热处理对于机械制造行业来说起着关键的作用,也是国内一项不可或缺的基础产业。它在提升零部件的性能,发掘金属材料的潜力,延长材料和零部件的使用寿命等方面具有十分关键的作用。气氛渗碳是化学热处理技术中目前应用最普遍且发展最全的化学工艺技术,其作用是加强零部件的韧性、硬度及抗疲劳强度。在提高热处理渗碳炉的炉内气氛的碳势稳定性和提高零部件的产品质量的同时,将热处理过程中气氛使用量的工艺流量参数进行优化研究是十分有意义的。本文主要是对有关热处理生产中的工艺参数进行优化研究,研究的方法是基于Aspen Plus软件以及遗传算法。Aspen Plus软件的功能强大,特别针对物性系统来说,对于化工工业方面也最为完备,普遍使用在化工行业的流程模拟以及优化节能等方面。而遗传算法则是基于生物界选择及遗传理论的一个全局且高效的寻优算法。首先简要介绍了热处理工艺和化工流程模拟的进展和应用现状,并以可控气氛密封箱式多用炉的渗碳工艺过程为对象,着重研究了渗碳过程和渗碳反应的特点,以此作为后续对于热处理渗碳反应的模拟、工艺参数的优化和分析的必要知识准备。接着选定了超级渗碳气氛为研究对象,以该气氛非常典型的丙烷加空气的组合作为气氛进料,利用广泛使用于工业的化工过程模拟软件Aspen plus为平台,建立了合理的气氛渗碳反应的模拟流程并与参考文献中的实际工艺生产结果的参数进行了比较,以验证模拟流程的可行性。之后使用遗传算法对软件模拟流程中的进料丙烷和空气的流量参数进行了优化计算。同时针对模拟流程中的过程工艺参数使用Aspen plus的优化模块进行优化并与遗传算法的优化结果作对比,从而验证了遗传算法的合理性及正确性。并在此基础上对整体的工艺段进行了参数优化。为了将优化后的工艺参数进行实际的仿真验证,针对热处理渗碳过程的气氛面板进行了改进,增加了气体质量流量计,并使用了可编程控制器的模拟量模块传输设定值给流量计,同时对其实际值进行了采集处理。使得气氛可以定量地通入到热处理多用炉内,以此代替正式生产前的工艺试验,而其给定值就是经过优化后产生的工艺流量参数的数值。最后使用热处理多用炉使用的工艺生产控制软件对所优化而得的工艺参数结果进行工艺生产的仿真,查看其模拟生成的各种曲线,验证了经过优化后所得的工艺参数的有效性。