شبیه سازی اثر پارامترهای کاری کوره و پارامترهای محیطی بر عملیات سطحی کربوراسیون گازی

Abstract

امروزه شبیه سازی فرآیندهای متالورژیکی به دلیل کاهش تعداد آزمایشات جهت کنترل فرآیند و نیز کاهش وقت، مصرف انرژی و هزینه، مورد توجه قرار گرفته است. یکی از این پروسه‏ها، فرآیند کربوراسیون گازی می باشد که در آن میزان درصد کربن سطح قطعات، مهمترین مشخصه تولید یک قطعه مطابق استاندارد می باشد. در این روش عملیات حرارتی سطحی، برای تعیین میزان کربن مورد نظر بر روی فولاد بایستی زمان و هزینه زیادی صرف انجام آزمایشات شود.در تحقیق حاضر، ابتدا واکنشهای مستقل در کوره کربوراسیون تعیین و سپس با استفاده از نرم افزار Matlab بصورت همزمان مدل سازی شده اند. در ادامه پس از حل معادلات ثابت تعادل به وسیله کامپیوتر، درصد کربن تعادلی سطح فولاد به دست آمده است. درنهایت برنامه نوشته شده با داشتن میزان گازهای تولید شده در ژنراتور تولید گاز گرماگیر(نسبت هوا به سوخت)، درجه حرارت کوره، فشار داخل کوره، رطوبت و دمای محیط، به عنوان ورودی، قادر به محاسبه درصد کربن در سطح فولاد بوده و می توان اثر تغییر پارامترهای فوق را بر درصد کربن سطح فولاد بررسی نمود. همچنین نتایج حاصل از این شبیه سازی با مقادیر تجربی بدست آمده از کوره های کربوراسیون گازی مقایسه شده و تطابق خوبی را نشان می‏دهد.