CH626655A5 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wärmebehandlungsanlage gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Es ist bereits verschiedene Verfahren zur Wärmebehandlung von Metallen bekannt. Beispielsweise ist es bekannt, die Oberflächeneigenschaften von Metallteilen, insbesondere von Eisenteilen oder Teilen aus eisenhaltigen Legierungen, durch Behandlung dieser Teile in einem Bad aus geschmolzenem Salz zu verbessern. Bei diesen Verfahren werden die Metallteile carburisiert und nitridiert. Dies geschieht beispielsweise dadurch, dass die Teile in einem alkalimetall-cyanidhaltigen Bad aus geschmolzenem Salz erhitzt werden. Von anderen Verfahren ist bekannt, Phasenänderungen in den Metallteilen durch Erhitzen der Teile in Bädern aus geschmolzenem Salz hervorzurufen, die Metallteile durch Behandlung in Bädern aus geschmolzenem Salz, beispielsweise in einem Bad mit einem Gemisch aus Alkalimetallnitrat und Alkalimetallnitrit zu reinigen, beispielsweise Farbe von ihnen oder Sand von Gussrohlingen zu entfernen, und die Teile durch eine Behandlung derselben in wässrigen Medien, beispielsweise in heissen Salzlösungen, zu waschen.

Eine Anlage für derartige Wärmebehandlungen weist gewöhnlich ein Bad zur Aufnahme von geschmolzenem Salz oder einem wässrigen Medium auf, wobei das Bad von einer feuerfesten Baueinheit, beispielsweise einer Baueinheit aus feuerfestem Mauerwerk oder feuerfestem anorganischen fa-serförmigen Material, welches hohen Temperaturen standhält, umgeben ist. Dabei ist die feuerste Baueinheit innerhalb eines äusseren Gerüsts bzw. einer äusseren Rahmenkonstruktion angeordnet. Darüber hinaus ist die Anlage mit einer Heizeinrichtung für das Bad bestückt. In der feuerfesten Baueinheit ist gewöhnlich ein von einer Aussenwand zu der das Bad umgrenzenden Wand führender Kanal vorgesehen. Dieser Kanal ist zur Aufnahme einer Einrichtung 5 zum Heizen des Bads und zur Weiterleitung der heissen Brenngase zur Badwand ausgelegt; er wird daher im folgenden Heizkanal genannt werden.

Als Heizeinrichtung kann beispielsweise ein Gas- oder Ölbrenner verwendet werden. Wenn durch Verbrennung eines io Brennstoffes geheizt wird, was beispielsweise bei einem Gasoder Ölbrenner der Fall ist, ist in der feuerfesten Baueinheit gewöhnlich ein weiterer Kanal vorgesehen, durch welchen die Brennerabgase abgezogen werden; dieser Kanal wird im folgenden Abgaskanal genannt werden. Darüber hinaus kann 15 die Wärmebehandlungsanlage mit einer plattenförmigen Metallbeplankung bestückt sein, welche das feuerfeste Material ummantelt und schützt, und darüber hinaus eine Deckplatte bzw. -beplankung aus Metall aufweisen, in der eine auf die Aushöhlung zur Aufnahme des Bads in der feuerfesten Bau-20 einheit abgestimmte Öffnung angeordnet ist.

Wenn die feuerfeste Baueinheit einen Heizkanal zur Aufnahme eines Heizelementes, im folgenden als Brenner bezeichnet, und einen Abgaskanal aufweist, muss deren Metallbeplankung Öffnungen aufweisen, die mit denen der im feuer-25 festen Material ausgeformten Kanäle übereinstimmt. Darüber hinaus ist es notwendig, eine Halterung für den Brenner vorzusehen. Der Brenner wird gewöhnlich an der Metallbeplankung befestigt und daran gehaltert, wobei er in einer der in der Metallbeplankung vorgesehenen Öffnungen angeordnet 30 ist und in den richtigen Kanal in der feuerfesten Baueinheit hineinführt. Ausserdem muss der Abzug über bzw.. hinter der anderen Öffnung angeordnet und an der Metallbeplankung befestigt werden, so dass die Brennerabgase aus der Anlage abgezogen werden können.

