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渗碳淬火炉安全操作规程


渗碳淬火炉安全操作规程 渗碳淬火炉安全操作规程
一、适用炉型:UNICASE 可控气氛箱式多用炉 适用炉型 目的:由于生产工艺的需要,用可控气氛炉作业的大多数气体含有易燃、易爆气体和有毒 二、目的 成分,炉子作业过程中,若组织管理不善,以及人为操作失误,如蛮干,缺乏安全意识, 就会发生危害事故,为了使我们能够合理、有效、安全的使用该设备,特制定本规程。本 规程融合了各种

公认的安全条例,采纳了设备使用者的操作经验,专业技术人员和专家的 意见,但科学是无止境的,个人的经验是有限的,本规程不能算是最完善的规程,希望在 今后的使用过程中,给我们多提宝贵意见和实践经验,以帮助我们不断进步和完善。 三、相关爆炸原理概述 同时存在易燃物、充足的氧气,且混合比在爆炸极限范围内,则形成爆炸性气氛,遇 有足够能量的火源时,即发生爆炸。此时,物质的变化不仅急剧增速,并在短时间内释放 出大量能量。 1、具有足够能量的火源可以是 、具有足够能量的火源可以是: A.赤热的炉膛、加热元件; B.加热后的工件; C.机械部件转动引起的火花; D.火帘、引火咀等外部明火; E.具有引火或催化作用的物质,如碳黑、硫磺或粉碎的金属; F.引火或催化的物质甚至在高温下能够触发氧与易燃保护气起化学反应并导致自燃; G.由静电放电产生的电弧; H.炉子附近的引火源,如切割、焊接、铁器碰撞,吸烟引起的火花。 、 爆炸性气氛可能产生于 2、爆炸性气氛可能产生于: A.生产过程中,滴注剂量减少或中断时,导致空气进入炉内与残余可燃气氛混合; B.炉温低于 750℃时,但仅仅因为工艺原因,如装进一批冷料而引起的炉温低于安全温 度,而炉壁或热元件仍保持着安全温度时除外。 C.在热处理工艺的开始或结束阶段,炉内气氛由气体改变为空气时,反之亦然。 D.当炉膛冷却下来,有可能使空气渗入炉内; E.在开启、关闭炉门时,空气渗入炉内; F.不可预料的以及与工艺无关的因素。 不同的热处理设备,有关安全的注意要求有具体的特点, 四、不同的热处理设备,有关安全的注意要求有具体的特点,现针对本公司 UNICASE 系列特 定炉型的安装操作维修,进行有关的强调说明,当然, 定炉型的安装操作维修,进行有关的强调说明,当然,有关内容在设备与操作使用说明中已 有体现。在此,再次特别提请注意: 有体现。在此,再次特别提请注意 1、设备的现场安装 、 二次管线系统的安装中,输送可燃气的管线,尽可能不安放在地下室、地道和坑内在难 以避免时,应将地道填充砂子,地道应位于容易看到并且便于出入处,以便查漏和维修。 在设备附近,应当避免供应和消耗易燃和有毒气体的装置中出现高压。 所有易燃气体管线必须有能供入非可燃气冲刷的接口。 用于输送甲醇、 丙烷、 液化气等易燃有害物质的管线, 应避开易遭受火灾和剧热的地带。 须用油漆或信号给各管道加以标志,以示区别,标志应当十分清楚,便于识别,且不要 使用易燃材料做标志。 2、加热炉开炉升温 、 2.1 关于安全升温 所谓的安全不仅是人身的安全还包括设备自身安全,其中升温合理与否将直接影响设备 的使用寿命,特别是炉膛的使用寿命。为此我们特制定设备升温操作规程。 (1)升温操作规程
