DE1953306A1 - Vertikaler Rohrofen fuer hohen Arbeitsdruck - Google Patents

Description

Vertikaler Rohrofen für hohen Arbeitsdruck

Die Erfindung "betrifft einen zylinderförmigen, langgestreckten, vorzugsweise vertikalen Ofen für die gleichzeitige Behandlung von Material bei hoher Temperatur, bis zu 1500 ⁰G und hohem Druck, vorzugsweise 500 bar und darüber.

Die Öfen ermöglichen z.B. das Drucksintern von Pulverkörpern. Durch Sintern unter hohem Druck erreicht man eine größere Dichte als beim Sintern bei Atmosphärendruck und damit auch in vieler Hinsicht bessere Eigenschaften des fertigen Erzeugnisses. Das Sintern kann auch bei niedrigerer Temperatur als bei Atmosphärendruck durchgeführt werden, wobei das Kornwaehstum während des Sinterns begrenzt werden kann. Die höhere Dichte und die günstigere Struktur des fertiggesinterten Erzeugnisses ergeben größere Zähigkeit und größere Verschleißfestigkeit. Die Methode ermöglicht die Herstellung von größeren Mengen solcher Legierungen, die bei konventioneller schmelzmetallurgischer Herstellung leicht grobkörnig werden und beim

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Erstarren zu Seigerungen neigen, wie z.B. gewisse Schnellstahlarten. Dadurch, daß man aus diesen Legierungen durch Drucksinterung Rohlinge herstellt, anstatt sie zu Gießen, erhält man ein besset Ausgangsprodukt zum Walzen oder anderer Weiterverarbeitung und ein Endprodukt mit hoher und gleichmäßiger Qualität. ' '

Der Ofen "besteht im wesentlichen aus einer Druckkammer mit einem Ofenraum, der in einem in der Druckkammer angeordneten isolierenden Hohlkörper eingeschlossen ist, der aus einem isolierenden Mantel besteht und mit isolierendem Boden und Deckel verschlossen ist. Das gewöhnlich verwendete Gas, Argon, das bei dem angewandten hohen Arbeitsdruck sehr hohe Dichte, aber gleichzeitig eine niedrige Viskosität hat, nur 4-5 mal die der Luft bei Atmosphärendruck, ist somit sehr leichtbeweglich. Da es in Hinsicht auf die Dichte auch eine sehr große.Wärmekapazität hat, ist es wesentlich, daß der wärmeisolierende Hohlkörper so geformt ist, daß zwischen dem eigentlichen Ofenraum und den inneren Wänden der Druckkammer die kleinstmögliche Konvektion entsteht, so daß die Wärmeverluste niedrig gehalten werden können. Bei den bisherigen gewöhnlichen Öfen hat man für die Isolierung einen zylindrischen Mantel verwendet, der auf dem unteren Stirnverschluß ruht. Der Mantel war mit einem abnehmbaren Deckel versehen, der vor der Entnahme einer fertigbehandelten Charge abgenommen und nach dem Einsetzen

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einer neuen Charge wieder eingesetzt wurde. Aufgrund der Druckdifferenz zwischen dem oberen Teil des Ofenraumes und der Spalte zwischen dem Isoliermantel und dem Hochdruckzylinder fürt eine Undichtigkeit zwischen Deckel und Isoliermantel dazu, daß heißes Gas von dem Ofenraum in die Spalte strömt. Der Wärmeverlust durch die Konvektion erfordert eine gesteigerte Heizleistung und kann zu ungleichmäßiger Temperaturverteilung führen oder es schwierig oder sogar unmöglich machen, die Temperatur auf das gewünschte Niveau zu bringen. Die Zeit für einen Arbeitszyklus kann sich dadurch verlängern. Im schlimmsten lall kann auch die Charge unbrauchbar werden. Die Dichtung zwischen Deckel und Mantel ist deshalb für die Punktion des Ofens wichtig, aber es hat sich herausgestellt, daß es schwierig ist, Deckel und Mantel so auszuführen, daß ein vollständiger, zuverlässiger, gasdichter Anschluß erreicht wird.

Die Erfindung hat die Aufgabe, einen Ofen so auszubilden, daß eine Konvektion zwischen dem Ofenraum und den Spalten zwischen dem Isolierungsmantel und dem Hochdruckzylinder mit Sicherheit verhindert wird. Die Erfindung ist in erster Linie für solche öfen anwendbar, in denen der Axialdruck, der auf die Stirnverschlüsse in einer Druckkammer wirkt, von einem getrennten, diesen Ofen umgebenden Pressengestell aufgenommen wird. Bei niedrigem Druck können jedoch auch Schraubverschlüsse verwendet werden.

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ORlGtNAtINSPSCTED

Die Erfindung wird im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß der obere StirnverSchluß der Hochdruckkammer einen ständig eingesetzten, ringförmigen Teil enthält, in dem der isolierende Mantel aufgehängt ist und dessen Öffnung die Chargierungsöffnung bildet, sowie einen in diese ChargierungsÖffnung hineinragenden Deckel, in dem zweckmäßigerweise der Isolierungsdeckel befestigt ist. Der ringförmige Teil des Stirnverschlusses und der isolierende N&itel sind mit Dichtungsringen gasdicht aneinander angeschlossen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben, in dieser zeigen:

Fig. 1 teils eine Ansicht, teils einen Querschnitt eines Ofens mit einer stationären Hochdruckkammer und einem beweglichen Pressengestell zum Aufnehmen der auf die Stirnverschlüsse, der Hochdruckkammer wirkenden axialen Kräfte und

I"ig. 2 in größerem Maßstab und im Querschnitt Teile der Hochdruckkammer.