35 Bisweilen ist es notwendig, die Grösse und/oder die Gestalt des zur Behandlung der Metallteile vorgesehenen Bads zu ändern, beispielsweise um Metallteile unterschiedlicher Form im Bad unterbringen zu können. Dies kann zur Folge haben, dass zumindest ein Teil der feuerfesten Baueinheit 40 verändert werden muss. Von einer derartigen Änderung ist vorwiegend die räumliche Lage des Heiz- und/oder Abgaskanals betroffen. Als Folge davon müssen dann die in der Metallbeplankung vorgesehenen Öffnungen zur Aufnahme des Brenners und des die Brennerabgase abziehenden Abzuges 45 geändert werden. Eine Änderung der Position der letztgenannten Öffnungen ist aber umständlich und bedingt zusätzlichen Aufwand insoweit, als eine vollständig neue Metallbeplankung mit an den geeigneten Stellen vorgesehenen Öffnungen notwendig wird. Der Hersteller derartiger Wärmeso behandlungsanlagen muss demnach eine ganze Reihe von Metallbeplankungen mit Öffnungen an unterschiedlichen Stellen auf Lager haben.

Aufgrund der nachstehend beschriebenen Erfindung kann gezeigt werden, dass es möglich ist eine einfache Einrich-55 tung zur Halterung und Positionierung des Brenners vorzusehen, ohne dass es einer Metallbeplankung bedarf. Darüber hinaus kann mit dieser Einrichtung die Position des Brenners bequem verändert werden und dadurch vielen unterschiedlichen Anordnungen von Heizkanälen in der feuer-60 festen Anordnung angepasst werden.

Die erfindungsgemässe Wärmebehandlungsanlage ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale gekennzeichnet.

Da der Brenner und vorzugsweise ein Abzug nach Mon-65 tage auf dem bzw. den Hilfsgerüst(en) quer zu diesen verschoben werden kann, und zwar in einer Richtung, die quer zur Verschiebungsrichtung des Hilfsgerüsts bzw. der Hilfsgerüste auf dem Gerüst verläuft, können erstere bequem in

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unterschiedliche Positionen, die jeweils den Kanalpositionen in der feuerfesten Einheit entsprechen, gebracht werden.

Gewöhnlich stellt das feuerfeste Material eine kastenförmige Baueinheit aus feuerfesten Mauersteinen oder eine Baueinheit aus feuerfestem, anorganischen faserförmigen Material dar, wobei in deren Oberfläche eine Aushöhlung zur Aufnahme des Bads vorgesehen ist. Diese Aushölung kann mit Stahl oder anderem Metall, beispielsweise Titan ausgekleidet sein. Hierbei führt von einer Aussenwand der Baueinheit ein Heizkanal und ggf. ein Abgaskanal in das Mauerwerk. Die Kanäle stehen in Verbindung mit der zur Aufnahme des Bads vorgesehenen Aushöhlung. Das Gerüst ist gewöhnlich quadratisch oder rechteckig und hat gleiche oder etwas grössere Abmessungen als die mit den Öffnungen für die Kanäle versehenen Aussenflächen der Baueinheit aus feuerfesten Mauersteinen.

Falls die erfinderische Wärmebehandlungsanlage mit nur einem Hilfsgerüst bestückt ist, ist dieses so ausgelegt, dass es den Brenner und — falls vorhanden — den Abzug aufnehmen kann. Ist mehr als ein Hilfsgerüst vorgesehen, beispielsweise zwei Hilfsgerüste, dann dient eines zur Aufnahme des Brenners und das andere zur Aufnahme des Abzuges für die Brennerabgase. Wenn auch im folgenden von nur einem Hilfsgerüst gesprochen wird, so versteht sich doch,

