热处理中炉气气体组分及碳势控制

问：

1。氮甲醇气氛的炉子加热炉炉内气氛为CO,氮气，氢气及CO2 。还有微量氧气及水蒸汽吗？（炉温930时）
2。直生式气氛加热炉炉内气氛为CO，氢气及CO2 。还有微量氧气及水蒸汽吗？（炉温930时）
3.甲醇裂解+丙酮的炉炉内气氛CO，氢气及CO2 。还有微量氧气及水蒸汽吗？（炉温930时）
以上炉内的气氛搞不太清，请业内师傅赐教。
另外关于碳势控制方面。
碳势计算是三个值的函数：CO值、温度、氧含量。有这三个值就能计算出碳势吗？
那种气氛CO值是固定的，那种气氛不是固定的？
氧探头（氧含量）+CO值+温度 测碳势
CO分析仪（CO值)+温度+氧探头（氧含量） 测碳势
另外露点仪怎么转化测碳势呢？

答：

前三个问题回答都是肯定的。至于说碳势，它是气氛渗碳能力大小的数量值。就拿氧探头来说，是同一氧化锆（球或片）对两种不同气氛（渗碳气氛和参比气）产生的电势差，对比理想状态（设定co比率为32.5%、波特率为9600状态下）计算得来的氧势值，再通过温度值计算得到相应的碳势。相信楼主应该明白哪个常量、哪个是变量了。

1 首先要明确任何可控气氛下的渗碳过程，都存在如下“水煤气反应”：
CO+H2O=CO2+H2 ………（1）
2CO+O2=2CO ………（2）
依据反应式（1），提的前三个问题答案。
2 早先的炉气“碳势”控制采用：露点仪、红外线 分析仪理论基础也都是来之反应式（1），氧探头作为传感器之理论基础为反应式（2）。因此，无论哪种仪器（方法）都不能直接测出炉气的实际碳势，而是依据化学反应式建立数学模型（或者叫关系式）计算出来的炉气碳势。
3 以氧探头为例说明，碳势的测定既然是建立在数学模型之上，就必然存在许多边界条件（或叫影响因素），而工程上应用时又不可能将各个影响因素（边界条件）都统统考虑进去，那么就要抓主要影响因素。从反应式（2）可以看出，在恒定温度下，存在三个变量，假定PCO是相对稳定的，就可以通过PO2来控制PCO2含量，也即间接控制了炉气碳势。这是目前多数炉子碳势控制系统的控制模式。更先进一些的所谓多因素控制系统，就是加进一台红外线CO分析仪，动态测定CO含量输入到数学模型中精密计算碳势（Cp）。
4 可控气氛渗碳中气体成分是没有固定的，实现动态平衡的稳定是控制的基础，所谓的“CO”固定是假定了“载气成分稳定情况下的CO理论值”。常用的数据为：Rx气CO=20%；甲醇直生式CO=32-33%；40%N2+60%CH3OH气氛中CO=18-20%。