DE2839194B2 - Schachtofen zur Sinterreduktion eines Eisenpulvers für die Pulvermetallurgie - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schachtofen zur Sinterreduktion von Metallpulvern auf Eisenbasis für die Pulvermetallurgie.

Allgemein sind Metallpulver auf Eisenbasis, die mit oxidierenden Elementen, wie Mangan, Chrom und dergleichen legiert sind, mit Hilfe der Wasserzerstäubung erzeugt worden. Wird dabei jedoch die Schlußreduzierung mit Hilf: herkömmlicher bekannter Gasreduzierungsverfahren oder dergleichen vorgenommen, so kann kein Metallpulver auf Eisenbasis mit ausreichend niedrigem Sauerstoffgehalt erzielt werden. In diesem Zusammenhang ist aus der DE-OS 25 28 188 bereits ein Verfahren bekannt, bei welchem ein einer Schlußreduzierung zu unterwerfendes metallisches Ausgangspulver auf Eisenbasis zuvor legiert und/oder mit Kohlenstoff oder kohlenstoffhaltigem Granulat als Reduktionsmittel vermischt und sodann bei induktiver Erwärmung desoxidiert wird. Als Vorrichtung zum Durchführen dieses bekannten Verfahrens ist in der älteren Patentanmeldung P 27 10 745.5 bereits ein Schachtofen mit Vorwärmzone und Induktionserwärmungszone vorgeschlagen worden. Von diesem Schachtofen ist im Oberbegriff des vorstehenden Anspruchs 1 ausgegangen.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem vorstehend erwähnten Schachtofen und schlägt eine Verbesserung dieses Ofens auf der Basis von Untersuchungen, die bei der Herstellung von sauerstoffarmen Metallpulvern auf Eisenbasis angestellt wurden, vor, wobei ein Ausgangspulver vorgewärmt und dann unter Vakuum durch induktive Erwärmung reduziert wird.

Außerdem wird mit der Erfindung das Ziel verfolgt, eine Ofenkonstruktion mit Vorwärmzone und induktiver Erwärmungszone zu schaffen, welche einen stabilen Betriebsablauf gewährleistet, indem ein Ausgangspulver, ein vorläufig gesinterter Kuchen und dergleichen durch ein in der Mitte eines Vorwärmofens vertikal angeordnetes Vorwärmrohr weich nach unten sinken.

Außerdem soll die Erfindung Probleme lösen, die durch die vertikale Anordnung der vorstehend erwähnten Vorwärmzone und Induktionserwärmungszone verursacht werden. Das bedeutet, daß die Erfindung eine Anschlußkonstruktion schafft, die imstande ist, Dehnungen und Kontraktionen des Vorwärmrohrs, weiche als Folge des Erwärmens und Abkühlens des Vorwärmofens entstehen, während ein Vakuum im Schachtofen aufrechterhalten wird, aufzunehmen.

Ferner beschäftigt sich die Erfindung damit, einen Schachtofen zu schaffen, dessen Wartung dadurch erleichtert ist, daß lediglich ein Ofenabschnitt, beispielsweise die Induktionserwärmungszone, abmontierbar ist.

In Zusammenfassung besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Schachtofen der anmeldungsgemäßen Gattung so zu verbessern, daß bei stabilem Betriebsablauf und hoher Wartungsfreundlichkeit Dehnungen und Kontraktionen des Vorwärmrohres, vorzugsweise unter Aufrechterhalten des Vakuums, möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst

Vorzugsweise Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert In dieser zeigt

Fig. 1 eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung des Schachtofens,

Fig.2 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform der Vorwärmzone des Schachtofens,

Fig.3 einen Querschnitt entlang der Linie III-I1I in Fig. 2,

F i g. 4 einen Schnitt durch ein in der Vorwärmzone angeordnetes Vorwännrohr,

F i g. 5 und 6 eine teilweise geschnittene Stirnansicht sowie einen Querschnitt durch die Induktionserwärmungszone des Schachtofens,

F i g. 7 eine schematische Seitenansicht mit zum Teil weggebrochenen und zum Teil geschnittenen Einzelteilen einer verschieblichen Flanschkupplung und eines Verbindungsflansches zum Verbinden der Induktionserwärmungszone mit der Vorwärmzone und den Kuchenzerideinerungs- und -kühlzonen,

Fig.8 eine Aufsicht auf ein abbaubares Konstruktionsteil der Induktionserwärmungszone und

F i g. 9 und 10 teils von vorne und teils von der Seite gesehene Darstellungen des in Fig.8 dargestellten Konstruktionsteils.

