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Die Erfindung bezieht sich auf Vakuumelektroöfen zur Wärmebehandlung von Erzeugnissen aus hochaktiven, schwerschmelzbaren Metallen und reinen Oxyden.
Es sind Vakuumelektroöfen bekannt, die eine Kammer zur Wärmebehandlung und eine Heiz- bzw.
Kühlkammer zur Vorbehandlung von Erzeugnissen aufweisen. Diese Kammern sind mit sie abdichtenden Verschlüssen versehen (W. M. Fomin, A. P. Slobodskoj,"Vakuumwiderstandsöfen mit wärmeisolierender Abschirmung", Moskau, Verlag "Energie", 1970, S. 11 bis 12).
Bei derartigen Vakuumelektroöfen erfolgt die Abkühlung von der Wärmebehandlung unterzogenen Erzeugnissen entweder in der Heiz- oder in der Kühlkammer, deshalb hängt die Ofenleistung in bedeutendem Masse von der Abkühlzeit der Erzeugnisse ab.
Es gibt eine ganze Reihe von technologischen Prozessen, die eine Programmsteuerung nicht nur der Temperaturführung bei der Erhitzung von Erzeugnissen im Ofen, sondern auch der Temperaturherabsetzung nach Beendigung der Erhitzung und der Haltezeit bei vorgegebener Höchsttemperatur erfordern.
Ein charakteristischer technologischer Prozess, der eine Programmsteuerung der Erhitzungs- und Abkühlungstemperatur erforderlich macht, ist das Brennen von keramischem Gut aus reinen Oxyden in Hochtemperaturelektroöfen mit wärmeisolierender Abschirmung.
Für derartige Prozesse ist es wichtig, ein gleichmässiges Temperaturfeld im ganzen Raum der Ofenkammer bei minimalen Abweichungen von der vorgegebenen Erhitzungs- und Abkühlungstemperatur einzuhalten.
Hiefür kann man nicht Vakuumelektroöfen verwenden, die Kühlkammern bekannter Konstruktionen
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haben eine geringe Lebensdauer, erschweren die Erhaltung eines gleichmässigen Temperaturfeldes, verschlechtern die technisch-ökonomischen Daten des Ofens, u. zw. bewirken sie Erhöhung von Wasser- und Elektroenergieverbrauch, einen grossen Kapitalaufwand beim Ofenbau, erhöhte Betriebskosten bei den Instandsetzungsarbeiten und haben eine beträchtliche Ausschussquote der gebrannten Erzeugnisse zur Folge.
Die bekannten Konstruktionen von Heizapparaten ohne wassergekühlte Stromzuführungen sind herstellungstechnisch kompliziert, deren Betriebssicherheit ist nicht gross, und sie weisen verhältnismässig geringe Abmessungen auf.
Das Vorhandensein einer grossen Anzahl von experimentellen Arbeiten und eingehenden Untersuchungen erhärtet die Notwendigkeit der Schaffung eines wirtschaftlichen, hochleistungsfähigen und betriebssicheren Hochtemperatur-Vakuumelektroofens zum Brennen von keramischem Gut aus reinen Oxyden, insbesondere bei
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die das Hauptbauelement für die Herstellung von Hochdrucknatriumlampen darstellen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vakuumelektroofen mit Vakuumkammern zu schaffen, der eine höhere Leistung hätte und es gestattete, die Abkühlung der bearbeiteten Erzeugnisse programmgemäss durchzuführen.
Diese Aufgabe ist durch die Schaffung eines Vakuumelektroofens mit durch Verschlüsse abdichtbaren Kammern für die Vorerhitzung und/oder Abkühlung und für die Wärmebehandlung von Erzeugnissen gelöst, der erfindungsgemäss eine Vorrichtung zur abwechselnden Heranführung der Vorheiz- bzw. Vorkühlkammer für die Erzeugnisse zur Kammer für die Wärmebehandlung der Erzeugnisse und zur Verbindung mit der letzteren während deren Be- bzw. Entladung aufweist.
Ein derartiger Ofen hat eine höhere Leistung infolge einer effektiveren Ausnutzung des Ofens für die Wärmebehandlung der Erzeugnisse.
Es ist wünschenswert, den Ofen mit einer Vorrichtung zur abwechselnden Heranführung der Vakuumkammern zur Kammer für die Wärmebehandlung der Erzeugnisse zu versehen, die in Form einer Säule von Karusseltyp ausgeführt ist, die mit Antrieben zur Schwenkung und wechselweisen Auf-und Abwärtsbewegung der Vakuumkammern versehen ist.
Eine derartige Ausführung des Ofens gestattet es, dessen Leistung um ein Mehrfaches zu steigern.
Zweckmässigerweise werden die Vakuumkammern des Vakuumelektroofens mit regelbaren Heizkörpern und wärmeisolierenden Schirmen versorgt. Dies ermöglicht es, die Erzeugnisse während der Wärmevorbehandlung in den Vakuumkammern einer Entgasung auszusetzen und diese der Heizkammer in reinerer Form zuzuleiten, wo sie einer Wärmefertigbearbeitung im Hochvakuum unterworfen werden. Danach können die Erzeugnisse unter einer beliebigen vorgegebenen Temperaturführung abgekühlt werden.
