DE1164679B

DE1164679B - Salt bath furnace for the heat treatment of metal objects

Info

Publication number: DE1164679B
Application number: DEA28556A
Authority: DE
Inventors: Borge Richard Ankersen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1956-12-24
Filing date: 1957-12-23
Publication date: 1964-03-05

Description

Salzbadofen zur Wärmebehandlung von Metallgegenständen Die Erfindung bezieht sich auf einen Salzbadofen zur Wärmebehandlung von Metallgegenständen, insbesondere bei Temperaturen über 980° C, wobei das Salzschmelzbad indirekt oder direkt von oben gasbeheizt wird.Salt bath furnace for heat treatment of metal objects The invention relates to a salt bath furnace for the heat treatment of metal objects, in particular at temperatures above 980 ° C, with the molten salt bath indirectly or directly from is gas-heated above.

Bei den bekannten Salzbadöfen dieser Art wird das gesamte Salzschmelzbad von oben gasbeheizt, so daß der gesamte oberhalb des Salzbades liegende Raum ständig von den Flammen oder wenigstens von den heißen Verbrennungsgasen ausgefüllt ist. Die zu behandelnden Metallgegenstände müssen bei den bekannten Salzbadöfen durch diesen von Flammen und/oder Verbrennungsgasen ausgefüllten Raum hindurch in das Salzbad eingetaucht werden. Daraus ergibt sich der schwerwiegende Nachteil, daß die zu behandelnden Metallgegenstände sowohl vor als auch nachderBehandlungdenFlammenund/oder Verbrennungsgasen unmittelbar ausgesetzt werden, was, insbesondere bei den hohen Behandlungstemperaturen, schädliche Oxydationen auf den Metallgegenständen hervorruft, so daß der Behandlungserfolg weitgehend in Frage gestellt ist. Diese schädlichen Oxydationswirkungen stellen ein entscheidendes Problem bei der Salzbadbehandlung dar. Es ist bereits ein Salzbadofen bekannt, bei dem zwar durch einen hohlen Kranz über dem Salzbad die Flammen selbst von den zu behandelnden Gegenständen im wesentlichen ferngehalten werden, bei dem jedoch die zu behandelnden Gegenstände weiterhin den heißen Verbrennungsgasen und damit der schädlichen Oxydationswirkung ausgesetzt sind.In the known salt bath furnaces of this type, the entire molten salt bath Gas-heated from above, so that the entire space above the salt bath is constantly is filled by the flames or at least by the hot combustion gases. The metal objects to be treated have to go through in the known salt bath ovens through this space filled with flames and / or combustion gases into the Salt bath to be immersed. This has the serious disadvantage that the metal objects to be treated both before and after the flame and / or treatment Combustion gases are directly exposed to what, especially at the high Treatment temperatures, causing harmful oxidations on metal objects, so that the success of the treatment is largely called into question. These harmful Oxidation effects are a crucial problem in salt bath treatment A salt bath furnace is already known, in which, although by a hollow wreath above the salt bath the flames themselves from the objects to be treated essentially be kept away, in which, however, the objects to be treated continue to hot combustion gases and thus exposed to the harmful oxidizing effect are.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Salzbadofen der eingangs geschilderten Art so zu gestalten, daß die beschriebene, bei hohen Behandlungstemperaturen besonders stark auftretende schädliche Oxydationswirkung auf die zu behandelnden Metallgegenstände verhütet wird. Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß der Ofen in eine Heizzone und in eine davon getrennte im Salzbad befindliche Behandlungszone so unterteilt ist, daß die Metallgegenstände in der Behandlungszone nicht unmittelbar mit der Flamme oder mit Verbrennungsgasen in Berührung kommen, und daß zwischen der Heizzone und der Behandlungszone Verbindung für die Übertragung des geschmolzenen Salzes von einer Zone zur anderen besteht. Dadurch wird der Vorteil erzielt, daß die Einwirkung der Flammen oder Verbrennungsgase vollständig auf die Heizzone beschränkt bleibt und die zu behandelnden Metallgegenstände auch bei den hohen Behandlungstemperaturen über 980°C keiner schädlichen Einwirkung der Flammen oder Verbrennungsgase mehr unterliegen können. Eine besonders einfache und wirtschaftliche Heizung des Salzbades mit schneller Wärmeübertragung wird nach einer Ausführungsform der Erfindung dadurch erreicht, daß oberhalb der Heizzone ein abnehmbarer Deckel angeordnet ist, der direkt flammenbeheizt wird und durch den das Salzbad in der Behandlungszone mittels Strahlungswärme warmgehalten wird.The invention is based on the object of a salt bath furnace of the initially to make the type described so that the described, at high treatment temperatures particularly strong harmful oxidative effect on the treated Metal objects are prevented. According to the invention, this is achieved by that the furnace is located in a heating zone and in a separate one in the salt bath Treatment zone is divided so that the metal objects in the treatment zone do not come into direct contact with the flame or with combustion gases, and that between the heating zone and the treatment zone connection for the transfer of molten salt from one zone to another. This will give the benefit achieved that the action of the flames or combustion gases completely on the Heating zone remains limited and the metal objects to be treated also with the high treatment temperatures above 980 ° C no harmful effects of the flames or combustion gases can be subject to more. A particularly simple and economical one Heating the salt bath with rapid heat transfer is according to one embodiment the invention achieved in that a removable cover above the heating zone is arranged, which is directly flame-heated and through which the salt bath in the The treatment zone is kept warm by means of radiant heat.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird eine einfache Einführung der zu behandelnden Metallgegenstände in die Behandlungszone des Salzbades dadurch erzielt, daß oberhalb der Behandlungszone ein Deckel angeordnet ist, der das Einführen und Herausnehmen der zu behandelnden Gegenstände ermöglicht.According to a further embodiment of the invention is a simple one Introduction of the metal objects to be treated into the treatment zone of the salt bath achieved in that a lid is arranged above the treatment zone, the allows the objects to be treated to be inserted and removed.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung ermöglicht eine andere zweckmäßige und einfache Einführung und Halterung der zu behandelnden Metallgegenstände in der Behandlungszone. Diese Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Behandlungskammer angeordnet ist, die durch einen in senkrechter Richtung abnehmbaren Deckel verschlossen ist, der mit Bügel versehen ist, welche die zu behandelnden Gegenstände tragen.Another embodiment of the invention enables another expedient one and easy introduction and holding of the metal objects to be treated in the Treatment zone. This embodiment is characterized in that a treatment chamber is arranged, which is closed by a removable cover in the vertical direction which is provided with brackets that carry the objects to be treated.

