AT214959B - Verfahren und Einrichtung zur thermischen Behandlung von Gut nach vorgegebener Temperaturkurve sowie Betriebsverfahren für die Einrichtung - Google Patents

Description

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  Verfahren und Einrichtung zur thermischen Behandlung von Gut nach vorgegebener
Temperaturkurve sowie Betriebsverfahren für die Einrichtung 
Es ist bekannt, die thermische Behandlung von Gut so durchzuführen, dass ein grobes Gefüge entsteht, welches eine leichtere spanabhebende Bearbeitung des Gutes zulässt. Um dies zu erreichen, muss das erwärmte Gut von beispielsweise 1050  G rasch auf etwa   600 0 C   abgekühlt und längere Zeit auf dieser Temperatur gehalten werden. Je nach der Beschaffenheit des Materials und je nach der Masse des zu wärmenden Gutes kann die Abkühlungsdauer unterschiedlich sein. 



   Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren, welches insbesondere in den angezogenen Fällen eine gelenkte thermische Behandlung zulässt, u. zw. vor allem in bezug auf eine Abkühlung nach vorbestimmter Temperaturkurve. 



  Dies kann dann ermöglicht werden, wenn zwischen Ofen und einer sogenannten Haltezone, in welcher das Gut auf einer im Laufe der Behandlung des Gutes erzielten Temperaturstufe längere Zeit gehalten wird, ein in sich geschlossenes Kühlkammersystem angeordnet ist, so dass bei der thermischen Behandlung so verfahren werden kann, dass das erwärmte Gut mindestens zwei sich an einen Ofen anschliessenden, gegen den Ofen abgeschlossenen Kammern zugeführt, dort schnell mittels eines oder mehrerer bewegter Kühlmedien auf die gewünschte Temperatur herabgekühlt und anschliessend in an sich bekannter Weise in der Haltezone so lange dieser Temperatur ausgesetzt wird, bis sich das gewünschte Gefüge gebildet hat. 



   Die Anordnung mindestens zweier Kammern hat den grossen Vorteil, dass die Kammern sich auf bestimmte Grundtemperaturen einstellen und die Temperatursprünge in den einzelnen Kammern gegenüber der Guttemperatur kleiner gehalten werden können, so dass Rissbildungen nicht auftreten. Ferner ermöglicht diese Massnahme die Behandlung unterschiedlichen Gutes in bezug auf Material, Form und Grösse, was bei der Behandlung in einer einzigen Kammer nicht möglich ist ; und schliesslich gestattet die Erfindung die Konstanthaltung des oder der Kühlmedien in bezug auf Menge, Durchsatzgeschwindigkeit und Temperatur, weil das Gut bei Erreichung der vorgesehenen Temperatur in die nächste Kammer geleitet werden kann.

   Ganz hervorragende Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn mit zwei verschiedenen Kühlmedien, nämlich einem flüssigen und einem gasförmigen, gearbeitet wird, wobei je nach den vorliegenden Verhältnissen die Flüssigkeitskühlung zu- und abschaltbar gestaltet werden kann. 



   Die Steuerung der Bewegung des Gutes von einer Kühlkammer in die andere wird vorzugsweise über Temperaturfühler vorgenommen, die die Fördermittel steuern ; als besonders geeignet haben sich optische Temperaturfühler ergeben.
In allen Fällen ist es zur Erreichung einer raschen und vor allem kontrollierten Niederkühlung des Gutes dienlich, wenn die Kühlkammern in ihren lichten Massen so klein gehalten sind, dass das Gut sie im wesentlichen ausfüllt, und das in die Kammern geleitete   Kühlmedium   zur intensiven Anlage an das Gut gezwungen wird. 



   Ganz besonders grosse Vorteile bringt die Erfindung mit sich, wenn sie bei der Behandlung von kleinstückigem Gut angewendet wird, das in Behältern erwärmt und abgekühlt wird ; denn dann kann das in die Kammer geleitete gasförmige Kühlmedium durch den Behälter hindurchgepresst werden, so dass das Gut gleichmässig gekühlt wird. Mit ähnlichem Vorteil lässt sich das Verfahren nach der Erfindung bei auf einem bewegbaren Untersatz entsprechend gestapeltem Gut anwenden. 



