Einrichtung zum Glühen unter von der Atmosphäre abweichenden Verhältnissen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Glühen unter von der Atmosphäre abweichenden Verhältnissen. Glühbehandlungen in elektrisch beheizten Hochtemperaturöfen werden in der Regel unter Vakuum oder unter Auftreten einer Schutzgasatmosphäre durchgeführt, um da durch den sonst eintretenden Abbrand des Heizelementes zu verhindern und eine Oxy dation des Glühgutes zu vermeiden. Durch die Vakuumbehandlung wird das Glühgut auch in seinen Eigenschaften verbessert.
Ein Nachteil bekanntgewordener Einrich tungen zur Vakuumbehandlung besteht darin, dass einerseits die Ausnutzungsmöglichkeit der Einrichtungen verhältnismässig schlecht und anderseits eine rasche Aufheizung oder Abkühlung des Glühgutes, die unter Umstän den für die Eigenschaften des zu behandeln den Materials von Bedeutung werden können, nicht durchführbar sind, es sei denn, dass be sondere, meistens dann sehr verwickelte und kostspielige Einrichtungen vorgesehen wer den, die die Entnahme des Gutes aus dem Ofen -unter Vakuum oder unter dem Bestand der Sehutzgasatinosphäre ermöglichen.
Auch in diesen Fällen muss stets bis zur weitgehen den Abkühlung des Ofens und seines Inhaltes gewartet werden, bis sich eine Temperatur einstellt, bei der keine Oxydationen des Heiz- elementes oder des Glühgutes mehr zu be fürchten sind. Besonders wenn unter Vakuum gearbeitet wird, kann die Abkühlung sehr lange Zeit in Anspruch nehmen.
So muss bei- spielsweise bei der Herstellung von Karbiden, die mit Sauerstoff sehr reaktionsfähig sind, etwa von Titankarbid, die Glühbehandlung des Ausgangsgutes, das aus einer Mischung aus Metalloxyden und Kohlenstoff besteht, unter Vakuum durchgeführt werden, wenn ein besonders hochwertiger Werkstoff her gestellt werden soll. Nach Beendigung der Reaktion, die zur Karbidbildung führt, muss das Material unter Umständen bis unter 200 C abgekühlt. werden, am mit Sicherheit eine nachträgliche Oxydation beim Zutritt der Atmosphäre zu vermeiden.
Dadurch er gibt sich eine sehr lange Abkühlperiode, die die Ausnutzungsmöglichkeit der Anlage stark behindert.
Gemäss vorliegender Erfindung sollen diese Nachteile vermieden werden. Die Erfin dung soll ermöglichen, ,das Gut, das der Glüh behandlung zu unterziehen ist, in einfacher und betriebssicherer Weise zunächst in den Ofen einzuführen, der bereits höhere Tempe raturen unter Vakuum oder Schutzgasatmo- sphäre angenommen haben kann. Die Erfin dung soll weiterhin ermöglichen, das Glüh- gut nach beendeter Glühbehandlung verhält nismässig rasch abkühlen und, ohne dass eine Temperatursenkung des Glühofens notwendig wäre, wieder an die Atmosphäre bringen zu können.
Die erfindungsgemäss vorgeschlagene Ein richtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie einen elektrisch beheizten, den Glühraten enthaltenden Ofen und ein Kühlgefäss besitzt, in dem ein Träger für zu behandelndes Gut zwischen zwei Endlagen verschiebbar ange ordnet ist, um in der einen Endlage des Trä gers das Behandlungsgut im Kühlraum des Gefässes kühlen und in der andern Endlage im Glühraum des Ofens aufheizen zu können, wobei der Glühraum und der Kühlraum durch wenigstens ein Abschlussorgan gegen einander abschliessbar sind.
In der Zeichnung sind in den Fig. 1-3 schematisch drei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes zum Teil im Mittel schnitt, zum Teil in Ansicht dargestellt.
Die Einrichtung besitzt nach dem ersten Ausführungsbeispiel (Fug. 1) einen den Glüh- raum enthaltenden Hochtemperaturofen 1, welcher einen wassergekühlten Mantel 2 auf weist. Im Ofen 1 ist ein Heizelement oder es sind mehrere, an sich bekannte und in der Zeichnung nicht näher dargestellte Heiz elemente für direkte oder induktive Heizung angeordnet. Mit 3 ist ein Anschlussstutzen bezeichnet, welcher in den untern Teil des Ofens 1 einmündet und zum Anschluss einer vom Ventil 5 beherrschten Leitung 4 dient. Der Ofen 1 befindet sich auf einem Aufbau, welcher im wesentlichen durch vertikale Stän der 6 und durch eine Tragplatte 7 gebildet ist.