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird zusätzlich jede Möglichkeit einer Verunreinigung des Salzbades durch Verbennungsprodukte dadurch vermieden, daß innerhalb der Heizzone eine keramische Platte angeordnet ist, die direkt flammbeheizt wird und durch die das Salzbad in der Behandlungszone mittels Strahlungswärme warmgehalten wird. Dadurch wird verhindert, daß die Verbrennungsgase mit dem Salzbad in Berührung kommen.In a further embodiment of the invention, every possibility is additionally used this avoids contamination of the salt bath by combustion products, that a ceramic plate is arranged within the heating zone, which is directly flame-heated will and through the the salt bath in the treatment zone by means of radiant heat is kept warm. This prevents the combustion gases from entering the salt bath come into contact.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.Several exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing.

In den Zeichnungen zeigt F i g. 1 den Grundriß einer bevorzugten Ausführungsform des Ofens gemäß der Erfindung; F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie 11-1I der F i g. l; F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie III-111 der Fig. 1; F i g. 4 einen Grundriß einer zweiten Ausführungsform des Ofens gemäß der Erfindung; F i g. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig.4; F i g. 6 einen Grundriß einer dritter. Ausführungsform des Ofens gemäß der Erfindung; F i g. 7 einen Schnitt nach der Linie VII-VII der F i g. 6.In the drawings, F i g. 1 shows the plan of a preferred embodiment of the furnace according to the invention; F i g. 2 shows a section along line 11-1I of FIG i g. l; F i g. 3 shows a section along the line III-111 of FIG. 1; F i g. 4 one Plan of a second embodiment of the furnace according to the invention; F i g. 5 one Section along the line V-V of Figure 4; F i g. 6 a plan of a third. Embodiment of the furnace according to the invention; F i g. 7 shows a section along the line VII-VII of F i g. 6th