In F i g. 1 ist der erfindungsgemäße Schachtofen dargestellt, welcher eine Zone 1 zum Bevorraten und jo Einbringen eines metallischen Ausgangspulvers auf Eisenbasis, eine Vorwärmzone 2, eine Induktionserwärmungszone 3 und eine Zone 4 zum Zerkleinern und Abkühlen des erzeugten desoxidieren Sinterkuchens umfaßt

Zunächst wird das beispielsweise mit Hilfe der Wasserzerstäubung oder dergleichen erhaltene metallische Ausgangspulver, welches einer abschließenden Reduzierung zu unterziehen ist, in einem Vorratsgefäß 5 der Vorrats- und Einführzone 1 aufbewahrt und sodann wird eine vorbestimmte Menge Ausgangspulver schrittweise in ein Vorwärmrohr 7 der Vorwärmzone 2 mit Hilfe einer Chargiereinrichtung 6 eingebracht, wobei sich das Ausgangspulver auf einer in dem Vorwärmrohr 7 angeordneten Stützstange 8 ansammelt. Die Stützstange 8 wird in dem Vorwärmrohr 7 allmählich nach unten abgesenkt, wobei das darauf angesammelte Ausgangspulver teilweise desoxidiert und entkohlt, sowie unter Ausbildung eines vorgewärmten Kuchens mit zylindrischer gesinterter Außenschale leicht gesintert wird. Danach verändert sich der vorgewärmte Kuchen allmählich zu einem säulenartigen gesinterten Block, der weiter im Ofen herabsinkt und schließlich in der Induktionserwärmungszone 3 ankommt. In der Induktionserwärmungszone 3 wird der Sinterkuchen einer kräftigen Desoxidation und Entkohlung (oder einer relativ starken Sinterung) unterworfen, während sich die Charge durch ein von einer zylindrischen Sekundärspule 18 umgebenes thermisch isoliertes Keramikrohr 16 abwärts bewegt, wobei ein säulenartiges Sinterprodukt ausgebildet wird. Zwischen dem Keramikrohr 16 und der zylindrischen Spule 18 existiert keine Berührung. Das erzeugte Sinterprodukt wird langsam und kontinuierlich mit Hilfe von in der Zerkleinerungs- und Kühlzone angeordneten Ausführrollen oder -walzen 10 abgezogen und mit Hilfe einer Zerkleinerungseinrichtung 11 in Stücke vorgegebener Größe unterteilt. Außerdem wird das Erzeugnis abgekühlt und aus der Vorrichtung ausgetragen. Der vorstehend beschriebene Schachtofen nach der Erfindung dient zum Erzeugen sauerstoffarmer metallischer Pulver, wobei die zuvor erzeugten Ausgangspulver einer Schlußreduzierung durch ein Reduktionsmittel unter Einschluß von Legierungskohlenstoff bei verringertem Druck oder im Vakuum unterworfen werden.

Die Fig.2 und 3 zeigen Längs- bzw. Querschnitte durch die Vorwärmzone 2, die in einem oberen Abschnitt des Schachtofens nach der Erfindung angeordnet ist Diese Vorwärmzone 2 zeichnet sich dadurch aus, daß das in Längsrichtung durch den Ofen hindurchgehende Vorwärmrohr 7 in seiner Mitte gleichmäßig gegenüber dem zylindrischen Außenabschnitt des Ofens erwärmt wird. Das bedeutet, daß die Vorwärmzone so aufgebaut ist, daß gleichmäßiges Erwärmen in Umfangsrichtung, im Querschnitt und ein weiches Herabsinken des im Vorwärmrohr 7 akkumulierten Ausgangspulvers durch gleichmäßiges Erwärmen des Rohres 7 gewährleistet sind. Wird andererseits das \orwärmrohr ungleichmäßig erwärmt, so wird die exakte Kreisgestalt des Rohres beeinträchtigt. Existieren große Unterschiede in der Erwärmungstemperatur am Umfang des Vorwärmrohres, so wird eine unterschiedliche Wärmedehnung mit der Folge hervorgerufen, daß sich das Vorwärmrohr selbst in axialer Richtung biegt Das hat jedoch zur Folge, daß der Durchgang des Ausgangspulvers durch das Vorwärmrohr 7 beträchtlich gestört wird.