dass damit auch mehrere Hilfsgerüste gemeint sein können.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Hilfsgerüst so am Gerüst angeordnet, dass es in horizontaler Richtung über das Gerüst verschiebbar ist. In diesem Fall — und unter der weiteren Annahme, dass das Gerüst quadratisch oder rechteckig ist und horizontal verlaufende Oberteil- und Bodenstreben sowie vertikal verlaufende Seitenstreben aufweist, — ist das Hilfsgerüst an und zwischen den Oberteil- und Bodenstreben befestigt und so ausgelegt, dass der Brenner und ggf. der Abzug nach ihrer Befestigung am Hilfsgerüst in vertikaler Richtung auf dem Hilfsgerüst verschiebbar sind. Statt dessen kann das Hilfsgerüst so am Gerüst angeordnet bzw. befestigt sein, dass es in vertikaler Richtung quer über das Gerüst verschiebbar ist. In diesem Fall — und unter der weiteren Annahme, dass das Gerüst quadratisch oder rechteckig ist und horizontal verlaufende Oberteil- und Bodenstreben sowie vertikal verlaufende Seitenstreben aufweist — ist das Hilfsgerüst so an und zwischen den Seitenstreben des Gerüsts angeordnet und ausgelegt,

dass der Brenner und ggf. der Abzug nach ihrer Montage auf dem Hilfsgerüst in horizontaler Richtung auf dem Hilfsgerüst verschiebbar sind.

Das Gerüst kann beispielsweise aus Stahl bestehen und aus Winkeleisenabschnitten oder Vierkantstücken, beispielsweise hohlen Vierkanten aufgebaut sein. Das Gerüst, auf welchem das Hilfsgerüst befestigt ist, kann selbst Teil einer grösseren Gerüstkonstruktion sein. Wenn nun das feuerfeste Material eine etwa kastenförmige Baueinheit aus feuerfesten Mauersteinen ist, kann diese innerhalb eines Gerüsts angeordnet werden, dessen Abmessungen im wesentlichen grösser oder gleich denen der Baueinheit aus feuerfesten Mauersteinen ist. Das Hilfsgerüst kann am Gerüst so angeordnet sein, dass es einer vertikal verlaufenden Aussen-fläche der Baueinheit aus feuerfestem Mauerwerk unmittelbar gegenüberliegt, wobei die den verbleibenden vertikal verlaufenden Flächen der feuerfesten Baueinheit entsprechenden Gerüstabschnitte mit einer Metallbeplankung verkleidet sein können. Auch das Oberteil des Gerüsts kann mit einer Metallbeplankung bzw. der Deckplatte mit einer darin vorgesehenen Öffnung verkleidet sein. Die Öffnung ist hierbei auf die Öffnung des Hohlraums zur Aufnahme des Bads, in dem die Metallteile behandelt werden sollen, in der Baueinheit aus feuerfestem Mauerwerk abgestimmt.

Das Hilfsgerüst kann beispielsweise aus einer Platte mit einer Öffnung zur Aufnahme eines Brenners und ggf. eines Abzugs für die Abgase bestehen. Wenn das Gerüst quadratisch oder rechteckig ist und das plattenförmige Hilfsgerüst zwischen den Oberteil- und Bodenstreben des Gerüsts angeordnet ist, sind die horizontalen Abmessungen des platten-förmigen Hilfsgerüsts erheblich kleiner als der Abstand zwischen den Seitenstreben des Gerüsts, damit das Hilfsgerüst horizontal auf dem Gerüst verschoben werden kann. Wenn unter den im übrigen gleichen Bedingungen das plattenförmige Hilfsgerüst zwischen den Seitenstreben des Gerüsts angeordnet ist, sind die Abmessungen des Hilfsgerüsts in vertikaler Richtung erheblich kleiner als der Abstand zwischen den Oberteil- und Bodenstreben des Gerüsts, um eine vertikale Verschiebung des Hilfsgerütst auf dem Gerüst zu ermöglichen.

Statt dessen kann das Hilfsgerüst aus mehreren, starr miteinander verbundenen, am Gerüst befestigten Streben bestehen.