Die F i g. 1 bis 3 zeigen einen feuerfesten Behälter 10 von rechteckiger Form. Eine Verbrennungskammer 11 wird auf einer Seite des Behälters 10 durch eine bogenförmige Wand 12 und durch senkrechte Verlängerungen 10a, 10b und 10c der Behälterwände gebildet. Auf der bogenförmigen Wand und den senkrechten Verlängerungen liegt ein abnehmbarer Deckel 13, der die Verbrennungskammer abschließt. Der Deckel 13 ist mit einer Entlüftungsöffnung 14 versehen, welche die Verbrennungsgase aus der Verbrennungskammer in einen Schornstein 15 abführt. In Öffnungen 17 der Verbrennungskammer 11 sind Gasbrenner 16 derart angeordnet, daß ihre Flamme gegen den Deckel 13 schlägt, welcher die Wärme nach unten gegen den Boden des Behälters 10 strahlt.The F i g. 1 to 3 show a refractory container 10 of rectangular shape. A combustion chamber 11 is defined on one side of the canister 10 by an arcuate wall 12 and by vertical extensions 10a, 10b and 10c of the canister walls. On the arched wall and the vertical extensions is a removable cover 13 which closes the combustion chamber. The cover 13 is provided with a vent opening 14 which discharges the combustion gases from the combustion chamber into a chimney 15. In openings 17 of the combustion chamber 11 gas burners 16 are arranged in such a way that their flame strikes against the cover 13 , which radiates the heat downwards against the bottom of the container 10.

Der Teil des Behälters, welcher nicht von der Kammer 11 bedeckt wird, ist mit einem verschiebbaren Deckel 18 versehen. Der Deckel 18 ist auf Schienen 19 verschiebbar, die auf einer Plattform 20 angeordnet sind, so daß der ganze, außerhalb der Verbrennungskammer liegende Teil des Behälters geöffnet werden kann. Der Behälter ist mit einem Salzbad 21 versehen, das sich aus dem unterhalb der Verbrennungskammer 11 liegenden Teil unter der bogenförmigen Wand 12 hindurch in den unterhalb des Deckels 18 liegenden Teil erstreckt. Das Bad 21 wird erhitzt, bis es geschmolzen ist, und wird durch die vom Deckel 13 reflektierte Wärme in geschmolzenem Zustand gehalten. Die Wärme wird reflektiert und trifft unmittelbar auf die Oberfläche des Salzes auf, ohne irgendeinen dazwischenliegenden metallischen Wärmeleiter. Dadurch wird eine Wärmeübertragung von der Flamme auf das Salzbad 21 mit einer viel größeren Geschwindigkeit bewirkt, als durch Konvektion mittels einer Metallplatte möglich ist, die sich in Berührung mit dem Salz befindet, wie es bisher ausgeführt worden ist. Diese erhöhte Geschwindigkeit der Erhitzung und der Wärmeübertragung scheint eine Funktion der Leitfähigkeit des Salzbades zu sein, welches die viel zu rasche Absorption der Wärme der Flamme ergibt.The part of the container which is not covered by the chamber 11 is provided with a sliding cover 18 . The lid 18 is slidable on rails 19 which are arranged on a platform 20 so that the entire part of the container lying outside the combustion chamber can be opened. The container is provided with a salt bath 21 which extends from the part located below the combustion chamber 11 under the arched wall 12 into the part located below the lid 18. The bath 21 is heated until it is molten and is kept in a molten state by the heat reflected from the lid 13. The heat is reflected and immediately hits the surface of the salt without any intervening metallic heat conductor. This causes heat transfer from the flame to the salt bath 21 at a much greater rate than is possible by convection by means of a metal plate which is in contact with the salt, as has been previously carried out. This increased rate of heating and heat transfer appears to be a function of the conductivity of the salt bath, which results in the much too rapid absorption of the flame's heat.