Unterhalb des Ofens ist ein zylindrisches Kühlgefäss mit Kühlraum 8 koaxial zum Ofen 1 angeordnet. Durchmesser und Länge des Kühlgefässes können wesentlich kleiner als die entsprechenden Masse des Ofens 1 sein. Die Anordnung ist so getroffen, dass an den einen, obern Teil 9 des Kühlgefässes, welcher unmittelbar an die Unterseite der Tragplatte 7 angeschlossen ist, eine Leitung 10 ange- schlossen ist, welche radial in den Innenraum des zylindrischen Teils 9 mündet und von einem Regulierventil 11 beherrscht ist.
Das andere, der Tragplatte 7 gegenüber abge kehrte Ende des ersten obern Ringteils 9 des Kühlgefässes ist mit einem Ringflansch 12 versehen, mit welchem der entsprechende Flansch 13 eines weiteren, untern, zweck mässig doppelwandigen und wassergekühlten Teils 14 in leicht lösbarer, vakuumdichter Verbindung steht. Der Teil 14 ist ebenfalls zylindrisch ausgebildet, an seinem dem Flansch 13 abgekehrten Ende verjüngt und dort mit einer vakuumdichten Durchtritts öffnung 15 ausgerüstet. Der Teil 14 ist mit tels einer Rippe 16 mit einem Gleitschieber 17 verbunden, welcher an einem der Ständer 6 auf- und abbeweglich und in jeder Zwi schenlage mittels einer Stellschraube 18 fest stellbar ist.
In Innern des Kühlraumes 8 be findet sieh das obere Ende einer Stange 19, welche an ihrem untern Ende mittels einer Rippe 20 mit einem Gleitschieber 21 starr verbunden ist. Auch der Gleitschieber 21 ist an einem andern der Ständer 6 ebenfalls auf- und abbeweglich und in jeder Zwischenlage feststellbar. Die Gesamtanordnung ist so ge troffen, dass durch die genannten Bewegun gen des Schiebers 21 das im Innern des Kühl raumes befindliche Ende der Stange 19 zwi schen zwei Endlagen beliebig einstellbar ist. Die Stange 19 trägt den temperaturbestän digen Isolierkörper 22, beispielsweise aus Gra phit, der zur Aufnahme des zu behandelnden Gutes 23 geeignet ausgebildet ist. Die Stange 1,9 ist zweckmässig gekühlt.
Zu diesem Zwecke nimmt. sie in ihrem Innern Leitungen 24 auf, die etwa. an eine Frisehwasserquelle ange schlossen werden können. Die Diehtun- 15 sorgt dafür, dass der Kühlraum 8 vakuum dicht gegen die Aussenatmosphäre abgeschlos sen bleibt.
Mit 25 ist eine Platte aus einem hitze beständigen Werkstoff bezeichnet. Die Platte 25 ist lose in eine Mittelöffnung der Trag platte 7 eingesetzt. Die 'Mittelöffnung der Tragplatte 7 verbindet den Kühlraum mit dem Ofenraum; sie liegt. dabei im. Bereiche der Bewegung der Stange 19.
Zum Einbringen des zu behandelnden Gutes wird der untere Kühlgefässteil 14 mittels des Gleitschiebers 17 nach abwärts bewegt. Hierauf wird das Behandlungs- gut auf den dadurch freigelegten Isolier- körper 22 aufgeschichtet. Durch Hochschie ben des Gleitschiebers 17 wird der Kühlraum geschlossen. Hierauf wird die Stange 19 mit tels des Gleitschiebers 21 naeli aufwärts be wegt.
Beim Einbringen des Behandlungsgiftes in den Kühlraum 8 kann der Ofen 1 schon wieder unter einer Schutzgasatmosphäre stehen, welche durch die Platte 25 vom Kühl raum 8 getrennt ist. Nachdem der Kühlraum 8 geschlossen ist, wird er entweder nach An heben der Platte 25 gemeinsam mit dem Ofen raum 1 über die Leitung 10 und das Ventil 11 evakuiert, oder es wird der Raum 8 über die Leitung 11 und der Raum 1 über die Leitung 3 getrennt evakuiert. In diesem Fall ist das Ventil 5 so ausgebildet, dass die Leitung 3 abwechselnd mit einer Vakuumpumpe und einem Sehutzgasvorrat verbundbar ist. Die zuletzt genannte Möglichkeit kommt bei grossen Räumen in Betracht, weil in diesem Fall der Strömungswiderstand der Durch trittsöffnung bei geöffneter Platte 25 die rasche Evakuierung behindern könnte.
Auch die Verwendung wertvollerer Schutzgase, etwa aus Edelgasen bestehend, könnte für Gien zweiten Weg sprechen, weil dann die Vermisehungsmögliehkeit mit Luft aus dem Raum 8 vermeidbar wäre. Durch weiteres Anheben der Stange 19 wird das zu behan delnde Material in den Ofenraum 1 einge führt, wobei die Platte 25 mit dem über ihr befindlichen Isolierkörper 39 auf dem Gut liegt und mitliochgehoben wird. Nach Beendi gung der Glühbehandlung wird das Glühgut über die Stange 19 in den Kühlraum 8 ab gesenkt; sofort oder spätestens nach Beendi gung der Abkühlung wird der Ofenraum 1 wieder über das Ventil 5 mit Schutzgas ge füllt. Nach beendeter Abkühlung wird der Mantel 14 abgesenkt und das Gut entnom men.