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A.接通控制柜内所有空气开关; B.将温控仪数字选择开关拨到指定的程序并确认该程序为升温程序; C.接通控制柜上的记录仪电源,使其正常记录; D.将控制柜上的加热炉搅拌风扇马达的选择开关置于“手动”位置,并确认该指示灯 亮; E.接通搅拌风扇轴承水冷套的冷却水; F.确认防危温度仪的上限温度为 1000℃,下限温度为 0℃; G.将温度控制按钮开关接通,打开“处理开始”按钮,确认温控仪执行升温工艺; H.当温度超过 700℃时,将防危温度仪下限温度设定为 700 此规程适用停炉时间长、炉温低于 300℃的场合 (2)事先应将升温程序输入到指定的程序,低温升温工艺为: 920℃ 600℃ 保持 300℃ 1 小时 1 小时 (3)如停炉时间较短 300℃(炉温 600℃时) ,应采用另一种升温工艺,其工艺为: 920℃ 保持 600℃ 1 小时 2.2 升温操作规程解说: (1)搅拌风扇的作用: 由于箱式炉其加热元件一般分布在炉膛两侧和炉床底部,气体从炉顶通入,为了使 炉内温度、气氛均匀,故而采用搅拌风扇。假如没有搅拌风扇或搅拌装置不工作,可能 会导致炉风局部温度上升过高,炉衬热胀冷缩不一致,严重影响炉衬寿命,另外炉内温 度、气氛不均匀也将直接影响产品质量。 (2)防危温度仪的作用: 在箱式多用炉上共有 2 根测温热电偶,一根接在温控仪上,另一根接在防危温度仪 上。在正常生产中,如由于跳闸或其他原因导致加热元件不能正常工作而工作人员未能 及时发现,一旦炉温降到 700℃以下,防危温度仪会发出报警信号,提醒工作人员。如炉 温超过允许使用最高温度,同样也会发出报警,并自动切断加热电源。 一般防危温度仪上限放在设备允许使用最高温度值加上 50℃的位置, 假如设备允许 使用温度为 950℃,则上限设定在 1000℃。下限温度设定在 700℃位置,其原因在 2.2 中 将作详细叙述。 2.3 为什么要阶梯状升温: 由于炉衬、加热控温元件、气氛控制元件等都怕冷急热,采用阶梯升温可以有效延长 其使用寿命。 3.加热炉到预定温度后滴注封门 . 3.1 滴注封门 箱式多用炉一般使用的滴注剂、富化气、封门气为甲醇、丙酮、乙醇、丙烷、丁烷、 氨气、液化气、天然气等,这一类原料都是易燃易爆品,正确使用、合理存放是安全的 关键。 3.1.1 滴注封门操作规程 当炉风温度达到 920℃,确认保持 10 分钟后方可进行滴注封门操作。 (1) 确认“火帘”选择开关在断开状态后(这一点非常重要) ,打开操作柜的控制开关; (2) 打开炉体封门气总球阀及分球阀; (3) 点燃火炬,打开引火杆的阀门,并用火炬点燃引火杆,然后把引火杆放在中门下
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方的链轨上方; (4) 确认滴注罐中的滴注剂量充足; (5)打开滴注罐上氮气加压阀及滴注剂输送管路的阀门,氮气压送压力为 0.04~0.05Mpa; (6)打开滴注剂的流量计阀门、调整流量到工作范围(此流量根据炉子型号而定,炉子 的型号不同,其炉容积不同,流量也不同) ,开始滴注; (7)打开控制柜上流量报警的电源开关,并确认该指示灯亮; (8)打开油槽搅拌马达,并将油槽温度控制接通,确认其正常工作; (9)大约一刻钟后,确认中门下方链轨处火焰充分燃烧; (10)用引火杆检查中门四周是否泄漏,如泄漏需停炉调整中门; (每次停炉前务必检查 中门是否泄漏,如泄漏则记录漏气位置,炉冷后调整。 ) (11)确认中门不漏火,关闭引火杆阀门,并取出引火杆; (12)拔去前门安全插销; (13)将操作台上的选择开关打向“手动” ,确认炉前没有人, (注:无论何时一旦操作火 帘开关,均需确认炉前没有人)在操作台上接通火帘开关,火帘燃烧,保持 1~2 分 钟; (14)关闭前门气缸空气管路上的球阀; (15)在操作台上按“前门关按钮” ; (16)稍打开前门气缸空气管路上的球阀,使前门关下一半,关闭球阀保持 1~2 分钟,然 后再用同样的方法使炉门降到 3/4 处,保持 1~2 分钟,最后全部关闭,此时空气管路 球阀应为全开; (17)把富化气(丙,丁烷或丙酮等)开关打向手动,调整流量到工作范围的上限开始 补渗; (补渗完成后,再把流量调至正常位置,并把电磁阀开关转向自动状态) ; (18)将控制柜上防危温度仪的下限温度设定为 700℃; (19)2~3 小时后,氧探头分析系统手动烧碳一次; (20)选择工艺程序,把“处理开始”开关打向“自动”状态,投入正常生产。 注:前门关闭后,若发现排出炉气不能正常燃烧,且前门小门处有“大喘气”现象,说 明前室仍有大量空气存在,封门不充分,需重新打开前门,重复(13)(14)(15) 、 、 、 (16)步骤。 一般刚刚封门后前门小门处有火苗不稳定燃烧,可能还有轻微“喘气”现象,五分 钟后就有气氛在小门燃烧,封住小门。 3.1.2 滴注封门操作规程解述 (1)引火烧嘴的作用 A.点燃火帘 B.点燃炉内排出的废气,防止废气排到生产现场,影响人的身体健康。同时用火焰 封住小门,防止空气进入前室。 (2)火帘的作用 产品进出前室时,前门需打开,为防止空气进到前室,故而通过火帘封住前门,防 止空气混入前室,产生不安全因素。 火帘控制按钮为“开”的状态,指示灯“亮” ,停炉时为“关”的状态,指示灯熄 灭。 (3)封门前为什么要确认火帘开关在断开状态 火帘动作电磁阀跟“前门开”动作是联动的,火帘在接通的情况下,一但打开前门, 火帘开关就自动工作。在封门前假如火帘开关在接通状态,此时操作人员点燃引火 嘴时,容易烧伤。 (4)火杆的作用 封门前引火杆点燃放在中门链轨上方,其目的是燃烧炉内产生的废气,防止废气
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进入车间,对人体造成伤害,另外引火杆也用来检查中门是否泄漏。 (5)流量报警的作用 甲醇滴注流量计上装有流量报警。因为一旦甲醇没有流量,短时间内可能没有什么 影响,但时间一长有可能导致炉内负压,空气进入前室,引起爆炸。而流量报警的 作用是一旦甲醇没有流量,即发出报警信号,提醒工作人员检查原因。 (6)中门泄漏的危害性 中门泄漏一方面直接影响炉内产品质量,另一方面会导致中门四周钢板变形,严重 影响设备的使用寿命。 3.2 停炉 停炉方法正确与否将直接影响设备自身安全和设备的使用寿命,正确停炉是安全操 作规程中重要内容之一。 3.2.1 停炉操作规程 (1)确认炉温在 850℃左右,油温应小于正常淬火温度减 20℃,切断加热炉温度控制 按钮和油槽温度控制按钮; (2)在控制柜上切断流量报警电源; (3)在控制柜上,将富化气和氨气转换开关打向断开状态; (4)关闭富化气和氨气流量计; (5)关闭滴注剂流量计(注意:带有手动装置的电磁阀,正常情况下,禁止把它置于 手动位置,停炉时务请再次确认所有电磁阀处于自动状态,以便停电后自动关闭) ; (6)将滴注剂罐上的氨气和滴注剂的输送阀门全部关闭; (7)切断加热炉加热元件空气开关,油槽加热元件空气开关; (8)在操作台上,将操作开关打向“手动” ; (9)在操作台上,按下“前门开”按钮,确认该指示灯亮; (10)在操作台上,断开“火帘”选择开关,此时,火帘熄灭,前室烧碳,检查中门 四周是否泄漏并做好记录,以便冷却后调整; (11)在操作台上,按下“中门开”按钮,确认该指示灯亮,保持 20 