Die wärmezubehandelnden Gegenstände werden in das Salzbad durch die Öffnung eingeführt, welche durch Verschiebung des Deckels 18 auf die Plattform 20 gebildet wird. Die im Salzbad 21 befindlichen Gegenstände kommen niemals in Berührung mit der Heizflamme oder mit den Verbrennungsgasen, und da die Geschwindigkeit der Wärmeübertragung von der Flamme auf das Salzbad viel größer und viel wirksamer ist, als sie bisher erzielt werden konnte, ist auch die sich ergebende Wärmeübertragung auf den behandelten Gegenstand größer, wodurch sich eine beträchtliche Zeitersparnis und Leistungssteigerung ergeben, sowie auch Gegenstände hergestellt werden, deren Oberflächen sich in einem besseren Zustand befinden als jene, die in Gegenwart der Verbrennungsflamme erhitzt werden.The objects to be heat treated are put into the salt bath by the Opening introduced, which by sliding the cover 18 onto the platform 20 is formed. The objects in the salt bath 21 never come into contact with the heating flame or with the combustion gases, and since the speed of the Heat transfer from the flame to the salt bath is much greater and much more effective, than has been achieved so far, so is the resulting heat transfer larger on the treated object, which saves a considerable amount of time and performance increase, as well as objects are produced, their Surfaces are in better condition than those in the presence of the Combustion flame are heated.

In den Wänden des Behälters 10 können Lufteinblaserohre 22 angeordnet sein, die Luft in das Salzbad 21 einblasen, um eine Bewegung des Bades hervorzurufen und jede Möglichkeit einer ungleichmäßigen Erhitzung und der Bildung toter Stellen im Bad zu beseitigen.Air injection pipes 22 can be arranged in the walls of the container 10 be to blow the air into the salt bath 21 to cause the bath to move and any possibility of uneven heating and dead spots eliminate in the bathroom.

In den F i g. 4 und 5 ist eine zweite Ausführungsform des Ofens gemäß der Erfindung veranschaulicht. Bei dieser Ausführungsform ist ein Behälter 30 vorgesehen, der vorzugsweise rechteckige Form aufweist und aus feuerfestem Material besteht. Der Behälter 30 ruht auf I-Träger!? 31. Ein Gehäuse 32 mit offenem Boden wird dadurch gebildet, daß die hintere Endwand und die angrenzenden Teile der Seitenwände des Behälters nach oben verlängert und diese Wände durch eine senkrechte Wand 33 verbunden werden, die ein kurzes Stück in den Behälter hineinragt. Das Gehäuse wird durch einen abnehmbaren Deckel 34 geschlossen und bildet eine Verbrennungskammer 35. Der Deckel 34 ist mit einer oder mehreren öffnungen 36 versehen, in welchen Brennerdüsen 37 angeordnet sind, die nach unten gegen den Boden des Behälters 30 gerichtet sind. Jeder Brenner ist in üblicher Weise mit Brennstoffzuführungsleitungen verbunden.In the F i g. Figures 4 and 5 illustrate a second embodiment of the oven according to the invention. In this embodiment, a container 30 is provided, which preferably has a rectangular shape and consists of refractory material. The container 30 rests on I-beams !? 31. An open-bottomed housing 32 is formed by extending the rear end wall and the adjacent parts of the side walls of the container upwards and connecting these walls by a vertical wall 33 which projects a short distance into the container. The housing is closed by a removable cover 34 and forms a combustion chamber 35. The cover 34 is provided with one or more openings 36 in which burner nozzles 37 are arranged, which are directed downwards towards the bottom of the container 30. Each burner is connected to fuel supply lines in the usual way.

