāi)大，從而使塔內(nèi)壓力降低，反之亦然。以此達(dá)到塔內(nèi)壓力恒定。

2、溫度控制

由于成品氨的質(zhì)量與溫度有直接關(guān)系，液氨流量直接影響著溫度，為保證精餾塔溫度，設(shè)置一套以惰餾塔溫度TICAH—10004和液氨流量FIC—10006組成的串級(jí)系統(tǒng)。其中流星為副參數(shù)，克服影響氨水流量波動(dòng)的各種擾動(dòng)因素；以溫度為主參數(shù)，保證精餾塔溫度，其工藝控制流程圖如下：

首先，手動(dòng)調(diào)整F—10006輸出值，使得T—10004滿足工藝要求。然后，調(diào)整T—10004的給定值等于測(cè)量值，調(diào)整F—10006的設(shè)定值等于測(cè)量值。在此過(guò)程中，要保證T—10004輸出值等于F—10006，設(shè)定值。隨后將由手動(dòng)投入自動(dòng)，等穩(wěn)定后投入串級(jí)。系統(tǒng)穩(wěn)定后將T—10004由手動(dòng)投入自動(dòng)。

至此，完成了串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的投運(yùn)。

在投運(yùn)過(guò)程中，一定要注意T—10004輸出值等于F—10006設(shè)定值，投運(yùn)之前，主、副回路均應(yīng)置于手動(dòng)狀態(tài)。

第三篇：工藝收藏品簡(jiǎn)介

工藝收藏品簡(jiǎn)介

琉璃

琉璃的主要成分為SiO2（即 二氧化硅）、氧化鋁和矽(xi 硅元素的舊稱，例如＂矽肺?。⒕褪乾F(xiàn)在水泥廠因?yàn)槲敕卫锼啵ü璧幕衔铮┒鴮?dǎo)致的職業(yè)病.)加助溶劑氧化鉛。采用古代青銅脫蠟鑄造技術(shù)純手工加工制造，經(jīng)過(guò)十多道手工工藝制造流程的精修細(xì)磨，在高溫1000℃以上的火爐上將水晶琉璃母石熔化而自然流向凝聚成高貴華麗、天工自拙的琉璃。其色彩流云漓彩、美輪美奐；其品質(zhì)晶瑩剔透、光彩奪目。琉璃被譽(yù)為中國(guó)五大名器之首！

骨雕

骨雕，以骨骼作為載體的雕刻藝術(shù)，以牛骨、駱駝骨、烏賊魚骨等動(dòng)物骨骼為原料進(jìn)行雕刻和磨制，通常也指雕刻和磨冶成的雕塑工藝品。

瓷器 凡是用瓷土燒制而成的器物就叫瓷器。瓷器是一種由瓷石、高嶺土、石英石、莫來(lái)石等組成，外表施有玻璃質(zhì)釉或彩繪的物器。瓷器的成形要通過(guò)在窯內(nèi)經(jīng)過(guò)高溫（約1280℃-1400℃）燒制，瓷器表面的釉色會(huì)因?yàn)闇囟鹊牟煌瑥亩l(fā)生各種化學(xué)變化。燒結(jié)的瓷器胎一般僅含3%不到的鐵元素，且不透水，因其較為低廉的成本和耐磨不透水的特性廣為世界各地的民眾所使用，是漢文明展示的瑰寶。

陶器 用黏土或陶土經(jīng)捏制成形后燒制而成的器具。陶器歷史悠久，在新石器時(shí)代就已初見(jiàn)簡(jiǎn)單粗糙的陶器。陶器在古代作為一種生活用品，在現(xiàn)在一般作為工藝品收藏。

紫砂

紫砂是一種炻(shi)器，是一種介于陶器與瓷器之間的陶瓷制品，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)致密，接近瓷化，強(qiáng)度較大，顆粒細(xì)小，斷口為貝殼狀或石狀，但不具有瓷胎的半透明性。宜興紫砂器胎質(zhì)具有這種特性，而且，于器表光挺平整之中，含有小顆粒狀的變化，表現(xiàn)出一種砂質(zhì)效果。

青銅 青銅，是鉛、銅和錫的合金，青銅具有熔點(diǎn)低、硬度大、可塑性強(qiáng)、耐磨、耐腐蝕、色澤光亮等特點(diǎn)，適用于鑄造各種器具、機(jī)械零件、軸承、齒輪等。青銅器的類別中食器、酒器、水器、樂(lè)器、兵器，這五類是最主要的、最基本的。水晶

水晶（rock crystal），稀有礦物，寶石的一種，石英結(jié)晶體，在礦物學(xué)上屬于石英族，主要化學(xué)成份是二氧化硅，化學(xué)式為SiO2。純凈時(shí)形成無(wú)色透明的晶體，當(dāng)含微量元素Al、Fe等時(shí)呈紫色、黃色、茶色等，經(jīng)輻照微量元素形成不同類型的色心，產(chǎn)生不同的顏色，如 紫色、黃色、茶色、粉色等。含伴生包裹

體礦物的被稱之為包裹體水晶，如發(fā)晶、綠幽靈等，內(nèi)包物為金紅石、電氣石、陽(yáng)起石、云母、綠泥石等。

第四篇：工藝簡(jiǎn)介及其說(shuō)明

工藝簡(jiǎn)介及其說(shuō)明：

1.本工藝主目的： 銅件酸洗鈍化及噴漆前預(yù)處理.2.除油粉與水配方為1：50，加熱至60-80度，再經(jīng)2道清水清洗

3.酸洗初始配方為：硫酸：硝酸：水：鹽酸＝65：25：15：2ml/l 補(bǔ)始配方量為65L硫酸，25L硝酸，15L水，200ml鹽酸

每周補(bǔ)充量為硫酸：硝酸＝2：1每次添加量＝20L硫酸：10L硝酸

每年工作200天，每天4小時(shí)