秒钟; (12)在操作台上,按下“中门关”按钮,确认该指示灯亮,保持 10 秒钟,在打开中 门,重复进行该动作,直到加热室的废气烧尽,关上中门; (13)关闭引火嘴及封门气总阀门; (14)将防危仪下限指针设定 0℃; (15)关闭记录仪电源开关; (16)关闭操作柜上空气开关(注意:关闭前再次确认火帘开关已断开) ; (17)关闭所有气体总阀门及管道上各分阀门; (18)插好前门安全销 此时保持炉膛搅拌风扇旋转和水冷轴套冷却水接通,直到炉温降到 300℃以下, 方可停掉搅拌风扇,炉温降到 150℃以下,可关掉冷却水。 3.2.2 停炉操作规程解述 (1)停炉时炉温为什么要在 850℃? 假如在较高的炉温下停炉,由于在烧碳过程中,废气燃烧释放出大量热量,可能 导致炉内温度急骤升高,超出炉子最高使用温度,严重影响热电偶、氧探头、炉衬 使用寿命。假如停炉时温度较低,可能导致炉内碳黑烧不干净,炉膛有碳黑,影响 后面正常生产,故而选在 850℃左右较为适宜。 (2)停炉时油温为什么小于正常淬火油温加 20℃? 主要考虑淬火油的闪点和最高使用温度,假如停炉时油温较高,前室废气燃烧时 可能导致油表面温度快速上升,超过最高使用温度,影响淬火油寿命,甚至引起火 灾,故而停炉时的油温不得超过正常淬火油温加 20℃。
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(3)在加热室烧碳过程中,中门打开时间为什么不宜过长? 由于中门打开时, 有大量空气进入炉膛和炉内废气混合并燃烧, 如燃烧时间过长, 温度升高太快,炉衬不能适应快速热胀冷缩,导致开裂,影响炉衬寿命,另外大量 的空气进入加热室会使加热元件、氧碳头、热电偶表面氧化,影响这些元件的使用 寿命。 (4)滴注剂没有完全关闭造成的危害 停炉后,如滴注剂没有完全关闭,滴注剂持续滴入炉内,炉温下降,滴注剂不能 充分分解, 一旦遇到火源, 特别是下次重新开炉升温时就有可能在加热室引起爆炸, 导致炉膛及相关元件损坏。 (5)前门安全销的作用 停炉后, 一般压缩空气都已关闭, 如安全销没有插上, 前门会自动下落关闭, 此 时假如加热室中沿有未完全燃烧废气排到前室, 在前室积聚与空气混合, 一旦达到 爆炸混合比, 并碰到明火, 即会在前室产生爆炸, 故而停炉后必须插上前门安全销, 合前门无法关闭,前室呈敞开状态。 4.正常生产过程中 . 操作人员应随时观察加热炉前门引火烧嘴正常燃烧,以及前门小门处有炉气排出正常燃 烧。定时观察设备用冷却水、甲醇、丙烷、氨气等原料的流量正常,以及确认各加热器电 流的三相平衡等。 处理品的进出炉的操作,尽量使用自动控制进行,只有在异常发生时,在设备制造厂 家有关技术人员指导下,或者对相关的手动程序和安全措施十分了解时,可以实施手动操 作,否则作停炉处理。 严禁盲目进行手动操作,造成更大的设备损坏事故,甚至人身安全事故。 . 5.设备的维修保养 维修人员因工作需要进入设备内部进行维修时,必须对相关危害性采取必要的安全措 施。 (1)入加热炉前室前,必须确认前门插销和升降机插销可靠到位,可防止停电或压缩 空气压力降低而使前门和升降机意外动作。 (2)入加热炉加热室前,必须确认炉温接近室温且加热器电源和搅拌马达与驱动器电 源处于断开状态,且可靠防止其他人员误操作,同时,确保加热室内有足够的氧气,不 含任何危险浓度的有害物质,必要时采取强制通风。 (3)切断主要的气体供应管线,并加以隔绝。 (4)有人在炉外连续监视炉内维修人员的动向,以便紧急情况下救助。 (5)焊接和切割操作时,必须注意到如着火、爆炸以及由焊接气体和电流引起的危害。 