DE1408958B1 - Ofen und Verfahren zur geregelten Abkuehlung von Werkstuecken,insbesondere von Werkstuecken aus Stahl oder Nichteisenmetallen - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft einen Ofen und ein Verfahren zur geregelten Abkühlung von Werkstücken, insbesondere aus Stahl oder Nichteisenmetallen.
• Es ist zwar bekannt, Werkstücke im Ofen abzukühlen, wenn die Abkühlung sich über eine gewisse Zeit erstreckt, wenn also die Abkühlung der Werkstücke verhältnismäßig langsam erfolgen soll. Es ist auch bekannt, Werkstücke an der Luft oder durch Abschrecken in Wasser, öl od. dgl., also sehr rasch, abzukühlen. Mittels der bekannten Wärmebehandluntrsöfen ist es also nur möglich, gezielte Abkühlungen in kleinen Abkühlungsgeschwindigkeitsbereichen vorzunehmen. In einer Reihe von Fällen ist es jedoch erwünscht, die Abkühlung von Werkstücken in dem zwischen sehr großer und sehr kleiner Abkühlungsgeschwindigkeit liegenden Bereich beliebig zu verändern. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn Werkstücke eine durch eine bestimmte Art der Ab- kühlung erzielbare Härte oder Gefügeausbildung erhalten sollen. Für Werkstücke aus Stahl besteht beispielsweise das Bedürfnis, den Verlauf der Ab- kühlungsgeschwindigkeit unter Berücksichtigung der in den bekannten Zeit-Temperatur-Umwandlungs-Schaubildern (ZTU-Schaubilder) wiedergegebenen Umwandlungsvorgänge zu steuern. Eine geeignete Vorrichtung, mit der ein solches Verfahren in einfacher Weise durchführbar ist, ist jedoch bislang nicht bekanntgeworden.
• Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Ofen zur geregelten Abkühlung von Werkstücken, insbesondere aus Stahl oder Nichteisenmetallen zu schaffen, (jurch den es in einiacher Weise möglich ist, Werkstücke oder Proben so abzukühlen, daß jeweils ein nach Härte oder Gefügeausbildung angestrebter Zustand erzielt wird.
• Erfindungsgemäß besteht der neue Ofen zur geregelten Abkühlung von Werkstücken aus einem den Innenraum C des Ofens bildenden keramischen Rohr, das von einer Heizeinrichtung, beispielsweise einer Heizwicklung, umgeben ist. Zwar gehören aus beheizten keramischen Rohren gebildete öfen bereits zum an sich bekannten Stand der Technik. Von diesen bekannten öfen unterscheidet sich der der Erfindung zugrunde liegende Ofen jedoch dadurch, daß die Heizvorrichtung von einem von einem Kühlmittel durchströmten Rohr, also einem Kühlrohr, das eine zur Kühlung des Ofens ausreichende lichte Weite besitzt, umgeben und zwischen Kühlrohr und Innenraum des Ofens angeordnet ist. Nach einer vorteilhaften Ausführungsform bestehen die zur Wärineübertragung erforderlichen Teile des Ofens ihrer Menge und Art nach aus solchen Werkstoffen, daß die Wärmekapazität einen Kleinstwert besitzt. Dadurch wird die Wärmeabgabe an die Umgebung gefördert.
• Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung des der Erfindung zugrunde liegenden Ofens besteht das von dem Kühlmittel durchströmte Rohr aus hitzebebeständigem Werkstoff. Als Kühlmittel wird vorzugsweise entweder Preßluft oder Wasser mit einer der 0 "ewünschten Abkühlungsgeschwindigkeit angepaßten Temperatur verwendet. Aufheizgeschwindigkeit und Abkühlgeschwindigkeitsind in an sichbekannterWeise einstellbar. Der neue Ofen ist in vorteilhafter Weise zur gesteuerten Abkühlung von Werkstücken oder C Proben aus Stahl oder Nichteisenmetallen verwendbar.
• Zu diesem Zweck werden bei dem neuen Ofen erfindungsgemäß die Menge oder die Geschwindigkeit des Kühlmittels, welches das zur Kühlung angeordnete Rohr durchströmt, und die von der Heizvorrichtung aufgenommene Leistung automatisch mittels einer an sich bekannten Einrichtung oder von Hand gesteuert, so daß die Abkühlung der Werkstücke durch eine Kombination der Kühlung mit der einstellbaren Heizung geregelt wird. Der neue Ofen ist in vorteilhafter Weise zur geregelten Abkühlung von Werkstücken geeignet, die nach vorgegebenen zeitlichen Temperaturverläufen, die auch die Umwandlung von einem Gefügezustand in den anderen umfassen, gesteuert wird, insbesondere auch zur geregelten Abkühlung von Werkstücken oder Proben aus Stahl, bei denen die Abkühlung nach Maßgabe der Umwandlungstemperaturen und der Umwandlungszeiten entsprechend den ZTU-Schaubildern erfolgt.
• Wie aus der lediglich ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellenden Zeichnung hervorgeht, wird das den Innenraum des Ofens begrenzende keramische Trägerrohr 1 von den an den beiden Rohrenden angeordneten, aus feuerfestem Werkstoff bestehenden Scheiben 2, diese durchdringend, zentrisch gehalten. Das Trägerrohr 1 ist von der Heizvorrichtung 3, beispielsweise einer elektrischen Heizwicklung, die in der keramischen Masse 4 eingebettet ist, umschlossen. Um die Heizvorrichtung 3 ist das vorzugsweise aus hitzebeständigem Stahl bestehende, von einem Kühl-Mittel durchströmte Rohr 5 gelegt. Das Kühlmittel, beispielsweise Preßluft oder Wasser, mit einer dem gewünschten Abkühlungsvorgang angepaßten Temperatur tritt durch den Stutzen 6 in das Kühlrohr 5 ein und durch den Stutzen 7 aus dem Kühlrohr 5 aus. Als Schutz ist ein gelochtes Stahlblech 'gehäuse 8 angeordnet. Eine Wärmeisolation ist nicht vorgesehen, um die Wärmekapazität des Ofens möglichst niedrig zu halten. Aus dem gleichen Grunde sind die zur Wärmeübertragung erforderlichen Teile des Ofens ihrer Menge und Art nach so aus Werkstoffen hergestellt, daß die Wärmekapazität so niedrig wie möglich ist.

Claims (2)

1. Patentarisprüche: 1. Ofen zur geregelten Abkühlung von Werkstücken, insbesondere von Werkstücken aus Stahl oder Nichteisenmetallen, bei dem der Innenraum von einer Heizeinrichtung umgeben ist, d a - durch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (3) von einem Kühlrohr (5) umgeben und zwischen Kühlrohr (5) und Innenraum angeordnet ist.
2. 2. Verfahren zum Betrieb des Ofens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlunc, der Werkstücke durch eine Kombination der Kühlung mit der einstellbaren Heizung geregelt wird. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung der Werkstücke nach vorgegebenen zeitlichen Temperaturverläufen, die auch die Umwandlung von einem Gefügezustand in den anderen umfassen, gesteuert wird.