DE1228642B - Verfahren zum Blankgluehen von Metallen, insbesondere von Stahl - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

C21d

Deutsche Kl.: 18 c -1/74

Nummer: 1228 642

Aktenzeichen: D 39130 VI a/18 c

Anmeldetag: 12. Juni 1962

Auslegetag: 17. November 1966

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Blankglühen von Metallen, insbesondere von Stahl, in Einsatzöfen.

Zum Schutz der zu behandelnden Metalle bzw. Metallgegenstände während des Glühvorgangs sind zwei Möglichkeiten bekannt:

1. Die Verwendung von Einsatzöfen, die eine Vakuumbehandlung erlauben. Infolge des Vakuums werden Reduktions-, Oxydations-, Bekohlungs- oder Entkohlungsgase ausgeschaltet, gleich wie Fette, Öle ίο oder andere Verunreinigungen, mit denen der zu behandelnde Metallgegenstand behaftet sein kann.

Ein wesentlicher Nachteil der Vakuumbehandlung liegt jedoch darin, daß die Behandlung eine sehr lange Zeit erfordert, da der Wärmeaustausch auf Grund des Vakuums stark vermindert ist. Außerdem ist es sehr schwierig, die gewünschte Behandlungstemperatur genau einzuhalten.

2. Die Verwendung von öfen, in denen eine bestimmte Schutzgasatmosphäre aufrechterhalten wer- ao den kann.

Diese öfen werden vorteilhafterweise mit einer Umwälzeinrichtung bestückt, womit der Wärmeaustausch beträchtlich beschleunigt, die Temperaturgleichmäßigkeit verbessert und folglich die Behändlungszeit wesentlich verkürzt wird. Andererseits aber ist die Qualität der geglühten Metallgegenstände schlechter als bei Gegenständen, die in Vakuumöfen behandelt worden sind, da alle Verunreinigungen, die bei einer Vakuumbehandlung ausgetrieben werden, bei einer Behandlung in Gasatmosphäre wirksamer bleiben.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 032 294 ist ferner ein Verfahren bekannt, das eine Kombination der beiden obenerwähnten Methoden darstellt. Dieses bekannte Verfahren wird in der Weise durchgeführt, daß zuerst das Glühgut im Vakuum bis auf eine Temperatur erwärmt wird, bei der alle verdampfbaren Rückstände verdampfen, wonach die weitere Erhitzung des Glühgutes zum Zweck der erwünschten Wärmebehandlung in einer Schutzgasatmosphäre erfolgt. Dieses Verfahren weist jedoch, wenn auch in geringerem Maße, immer noch die Nachteile der obigen grundsätzlichen Methoden auf. Die Erwärmung des Glühgutes erfolgt nämlich zwangläufig langsam und ungleichmäßig, da sie im Vakuum durchgeführt wird. Der Ofen muß außerdem mit besonderen und kostspieligen Dichtungseinrichtungen versehen sein, um eine sichere Entfernung aller öl- und Fettrückstände zu gewährleisten. Die Temperatur während der Vakuumphase ist unbestimmt, d. h. infolge des geringen Wärmeübergangs unterschiedlich verteilt, Verfahren zum Blankglühen von Metallen,
insbesondere von Stahl

Anmelder:

Maurice Daguier, Paris

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Maier, Patentanwalt,

München 22, Widenmayerstr. 4

Als Erfinder benannt:
Maurice Daguier, Paris

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 13. Juni 1961 (864 725)

was einen schwerwiegenden Nachteil bezüglich der Entfernung der Fett- und Ölrückstände von dem gesamten Glühgut bedeutet. So können in der Vakuumphase Teile des Glühgutes bereits eine Temperatur oberhalb der Verkokungstemperatur von Fett oder öl aufweisen, während andere Teile noch unterhalb der Verdampfungstemperatur von Fett und öl liegen. Es ist also auch mit diesen bekannten Verfahren nicht möglich, den bekannterweise relativ geringen Temperaturbereich zwischen der Fettverdampfung und der Fettverkokung für das gesamte Glühgut einzuhalten.