五、异常情况及事故举例分析 1、油着火 热处理生产中油着火主要是指淬火油着火,一般是由于油过热或油中含有水引起的火。 (1)油着火可能引起的因素 A. 淬火油中有水,热工件淬入后,水汽化在表面形成油沫,并着火。 B.油槽控温系统失效导致油过热。 C.油位过高,工件淬入油槽后,表面油温过高,并溢出引起着火。 D.油位过低,工件淬入油槽后,引起油过热。 E.大面积多孔零件淬入,使油过度受热并超过其闪点而着火。 F.油槽冷却系统失效,导致油过热。 G.油搅拌系统失效,导致油加热或热工件淬入油槽时,局部油过热并达到闪点。 H.升降系统下降速度过慢,导致油局部过热。 I.停炉时,油温过高,炉内废气燃烧,引起表面油过热并着火。
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(2)防止油着火安全措施 A.定期检查油中水分,或定期油加热蒸发掉油中水分。 B.定期检测油槽控温系统和冷却搅拌系统。 C.定期检查油位,确保油在正常液位。 D.在处理小零件时,要控制装炉量。 E.调整升降系统下降速度使其下降速度不小于 20cm/s。 F.停炉时,使油温预先降低到一定温度以下,再打开前门。 2.引火烧嘴由于偶然原因熄灭,但引火烧嘴所使用的可燃气体如液化气、天然气在短时中 断后,又恢复供给,但操作人员在未详细了解情况,马上冒失地重新点火,由于周围空 间已积聚了大量可燃气,有明火后立即爆炸,伤及引火人。 3.引火烧嘴由于可燃气供应不及时等原因而熄灭,不能点燃由炉内排出的废气 (H2、CO 等) ,操作者在未采取任何措施的情况下,盲目点燃火嘴,炉内废气在遇明火后, 立即会发生爆炸。 4.引火烧嘴和封门气供应不及,暂时开前门,短时停炉,但未能按规程关闭封门火帘开关。 恢复供气后,操作人员点燃小火嘴时,由于封门气也同时开启,附近积聚大量封门气如 天然气,点火时即会发生爆炸、烧伤等。 5.不知何因,例如中门长时间开启或者热工件在前室上方长时间停留,损坏前室密封,前 室除前外有漏气处,在工件淬火时,前室形成负压,空气进入炉内前室与废气混合后, 在前门遇明火爆炸。 6.停炉后,滴注剂(甲醇)关闭不严,慢慢滴注到炉内,由于炉温已低于燃点,即使有空 气,滴注剂在加热室内也无法被点燃,及时烧尽,滴注剂在炉内慢慢聚集,重新开炉升 温时,炉内滴注剂已大量聚集,加热升温到着火点后,引起爆炸。 7.开炉滴注时,由于中门上方泄漏,甲醇滴注后,在中门下方导轨处长时间甚至几小时也 无明火(正常应为十分钟左右即有明火) 。废气大量积聚于前室上方,操作人员用引火杆 点火时,会发生前室爆炸。 8.炉温低于 700℃以下,进行滴注且加热器不工作时,甲醇不能充分分解,有爆炸危险。 9.炉气大量流失,前门火焰已至中门导轨口处,此时仍关前门进行甲醇滴注,中门火熄灭 后,废气与空气混合后,在前门小火嘴处遇明火也会爆炸。 10.工件出炉淬火时,因机械或意外原因,无法全部浸入淬火油中,引起表层局部油温急 剧升高,产生大量油蒸汽。此时,严禁盲目打开前门,以免大量空气进入炉内,加剧燃 烧。应通入大流量氮气,进行洗炉,并关闭滴注剂,接通油搅拌和油循环,以降低油温。 总之,异常情况发生时,在各种场合均可用不可燃气(如氮气)冲刷炉子,并切断滴 注气源,以减少爆炸危险。应注意的是冲洗作业不能单纯以时间估算,必须监视冲洗气 的用量,故应有适当储量的冲洗气,包括允许泄漏损耗,这个储量至少为炉子容积的 5 倍。

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