DE10232432A1 - Vacuum carburizing method and apparatus - Google Patents
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Abstract
Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufkohlen bei subatmosphärischen Drücken, wobei einem Behandlungsraum ein Kohlenwasserstoff-haltiges Behandlungsgas zugeführt wird und aus dem Behandlungsraum ein Abgasstrom austritt, beschrieben. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird die Opazität der in dem Behandlungsraum (3) herrschenden Gasatmosphäre und/oder die Opazität des aus dem Behandlungsraum (3) austretenden Abgasstromes (4) ermittelt und in Abhängigkeit von der ermittelten Opazität die Zuführung des Kohlenwasserstoff-haltigen Behandlungsgases (1) in den Behandlungsraum (3) geregelt. DOLLAR A Bei Überschreiten eines eingestellten oder einstellbaren Opazitätswertes kann die Zuführung des Kohlenwasserstoff-haltigen Behandlungsgases (1) in den Behandlungsraum (3) unterbrochen oder die Menge des dem Behandlungsraum (3) zugeführten Kohlenwasserstoff-haltigen Behandlungsgases (1) reduziert werden.A method and a device for carburizing at subatmospheric pressures are described, a treatment gas containing a hydrocarbon-containing treatment gas being supplied and an exhaust gas stream emerging from the treatment room. DOLLAR A According to the invention, the opacity of the gas atmosphere prevailing in the treatment room (3) and / or the opacity of the exhaust gas stream (4) emerging from the treatment room (3) is determined and, depending on the opacity determined, the supply of the hydrocarbon-containing treatment gas (1) regulated in the treatment room (3). DOLLAR A If a set or adjustable opacity value is exceeded, the supply of the hydrocarbon-containing treatment gas (1) into the treatment room (3) can be interrupted or the amount of the hydrocarbon-containing treatment gas (1) supplied to the treatment room (3) can be reduced.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufkohlen bei subatmosphärischen Drücken, wobei einem Behandlungsraum ein Kohlenwasserstoff-haltiges Behandlungsgas zugeführt wird und aus dem Behandlungsraum ein Abgasstrom austritt.The invention relates to a method for carburizing in subatmospheric To press, wherein a treatment room contains a hydrocarbon-containing treatment gas supplied and an exhaust gas stream emerges from the treatment room.
Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Aufkohlen bei subatmosphärischen Drücken, aufweisend wenigstens einen Behandlungsraum, wenigstens eine Zuführleitung, über die dem Behandlungsraum ein Kohlenwasserstoff-haltiges Behandlungsgas zugeführt wird, und wenigstens eine Abpumpleitung, über die der Abgasstrom mittels einer Abpumpvorrichtung aus dem Behandlungsraum abgezogen wird.The invention further relates to a Device for carburizing at subatmospheric pressures, comprising at least a treatment room, at least one supply line, through which the treatment room a treatment gas containing hydrocarbons is supplied, and at least one pump-off line, via which the exhaust gas flow by means of a pumping device is withdrawn from the treatment room.
Ein gattungsgemäßes Verfahren zum Aufkohlen bei subatmosphärischen Drücken sind bspw. aus dem Fachartikel "Die Beeinflussung der Kohlenstoffübertragung bei der Unterdruckaufkohlung", Fachzeitschrift HTM 54 (1999), bekannt.A generic method for carburizing with subatmospheric To press are from the technical article "Die Influencing carbon transfer in vacuum carburizing ", trade journal HTM 54 (1999).
Bei den zum Stand der Technik zählenden Verfahren und Vorrichtungen zum Aufkohlen bei subatmosphärischen Drücken – hierbei wird vorzugsweise bei Drücken bis zu 20 mbar gearbeitet – stellt sich das Problem, dass bei einem Überschreiten der Rußgrenze ein Verrußen der Anlage – also sowohl des Behandlungsraumes als auch der Abpumpleitung – erfolgt. Ferner kommt es im Inneren des Behandlungsraumes zu einer unerwünschten Teerbildung.In the state of the art processes and devices for carburizing at subatmospheric pressures - this is preferred when pressed worked up to 20 mbar the problem is that if the soot limit is exceeded a soot the system - so both of the treatment room and the pump line. Furthermore, there is an undesirable inside the treatment room Tar formation.
Die Ursache hierfür ist darin begründet, dass es bei der Zuführung einer vorgegebenen Menge und Zusammensetzung an bzw. eines Kohlenwasserstoff-haltigen Behandlungsgases in den Behandlungsraum zu einem unkontrollierten Zersetzen von überschüssigen Kohlenwasserstoffen kommen kann. Ferner kann die berechnete Kohlenwasserstoff-Vorgabe zu niedrig sein, was im Ergebnis zu falschen Berechnungen in der Kohlenstoffübergangs- und Kohlenstoffverlaufsrechnung führt.The reason for this is because it when feeding a predetermined amount and composition of or a hydrocarbon-containing Treatment gas in the treatment room to an uncontrolled Decompose excess hydrocarbons can come. Furthermore, the calculated hydrocarbon specification be too low, resulting in incorrect calculations in the result Kohlenstoffübergangs- and carbon history calculation.