Der Teil des Behälters 30, der nicht durch das Gehäuse bedeckt ist, bildet eine Behandlungskammer, in welcher das Werkstück durch das Salzbad 38 erhitzt wird. Diese Behandlungskammer ist gewöhnlich durch einen feuerfesten Deckel 39 geschlossen:, der zwei Reihen von senkrechten Schlitzen 40 aufweist, durch welche die obern Enden von U-förmigen Bügeln 41 hindurchgehen. Die EJ-förmigen Bügel sind mit T-förmigen Enden versehen, die von Zapfen 43 getragen werden. Diese gehen durch parallele kurze Winkeleisen 22 und ein C-Profil 23 hindurch, die auf der Oberseite des Deckels befestigt sind. Die Bügel bestehen vorzugsweise aus feuerfestem Material und tragen feuerfeste Stangen 44, welche das Werkstück 45 halten, das in F i g. 5 mit unterbrochenen Linien angedeutet ist. Der feuerfeste Deckel 39 ist mit einem Schlitz 24 versehen, der den Abzug der Verbrennungsgase aus der Verbrennungskammer ermöglicht.The part of the container 30 which is not covered by the housing forms a treatment chamber in which the workpiece is heated by the salt bath 38. This treatment chamber is usually closed by a refractory cover 39 : which has two rows of vertical slots 40 through which the upper ends of U-shaped brackets 41 pass. The EJ-shaped brackets are provided with T-shaped ends which are carried by pins 43. These go through parallel short angle irons 22 and a C-profile 23 which are attached to the top of the cover. The brackets are preferably made of refractory material and carry refractory rods 44 which hold the workpiece 45 shown in FIG. 5 is indicated with broken lines. The refractory lid 39 is provided with a slot 24 which allows the combustion gases to be extracted from the combustion chamber.

Die nach unten schlagende Flamme und die Wärme bringen das Salzbad in Bewegung. Die von der Flamme erzeugte Wärme wird auf den Behandlungsteil des Bades übertragen und von diesem auf den zu behandelnden Gegenstand mit einer Geschwindigkeit, die weitaus größer ist als bei anderen Salzbadanordnungen, ohne daß jedoch die Möglichkeit besteht, daß die Flamme oder die Verbrennungsgase in Berührung mit dem zu behandelnden Gegenstand gelangen.The downward flaming flame and the warmth bring the salt bath moving. The heat generated by the flame is transferred to the treatment part of the Bath and transferred from this to the object to be treated at a speed which is much larger than with other salt bath arrangements, but without the possibility consists in that the flame or the combustion gases come into contact with the treated Object.

In die hintere Wand des Ofens sind mehrere senkrechte Rohre 46 eingebettet, deren untere Enden im unteren Teil des Behälters 30 nach vorn gebogen sind. Die oberen Enden der Rohre sind mit T-Stükken 47 versehen, die mit Rohren 48 und 49 verbunden sind, welche zu (nicht dargestellten) Luft- und Brenngasbehältern führen. Jedes der Rohre ist mit einem Ventil 50 versehen, so daß entweder Luft oder Gas allein oder irgendeine gewünschte Mischung derselben fortlaufend in das Salzbad eingeführt werden kann. Auf diese Weise kann die Beschaffenheit des Salzbades geregelt werden, weil Sauerstoff in dasselbe eingeführt oder in demselben verbrannt werden kann, ohne daß es erforderlich wäre, zu diesem Zweck Chemikalien zuzusetzen.In the rear wall of the furnace several vertical tubes 46 are embedded, the lower ends of which are bent forward in the lower part of the container 30. The upper ends of the tubes are provided with T-pieces 47 which are connected to tubes 48 and 49 which lead to air and fuel gas containers (not shown). Each of the tubes is provided with a valve 50 so that either air or gas alone or any desired mixture thereof can be continuously introduced into the salt bath. In this way the nature of the salt bath can be regulated, because oxygen can be introduced into it or burned in it without the need to add chemicals for this purpose.