Wie den F i g. 2 und 3 zu entnehmen, weist die Vorwärmzone 2 einen zylindrischen äußeren Stahlmantel 42 auf, der mit einem feuerfesten Zement 43 ausgekleidet ist. Das Vorwärmrohr 7 verläuft durch den Mantel 42 koaxial zu dessen Längsachse. Der zwischen der äußeren Wandung des Vorwärmrohrs 7 und der Innenwand des Mantels 42 gebildete Raum wird mit Hilfe eines Brenners 45 für Schweröl, Naturgas, Kokosofengas oder dergleichen beheizt Mit Hilfe dieses Brenners wird das Vorwärmrohr 7 von außen erwärmt, so daß das in dem Vorwärmrohr enthaltene Ausggangspulver indirekt erwärmt wird und einen vorgewärmten Kuchen bildet der eine zylindrische gesinterte Außenschale besitzt

In der Vorwärmzone 2 ist eine Vielzahl von Flammendurchtrittsöffnungen 44 vorgesehen. Diese öffnungen 44 sind in gleichmäßiger Beabstandung in Axialrichtung nebeneinander in der Zone 2 angeordnet. Außerdem sind diese öffnungen in Umfangsrichtung der Zone 2 verteilt angeordnet (wobei in F i g. 2 zwei dieser öffnungen dargestellt sind), so daß die öffnungen relativ zueinander in Axialrichtung versetzt sind. Das bedeutet, daß diese öffnungen 44 zickzackförmig zueinander angeordnet sind. An den Flammendurchtrittsöffnungen 44 sind jeweils Brenner 45 für Schweröl, Erdgas oder dergleichen befestigt. Diese Brenner 45 sind tangential angeordnet.

Außerdem ist es erforderlich, die Temperaturverteilung in Längsrichtung der Zone 2 so zu steuern, daß im unteren Abschnitt der Zone höhere Temperaturen als im oberen Abschnitt der Zone erreicht werden. Würde sich das Pulvermaterial unter Ausbildung eines zylindrischen Kuchens mit gesinterter Außenschale durch die Vorwärmzone bewegen, wenn die Temperatur im oberen Abschnitt der Vorwärmzone höher ist als im unteren Abschnitt, so käme es infolge der höheren Temperatur im oberen Zonenabschnitt zum Ausbauchen des Sinterkuchens mit der Folge, daß der Sinterkuchen nicht weiter nach unten wandern kann.

Deshalb ist eine Austrittsöffnung 12 für Brenngas so angeordnet, daß die Temperaturverteilung in Längsrichtung auf den angestrebten Temperaturgradienten eingestellt werden kann. Erstreckt sich zum Beispiel das Vorwärmrohr 7 in Längsrichtung, wie in F i g. 2 dargestellt, so können die Austrittsöffnungen 12 in Positionen angeordnet sein, welche den obersten Brennern sowie einer Stellung oberhalb des mittleren Brenners entsprechen. Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 2 und 3 sind je zwei Brenner 45 gegenüber der Axialrichtung des Vorwärmrohres symmetrisch angeordnet. Die Austrittsöffnungen 12 sind, wie in Fig.3 dargestellt, um 90 Grad versetzt angeordnet.