Vorzugsweise weist das Gerüst eine Rinne, beispielsweise eine U-förmige Führungsrinne, auf, in welcher das Hilfsgerüst montiert ist und während seiner Verschiebung auf dem Gerüst entlangläuft. Statt dessen kann auch das Hilfsgerüst mit einer derartigen Rinne ausgestattet sein.

Einerseits ist das auf dem Gerüst montierte Hilfsgerüst auf ersterem verschiebbar angeordnet. Auf der anderen Seite soll es aber in seiner auf die Kanalöffnungen in der feuerfesten Baueinheit ausgerichteten Stellung arretierbar sein. Deshalb ist es so ausgelegt, dass es am Gerüst auch arretiert bzw. verriegelt werden kann. Dies kann beispielsweise durch ein Festschrauben des Hilfsgerüsts am Gerüst erreicht werden. Zu diesem Zweck sind das Gerüst und das Hilfsgerüst mit mehreren Löchern zur Aufnahme von Bolzenschrauben ausgestattet. Statt dessen kann das Hilfsgerüst am Gerüst festgeklemmt werden, was den Vorteil hat, dass eine äusserst feine Einjustierung der Position des Hilfsgerüsts am Gerüst möglich ist. Im letztgenannten Fall ist eine feinere bzw. genauere Justierung als bei Verwendung von Bolzenschrauben möglich, da im Hilfsgerüst keine Löcher vorgesehen werden müssen bzw. diese Löcher in Übereinstimmung mit den Löchern im Gerüst gebracht werden müssen. Ähnliche Halteeinrichtungen können zur Fixierung der Brenner- und Abzugsposition auf den bzw. dem Hilfsgerüst(en) verwendet werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der beigefügten schematischen Darstellungen näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Rückansicht einer Wärmebehandlungsanlage mit Gerüst und eingebauter Baueinheit aus feuerfestem Mauerwerk;

Fig. 2 eine Rückansicht, ähnlich der Darstellung in Fig. 1, jedoch mit einem am Gerüst angeordneten Hilfsrahmen; und

Fig. 3 eine Seitenansicht gemäss dem in Fig. 2 dargestellten Schnitt entlang der Linie A-A.

Das in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel einer Wärmebehandlungsanlage umfasst ein im wesentlichen kastenförmiges Gerüst 1 mit horizontalen Oberteilstreben 2, horizontalen Bodenstreben 3 und vertikalen Seitenstreben 4. In dem von den Streben 2 bis 4 bzw. dem Gerüst 1 umgrenzten Raum ist eine Mauerwerkbaueinheit 5 angeordnet. (In Fig. 1 sind Einzelheiten des Mauerwerks 5 dargestellt; aus Gründen der Klarheit sind diese Einzelheiten jedoch in den Fig. 2 und 3 weggelassen.) In der feuerfesten Mauerwerkbaueinheit 5 ist eine Aushöhlung 6, welche ein Bad (nicht gezeigt) in dem Metallteile behandelt werden sollen, ein Kanal zur Aufnahme eines das Bad heizenden Brenners, im folgenden Heizkanal 7 genannt und ein Kanal zur Aufnahme eines Abzugs (nicht gezeigt) zur Entfernung der Brennerabgase, im folgenden Abgaskanal 8 genannt, vorgesehen. Die

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an denjenigen! Teil der feuerfesten Mauerwerkbaueinheit 5, der die Öffnungen für die Kanäle 7 und 8 aufweist, unmittelbar angrenzenden Oberteil- 2 und Bodenstreben 3 des Gerüsts 1 sind mit mehreren Löchern 9 ausgestattet. An diesen Oberteil- 2 und Bodenstreben 3 des Gerüsts 1 ist ein Hilfsgerüst 10 mittels Bolzenschrauben 11 befestigt. In Fig. 1 ist der Hilfsrahmen 10 aus Gründen einer übersichtlichen Darstellung fortgelassen. Der Hilfsrahmen 10 ist mit mehreren Löchern 12 ausgestattet. Ein Brenner 13 (schematisch dargestellt) ist am Hilfsrahmen 10 mittels Bolzenschrauben 14 befestigt.