   In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der   erfindungsgemässen   Einrichtung zur thermischen Behandlung samt einem Diagramm der Temperaturverteilung dargestellt. 



   Die gesamte Anlage besteht aus einer Kammerflucht, deren erste einen Ofen 1 od. dgl. bildet, in welchem das Gut bei der gezeigten Ausführung auf etwa   1000   C   erwärmt wird, einem Kühlkammersystem mit zwei Kühlkammern 4 und 5 und einer Haltezone 6. Alle Ofenteile oder-zonen sind unmittelbar aneinandergereiht, so dass die Förderung des Gutes mittels eines durch alle Zonen führenden Rollganges 7-70, dessen Rollen aber in den einzelnen Zonen oder Abschnitten   erfindungsgemäss   mit unterschiedlicher Geschwindigkeit antreibbar sind, durchgeführt werden kann. Zwischen Ofen 1 

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 und erster Kühlkammer 4 sind Pufferkammern 2 und 3 eingeschaltet, die verhindern sollen, dass ein Wärmeaustausch zwischen Ofen und Kühlkammern stattfindet.

   Der Ofen 1 ist mit einem Schieber oder einer Tür 10 (nicht dargestellt) versehen, der Pufferraum oder die Temperaturschleuse 2, 3 weisen die Türen   20, 30,   die Kühlkammern die Schieber oder Türen 40 oder 50 auf, die alle automatisch betätigbar sein können, u. zw. vorzugsweise in Abhängigkeit von Thermoelementen 11, 41 und 51 ; das Thermoelement 61 dient als Instrument bzw. als Impulsgeber für den Durchsatz des gasförmigen Mediums durch die Kammer 6. Weiterhin betätigen diese Thermoelemente die ihnen jeweils zugeordneten Teile des Rollganges 7-70 im oben angedeuteten Sinne. Grundsätzlich sollen dabei die Rollgangteile 70 mit grösserer Geschwindigkeit antreibbar sein als die übrigen. Wesentlich ist hiebei sowohl für die Betätigung der Türen wie des Rollganges, dass-in Förderrichtung gesehen-das jeweils erste Thermoelement (z. B.

   Element   11)   den ihm zugeordneten Stromkreis erst dann schliessen kann, wenn das jeweils zweite 51 den seinen geschlossen hat, so dass die Gewähr dafür gegeben ist, dass bei Weiterbewegung des Gutes vom Ofen in die Kammer 4 oder von dieser in die Kammer 5 die betreffende Kammer leer ist oder spätestens im gleichen Zeitraum freigemacht wird. Den Fortschaltetakt gibt der Ofen 1 an, die Taktzeit der Kühlzone und Haltezone muss gleich oder kürzer sein. 



   Das in solchen Anlagen zu behandelnde Gut kann unterschiedlich sein, u. zw. sowohl in seiner Materialbeschaffenheit wie in Form und Grösse ; besonders vorteilhaft lässt sich die Erfindung mit kleinstückigem Gut durchführen, das in Behältern untergebracht ist, deren Böden bzw. Wände aus einem Rost od. dgl. bestehen oder andersartig gasdurchlässig ausgebildet sind, damit das   Kühlmedium   durch Gut und Behälter hindurchstreichen kann. Dadurch lässt sich eine besonders innige Kühlung des Gutes erreichen. 



   In den beiden Kammern 4 und 5 weisen die Schieber bzw. Türen eine Kühlung auf. 