Der Ofen kann dabei im angeheizten Zustande verbleiben, da sieh beim Absenken die Platte 25 auf die Bodenplattenöffnung lert und den Eintritt atmosphärischer Luft in den Ofenraum verhindert.
Eine zweite Ausführungsform des Erfin- dungsgezenstandes ist in der Fig. 2 darge stellt. Auch bei dieser Ausführungsform ist der Ofen 1 mit einer Doppelwandung 2 ver sehen. Der Unterschied gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass hier zwischen Ofenraum 1 und Kühlraum 8 eine Zwischenkammer 26 mit wassergekühlter Doppelwandung 27 angeordnet ist. Zum Abschluss der Zwischenkammer gegenüber dem Ofenraum 1 ist ein Plattenventil 28 für Hochvakuum eingeschaltet, dessen abgedich tete Ventilplatte mit einer Kühlschlange 29 versehen ist. Die Ventilplatte kann von aussen mittels eines handgriffartigen Hebelarmes 30 geöffnet werden, wobei das Kühlmittel der Ventilplatte 28 über die Betätigungswelle 31 zugeführt wird.
Der Kühlraum 8 ist mittels eines Klappdeckels 33 von der Zwischenkam mer 26 abgeschlossen, wobei der Klappdeckel einen Anschlag 33 aufweist, welcher so in den Raum der Zwischenkammer 26 hineinragt, dass beim Öffnen der Ventilplatte 28 der An schlag von dieser mitgenommen wird, wo durch der Klappdeckel 32 in die gestrichelt dargestellte Öffnungslage gelangt; in ihr wird er von der Ventilplatte 28 so lange fest gehalten, bis :die Ventilplatte 28 wieder ge schlossen wird; :durch sein Eigengewicht, ge- langt,der Klappdeckel 32 dabei immer wieder in die Schliesslage.
In der Öffnungslage bildet der Deckel 32 eine hitzebeständige Wand zum Schutz der Gummidichtung 28' oder Ventil platte 28 vor der Wärmestrahlung.
Die Einführung des Gutes erfolgt in glei cher Weise wie bei der Anordnung nach Fig. 1. Nach Beendigung des Glühprozesses wird das Glühgut abgesenkt und :der Ofen hermetisch mittels des Ventils 28 verschlos sen. Das Material wird nach Belüftung des Raumes 8 und Absenken des Kühlgefässteils 14 aus dem bisherigen Kühlraum 8 entnom nien.
In Fig. 3 ist, eine Abwandlung des Ausfüh- rungsbeispiels gemäss Fig. 2 dargestellt, bei welcher mittels eines Auslegers 40 das Plat- tenv entil 28 um eine vertikale Achse 34 ver- schwenkbar und die Achse 34 selbst. in einem Führungsgehäuse 39 vertikal verschiebbar ist.
Die Achse 34 steht über einen Bund unter dem Einfluss einer Druckfeder 37, welche be strebt ist, die Ventilplatte 28 -unter Vermitt lung der Achse 34 und des Auslegers 40 gegen den Ventilsitz zu pressen. Ferner ist ein handgriffartiger Hebel 35 vorgesehen, welcher um einen Bolzen 41 v erdrehbar auf der Achse 34 befestigt ist. Der Hebel 35 stützt sich mit einer Nase 42 gegen einen Ansatz des Federgehäuses 39 ab. Achse 34 und Aus leger 40 sind hohl ausgebildet, so dass ein Kanal 43 vorhanden ist, durch welehen ein Kühlmittel zur Kühlung der Ventilplatte 28 strömt.
Durch Verdrehen des Hebels 35 in Pfeil richtung 36 wird Ventilplatte 28 gegen die Wirkung der Feder 37 in der Richtung nach unten vom Ventilsitz abgehoben und anschlie ssend in ihrer Ebene verschwenkt, so dass die zum Ofenraum 1 führende Öffnung frei gegeben wird.
Die vertikale Anordnung des Ofens hat die besonderen Vorteile, dass eine raumspa rende Ausführung erreicht wird, wobei trotz dem Materialeinführung und -entnahme auf normaler Arbeitshöhe erfolgen. Das Glühgut ist im Glühraum einwandfrei mechanisch ab gestützt, ohne dabei Heizkörper zu berühren, und die Anordnung der Öffnung des Ofens gibt die Gewähr, dass schon eine lose aufge legte Verschlussplatte eine genügende Sicher heit gegen das Austreten des Schutzgases bietet, wenn ein Teil des Kühlgefässes zur Entnahme des Glühgutes abgenommen wird.
Die Erfindung ist aber nicht auf vertikale Ausführungen beschränkt, da die meisten der erwähnten Vorteile auch bei einer horizon talen Anordnung in gleicher Weise auftreten.