Gasnitrieren: Ammoniak-Einsparung bis zu 50%

STAND DER TECHNIK

Beim Gasnitrieren wird als Stickstoffspender Ammoniak verwendet. Bei der Nitriertemperatur reagiert der Ammoniak an den katalytisch wirkenden metallischen Oberflächen im Behandlungsraum thermisch bedingt in Stickstoff und Wasserstoff. Der Dissoziationsgrad des Ammoniaks oder der Wasserstoffgehalt in der Ofenatmosphäre bestimmt die Nitrierwirkung des Prozessgases und wird durch die Nitrierkennzahl Kn beschrieben. Von dem eingesetzten Ammoniak reagieren jedoch nur 5 bis maximal 10% auf den aktiven Oberflächen im Behandlungsraum. Der Rest des Prozessgases ist ungenutzt und wird üblicherweise abgefackelt.
In der industriellen Praxis werden klassische Gasnitrierprozesse in der Haltezeit mit konstant eingestellten Gasmengen oder Nitrierkennzahlen gefahren. In der Haltezeit können auch  die Sollwerte in mehreren Stufen empirisch verändert werden. Diese Praxis führt vor allem  in der An-Nitrierphase bei hohen Nitrierkennzahlen zu einem hohen NH3-Verbrauch. Aber auch in den folgenden Abschnitten der Haltezeit ist bei konstanten Sollwerten der Gasverbrauch sehr groß.


NITRO-PULS© TECHNOLOGIE

Durch pulsierende bzw. zeitabhängige, zyklische variable Nitrierpotentiale konnte der Ausnutzungsgrad des Ammoniaks deutlich verbessert werden. Die Einstellung des gewünschten Phasenaufbaus der Verbindungsschicht wurde durch die zeitabhängige Variation der Nitrierkennzahl und des Gasdurchsatzes erreicht. Diese neue Gasnitrier-Technologie NITRO-PULS© wurde gemeinsam mit dem Institut für Werkstofftechnik TU Bergakademie Freiberg entwickelt.

Bei der NITRO-PULS© -Technologie wurde ein neues Regelungskonzept eines zeitlich variierenden Nitrierpotentials Kn auf der Basis der Änderung des H2-Sensor-Signals eingeführt. Die zeitliche Variation erfolgt nach der Pulslänge sowie der Pulspause.  

Unser Regelungskonzept ist erfolgreich in der Praxis getestet worden. Es wurde der Nachweis erbracht, dass unser Konzept die Praxisanforderungen erfüllt.

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