Um ein unbehindertes Herabsinken der Charge durch die Vorwärmzone 2 zu gewährleisten, ist der Aufbau des Vorwärmrohres 7 selbst zusätzlich zur gleichmäßigen Erwärmung wichtig. Das bedeutet, daß dann, wenn die Temperatur der Vorwärmzone 2 gesteigert wird, ein Ausbauchen im Mittelabschnitt des Vorwärmrohres 7 hervorgerufen wird, wie in Fig.4 mit gestrichelten Linien 14 dargestellt. Dabei wird auch der vorgewärmte Sinterkuchen mit seiner zylindrischen Sinterschale durch Wärmeeinwirkung gedehnt und als Folge treten Verstopfungen in der Kühlzone 15 auf, die unterhalb der Vorwärmzone 2 liegt. Durch derartige Verstopfungserscheinungen wird jedoch der Durchsatz des vorgewärmten Sinterkuchens durch den Ofen behindert. Aus diesem Grunde ist zwecks Vermeidung der vorstehend genannten Nachteile das Vorwärmrohr 7 so kegelstumpfförmig gestaltet, daß sich sein Innendurchmesser vom oberen Ende zum unteren Ende vergrößert, wobei außerdem die Innenoberfläche des Rohres stufenweise in der Nähe des unteren Endes ausgedreht ist, um einen Abschnitt mit größerem Durchmesser zu erzielen.

Am oberen Ende des Vorwärmrohres ist ein wassergekühlter Flansch 13 angeordnet und am unteren Rohrende ist ein Wassermantel 156 aus einem wärmeisolierenden Werkstoff 15a angeordnet. Dieser Wassermantel 156 dient zur Kühlung eines O-Ringes, der für den luftdichten Anschluß des Vorwärmrohres 7 an der Induktionserwärmungszone 3 dient. Das Vorwärmrohr 7 hat vorzugsweise eine Neigung von 1 :300 bis 1 :50. Ist die Neigung geringer als 1 :300, so wird der Reibungswiderstand zwischen dem vorgewärmten Sinterkuchen und der inneren Rohrwandung so groß, daß das Herabsinken des Sinterkuchens behindert wird. Ist hingegen die Neigung größer als 1 :50, so wird der Spalt zwischen dem Sinterkuchen und der Rohrinnenwand so groß, daß zu große Anteile nicht gesinterter bzw. nicht agglomerierter Pulverteilchen herunterfallen. Außerdem können oxidierende Gase, wie CO₂, H₂O und dergleichen, die im oberen Abschnitt des Vorwärmrohres 7 gebildet werden, durch den Spalt zwischen dem Sinterkuchen und der Rohrinnenwandung hindurchtreten und dann nach unten abgesaugt werden, was zu einer Reoxidation des reduzierten Sinterkuchens führen kann. Außerdem nimmt mit steigender Spaltbreite der Wärmeübergang von der am Rohräußeren angreifenden Wärmequelle ab, was eine unzureichende Sinterung des Materials zur Folge hat

Unter der Vorwärmzone 2 ist die Induktionserwärmungszone 3 angeordnet, die in ihrem Inneren ein isolierendes Keramikrohr 16 aufweist, welches an das Vorwärmrohr 7 angeschlossen ist Die Induktionserwärmungszone 3 umfaßt eine wassergekühlte Primärspule 17, die mit ihren Wicklungen das Keramikrohr 16 umgibt sowie eine wassergekühlte Sekundärspule 18, die konzentrisch innerhalb der Spule 17 angeordnet ist und aus einem in Axialrichtung geschlitzten Zylinder besteht, der eine einzige Spulenwindung darstellt. Somit bildet die Sekundärspule 18 eine Seitenwand der Induktionserwärmungszone 3. Zum Zwecke der induktiven Erwärmung dieses Ofenabschnitts ist eine elektrisch isolierende Dichtungspackung 19 in den Schlitz 20 der Zylinderwand der Spule 18 eingefügt

Würde die Sekundärspule 18 als Teil der Schachtofenwand selbst ausgebildet sein, so könnten die folgenden

ίο Probleme auftreten: Zunächst bilden sich aus beim Reduktionsvorgang entstandenem Kohlenmonoxid Kohlenstoffabscheidungen während der Sinter- und Reduzierungsvorgänge (oder bei der Schlußreduzierung) in der Induktionserwärmungszone 3 aus, während das säulenförmige vorgewärmte Kuchen das Reaktionsrohr durchläuft Diese Kohlenstoffabscheidungen lagern sich an der Rohrinnenwand an. Diese Kohlenstoffansammlungen führen jedoch zu Kurzschlüssen. Außer den Kohlenstoffabscheidungen kommt es jedoch auch zu Ansammlungen von Eisenteilchen an der Rohrinnenwandung, was zu einem dielektrischen Durchschlag führt. Außerdem führt die Wasserkühlung der Sekundärspule 18 Wärme in das Reaktionsrohr ab, wodurch sich der Wirkungsgrad verschlechtert und die Energiekosten ansteigen. Außerdem wird der Wärmeschock beim Anlegen der Spannung groß, was die Lebensdauer der Sekundärspule 18 herabsetzt