4.酸洗后再經(jīng)二道清水清洗。清水要溢滿流出250L/h.5.鈍化劑為環(huán)保型，配方為1：15

6.再經(jīng)一道清水清洗及一道熱水清洗（加熱至60度）然后吹干.7.酸洗槽平均容積為0.21m3（長(zhǎng)0.7m×寬0.5 m×高0.6 m）

8.酸洗采用自動(dòng)回收凈化系統(tǒng)。每日可凈化8000kg水，最大回收量是2000kg。每月重新補(bǔ)充新水，舊水經(jīng)凈化達(dá)標(biāo)后方可排放。

第五篇：主要煉油工藝簡(jiǎn)介

主要煉油工藝簡(jiǎn)介

常壓蒸餾和減壓蒸餾

常壓蒸餾和減壓蒸餾習(xí)慣上合稱常減壓蒸餾，常減壓蒸餾基本屬物理過(guò)程。原料油在蒸餾塔里按蒸發(fā)能力分成沸點(diǎn)范圍不同的油品（稱為餾分），這些油有的經(jīng)調(diào) 合、加添加劑后以產(chǎn)品形式出廠，相當(dāng)大的部分是后續(xù)加工裝置的原料，因此，常減壓蒸餾又被稱為原油的一次加工。包括三個(gè)工序：原油的脫鹽、脫水 ；常壓蒸餾；減壓蒸餾。

原油的脫鹽、脫水

又稱預(yù)處理。從油田送往煉油廠的原油往往含鹽（主要是氯化物）、帶水（溶于油或呈乳化狀態(tài)），可導(dǎo)致設(shè)備的腐蝕，在設(shè)備內(nèi)壁結(jié)垢和影響成品油的組成，需 在加工前脫除。常用的辦法是加破乳劑和水，使油中的水集聚，并從油中分出，而鹽份溶于水中，再加以高壓電場(chǎng)配合，使形成的較大水滴順利除去。

催化裂化

催化裂化是在熱裂化工藝上發(fā)展起來(lái)的。是提高原油加工深度，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)汽油、柴油最重要的工藝操作。原料范主要是原油蒸餾或其他煉油裝置的350 ~ 540℃餾分的重質(zhì)油，催化裂化工藝由三部分組成：原料油催化裂化、催化劑再生、產(chǎn)物分離。催化裂化所得的產(chǎn)物經(jīng)分餾后可得到氣體、汽油、柴油和重質(zhì)餾分油。有部分油返

回反應(yīng)器繼續(xù)加工稱為回?zé)捰?。催化裂化操作條件的改變或原料波動(dòng)，可使產(chǎn)品組成波動(dòng)。

催化重整

催化重整（簡(jiǎn)稱重整）是在催化劑和氫氣存在下，將常壓蒸餾所得的輕汽油轉(zhuǎn)化成含芳烴較高的重整汽油的過(guò)程。如果以

80~180℃餾分為原料，產(chǎn)品為高辛烷值汽油；如果以60~165℃餾分為原料油，產(chǎn)品主要是苯、甲苯、二甲苯等芳烴，重整過(guò)程副產(chǎn)氫氣，可作為煉油廠加氫操作的氫源。重整的反應(yīng)條件是：反應(yīng)溫度為490~525℃，反應(yīng)壓力為1~2兆帕。重整的工藝過(guò)程可分為原料預(yù)處理和重整兩部分。

加氫裂化

是在高壓、氫氣存在下進(jìn)行，需要催化劑，把重質(zhì)原料轉(zhuǎn)化成汽油、煤油、柴油和潤(rùn)滑油。加氫裂化由于有氫存在，原料轉(zhuǎn)化的焦炭少，可除去有害的含硫、氮、氧的化合物，操作靈活，可按產(chǎn)品需求調(diào)整。產(chǎn)品收率較高，而且質(zhì)量好。

延遲焦化

它是在較長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間下，使原料深度裂化，以生產(chǎn)固體石油焦炭為主要目的，同時(shí)獲得氣體和液體產(chǎn)物。延遲焦化用的原料主要是高沸點(diǎn)的渣油。延遲焦化的主要操作條件是：原料加熱后溫度約

500℃，焦炭塔在稍許正壓下操作。改變?cè)虾筒僮鳁l件可以調(diào)整汽油、柴油、裂化原料油、焦炭的比例。

煉廠氣加工

原油一次加工和二次加工的各生產(chǎn)裝置都有氣體產(chǎn)出，總稱為煉廠氣，就組成而言，主要有氫、甲烷、由2個(gè)碳原子組成的乙烷和乙烯、由3個(gè)碳原子組成的丙烷和丙烯、由4個(gè)碳原子組成的丁烷和丁烯等。它們的主要用途是作為生產(chǎn)汽油的原料和石油化工原料以及生產(chǎn)氫氣和氨。發(fā)展煉油廠氣加工的前提是要對(duì)煉廠氣先分離后利用。煉廠氣經(jīng)分離作化工原料的比重增加，如分出較純的乙烯可作乙苯； 分出較純的丙烯可作聚丙烯等。