Schließlich ist aus der deutschen Patentschrift 965 042 noch ein Verfahren zum Blankglühen von Metallteilen bekannt, bei welchem das Glühen teilweise im Vakuum, teilweise in Schutzgasatmosphäre erfolgt, jedoch ohne Umwälzung des Schutzgases. Mit diesem bekannten Verfahren soll verhindert werden, daß nicht völlig reine Schutzgase bei hohen Temperaturen die Metallgegenstände angreifen. Zu diesem Zweck wird so vorgegangen, daß zunächst eine erste Erhitzung der Gegenstände in Schutzgasatmosphäre durchgeführt wird, wonach ab einer bestimmten Temperatur, bei welcher das unreine Schutzgas aktiv wird, die weitere Erhitzung im Vakuum erfolgt. Dabei braucht das Vakuum nicht besonders hoch zu sein, da die im Schutzgas allenfalls vorhandenen Verunreinigungen sich kaum mehr schädlich auswirken können, da durch die Evakuierung ihre Menge verringert und ihr Partialdruck er-

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niedrigt wird. Die Temperatur, ab welcher der Druck erniedrigt wird, soll 400° C betragen.

Dieses Verfahren jedoch erbringt nur eine geringfügige Verkürzung der Erhitzungszeit, da keine Umwälzung der Schutzgasatmosphäre erfolgt, und verkürzt außerdem nur einen relativ geringen Teil der gesamten aus Erhitzung und Abkühlung bestehenden Behandlungszeitpunkte. Außerdem sind auch bei diesem Verfahren Öfen mit hochtemperäturfesten Vakuumabdichtungen erforderlich. Schließlich kommt als wesentlichster Nachteil hinzu, daß bei 400° C die meisten der in der Praxis vorkommenden Fette und Öle bereits völlig verkohlt sind und verkohlte Oberflächen auch bei einer nachfolgenden Glühung der Gegenstände im Vakuum nicht mehr von diesen Verunreinigungen befreit werden können.

Aufgabe der .Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Verfahren zu überwinden und ein Verfahren zum Blankglühen von Metallen zu schaffen, das tatsächlich nur die Vorteile des Vakuumglühens ao und des Glühens in bewegter Schutzgasatmosphäre in sich vereinigt. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe nun dadurch gelöst, daß das Erhitzen des Glühgutes unter Zuführen und Umwälzen von Schutzgas erfolgt und erst nach Erreichen der Verdampfungstemperatur der Rückstände ein Vakuum hergestellt und so lange bei einer Temperatur unterhalb der Zersetzungstemperatur der Rückstände aufrechterhalten wird, bis alle Rückstände verdampft sind. ■■■--■

Bei der starken Umwälzung der Schutzgasatmosphäre erfolgt die Erwärmung des Glühgutes in der ersten Verfahrensstufe schnell, wobei die Homogenität zur Temperatur während des Erwärmungsvorganges und am Ende dieser Verfahrensstufe über das gesamte Glühgut gewährleistet ist. Anders ausgedrückt, mit der Erfindung wird erreicht, daß sich am Ende der ersten Verfahrensstufe tatsächlich das gesamte.Glühgut auf einer Temperatur befindet, die zwischen der Verdampfungs- und der Verkokungstemperatur von Fett bzw. Öl liegt. Die zweite Verfahrensstufe besteht bei der Erfindung darin, daß im Ofen mittels einer Pumpe ein Vakuum erzeugt wird. Dabei genügt es, wenn die Dichtheit des Ofens bei einer Temperatur unterhalb der Verkokungstemperatür von Fett gewährleistet ist, d. h. also bei einer relativ niedrigen Temperatur. Außerdem ist es nicht erforderlich, ein besonders hohes Vakuum zu erzeugen, da bereits ein relativ geringes Vakuum eine Öl- bzw. Fettverdampfung hervorruft. Die dritte und letzte Verfahrensstufe besteht darin, daß das Glühgut unter wiederhergestellter Schutzgasatmosphäre weiter erhitzt wird, wobei das Schutzgas einer intensiven Zirkulation unterworfen wird. Die Erhitzung und spätere Abkühlung wird entsprechend den bekannten Verfahren und gemäß dem angestrebten Zweck durchgeführt. Dabei hat sich gezeigt, daß in der zweiten Verfahrensstufe eine derart vollständige Entfernung von Fett- und Ölrückständen erfolgt, daß eine fortlaufende Zufuhr von frischem Schutzgas in der dritten Verfahrensstufe überflüssig ist. Es genügt, das Vakuum einmal mit Schutzgas aufzufüllen, was den Verbrauch an Schutzgas gegenüber den bekannten.Verfahren wesentlich vermindert.

