DE1228643B

DE1228643B - Process and furnace system for the heat treatment of cylindrical bodies made of cast iron materials according to specific time temperature curves

Info

Publication number: DE1228643B
Application number: DEO10872A
Authority: DE
Inventors: Willi Kalbitzer; Helmut Siepermann; Karl Schneider
Original assignee: OFAG OFENBAU GmbH
Current assignee: OFAG OFENBAU GmbH
Priority date: 1965-05-19
Filing date: 1965-05-19
Publication date: 1966-11-17

Description

Verfahren und öfenanlage zur Wärmebehandlung von zylindrischen Körpern aus Gußeisenwerkstoffen nach bestimmten Zeittemperaturkurven Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren und eine Ofenanlage zur Wärmebehandlung von zylindrischen Körpern aus modernen Gußeisenwerkstoffen zur Erlangung höchster Eigenschaften. Die Wärmebehandlung solcher Werkstoffe besteht in der Regel aus einem Aufheizen mit bestimmter Temperaturzunahme je Zeiteinheit bis zu Höchsttemperaturen im Bereich von etwa 9501 C, einem Halten dieser Temperatur über einen gewissen Zeitbereich und einem Abkühlen - meist in mehreren Stufen - wieder in festgesetzten Zeiten und gegebenenfalls einem nochmaligen Halten zwischendurch.Method and furnace system for the heat treatment of cylindrical bodies made of cast iron materials according to specific time temperature curves The subject matter of the present invention is a method and a furnace system for the heat treatment of cylindrical bodies made of modern cast iron materials in order to achieve the highest properties. The heat treatment of such materials usually consists of heating with a certain temperature increase per unit of time up to maximum temperatures in the range of around 9501 C, maintaining this temperature over a certain period of time and cooling - usually in several stages - again in set times and possibly one repeated holding in between.

Je nach den Legierungsbestandteilen des Werkstoffes werden Zeittemperaturkurven für die Behandlung festgelegt. Es ist dabei wichtig, daß der zu behandelnde Körper auch wirklich der Temperatur bei ihrer Veränderung ohne unzulässige Unterschiede innerhalb seiner Querschnitte folgt, und daß andererseits mit ein und derselben Einrichtung Körper verschiedener Querschnitte und Größe gleich gut behandelt werden können. Der Wärmeübergang in das Glühgut muß in allen vorkommenden Fällen gut sein. Die Behandlung umfaßt in der Hauptsache Rohre im Größenbereich von etwa 600 bis 1500 mm Durchmesser und etwa 6 m Länge mit entsprechenden Wandstärken.Time-temperature curves for the treatment are established depending on the alloy components of the material. It is important that the body to be treated really follows the temperature as it changes without impermissible differences within its cross-sections, and that, on the other hand, bodies of different cross-sections and sizes can be treated equally well with one and the same device. The heat transfer into the annealing material must be good in all cases. The treatment mainly comprises pipes in the size range from about 600 to 1500 mm in diameter and about 6 m in length with corresponding wall thicknesses.

Das Verfahren der Wärmebehandlung dieser Rohre gemäß der Erfindung besteht nun darin, sie aufrecht stehend in Drehung mit einstellbarer Geschwindigkeit zu versetzen und sie dabei mit enganliegenden Strömen von Heißgasen oder Kühlluft umkreisen zu lassen, die der Drehung entgegengesetzt oder mit ihr gleichgerichtet sind. Der Wärmeübergang erreicht hierbei günstige Werte.The method of heat treating these tubes according to the invention now consists of standing them upright in rotation at an adjustable speed to relocate them with close-fitting streams of hot gases or cooling air to orbit the opposite of the rotation or in the same direction as it are. The heat transfer achieves favorable values here.

Die Ofenanlage a zur Durchführung dieses Verfahrens erhält dementsprechend in ihrem Herd b drehbare, in der Drehgeschwindigkeit regelbare und in der Drehrichtung umkehrbare Untersätze e für die Rohre d. In denWänden des Ofenrapines sind Hochgeschwindigkeitsbrenner h eingelassen, bei welchen der Brennstoff bereits innerhalb der Wand vollkommen ausbrennt und die heißen Gase mit großer Geschwindigkeit austreten. Diese Brenner wechseln ab mit Kühlluftdüsen 1. Beide sind in senkrechten Reihen angeordnet deren Ströme tangential auf die Rohre d gerichtet sind. In der Regel werden zwei Reihen Brenner-Luftdüsen für die Behandlung eines Rohres vorgesehen, je eine in den beiden gegenüberliegenden Wänden des Ofenraumes. Die Reihenfolge Brenner-Luftdüse ist bei beiden Reihen verschieden, so daß also in der Höhenlage dort, wo in einer Reihe ein Brenner ist, in der gegenüberliegenden Reihe sich eine Luftdüse befindet. Beim Betrieb der Brenner entsteht so ein geschlossener, umlaufender Mantel der Heißgase und beim Betrieb der Luftdüsen ein gleicher Mantel der Kühlluft.The furnace installation a for carrying out this process accordingly receives in its hearth b rotatable, adjustable in rotation speed and reversible in rotation direction pedestals e for the tubes d. High-speed burners h are embedded in the walls of the kiln rapine, in which the fuel burns out completely within the wall and the hot gases escape at high speed. These burners alternate with cooling air nozzles 1. Both are arranged in vertical rows, the currents of which are directed tangentially to the tubes d. As a rule, two rows of burner air nozzles are provided for treating a pipe, one in each of the two opposite walls of the furnace chamber. The order burner-air nozzle is different in the two rows, so that at the altitude where there is a burner in one row, there is an air nozzle in the opposite row. When the burners are in operation, a closed, circumferential jacket for the hot gases is created, and when the air nozzles are operated, the same jacket for the cooling air is created.

