关于多用炉清洗剂的合理使用

■ 陈正国，郝丰林，王瑞娟

某公司为一曲轴专业生产厂，有许多工件需要渗碳。采用盐城丰东产密封箱式多用炉，由于使用不当，对多用炉造成很大损害，致使其提前大修。

1. 多用炉出现滴落杂质现象

翌年2月份开始正常使用，于第三年6月份开始滴落杂质。该公司工件基本是渗碳后缓冷再加热淬火，主要发现在长时间渗碳的工件上，对于渗碳时间短或淬火的工件滴落杂质发现的少。滴落的杂质为一种玻璃体。第三年1月份自己曾更换过搅拌风扇，采用的耐火纤维质量较差，里面含有大量玻璃丝，于是认为是耐火纤维造成的。让丰东公司更换了耐火纤维，可是过了一段时间杂质又开始滴落了。

2. 对滴落杂质深入分析

滴落杂质是一个循环过程，一段时间多，一段时间少；有一个积累过程，一个滴落过程。滴落杂质的地方渗碳层有深有浅，甚至没有渗碳层，说明有渗碳前滴落也有渗碳过程中滴落。另外也说明滴落物与耐火纤维无关（硅酸铝耐火纤维的主要成分为48%～56%Al2O3，40%～48%SiO2，0.18%～1.10%Fe2O3，0.18%～1.10%CaO，0.15%～1.0%K2O，0.3%～1.1%TiO2，其主要性能为耐火度1750～1790℃，正常使用温度为1150℃），从而表明一开始没有找出滴落物的源头。

再就是工件渗碳淬火后，工件接触的地方出现花斑，并有淬火裂纹（裂纹深0.02～0.05mm）。这是由于工件接触的地方，循环气吹不到，会沾有与滴落物同成分的杂质，淬火时加速冷却，形成微裂纹。考虑滴落物为一种低熔点盐，极有可能是前面工序带入的。在渗碳过程中，工件涂防渗剂保护，也怀疑防渗剂有问题。于是对滴落物及防渗剂成分到山东大学高分辨分析中心化验进行分析。

炉渣成分不均匀，取6个位置进行分析，炉渣化验结果如表1所示。防渗剂由于是混合物，成分不均匀，取6个位置进行分析，化验结果如表2所示。

表1 炉渣化验结果（质量分数） （%）

化验结果说明沉积物主要是Na、K盐，不是设备本身的原因。且丰东售出了很多台套多用炉，只有该炉出现。还有耐火纤维主要成分没有Na，防渗砖和防渗剂也没有Na，问题是出在NaNO2身上。

3. 查找NaNO2

对车间和全部工序进行铺面检查，查找从仓库中领取NaNO2的源头，最后得知只有热处理车间在使用，别的车间及工序没有使用。热处理车间领取的NaNO2，主要用作防锈处理和作为清洗剂使用。在所有的产品中沾有NaNO2，并且可以带入多用炉的只有连杆和曲柄销这两种工件（也只有这两种工件进多用炉）。

连杆加工流程如下：下料→锻造→喷丸→酸洗毛坯（检查锻造缺陷）→浸入防锈液（10%～20% NaNO2+2.5%碳酸钠Na2CO3）→机械加工→热处理（少量工件涂防渗剂、10%～15% NaNO2清洗）。

曲柄销的加工流程如下：下料→机械加工→热处理（少量工件涂防渗剂、10%～15% NaNO2清洗）。有时生产周期长或者量大没有及时进行热处理，为了防锈工件也蘸防锈水。

热处理车间加入NaNO2防锈、清洗，在气温高时用的量更大。大家认为这没有问题，毕竟是应用了多年的工艺。但是以前用的是井式渗碳炉，采用多用炉后由于专用清洗剂价格高没有采用，酸洗毛坯后若不浸NaNO2，工件锈蚀甚至造成废品。

井式渗碳炉与密封箱式多用炉是有很大区别的。井式炉炉盖频繁开起，炉罐内的气氛与空气接触，NaNO2的熔点只有217℃，这样NaNO2大部分就会挥发到空气中，不会滞留在炉罐中。但多用炉中的气氛不会与空气直接接触，炉膛也没有完全暴露在空气中。这样工件（本身带有NaNO2）渗碳前清洗（工装、工件都有NaNO2）、淬火后回火前清洗（回火温度低于200℃，工装沾有NaNO2也挥发不了），工装与工件频繁地把NaNO2带入炉膛中，NaNO2由于熔点低遇高温汽化，进入炉气中，达到一定的浓度就会析出一部分，或由于温度一高一低，温度一高就汽化，温度一低就会在炉膛沉积。工件清洗时水分会蒸发一部分，再加水加NaNO2，NaNO2的浓度会越来越高，于是炉膛越沉积越多。

根据这种现象分析主要沉积在风扇循环的死角（炉底、炉顶），炉膛四壁较少。停炉检查，维修工发现沉积物主要集中在炉底及炉顶，炉四壁较少。辐射管、热电偶等外皮腐蚀有坑。取下的沉积物观察不是由防渗砖渗出来的而是由外向里渗，砖缝较多。由此看来，沉积物主要是由炉外带进来的，可以确定就是NaNO2惹的祸。

4. 对多用炉维修

为彻底杜绝NaNO2，我们对设备进行大修，重砌防渗砖。清洗机进行清理，添加专用清洗剂，采用专用试纸检测亚硝酸钠的浓度，达到4%时，对清洗剂更换。对于进多用炉渗碳的工件采用装夹→清洗→预氧化（450～500℃）后进炉渗碳空冷→再加热淬火。因此，工件在渗碳前的清洗是很重要的，它是对渗碳质量的保证，对提高设备的使用寿命是很重要的。

经过渗碳前工艺的更改，现在炉子使用正常，包括设备配件（辐射管、氧探头、热电偶），工件也都正常。

由于使用原因，对设备没有充分的了解，会对设备造成损害，造成不必要的经济损失。建议同行在使用新设备，或在改变工艺时，应充分论证，找出变化点，保证正常使用。

表2 防渗剂化验结果（质量分数） （%）