Ein wesentlicher Vorzug der Erfindung besteht darin, dass die Leistung des Vakuumelektroofens im Vergleich zu den bekannten ähnlichen öfen erhöht ist.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel des Ofens mit Bezugnahme auf die
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der ersteren mit dieser während deren Be- bzw. Entladung gibt es eine in Form einer Säule vom Karusseltyp ausgeführte Vorrichtung--6--, wobei an dieser die erforderliche Anzahl von Vakuumkammern--5-fliegend angeordnet ist. Jede von ihnen hat einen abdichtenden Abschluss--7--, regelbare Heizkörper --8-- und Wärmeisolationsschirme --9--. Zur Versetzung der Erzeugnisse--10--aus der Vakuumkammer --5-- in die Kammer --1-- und zurück gibt es ein in der Kammer --5-- untergebrachtes Hebewerk --11--.
An der Säule --6-- gibt es einen Antrieb--12--zur Schwenkung, Auf- und Abwärtsbewegung der Vakuumkammern --5-- zu deren abwechselnder Verbindung mit der Kammer --1-- bei der Be- bzw.
Entladung der Erzeugnisse-10--.
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Kolben aus polykristallinem Korund, werden in eine der Vakuumkammern --5-- geladen, wozu sie mit Hilfe des Hebewerks --11-- in die untere Stellung heruntergelassen werden. Den Verschluss --7-- schliesst man zu und den Verschluss --14-- auf, und man schaltet die Vakuumpumpe --13-- ein. Nach Erreichen des vorbestimmten Vakuums schaltet man in der Kammer --5-- Heizkörper --8-- ein. Nach Beendigung der Erwärmung, Entgasung und Haltezeit der Erzeugnisse --10-- führt man in übereinstimmung mit dem Arbeitsverfahren die Vakuumkammern Kammer-1-mittels des Antriebs --12-- heran. Vorher muss die Kammer --1-- zum Arbeitsablauf bereitgestellt sein.
In der Kammer --1-- schafft man ein vorgegebenes Vakuum von 10-5 bis 10-6 Torr, schaltet die Heizkörper --2-- und stellt die vorgegebene Temperatur ein.
Man öffnet deren Verschlüsse --4 und 7--. Man schaltet das Hebewerk--11--ein und befördert das Erzeugnis--10--in die Kammer Wenn das Erzeugnis --10-- die obere Endstellung erreicht, erhöht man die Temperatur in der Kammer --1-- auf den vorgegebenen Wert. Nach dem Halten der Erzeugnisse bei dieser Temperatur beginnt man mit der Herabsetzung der Temperatur in der Kammer--1-- bis zu 1000 C. Dann schaltet man das Hebewerk--11--ein und bringt die Erzeugnisse in die Kammer - -5-- zurück, schliesst die Verschlüsse --4 und 7-- und kühlt die Erzeugnisse programmgemäss ab.
Die Kammer--5--senkt man mittels des Antriebs--12--in die untere Endstellung ab und schwenkt sie derart, dass die andere Kammer --5-- die Stelle der ersteren einnimmt. Dann führt man das nächste Erzeugnis der Kammer --1-- zu, während man das abgekühlte Erzeugnis--10--aus der vorhergehenden Kammer--5--herausnimmt und sie mit einem neuen belädt.
Der oben beschriebene Arbeitszyklus des Ofens wiederholt sich.
In andern Varianten kann das Erzeugnis --10-- der Kammer --1-- zur Erwärmung ohne dessen Vorerhitzung in der Kammer --5-- zugeführt werden. Die Kammer --1-- kann vor dem Eintreffen des Erzeugnisses --10-- aus der Kammer --5-- nicht vorgewärmt sein. Das Erzeugnis kann programmgemäss in der Kammer --1-- erwärmt werden.
Die Einrichtung zur wechselweisen Heranführung der Vakuumkammern --5-- für die Vorerhitzung bzw.
-kühlung der Erzeugnisse zur Kammer --1-- für die Wärmebehandlung der Erzeugnisse kann anstatt der Säule vom Karusseltyp eine Wendescheibe bzw. Fördereinrichtung aufweisen, die die Vakuumkammern --5-- tragen.
Darüber hinaus, wenn die andern technologischen Prozesse nach ihrem Wesen keiner programmgemässen Abkühlung bedürfen, können die Heizkörper --8-- und Schirme --9-- in der Kammer-5- gegebenenfalls entfallen.
Die Prüfungen haben gezeigt, dass die Betriebsdaten des Vakuumelektroofens verbessert werden können, was in der Senkung von Elektroenergie- und Kühlwasserverbrauch zum Ausdruck kommt ; es wird die Lebensdauer des Ofens verlängert und dessen Zuverlässigkeit erhöht. Darüber hinaus wird die Zone eines gleichmässigen Temperaturfeldes im Raum der Ofenkammer wesentlich erweitert.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vakuumelektroofen mit durch Verschlüsse abdichtbaren Kammern für die Vorerhitzung und/oder
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Vorrichtung (6) zur abwechselnden Heranführung der Vorheiz- bzw. Vorkühlvakuumkammer (5) für die Erzeugnisse zur Kammer (1) für die Wärmebehandlung der Erzeugnisse (10) und zur Verbindung der ersteren mit dieser während deren Be- bzw. Entladung aufweist.
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