Erfindungsgemäß hat die Induktionserwärmungszone 3 einen in den F i g. 5 und 6 dargestellten Aufbau, der die oben erwähnten Nachteile vermeidet. Wie der Zeichnung zu entnehmen, ist die Primärspule 17 als Kupferrohr ausgebildet, welches in einer Vielzahl von Windungen angeordnet ist und von Kühlwasser durchflossen wird. Mittels einer nicht dargestellten Hochfrequenz- oder Niederfrequenzstromquelle wird eine elektrische Spannung an den beiden Enden der Primärspule 17 angelegt Die Sekundärspule oder Erwärmungsspule 18 ist als hohle bandartige Kupferplatte in Hülsenform ausgebildet wobei Kühlwasser durch einen Innenraum 18a von einem Einlaßrohr 21 zu einem Auslaßrohr 21' geführt ist Wie in Fig.5 dargestellt ist vorzugsweise eine Vielzahl von Zwischenwänden 186 vorgesehen, die jeweils mit einem Ausschnitt 18c versehen sind und so in geeigneten Abständen in Axialrichtung des Innenraumes 18a der Spule 18 vorgesehen sind, daß die Leistung der Wasserkühlung erhöht wird.

Der Schlitz 20 ist mit einer elektrisch isolierenden, luftdichten Packung 19 ausgefüllt um einen vollständig zylindrischen Körper der Sekundärspule 18 zu bilden. Sodann werden die gegenüberliegenden Enden der Sekundärspule 18 durch eine elektrisch isolierende Platte 23 mit Hilfe von Bolzen 22 stumpf zusammengefügt, die in geeigneten Abständen in Längsrichtung eines jeden Endes angeordnet sind. Somit wirkt die Sekundärspule 18 als Seitenwandung der Erwärmungszone, das heißt als Teil der Ofenwandung.

Die induktive Erwärmung des im Keramikrohr 16 angeordneten Gutes erfolgt dadurch, daß in der den Schlitz 20 aufweisenden hülsenförmigen Sekundärspule 18, die eine einzige Windung aufweisende Spule darstellt, ein Strom vermittels der Primärspule 17 induziert wird, wobei die Sekundärspule 18 keine elektrischen Zu- und Ableitungen aufweist Wird ein hochfrequenter Strom mit niedriger Stromstärke und hoher Spannung an die Primärspule 17 gelegt so wird ein hochfrequenter Strom mit hoher Stromstärke und niedriger Spannung der Sekundärspule 18 induziert Das

bedeutet, daß in der Sekundärspule 18 in vergleichbarer Weise ein hochfrequenter Strom induziert wird, wie beim herkömmlichen Transformator. Der in der Sekundärspule induzierte hochfrequente Strom wird gleichfalls im Sintergut induziert, welches durch die einen Abschnitt der Induktionserwärmungszone bildende Sekundärspule hindurchrutscht. Der im Sintergut induzierte Strom führt zur angestrebten Erwärmung des Sintergutes. Insbesondere die sekundäre Heizspule 18 dient als Bestandteil der Ofenwandung, so daß die primäre Erregungsspule 17 in der Atmosphäre angeordnet sein kann. Das hat zur Folge, daß selbst dann, wenn hohe Spannungen an die Primärspule 17 angelegt werden, keine Gefahr eines elektrischen Kurzschlusses besteht, wodurch die Stromversorgungseinrichtung nrciswcrt im Vergleich zu einer solchen ist, die niedrige schnitt mit Hilfe von Bolzen 29 befestigt sind. Außerdem ist im Inneren des unteren Flanschabschnittes ein Kühlwasserkanal 270 ausgebildet. Ein Isolierwerkstoff 30, ein vergießbarer Feuerfestwerkstoff oder dergleichen ist außerdem in einem Raum eingebracht, der von der Innenwandung des unteren Flanschabschnitts 27, dem oberen Ende der Sekundärspule 18 sowie der Außenoberfläche des keramischen Rohres 16 definiert ist, so daß der untere Flanschabschnitt 27 elektrisch

in zuverlässig gegen die Sekundärspule 18 isoliert ist. Außerdem sind die oberen und unteren Flanschabschnitte 26, 27 an Halterungen 40,40' befestigt, die mit Hilfe von Schraubbolzen 40a an einer nicht dargestellten Ofenhalterung befestigt sind.