  Alle Kreise der Wasserkühlung können hintereinander geschaltet sein, aber auch getrennt voneinander gespeist und zu- und abschaltbar ausgeführt sein. Die einzelnen Rohre 90 sind so angeordnet, dass sie eine lückenlose schwarzstrahlende Fläche ergeben, dennoch aber Zwischenräume 91 aufweisen, durch die ein gasförmiges Medium hindurchströmen kann. Dieses gasförmige Medium wird bei 52 in die vom Ofen am weitesten entfernt liegende Kammer 5 eingeleitet, gelangt über die beiden Wasserkühlungen 9 zum Boden der Kammern und wird in Richtung Ofen von dort in die nächste Kammer 4 eingeleitet, die einen Abzug 42 aufweist, so dass dieses Medium an diesen Stellen zusätzlich gekühlt wird. 



   Beide Kühlmedien lassen sich zwar in bezug auf Menge, Durchsatzgeschwindigkeit und Temperatur einstellen, u. zw. auf Grund der zu fahrenden Temperaturkurve, sie sollen aber während des Betriebes bei einmal eingestellten Öfen verbleiben und in jeder Hinsicht konstant bleiben. Verändert   wird-wenn nötig-nur   die Verweilzeit des Gutes in den einzelnen Kammern. 



   Als gasförmiges Medium wird vorzugsweise Rauchgas, gegebenenfalls mit Additiven versetzt, als flüssiges Medium Wasser verwendet. Beide Medien können innerhalb ihrer Kreisläufe 8, 9 rückgekühlt werden, doch genügt in vielen Fällen die Rückkühlung eines, nämlich des flüssigen Mediums. 



   Jede dieser Kammern 4 bzw. 5 ist für eine ganz bestimmte Temperatur ausgelegt, die der jeweilige optische Temperaturfühler 41 bzw. 51 angibt ; bei der gezeigten Ausführung die erste beispielsweise zur Kühlung von etwa 1000  C auf etwa   8500 C,   die zweite von   8500 C   auf etwa   6500 C.   Sollen ganz bestimmte Temperaturkurven erzielt werden, dann können gegebenenfalls auch mehr als zwei Kammern vorgesehen sein, die jede für sich regelbar sein kann ; in bestimmten Anlagen kann auch eine gemeinsame Regelung der Kammern durchgeführt werden. In gleicher Weise lässt sich auch ein Wiederaufheizen des gekühlten Gutes bewirken. Die in der Zeichnung unten dargestellte Kurve soll dies verdeutlichen. 



   Eine besonders gute und richtig gesteuerte Temperaturkurve kann vor allem dann erzielt werden, wenn der Innenraum der   Kühlkammern   so eng ausgelegt ist, dass das Gut bzw. der Be- 
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 Aussenleitungen gegebenenfalls zusätzlich gekühlt werden. 



   In der Kammer 6 herrscht die Temperatur, auf welche das Gut endgültig gebracht werden soll. Auch hier kann Rauchgas, durch das Thermoelement 61 gesteuert, umgewälzt werden. 



  Der Rollgang kann das Gut stetig durch diese Zone hindurchbewegen, wogegen die Kammern 4 und 5 im Einsatzbetrieb betrieben werden. 



   Spricht das Thermoelement 41 an, d. h. ist das Gut in der ersten Kühlkammer auf die gewünschte Temperatur gebracht, dann öffnet sich automatisch die Tür 40 und werden automatisch die Rollgänge 7 bewegt, so dass das Gut in die Kühlkammer   5   gelangt, in der eine niedrigere Temperatur herrscht als in der Kammer 4. Dieser Takt ist ein Zwischentakt, da der Ofenrollgang 7 kein Gut ausfährt ; dies kann durch entsprechend gewählten Einsatz auch bei ständig laufendem Rollgang erfolgen. 



  Erst wenn das Element 51 der letzten Kühlkammer anspricht, läuft der normale Takt wieder an. 



   Ein sehr wesentliches Kennzeichen der Erfindung besteht also darin, dass in der Wärmund Haltezone ein kontinuierliches Durchsatzverfahren, im Kühlbereich aber ein intermittierendes Einsatzverfahren angewandt wird. Die Grösse der Bewegungsintervalle wird durch die Guttemperatur bestimmt. 



   Die Rollgänge werden durch die Temperaturfühler eingeschaltet und durch das Gut od. dgl. ausgeschaltet. 



