Nowy wymiar azotowania gazowego
Seco/WarwickSeco/Warwick oferuje przełom technologiczny. Chodzi o azotowanie gazowe. Proces znany od ponad 100 lat doczekał się bowiem technologii, która w zakresie obróbki cieplnej metali cechuje się innowacyjnością. Metoda ZeroFlow wdrożona do globalnego przemysłu przez Seco/Warwick we współpracy z naukowcami z Politechniki Poznańskiej ogranicza koszty procesu i jest kilkakrotnie bardziej ekologiczna.
- Azotowanie gazowe jest jedną z popularniejszych metod obróbki cieplno-chemicznej do utwardzania powierzchni
- Azotowanie gazowe metodą ZeroFlow powoduje, że proces ten jest znacznie tańszy
- W procesie tym wykorzystuje się sam amoniak bez żadnych dodatkowych gazów
- Azotowanie gazowe tą metodą jest także dużo bardziej ekologiczne niż przy użyciu tradycyjnych metod
Powiązane firmy
Azotowanie jest jednym z najpowszechniej stosowanych procesów obróbki cieplno-chemicznej do wytwarzania powierzchniowych warstw utwardzonych. Dziś używane jest wszędzie tam, gdzie produkuje się części stalowe, np.: koła zębate, tuleje, wałki, matryce, stemple czy formy, głównie w przemysłach: maszynowym, motoryzacyjnym, lotniczym, wydobywczym czy narzędziowym itp.
Azotowanie gazowe jako współczesny proces
Historycznie zaczęło się od azotowania w czystym amoniaku, lecz napotkano trudności w kontroli i powtarzalności wyników procesu. Następnie przez ponad 100 lat, do czasów obecnych, dodawano różne gazy do amoniaku, aby proces kontrolować, zresztą z sukcesem. Współcześnie zaś do azotowania gazowego powszechnie używa się regulowanej w składzie mieszaniny amoniaku i gazów „rozrzedzających”, przede wszystkim w postaci zdysocjowanego amoniaku lub azotu, dzięki którym kontroluje się potencjał azotowy stanowiący podstawowy napęd procesu azotowania. Cechą charakterystyczną jest konieczność zapewnienia ciągłego przepływu atmosfery przez piec, czyli dopływu i odpływu. Najnowszym osiągnięciem technologicznym w tym procesie jest azotowanie gazowe metodą ZeroFlow. Pozwala ona znacznie redukować koszty procesu, a jednocześnie chronić środowisko naturalne.
Jak mówi Maciej Korecki, wynalazca i promotor nowoczesnej obróbki cieplnej, a w Grupie Seco/Warwick wiceprezes Segmentu Pieców Próżniowych, azotowanie metodą ZeroFlow jest azotowaniem gazowym na bazie amoniaku. Wyróżnia się tym, że potencjał azotowy regulowany jest poprzez wprowadzenie odpowiedniej porcji amoniaku w odpowiednim czasie i tylko amoniaku, zamiast ciągłego przepływu mieszanki amoniaku i gazu rozrzedzającego. W konsekwencji metoda ZeroFlow zużywa minimalną ilość amoniaku potrzebną do uzyskania wymaganego potencjału azotowego i uzupełnienia azotu w atmosferze, z uwzględnieniem sytuacji, kiedy to amoniak nie jest dostarczany do pieca w ogóle, brak przepływu, stąd sugestywna nazwa rozwiązania Zero (brak) Flow (przepływ).
Użycie samego amoniaku w procesie azotowania powoduje, że mamy do czynienia z reakcją stechiometryczną (w przeciwieństwie do niektórych metod tradycyjnych), czyli jednoznacznie zdefiniowaną i przewidywalną, dodatkowo, na podstawie monitorowania jednego składnika atmosfery. Dlatego proces ZeroFlow kontroluje bardzo precyzyjnie analizator tylko jednego gazu, uzyskując poprawę jakości i powtarzalności rezultatów w porównaniu do różnych metod tradycyjnych.
Azotowanie gazowe – nowoczesna metoda ZeroFlow
Można stwierdzić, że ZeroFlow to powrót do źródeł, do podstaw procesu azotowania, poprzez użycie samego amoniaku bez żadnych dodatkowych gazów. Wynalazcą metody jest prof. Leszek Małdziński z Politechniki Poznańskiej, który opracował podstawy teoretyczne i potwierdził je w badaniach. Następnie, ponad 10 lat temu, w ramach partnerskiej współpracy pomiędzy Seco/Warwick i Politechniką Poznańską rozpoczęto projekt opracowania i budowy pierwszego przemysłowego pieca, przeznaczonego do realizacji procesów azotowania metodą ZeroFlow. Piec został uruchomiony w dziale badań i rozwoju Seco/Warwick (Seco/Lab), gdzie metoda została wdrożona i potwierdzona na dziesiątkach procesów w skali przemysłowej. Projekt trwał kilka lat i zaangażowanych w niego było kilkudziesięciu naszych inżynierów oraz pracowników naukowych z Politechniki Poznańskiej.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Metoda ZeroFlow jest kompletną i wszechstronną alternatywą każdego procesu azotowania gazowego. Można wytworzyć warstwę o dowolnej strukturze i grubości oraz realizować różnie opcje technologiczne, jak azoto-nawęglanie ferrytyczne i utlenianie. Jednocześnie jest to metoda, która zapewnia ogromne benefity tym, którzy zdecydują się z niej skorzystać. Niezwykle istotnymi zaletami są minimalizacja zużycia amoniaku i emisji gazów poprocesowych.
Oszczędności i dbałość o środowisko
Jeśli chodzi o koszty, to wpływ ma przede wszystkim zużycie energii do osiągnięcia i utrzymania podwyższonej temperatury procesu oraz gazów do azotowania. Na zapotrzebowanie gazów główny wpływ ma sposób i jakość regulacji potencjału azotowego. W tradycyjnych rozwiązaniach zadany potencjał azotowy otrzymuje się, stosując ciągły przepływ atmosfery w ilości wynikającej z przyjętej metody i kondycji pieca, generalnie z dużym nadmiarem w porównaniu do zapotrzebowania wsadu. Można to porównać do utrzymania stałego poziomu wody w dziurawym wiadrze, gdzie musi być zapewniony ciągły dopływ wody zależny od wielkości otworu.
Metoda ZeroFlow zużywa optymalną i minimalną ilość amoniaku konieczną do dostarczenia wymaganej ilości azotu do powierzchni obrabianych części. W tym przypadku wiadro jest szczelne, nie ma wycieku. Bazując na przykładach, jednak firma z branży motoryzacyjnej zużywała rocznie ok. 160 ton amoniaku w procesach azotowania tradycyjnego. Po wdrożeniu ZeroFlow zużycie spadło do ok. 20 ton rocznie. To oznacza zmniejszenie zużycia amoniaku aż o 87,5%. Dzięki temu, że metoda przekłada się na zmniejszenie zapotrzebowania na amoniak, jednego z głównych czynników kosztowych procesu, oraz podobnie emituje wielokrotnie mniej gazów wylotowych – w tym finalnie tlenków azotu (NOx) – istotnie można stwierdzić, że ma charakter proekologiczny.
Źródło: Seco/Warwick