r> Zwischen dem unteren Ende des Vorwärmrohres 7 und dem oberen Ende des Keramikrohres 16 ist

Spannung und hohen Strom liefert. Außerdem gibt die Sekundärspule 18 als Folge einer niedrigen Impedanz eine niedrige Spannung und einen hohen Strom ab, so daß eine Spezialbehandlung für die elektrische Isolierung selbst dann nicht erforderlich ist, wenn der Innenraum der Spule 18 unter Vakuum gesetzt wird. Es besteht auch nicht die Gefahr einer elektrischen Entladung (eines elektrischen Kurzschlusses) im Vakuum.

Außerdem ist zur Wärmeisolierung ein keramisches Fasermaterial 16a in dem Raum zwischen der Sekundärspule 18 und dem isolierten keramischen Rohr 16 angeordnet. Mit Hilfe dieser keramischen Fasern 16a wird das Abführen von Hitze aus dem Inneren des keramischen Rohres 16 durch das Kühlwasser der Sekundärspule 18 verhindert. Außerdem besteht das Keramikrohr 16 aus Tonerde und ist so elektrisch gegenüber der Sekundärspule 18 selbst isoliert, so daß ein dielektrischer Durchschlag als Folge anhaftender Kohlenstoffablagerungen und Eisenteilchen vollständig ausgeschlossen ist

Erfindungsgemäß ist das Vorwärmrohr 7 an seinem oberen Ende fixiert und an seinem unteren Ende frei, weil eine Fixierung am unteren Ende dazu führen würde, daß sich infolge der Wärme das Rohr 7, welches die Vorwärmzone 2 durchsetzt, verbiegen würde. Es ist deshalb erforderlich, das untere Ende des Vorwärmrohres 7 so verschieblich zu unterstützen, daß die Wärmedehnung kompensiert werden kann. Da der erfindungsgemäße Schachtofen unter ein starkes Vakuum gesetzt werden soll, ist es erforderlich, den Verbindungsbereich zwischen der Vorwärmzone 2 und der Induktionserwärmungszone 3 unter Vakuumbedingungen abzudichten. F i g. 7 zeigt eine für diese Zwecke geschaffene wassergekühlte verschiebliche Flanschkupplung/

Diese verschiebliche Flanschkupplung j umfaßt einen oberen Flanschabschnitt 26, der den Kühlwassermantel \5b umringt, der rund um das untere Ende des Vorwärmrohres 7 vorgesehen ist, sowie einen unteren Flanschabschnitt 27, der mit Hilfe von Bolzen am oberen Flanschabschnitt 26 befestigt ist und das obere Ende der Sekundärspule 18 umschließt Der obere Flanschabschnitt 26 umfaßt einen zylindrischen Körper 26a mit Nuten 24, 24' zur Aufnahme von O-Ringen sowie einer in der Innenwandung ausgebildeten Schmierungsnut 25 und einem Wasserkühlungsdurchtriit 26ft auf der Innenseite. Im unteren Flanschabschnitt 27 ist gleichfalls ein zylindrischer Körper 27a vorgesehen, der dadurch hergestellt ist, daß zwei isolierende Kunststoffringe mittels eines O-Ringes 28 übereinanderliegend angeordnet und am unteren Flanschabaußerdem ein Raum ausgebildet, der imstande ist, eine axiale Ausdehnung 1 des Vorwärmrohres 7 zu absorbieren. Infolge der Verschiebung des Kühlwassermantels 156 relativ zum zylindrischen Körper 26a des oberen Flanschabschnittes 26 ist die Axialausdehnung 1 des Vorwärmrohres 7 ermöglicht.

Daraus ergibt sich, daß durch das Vorsehen der verschieblichen Flanschkupplung j verschiedene Probleme gelöst werden, die sich aus der Vertikalanordnung von Vorwärmzone 2 und Induktionserwärmungszone 3 ergeben.