Der Brenner 13 umfasst ein Verbindungsstück 15, das ebenfalls am Hilfsrahmen 10 befestigt ist. Zwischen der Mauerwerkbaueinheit 5 und dem Hilfsrahmen 10 ist ein feuerfestes Bundstück 16 das Verbindungsstück 15 ummantelnd angeordnet.

Wenn in den dargestellten Figuren ein zweites Hilfsgerüst nicht eingezeichnet ist, so kann gleichwohl am Gerüst 1 ein zweites Hilfsgerüst befestigt sein, welches den Abzug hal-tert und im Abgaskanal 8 positioniert, so dass die Brennerabgase sicher entfernt werden können.

Beim Betrieb der Wärmebehandlungsanlage ist ein Bad in der Aushöhlung 6 positioniert, ein Salzgemisch in das Bad eingefüllt, der Brenner 13 unmittelbar vor dem Heizkanal 7 mit dem in den Heizkanal 7 hineinragenden Verbindungs-s stück 15 angeordnet und ein Abzug (nicht dargestellt) im Abgaskanal 8 positioniert. Das im Badbehälter befindliche Salzgemisch wird mittels des Brenners 13 so lange erhitzt, bis das Salz schmilzt und das so entstandene Bad die gewünschte Temperatur erreicht hat. Sodann werden die Metallteil'e durch io Eintauchen in das Bad aus geschmolzenem Salz behandelt.

Sollte eine Positionsänderung der in der feuerfesten Mauerwerkbaueinheit 5 vorgesehenen Aushöhlung 6, und demzufolge eine Positionsänderung des Heizkanals 7 notwendig sein, kann die Lage des Brenners 13 einfach durch Verls schieben des Hilfsgerüsts 10 auf dem Gerüst 1 in horizontaler Richtung und Verschieben des Brenners 13 auf dem Hilfsgerüst 10 in vertikaler Richtung so verändert werden, dass der Brenner wieder unmittelbar vor dem neuen Heizkanal 7 liegt. In ähnlicher Weise kann ein Abzug (nicht dargestellt) in sei-20 ner Stellung einer beliebigen Lage des Abgaskanals 8 ange-passt werden.

2 Blätter Zeichnungen

Claims (7)

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1. Wärmebehandlungsanlage mit einer feuerfesten, einen Kanal zum Einbau eines Brenners aufweisenden Baueinheit zur Aufnahme eines Bads für warm-zu-behandelnde Metallteile und einem dicht bei dem den Kanal aufweisenden Abschnitt der Baueinheit angebrachten Gerüst, gekennzeichnet durch mindestens ein am Gerüst (1) angeordnetes, quer zu diesem verschiebbares Hilfsgerüst (10) zur Halterung und Verschiebung des Brenners (13) quer zur Verschiebungsrichtung des gesamten Hilfsgerüsts (10) auf dem Gerüst (1).

2. Anlage nach Anspruch 1, mit einem in der feuerfesten Baueinheit angeordneten Kanal zur Entfernung der Brennerabgase, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsgerüst (10) zur Aufnahme eines Abzugs für die Brennerabgase ausgelegt ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Anlage nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch zwei Hilfsgerüste (10), von denen das eine zur Aufnahme des Brenners (13) und das andere zur Aufnahme des Abzugs ausgelegt ist.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerüst (1) quadratisch oder rechteckig ist.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerüst (1) horizontal verlaufende Oberteil- (2) und Bodenstreben (3) sowie vertikal verlaufende Seitenstreben (4) aufweist.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das bzw. die Hilfsgerüst(e) an und zwischen den Oberteil* (2) und Bodenstreben (3) des Gerüsts (1) derart befestigt ist bzw. sind, dass es bzw. sie in horizontaler Richtung quer über das Gerüst verschiebbar ist bzw. sind.

7. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das bzw. die Hilfsgerüst(e) (10) an und zwischen den Seitenstreben (4) des Gerüsts (1) derart befestigt sind, dass es bzw. sie in vertikaler Richtung quer über das Gerüst (1) verschiebbar ist bzw. sind.