關于多用爐清洗劑的合理使用

■ 陳正國，郝豐林，王瑞娟

某公司為一曲軸專業生產廠，有許多工件需要滲碳。采用鹽城豐東產密封箱式多用爐，由于使用不當，對多用爐造成很大損害，致使其提前大修。

1. 多用爐出現滴落雜質現象

翌年2月份開始正常使用，于第三年6月份開始滴落雜質。該公司工件基本是滲碳后緩冷再加熱淬火，主要發現在長時間滲碳的工件上，對于滲碳時間短或淬火的工件滴落雜質發現的少。滴落的雜質為一種玻璃體。第三年1月份自己曾更換過攪拌風扇，采用的耐火纖維質量較差，里面含有大量玻璃絲，于是認為是耐火纖維造成的。讓豐東公司更換了耐火纖維，可是過了一段時間雜質又開始滴落了。

2. 對滴落雜質深入分析

滴落雜質是一個循環過程，一段時間多，一段時間少；有一個積累過程，一個滴落過程。滴落雜質的地方滲碳層有深有淺，甚至沒有滲碳層，說明有滲碳前滴落也有滲碳過程中滴落。另外也說明滴落物與耐火纖維無關（硅酸鋁耐火纖維的主要成分為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，其主要性能為耐火度1750～1790℃，正常使用溫度為1150℃），從而表明一開始沒有找出滴落物的源頭。

再就是工件滲碳淬火后，工件接觸的地方出現花斑，并有淬火裂紋（裂紋深0.02～0.05mm）。這是由于工件接觸的地方，循環氣吹不到，會沾有與滴落物同成分的雜質，淬火時加速冷卻，形成微裂紋。考慮滴落物為一種低熔點鹽，極有可能是前面工序帶入的。在滲碳過程中，工件涂防滲劑保護，也懷疑防滲劑有問題。于是對滴落物及防滲劑成分到山東大學高分辨分析中心化驗進行分析。

爐渣成分不均勻，取6個位置進行分析，爐渣化驗結果如表1所示。防滲劑由于是混合物，成分不均勻，取6個位置進行分析，化驗結果如表2所示。

表1 爐渣化驗結果（質量分數） （%）

化驗結果說明沉積物主要是Na、K鹽，不是設備本身的原因。且豐東售出了很多臺套多用爐，只有該爐出現。還有耐火纖維主要成分沒有Na，防滲磚和防滲劑也沒有Na，問題是出在NaNO2身上。

3. 查找NaNO2

對車間和全部工序進行鋪面檢查，查找從倉庫中領取NaNO2的源頭，最后得知只有熱處理車間在使用，別的車間及工序沒有使用。熱處理車間領取的NaNO2，主要用作防銹處理和作為清洗劑使用。在所有的產品中沾有NaNO2，并且可以帶入多用爐的只有連桿和曲柄銷這兩種工件（也只有這兩種工件進多用爐）。

連桿加工流程如下：下料→鍛造→噴丸→酸洗毛坯（檢查鍛造缺陷）→浸入防銹液（10%～20% NaNO2+2.5%碳酸鈉Na2CO3）→機械加工→熱處理（少量工件涂防滲劑、10%～15% NaNO2清洗）。

曲柄銷的加工流程如下：下料→機械加工→熱處理（少量工件涂防滲劑、10%～15% NaNO2清洗）。有時生產周期長或者量大沒有及時進行熱處理，為了防銹工件也蘸防銹水。

熱處理車間加入NaNO2防銹、清洗，在氣溫高時用的量更大。大家認為這沒有問題，畢竟是應用了多年的工藝。但是以前用的是井式滲碳爐，采用多用爐后由于專用清洗劑價格高沒有采用，酸洗毛坯后若不浸NaNO2，工件銹蝕甚至造成廢品。

井式滲碳爐與密封箱式多用爐是有很大區別的。井式爐爐蓋頻繁開起，爐罐內的氣氛與空氣接觸，NaNO2的熔點只有217℃，這樣NaNO2大部分就會揮發到空氣中，不會滯留在爐罐中。但多用爐中的氣氛不會與空氣直接接觸，爐膛也沒有完全暴露在空氣中。這樣工件（本身帶有NaNO2）滲碳前清洗（工裝、工件都有NaNO2）、淬火后回火前清洗（回火溫度低于200℃，工裝沾有NaNO2也揮發不了），工裝與工件頻繁地把NaNO2帶入爐膛中，NaNO2由于熔點低遇高溫汽化，進入爐氣中，達到一定的濃度就會析出一部分，或由于溫度一高一低，溫度一高就汽化，溫度一低就會在爐膛沉積。工件清洗時水分會蒸發一部分，再加水加NaNO2，NaNO2的濃度會越來越高，于是爐膛越沉積越多。

根據這種現象分析主要沉積在風扇循環的死角（爐底、爐頂），爐膛四壁較少。停爐檢查，維修工發現沉積物主要集中在爐底及爐頂，爐四壁較少。輻射管、熱電偶等外皮腐蝕有坑。取下的沉積物觀察不是由防滲磚滲出來的而是由外向里滲，磚縫較多。由此看來，沉積物主要是由爐外帶進來的，可以確定就是NaNO2惹的禍。

4. 對多用爐維修

為徹底杜絕NaNO2，我們對設備進行大修，重砌防滲磚。清洗機進行清理，添加專用清洗劑，采用專用試紙檢測亞硝酸鈉的濃度，達到4%時，對清洗劑更換。對于進多用爐滲碳的工件采用裝夾→清洗→預氧化（450～500℃）后進爐滲碳空冷→再加熱淬火。因此，工件在滲碳前的清洗是很重要的，它是對滲碳質量的保證，對提高設備的使用壽命是很重要的。

經過滲碳前工藝的更改，現在爐子使用正常，包括設備配件（輻射管、氧探頭、熱電偶），工件也都正常。

由于使用原因，對設備沒有充分的了解，會對設備造成損害，造成不必要的經濟損失。建議同行在使用新設備，或在改變工藝時，應充分論證，找出變化點，保證正常使用。

表2 防滲劑化驗結果（質量分數） （%）