In den Figuren bezeichnet 1 ein Pressengestell, das zwischen der in der Figur gezeigten Lage und einer Lage, in der es die Hochdruckkammer 2 umschließt, beweglich angeordnet ist. Das

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Pressengestell besteht aus Jochen 3 und 4, den dazwischenliegenden Distanzteilen 5 und einem das G-estell zusammenhaltenden Bandmantel 6. Das Gestell wird von Rädern 7 getragen, die auf Schienen 8 laufen. Die Hochdruckkammer 2 wird von einem Pfeiler 9 getragen und enthält einen Hochdruckzylinder, der aus einem inneren Rohr 10, einem umgebenden, vorgespannten Bandmantel 11 und Endringen 12 besteht, die den Bandmantel axial zusammenhalten und gleichzeitig die Aufhängevorrichtung bilden, durch die die Hochdruckkammer an dem Pfeiler 9 befestigt ist. Die Kammer 2 hat einen unteren Stirnverschluß 13, der in das Rohr 10 des Hochdruckzylinders hineinragt. In dem Stirnverschluß ist eine Nute, die einen Dichtungsring 14, einen Kanal 15 für die Zuführung von Druckmedium und einen Kanal 16 für die Kabel zum Speisen der Heizelemente 17 für die Erwärmung des Ofens aufnimmt. Die Elemente 17 werden von einem Zylinder 18 getragen., der auf einem isolierenden Boden 19 ruht, der in den isolierenden Mantel 20 hineinragt. Der obere StirnverSchluß enthält einen ringförmigen Teil 21 mit einem Dichtungsring 22, der gegen das Rohr 10 abdichtet. Der Mantel 20 ist im Teil 21 aufgehängt und gasdicht daran angeschlossen. Der Stirnverschluß enthält weiter einen Deckel 23 zum Schließen der öffnung im Teil 21. Der Teil 21 ist gewöhnlich ständig in dem Hochdruckzylinder angebracht. Der Deckel ist mit einem Dichtungsring 24 gegen die innere Fläche des Teiles 21 abgedichtet, und mit einem isolierenden Deckel 25 versehen, der bei geschlossener

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Hochdruckkammer in den Zylinder 20 hineinragt und einen Teil der isolierenden Hülle bildet, die den eigentlichen Ofenraum umgibt. Der Deckel 23 ist an einer Eonsole 27 befestigt, die von einer heb-, senk- und drehbaren Schaltstange 28 getragen wird.

Fig. 2 zeigt in größerem Maßstab Teile der Hochdruckkammer 2 mit den in das Rohr 10 des Hochdruckzylinders hineingeschobenen Stirnverschlüssen. Der isolierende Mantel 20 ist auf bekannte Weise aus einer Anzahl Metallrohren 29, 30 und 31 mit dazwischenliegenden Schichten 32 und 33 aus Isoliermaterial und einem Anschlußring 34 aufgebaut. Bei Öfen in bekannter Ausführung wurde der isolierende Deckel nach jeder Chargierung dichtend an den Ring 34 angeschlossen. Dies war ein zeitraubender Vorgang, der große Sorgfalt erforderte, um eine gute Dichtung zu erhalten. Wenn sich aufgrund von Temperaturunterschieden Sprünge zwischen dem Deckel 25 und dem Ring 34 bildeten, entwich warmes Druckmedium und strömte zwischen dem Ring 34 und dem Stirnverschluß radial an dem isolierenden Mantel vorbei und kühlte im Kontakt mit der Wand des Rohres 10 ab.

Dadurch, daß man erfindungsgemäß den Ring 34 an dem ringförmigen Teil 21 anschließt und somit den Mantel 20 in den oberen StirnverSchluß einhängt, ist die horizontale Strömung von heißem

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ORIGINAL INSPECTED

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Druckmedium von dem oberen Teil des Ofenraumes 26 zu dem Spalt-35 zwischen dem Rohr 10 und dem Mantel 20 wirksam verhindert. Eine Dichtung zwischen dem Deckel 25 und dem Mantel 20 ist daher nicht erforderlich. Zwischen dem Ring 34 und dem Teil 21 ist eine Dichtung 36 angebracht, die wirksam gekühlt werden kann. Der Deckel 25 besteht aus einem mit Isoliermaterial gefüllten Blechgehäuse, das mit einem Flansch 38 an dem Deckel 23 angeschlossen ist.

Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen begrenzt, sondern zahlreiche Varianten sind im Rahmen der nachfolgenden Patentansprüche denkbar.

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^{!> ;} ORIGINAL INSF»eCTED

Claims (3)

195330G - 8 Patentansprüche;

1. Vertikaler Ofen, vorzugsweise zum- isostatischen Warmpressen von Pulverkörpern, "bestehend aus einer in einem Gestell aufgehängten, zylindrischen !Druckkammer, die aus einem Hochdruckzylinder und aus in diesen hineinragenden StirnverSchlüssen besteht, die die axialen Kräfte aufnehmen, die ein Druckmedium in der Druckkammer ausübt, und aus einer in der Druckkammer zwischen Ofenraum und den Druckkammerwänden angeordneten Isolierung, die aus einem zylindrischen Mantel mit isolierendem Boden und Deckel besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Stirnverschluß (21, 23) einen ständig eingesetzten, ringförmigen Teil (21) enthält, in dem der isolierende zylindrische Mantel (20) aufgehängt ist und dessen Öffnung die ChargierungsÖffnung bildet, sowie einen in die ChargierungsÖffnung hineinragenden Deckel (25)'.

2. Ofen nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Teil (21) des Stirnverschlusses und der isolierende zylindrische Mantel (20) gasdicht aneinander angeschlossen sind.

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3. Ofen nach Anspruch 2, diurch gekennzeichnet, daß der/isolierende Deckel (25) in dem Deckel (23) des Stirnverschlusses aufgehängt ist.

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