Diese Ausführung gestattet in fortschrittlicher, technisch vollkommener Weise und auch wirtschaftlich mit bestem Wirkungsgrad das gleichmäßige Aufwärmen der Rohre, das Halten ihrer Temperatur und ihre Abkühlung. Der Regelbereich der Brenner und die damit verbundene unterschiedliche Austrittsgeschwindigkeit der Heizgaso gestatten sowohl ein schnelles als auch langsames Aufheizen, zumal, wenn man die Drehung des Rohres dem Strom der Heißgase zur Vergrößerung der Relativgeschwindigkeit mit der Rohrwand entgegenführt oder zur Verkleinerung mit dem Strom laufen läßt. Die Veränderung der Drehgeschwindigkeit des Rohres gestattet es weiter, jeder Forderung gerecht zu werden. Beim Halten der Temperatur wird man bei kleinster, nur die Wandverluste deckender Einstellung der Brenner und mittlerer Umlaufgeschwindigkeit zum besten Erfolg kommen.This execution allows in advanced, technically perfect Even warming up is wise and economical with the best possible degree of efficiency of the pipes, keeping their temperature and cooling them down. The control range of the Burner and the associated different exit speed of the heating gas allow both fast and slow heating, especially if you have the Rotation of the tube to the flow of hot gases to increase the relative speed with the pipe wall or runs with the current to reduce the size. The change in the speed of rotation of the pipe further allows any requirement meet. When keeping the temperature one gets at the smallest, only the wall losses opaque setting of the burner and average circulation speed for the best Success come.

Für die Abkühlung gilt in umgekehrtem Sinne das gleiche wie für das Aufheizen. Da die Ofenanlage stets für mehr&e Rohre eingerichtet ist, ist ihre Gestaltung erfindungsgemäß derart, daß in einem tunnelartigen Ofengehäuse a auf einem ausfahrbaren Herd b eine Anzahl drehbarer Untersätze e angeordnet ist und jedem Untersatz zwei gegenüberliegende Brenner-Luftdüsen-Reihen zugeordnet werden. Erfindungsgemäß drehen zwei benachbarte Untersätze in entgegengesetzter Richtung. Die zugeordneten Brenner-Luftdüsen-Reihen liegen zusammen, und die Anordnung von Leitrippen k, je eine zu beiden Seiten der Doppelreihe Brenner-Luftdüsen und eine weitere ihr gegenüber, vervollständigen die Anordnung. An den ' beiden Enden des Herdes ist dementsprechend eine Reihe Brenner-Luftdüsen und eine Leitrippe vorgesehen.In the opposite sense, the same applies to cooling as to heating. Since the furnace system is always set up for more & e tubes, its design is according to the invention such that a number of rotatable bases e are arranged in a tunnel-like furnace housing a on an extendable hearth b and two opposite rows of burner air nozzles are assigned to each base. According to the invention, two adjacent pedestals rotate in opposite directions. The assigned rows of burner air nozzles lie together, and the arrangement of guide ribs k, one on either side of the double row of burner air nozzles and another opposite it, complete the arrangement. A series of burner air nozzles, and a guide rib is correspondingly provided on the 'two ends of the hearth.