Für Ofenreparaturen ist es vorteilhaft, daß sich die den Ofen bildenden Zonen gesondert voneinander

κι demontieren lassen. Erfindungsgemäß sind diese Zonen in vertikaler Anordnung zueinander miteinander verbunden, so daß es schwierig ist, jede Zone gesondert zu demontieren. Aus diesem Grund ist die Induktionserwärmungszone 3 so konstruiert, daß sie sich problemlos

!■j vom Ofen abbauen läßt, wie in den Fig.8 bis 10 dargestellt. Die Induktionserwärmungszone 3 kann durch Lösen einer am unteren Ende der Zone 3 angeordneten Klammereinrichtung demontiert werden, wobei die Induktionszone, wie im folgenden noch beschrieben, in Querrichtung verschoben wird.

Am unteren Ende der Sekundärspule 18 ist in der Induktionszone 3 ein Vcrbindungsflansch 41 befestigt, der die gleiche Konstruktion wie der untere Flanschabschnitt 27 der verschieblichen Flanschkupplung j aufweist. Der Verbindungsflansch 41 ist an das obere Ende einer Kammer 31 angeschlossen, die die Zerkleinerungs- und Kühlzone 4 bildet. Der Verbindungsflansch ist mit Hilfe von Bolzen vakuumdicht an die Kammer angeschlossen. Außerdem ist am Verbindungsflansch 41 eine isolierende Asbestschicht 32 mit Hilfe von Bolzen befestigt. Die isolierende Asbestschicht 32 besitzt in ihrem Mittelabschnitt eine Öffnung 33, durch welche die Sekundärspule 18 hindurch paßt, sowie Räder 34 an seinen vier Ecken. Diese Räder 34 laufen auf zwei Schienen 35, die aus ihrer üblicherweise horizontalen Stellung in eine geneigte Stellung gekippt werden können. Ein Ende einer jeden kippbaren Schiene 35 ist mit Hilfe eines Stiftes 36 verschwenkbar gelagert, wobei der Stift vom Ofen entfernt angeordnet ist, während das freie Schienenende auf einem rotierenden Nocken 38 aufliegt, der in einer Nutenscheibe 37 angeordnet ist, um ein Schwingen der Schienen zu vermeiden. Diese Nutenscheiben 37 sind auf einer Welle 46 gelagert, die starr mit einem Hebel 39 verbunden ist Außerdem ist der rotierende Nocken 38 an der Welle 46 befestigt

Wird, wie in Fig. 10 dargestellt der Hebel 39 in Pfeilrichtung verschwenkt so rotiert der Nocken 38

derart, daß das freie Ende der Schiene 35 angehoben wird, wodurch sich die Schiene 35 um den Stift 36 neigt. Werden der Verbindungsflansch 41 und die verschiebliche Flanschkupplung j gelöst, und die Schienen 35 durch Betätigung des Hebels 39 geneigt, so kann allein die Induktionserwärmungszone 3 einfach längs der geneigten Schienen 35 bewegt werden, indem eine Kraft in Transversalrichtung ausgeübt wird. Auf diese Weise läßt sich die Induktionszone 3 vom Ofen entfernen, weil die Vorwärmzone 2 an ihrem oberen Ende hängend gehalten verbleibt. Wird die Induktionserwärmungszone 3 wieder am Ofen befestigt, so braucht der vorstehend geschilderte Vorgang lediglich in umgekehrter Reihenfolge wiederholt zu werden, um die Zone 3 nach der Axiallinie des Ofens auszurichten.

Wie bereits erwähnt, ermöglicht es der erfindungsgemäße Schachtofen, ein sauerstoffarmes Metallpulver auf Eisenbasis mit hohem Ausbringen zu erzeugen. Beim erfindungsgemäßen Ofen gibt es wegen der Vertikalanordnung keine Probleme beim Durchsatz der Pulvercharge.