   Die Bewegung aller Türen miteinander in allen Takten erfolgt aus der Erwägung heraus, möglichst einfache Mittel anzuwenden. Die Pufferkammern   2,   3 ermöglichen dieses. Umständlicher wäre es, jede Tür einzeln zu betätigen. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Verfahren zur thermischen Behandlung von Gut, insbesondere zur Erzeugung eines groben Gefüges durch schnelles Abkühlen erwärmten Gutes auf eine vorbestimmte Temperatur und durch anschliessendes längeres kontrolliertes Anhalten des gekühlten Gutes auf dieser Temperatur in Vergüteanlagen, dadurch gekennzeichnet, dass das erwärmte Gut mehreren sich an einen Ofen anschliessenden geschlossenen Kammern zugeführt, dort schnell mittels eines oder mehrerer bewegter Kühlmedien auf die gewünschte Temperatur herabgekühlt und anschliessend in an sich bekannter Weise in einer weiteren Kammer dieser Temperatur so lange ausgesetzt wird, bis sich das gewünschte Gefüge gebildet hat.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern mittels zweier Medien gekühlt werden, nämlich einerseits mittels einer Wasserkühlung und anderseits mittels eines durch die Kammern geführten gasförmigen Mediums, und dass die Wasserkühlung ab- und zugeschaltet wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das gasförmige Medium in die eine Kammer eingeleitet und von dieser in die jeweils nächste, und dass es nach Passieren der dem Ofen benachbarten Kühlkammer abgeleitet wird.

   4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das gasförmige Medium jeweils über die wassergekühlten Systeme der einzelnen Kammern geleitet wird.

   5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gut innerhalb eines Ofentaktes in Zwischentakten durch mindestens zwei der Kühlkammern geleitet wird.

   6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gut in den einzelnen Zonen der Anlage mit unterschiedlicher Geschwindigkeit bewegt wird.

   7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gut von einer Kühlkammer zur andern in Abhängigkeit von der jeweils in der einen Kammer erreichten Temperatur bewegt wird.

   8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Überführung des Gutes von einer Kammer in eine andere unter Luftabschluss erfolgt.

   9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmedien mit konstantbleibender Menge, Geschwindigkeit und Temperatur durch die Kühlkammern bewegt werden.

   10. Einrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Kammerflucht, in deren erster (Ofen) das Gut erwärmt, in deren mittlerer (mindestens zwei) das Gut gekühlt und in deren letzter das Gut auf der gewünschten Temperatur gehalten wird, wobei alle Kammern aneinander anschliessen, jedoch gegenseitig durch Türen abschliessbar sind.

   11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die sich aneinander anschliessenden Kühlkammern leitend derart miteinander in Verbindung stehen, dass die eine Kammer eine Einführung für ein gasförmiges Kühlmedium und eine Ableitung nach der jeweils nächsten Kammer aufweist, und dass die dem Ofen benachbarte Kühlkammer eine Ableitung für das Medium aufweist.

   12. Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Wasserkühlung im Strom des gasförmigen Mediums liegt.

   13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollgang der Schleusenkammer einen Schnellgang aufweist.

   14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Ofen und Kühlkammern eine als aufenthaltsloser <Desc/Clms Page number 4> Durchgang ausgebildete Schleuse eingeschaltet ist, die gegenüber Ofen und erster Kühlkammer durch je eine Tür abschliessbar ist.

   15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14 mit abschnittseigenen Fördermitteln für das Gut, dadurch gekennzeichnet, dass das Fördermittel der Kühlkammern mit einer gegen- über denjenigen der andern Abschnitte grösseren Geschwindigkeit antreibbar ist.

   16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ein- und Ausschaltung des Antriebes der Fördermittel über in den Kammern angeordnete Temperaturfühler erfolgt.

   17. Einrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch die Anordnung von optischen Temperaturfühlern.

   18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zum Betreiben einer Anlage nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Gut durch Ofen und Anhaltekammern kontinuierlich, durch die Kühlkammern satzweise erfolgt.