Sofern die einzelnen Zeiten der verschiedenen Ab- schnitte der Wärmebehandlung ganze Vielfache einer Zeiteinheit sind, kann auch mit dem Verfahren und der Einrichtung gemäß Erfindung ein kontinuierlicher Betrieb durchgeführt werden. Der Ofen wird ein durchgehender Tunnelofen. Je nach der Leistung wird für ein, zwei oder mehr drehbare Untersätze ein Herdwagen b vorgesehen und der Ofentunnel je Herdwagenlänge mit abschließenden Schiebern c v-ersehe,g. Die Anordnung der Reihen der Brenner-Luftdüsen und der Le itrippen an der Stelle dieser Schieber ist so wie an den Enden des nichtkontinuierlichen Ofens, im übrigen aber genau so wie bei diesem. Beim Betrieb eines solchen kontinuierlichen Ofens wird nach jeder Zeiteinheit der ganze Herdwagenzug um eine Herdwagenlänge weitergeschoben, wobei die Schieber c vorher geöffnet und nachher wieder geschlossen werden.If the individual times of the various sections of the heat treatment are whole multiples of a unit of time, continuous operation can also be carried out with the method and the device according to the invention. The furnace becomes a continuous tunnel furnace. Depending on the power, a bogie bogie b is provided for one, two or more rotating bases and the furnace tunnel for each bogie bogie length with final slides c v-see, g. The arrangement of the rows of burner air nozzles and the Le itrippen at the location of these slides is the same as at the ends of the non-continuous furnace, but otherwise exactly the same as with this one. In the operation of such a continuous furnace, after each unit of time, the entire bogie train is pushed forward by one bogie length, the slides c being opened beforehand and closed again afterwards.

Erfindungsgemäß wird noch jeder drehbare Untersatz mit einer dem zylindrischen Körper angepaßten, mit auswechselbaren Einsätzen g versehenen Zentrier- und Haltevorrichtung f versehen zur Erleichterung des Beladens der Untersätze mit den schweren Rohren und zur Sicherung des Betriebes.According to the invention, each rotatable base is provided with a centering and holding device f adapted to the cylindrical body and provided with interchangeable inserts g to facilitate the loading of the bases with the heavy pipes and to ensure operation.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführung der Ofenanlage gemäß Erfindung dargestellt. Ab b. 1 stellt den Aufriß im Schnitt dar und Ab b. 2 den Grundriß, ebenfalls im Schnitt.The drawing shows an example of an embodiment of the furnace system according to the invention. From b. 1 represents the elevation in section and Ab b. 2 the ground plan, also in section.

Das tunnelartige Ofengehäuse ist mit a bezeichnet und der Herdwagen mit b. Das Ofengehäuse a wird geschlossen durch die Tür e. Die zylindrischen Körper stehen auf drehbaren Untersätzen e und werden geführt und gehalten durch die anpaßbare Zentrier-und Haltevorrichtung f mit den zur Anpassung auswechselbaren Einsätzen g. Die Heißgasbrenner h wechseln mit den Luftdüsen i ab. Die Reihenanordnung von Brenner h und Düsen 1 und die gegenüberliegende Zuordnung von je zwei Reihen zu einem Untersatz e sind aus der Zeichnung zu erkennen. Im Grundriß Ab b. 2 sind entgegen den Ausführungen in der Beschreibung nur Brenner h dargestellt mit entsprechenden Strömungspfeilen, um die umhüllende Bewegung der Heißgase um die zylindrischen Körper herum unter Mtwirkung der Leitrippen k kenntlich zu machen.The tunnel-like furnace housing is denoted by a and the bogie bogie . The furnace housing a is closed by the door e. The cylindrical bodies stand on rotatable bases e and are guided and held by the adaptable centering and holding device f with the interchangeable inserts g for adapting. The hot gas burners h alternate with the air nozzles i. The series arrangement of burner nozzles, and h 1 and the opposite assignment of two rows of a sub-set e can be seen from the drawing. In plan from b. 2, contrary to the explanations in the description, only burners h are shown with corresponding flow arrows in order to make the enveloping movement of the hot gases around the cylindrical body under the effect of the guide ribs k recognizable.

Claims

Claims: 1. Process for the heat treatment of cylindrical bodies made of cast iron materials according to certain time temperature curves, characterized in that the cylindrical body (d) standing upright and rotating at a controllable speed according to the regulations of the time temperature curves one after the other of controllable hot gas flows for warming up in a certain time and holding the temperature and controllable air currents for time-determined cooling tangeiitial and against the direction of rotation or in the same direction as it, generating a current directed around the respective cylindrical body.

2. Oven system for carrying out the method according to claim 1, characterized in that the hearth (b) of the tunnel-shaped oven (a) with rotatable, reversible in the direction of rotation. and pedestals (e) which can be controlled in terms of the rotational speed are equipped for the cylindrical bodies (d) to be taken upright, and the side walls alternately on one side between these rotatable pedestals a double row of high-speed burners alternating in height (h ) and air nozzles (i), which are arranged between guide ribs (k) , with a further guide rib opposite these burners (h) and nozzles (1) and a simple row of burner nozzles and a guide rib at the stove ends. 3. Furnace for carrying out the method according to claim 1 and 2, characterized in that the rotatable bases (e) have interchangeable and adapted centering (g) and holding devices (f) for the cylindrical body (d) to be received.