Auf Grund der Vakuumbehandlung bei relativ niedriger Temperatur kann ein geschlossener Ofen mit Umwälzung verwendet werden, beispielsweise ein Haubenofen mit Umwälzung bekannter Bauart, der so abgewandelt ist, daß seine Abdichtung die Aufrechterhaltung eines Hochvakuums erlaubt. Der Ventilator kann mit einer Abdichtung zum Durchführen einer Welle durch die Ofenwand oder mit irgendeiner anderen Dichtung versehen sein.

Für die Behandlung von Gegenständen, die Ringform aufweisen, beispielsweise Drahtrollen oder gewalztes Bandeisen in Reifenform, kann ein Gebläse vorgesehen sein, das die Ofenatmosphäre quer durch die zu behandelnden, im Ofen axial aufgestapelten Ringe hindurchschickt und außerhalb der Ringe zurückführt, so daß eine stetige und intensive Zirkulation entsteht.

Die Behandlung verläuft sehr schnell, da auf Grund der starken Umwälzung der Gasatmosphäre ein starker Wärmeaustausch gegeben ist. Die Gegenstände werden außerdem von allen Verunreinigungen befreit, da selbst Spuren von Unreinheiten infolge der Verunreinigungen ausgeschaltet werden. Die Behandlung kann mit großer Genauigkeit durchgeführt werden, da durch die Umwälzung des in den Ofen eingeführten Gases die Temperatur sehr exakt regelbar ist.

In bestimmten Fällen kann die Temperaturspanne zwischen Verdampfung im Vakuum und Zersetzung der Fett- oder Öldämpfe klein sein, infolge der sehr intensiven Umwälzung findet jedoch ein Temperaturausgleich der ganzen Beschickung vor der Vakuumbehandlung statt, ohne daß die Temperatur auf einer Stufe verlängert gehalten werden muß. Damit wird ein Nichtverdampfen der Öle oder Fette an kalten Stellen oder eine Zersetzung der Öle oder Fette an heißen Stellen vermieden.

Somit ergibt sich aus der Erfindung eine wirtschaftliche Behandlung aller möglichen Ofenbeschikkungen, verbunden mit einer Verbesserung der Qualität und des Aussehens der fertigen Erzeugnisse.

Claims (1)

Patentanspruch:

1. Verfahren zum Blankglühen von Metallen, insbesondere von Stahl, in Einsatzöfen, bei dem die im Ofen beim Erwärmen des Glühgutes verdampften fettigen und öligen Ziehmittelrückstände od. dgl. durch Evakuieren entfernt werden, wonach das Weitererhitzen auf Behandlungstemperatur, die Behandlung und die nachfolgende Abkühlung des Glühgutes unter Zuführung und Umwälzung von Schutzgas erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen des Glühgutes unter Zuführen und Umwälzen von Schutzgas erfolgt und erst nach Erreichen der Verdampfungstemperatur der Rückstände ein Vakuum hergestellt und so lange bei einer Temperatur unterhalb der Zersetzungstemperatur der Rückstände aufrechterhalten wird, bis alle Rückstände verdampft sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 965 042;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1 032 294.

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