Nachteilig bei den zum Stand der Technik zählenden Verfahren ist ferner, dass bei der Kalkulation des übertragenen Kohlenstoffes immer von der theoretischen Zusammensetzung des verwendeten Kohlenwasserstoff-haltigen Behandlungsgases ausgegangen wird. Dies bedeutet beispielsweise, dass bei der Verwendung von Propan als Kohlenwasserstoff-haltiges Behandlungsgas von der Zusammensetzung C3H8 ausgegangen wird. Bei der Verwendung von technischem Propan ist jedoch nur der Heizwert, nicht jedoch die exakte Zusammensetzung garantiert. Die Summe des Kohlenstoffes im technischen Propan ist daher nicht identisch mit dem theoretischen C-Gehalt von reinem Propan, der bei der Kalkulation der übertragenen Kohlenstoffmenge berücksichtigt wird. Daraus resultieren ebenso Fehler im Berechnungsergebnis.A disadvantage of the methods belonging to the prior art is furthermore that the calculation of the transferred carbon always starts from the theoretical composition of the hydrocarbon-containing treatment gas used. This means, for example, that the composition C 3 H 8 is used when propane is used as the hydrocarbon-containing treatment gas. When using technical propane, however, only the calorific value is guaranteed, but not the exact composition. The sum of carbon in technical propane is therefore not identical to the theoretical C content of pure propane, which is taken into account when calculating the amount of carbon transferred. This also results in errors in the calculation result.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Verfahren sowie eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Aufkohlung bei subatmosphärischen Drücken anzugeben, das bzw. die die vorgenannten Nachteile vermeidet.Object of the present invention is a generic method and a generic device for carburizing at subatmospheric To press specify that avoids the aforementioned disadvantages.
Verfahrensseitig wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Opazität der in dem Behandlungsraum herrschenden Gasatmosphäre und/oder die Opazität des aus dem Behandlungsraum austretenden Abgasstromes ermittelt und in Abhängigkeit von der ermittelten Opazität die Zuführung des Kohlenwasserstoff-haltigen Behandlungsgases in den Behandlungsraum geregelt wird.On the procedural side, this task solved by that opacity the gas atmosphere prevailing in the treatment room and / or the opacity of the exhaust gas flow emerging from the treatment room and depending from the opacity determined the feeder of the hydrocarbon-containing treatment gas in the treatment room is regulated.
Vorrichtungsseitig wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass in der Zuführleitung wenigstens ein Ventil angeordnet ist, in dem Behandlungsraum wenigstens eine Einrichtung zur Ermittlung der Opazität der in dem Behandlungsraum herrschenden Gasatmosphäre und/oder in der Abpumpleitung wenigstens eine Opazitätssonde angeordnet ist und eine Auswerteeinheit vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von der mittels der Einrichtung zur Ermittlung der Opazität der in dem Behandlungsraum herrschenden Gasatmosphäre und/oder der Opazitätssonde ermittelten Opazität des Abgasstromes die Zuführung des Kohlenwasserstoff-haltigen Behandlungsgases in den Behandlungsraum durch Ansteuerung des Ventils regelt.The task on the device side solved by that in the feed line at least one valve is arranged, at least in the treatment room a device for determining the opacity of the in the treatment room prevailing gas atmosphere and / or at least one opacity probe in the pump down line is arranged and an evaluation unit is provided, which is dependent of which by means of the device for determining the opacity of the in the treatment room prevailing gas atmosphere and / or the opacity probe determined opacity the supply of the exhaust gas flow of the hydrocarbon-containing treatment gas in the treatment room by controlling the valve.
Das erfindungsgemäße Verfahren, die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie weitere Ausgestaltungen des bzw. derselben seien im Folgenden anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The method according to the invention, the device according to the invention as well as further configurations of the same are in the following based on the embodiment shown in the figure.
Die Figur zeigt einen lediglich schematisch dargestellten
Behandlungsraum
Über
die Abpumpleitung
Erfindungsgemäß ist nunmehr in der Zuführleitung
Erfindungsgemäß wird nunmehr die Opazität des aus
dem Behandlungsraum
Hierbei kann bei Überschreiten eines eingestellten
bzw. einstellbaren Opazitätswertes
des über die
Abpumpleitung
Alternativ oder zusätzlich zu
der in der Abpumpleitung
Die vorgenannte Einrichtung
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht somit eine kontrollierte Zuführung des Kohlenwasserstoff-haltigen Behandlungsgases in den Behandlungsraum, wodurch ein unkontrolliertes Zersetzen von überschüssigen Kohlenwasserstoffen in dem Behandlungsraum sowie der Abpumpleitung und damit eine Ruß- und Teerbildung wirkungsvoll vermieden werden können. Ein Großteil der unerwünschten Ablagerungen innerhalb des Behandlungsraumes, an dem in dem Behandlungsraum zu behandelnden Material oder in der Abpumpleitung wird durch das erfindungsgemäße Verfahren bzw. durch die erfindungsgemäße Vorrichtung sicher vermieden.The method according to the invention and the device according to the invention allows thus a controlled feed of the hydrocarbon-containing treatment gas in the treatment room, whereby an uncontrolled decomposition of excess hydrocarbons in the treatment room as well as the pumping line and thus a soot and tar formation can be effectively avoided. A big part the unwanted Deposits within the treatment room, on that in the treatment room material to be treated or in the pumping line is by the inventive method or by the device according to the invention safely avoided.
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