In den F i g. 6 und 7 ist eine dritte Ausführungsform des Ofens gemäß der Erfindung veranschaulicht. Bei dieser Ausführungsform ist ein Behälter 60 vorgesehen, der dem Behälter 10 der F i g. 1 bis 3 ähnlich ist. Derselbe weist ebenfalls eine bogenförmige Wand 61 auf und senkrechte Verlängerungen der Seitenwände des Behälters 60 bilden auf einer Seite desselben eine Verbrennungskammer 62. Bei der Ausführungsform gemäß den F i g. 6 und 7 ist jedoch in der Verbrennungskammer 62 zwischen dem oberen und unteren Teil eine keramische Platte 63 angeordnet, die durch die Flamme in der Verbrennungskammer auf Weißglut erhitzt wird. Die von der glühenden Platte 63 ausstrahlende Hitze trifft auf das Salzbad und wird von demselben aufgenomnem. Die keramische Platte 63 verhindert, daß Verbrennungsgase mit dem Salz in Berührung kommen, und beseitigt dadurch jede Möglichkeit der Verunreinigung des Salzes durch Verbrennungsprodukte.In the F i g. Figures 6 and 7 illustrate a third embodiment of the oven according to the invention. In this embodiment, a container 60 is provided which corresponds to the container 10 of FIG. 1 to 3 is similar. It also has an arcuate wall 61 and vertical extensions of the side walls of the container 60 form a combustion chamber 62 on one side thereof. In the embodiment according to FIGS. 6 and 7, however, a ceramic plate 63 is arranged in the combustion chamber 62 between the upper and lower parts, which is heated to incandescent by the flame in the combustion chamber. The heat radiating from the glowing plate 63 hits the salt bath and is absorbed by the same. The ceramic plate 63 prevents combustion gases from coming into contact with the salt, thereby eliminating any possibility of contamination of the salt by combustion products.

Der Salzbadofen gemäß der Erfindung liefert überraschende Ergebnisse hinsichtlich der Wirksamkeit und Wirtschaftlichkeit. Dies trifft in großem Umfange zu, weil im wesentlichen der ganze Heizwert der Brennerflamme auf das Salzbad übertragen werden kann, während bei den üblichen Vorrichtungen ein großer Teil der Wärme verlorengeht und die Gefahr der Verschmutzung durch die Metallbehälter besteht. In dem Salzbadofen gemäß der Erfindung können die Metallgegenstände ohne Schwierigkeit auf Temperaturen von mehr als 1100° C erhitzt werden, und es war sogar möglich, Temperaturen von etwa 1300° C aufrechtzuerhalten. Die üblichen gasbeheizten Salzbadöfen sind auf Temperaturen von etwa 870 bis 925° C beschränkt.The salt bath furnace according to the invention gives surprising results in terms of effectiveness and economy. This is true to a large extent because essentially the entire calorific value of the burner flame is transferred to the salt bath can be, while with the usual devices a large part of the heat is lost and there is a risk of contamination from the metal containers. In the salt bath oven According to the invention, the metal objects can be adjusted to temperatures without difficulty can be heated by more than 1100 ° C, and it was even possible to use temperatures of to maintain around 1300 ° C. The usual gas-heated salt bath ovens are on Temperatures limited from about 870 to 925 ° C.

Claims

Claims: 1. Salt bath furnace for the heat treatment of metal objects, especially at temperatures above 980 ° C., the molten salt bath being indirect or gas is heated directly from above, indicating that the furnace is in a Heating zone and a separate treatment zone located in the salt bath are thus divided is that the metal objects in the treatment zone are not directly connected to the Flame or come into contact with combustion gases, and that between the heating zone and the treatment zone connection for the transfer of the molten salt from one zone to another.

2. Salt bath furnace according to claim 1, characterized in that that a removable cover (13) is arranged above the heating zone, which directly is flame-heated and through which the salt bath in the treatment zone by means of radiant heat is kept warm.

3. Salt bath furnace according to claims 1 and 2, characterized in that da.ß a cover (18) is arranged above the treatment zone to facilitate the introduction and taking out the objects to be treated.

4. Salt bath oven after Claim 1, characterized in that a treatment chamber (F i g. 4, 5) is arranged is closed by a removable cover (39) in the vertical direction which is provided with brackets (41) which carry the objects to be treated.

5. salt bath furnace according to claim 1, characterized in that within the heating zone a ceramic plate (63) is arranged, which is directly flame-heated and through which the salt bath in the treatment zone is kept warm by means of radiant heat. Considered publications: German patent specifications No. 564 595, 569 009, 570 496; Austrian patent specification No. 128 342.