Außerdem gewährleistet die Erfindung einen reibungslosen Vakuum-Betrieb, weil die durch Erwärmen und Abkühlen des Ofens hervorgerufene Wärmedehnung und -kontraktion wirksam mit Hilfe einer verschieblichen Flanschkupplung von neuer Konstruktion absorbiert wird. Diese verschiebliche Flanschkupplung verbindet die an ihrem oberen Ende fixierte Vorwärmzone mit der an ihrem unteren Ende fixierten Induktionserwärmungszone.
Beim erfindungsgemäßen Schachtofen kann die Induktionserwärmungszone allein mit Hilfe von Schienen in Ouerrichtung entfernt werden, was das Zerlegen des Ofens und damit die Ofenreparatur erleichtert.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Schachtofen zur Sinterreduktion eines Metallpulvers auf Eisenbasis für die Pulvermetallurgie insbesondere unter Vakuum mit einer Chargier- und Bevorratungszone, einer Vorwärmzone, einer Induktionserwärmungszone und einer Zone zum Zerkleinern und Abkühlen des hergestellten Sinterkuchens, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärmzone (2) einen mit feuerfestem Zement (43) ausgebildeten zylindrischen Ofenkörper (42) aufweist, in dessen Längsachse ein Vorwärmrohr (7) angeordnet ist, dessen Innendurchmesser sich vom oberen Rohrende zum unteren Rohrende kegelför- is mig vergrößert, und wobei zwischen der Ofeninnenwand und der Außenwand des Vorwärmrohres (7) ein Raum für das indirekte Erwärmen von -im Rohr angesammeltem Ausgangspulver mit Hilfe von Verbrennungsgas ausgebildet ist, und daß die Induktionserwärmungszone (3) eine Primärspule (17) und eine konzentrisch innerhalb der Primärspule angeordnete hülsenförmige Sekundärspule (18) aufweist, und wobei ein mittels keramischer Fasern (16a) thermisch isoliertes keramisches Rohr (16) im Inneren der Sekundärspule (18) angeordnet ist

2. Schachtofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorwärmrohr (7) eine Neigung der Kegelflächen von 1 :300 bis 1 :50 aufweist.

3. Schachtofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Ofenkörper (42) eine Vielzahl von Flammendurchtrittsöffnungen (44) vorgesehen ist, wobei diese öffnungen nebeneinander in gleichförmigen Abständen in Zick-Zack-Anordnung bezüglich der Axialrichtung sowie hinsichtlich der Umfangsrichtung angeordnet sind und jede öffnung (44) mit einem Brenner (45) versehen ist

4. Schachtofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine wassergekühlte verschiebliche Flanschkupplung (j) vorgesehen ist, mit deren Hilfe die Vorwärmzone (2) und die Induktionserwärmungszone (3) luftdicht miteinander verbunden sind.

5. Schachtofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebliche Flanschkupplung Q) einen wassergekühlten oberen Flanschabschnitt (25) « und einen wassergekühlten unteren Flanschabschnitt (27) aufweist, wobei letzterer mit Hilfe von Bolzen am oberen Flanschabschnitt (26) befestigbar ist.

6. Schachtofen nach Anspruch 5, dadurch gekenn- so zeichnet, daß der obere Flanschabschnitt (26) einen zylindrischen Körper (26a; mit Nuten (24, 24') für O-Ringe und einer Schmiermittelnut (25) an seiner Innenwand aufweist, wobei ein Kühlwasserkanal (266Ji(Ti oberen Flanschabschnitt vorgesehen ist, und daß der untere Flanschabschnitt (27) in seiner Innenseite einen Kühlwasserkanal (27b) aufweist, wobei ein zylindrischer Körper vorgesehen ist, der aus zwei mit Hilfe eines O-Ringes (28) übereinander angeordneten isolierenden Ringen zusammengesetzt ist.

7. Schachtofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindungsflansch (41) für den luftdichten Anschluß der Induktionserwärmungszone (3) an der Zerkleinerungs- und Kühlzone (4) vorgesehen ist, daß am Verbindungsflansch mit Hilfe von Bolzen eine isolierende Asbestschicht (32) befestigt ist, weiche in ihrem Mittelabschnitt eine öffnung (33) zur Aufnahme der Sekundärspule (18) aufweist sowie mit Rädern (34) versehen ist, auf welchen die Räder in Querrichtung abrollen können, und daß jede Schiene an einem Ende verschwenkbar gelagert ist, während das andere freie Ende in einer Nutenscheibe (37) mit einem rotierenden Nocken (38) gelagert ist