DE2841626C2 - Process for de-sooting furnaces for fully automatic gas carburizing - Google Patents

Process for de-sooting furnaces for fully automatic gas carburizing

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DE2841626C2 DE19782841626 DE2841626A DE2841626C2 DE 2841626 C2 DE2841626 C2 DE 2841626C2 DE 19782841626 DE19782841626 DE 19782841626 DE 2841626 A DE2841626 A DE 2841626A DE 2841626 C2 DE2841626 C2 DE 2841626C2
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entrußen von öfen für die vollautomatische Gasaufkohlung von Werkstücken, wobei bei Temperaturen zwischen 600° und 9500C, vorzugsweise zwischen 750° und 850°C Luft in den Ofen geleitet und die im Ofen niedergeschlagene Kohlenstoffschicht weggebrannt wird.The invention relates to a method for Chimney-sweeping of furnaces for the fully automatic gas carburizing of workpieces, wherein at temperatures between 600 ° and 950 0 C, preferably conducted between 750 ° and 850 ° C air into the furnace and burned away the deposited in the furnace carbon layer.

In allen Anlagen zum Aufkohlen oder Karbonitrieren von Stahl fallen gelegentlich größere Mengen Ruß an. Da der Ruß sowohl die weitere Aufkohlung beeinträchtigen als auch Schäden an Bauteilen des Ofens hervorrufen kann, sollte er sobald wie möglich ausgebrannt werden. Es ist daher eine häufig geübte Praxis, am Wochenende die Ofentemperatur auf 850° bis 7500C zu senken, um dann durch die leicht geöffnete Ofentür eine hinreichende Menge Luft in den Ofen eintreten zu lassen. Diese manuell gesteuerte Entrußung hat den Nachteil, daß der Einsatz von Personal erforderlich ist und daß kein objektiver Anhaltspunkt dafür vorliegt, wann die Entrußung abgeschlossen ist. Die manuelle Entrußung ist von der Erfahrung des Bedienungspersonals abhängig.In all systems for carburizing or carbonitriding of steel, large amounts of soot are occasionally produced. Since the soot can both impair further carburization and damage components of the furnace, it should be burned out as soon as possible. It is therefore a frequent practice to lower the oven temperature to 850 ° to 750 0 C on the weekend, then in order to let through the slightly open oven door occur a sufficient amount of air into the furnace. This manually controlled soot removal has the disadvantage that the use of personnel is required and that there is no objective indication of when the soot removal is completed. The manual de-sooting depends on the experience of the operating personnel.

Es ist bereits bekannt. Verbrennungsvorgänge vollautomatisch ablaufen zu lassen, indem die Abgase des Verbrennungsvorgangs analysiert werden So ist es beispielsweise bekannt, mit Hilfe einer sogenannten λ-Sonde den Sauerstoff-Partialdruck in den Auspuffgasen von Verbrennungsmotoren zu bestimmen und anhand des gemessenen Wertes das Mischungsverhältnis von Kraftstoff und Luft so zu regeln, daß sich im Abgas unter allen Betriebszuständen ein konstanter, eine geringe Schadstoffemission garantierender Sauer' stoffparlialdruck einstellt.It is already known. Allow combustion processes to run fully automatically by removing the exhaust gases from the Combustion process can be analyzed So it is known, for example, with the help of a so-called λ-probe the oxygen partial pressure in the exhaust gases of internal combustion engines and based on the measured value the mixing ratio to regulate fuel and air in such a way that there is a constant, Sauer 'guarantees low pollutant emissions adjusts material parallel pressure.

Lambda-Sonden werden außef zur Steuerung von Brennkraftmaschinen auch zur Steuerung Von Feuerungen in Öfen, zur Bestimmung des Sauefstöffgehältes von Flüssigkeiten und Schmelzen, zur Bestimmung des Sauerstoffgehaltes in der Atemluft von Patienten, zur Steuerung von Aufkohlungsöfen, zur Messung des Sauerstoffpartialdrucks in Vakuum-Anlagen, zur Messung des Sauerstoffpartialdrucks in Schutzgasen, zur Steuerung von Brennöfen in der Keramik-Industrie, in der Gaschromatographie sowie zur Verfolgung von Schwaden- und Wirbelbildung sowie des Gasumsatzes in öfen, Turbinen und Gastriebwerken eingesetzt. Ein automatisches Verfahren zum Entrußen von öfen ist jedoch bisher nicht bekanntgeworden.Lambda probes are used to control internal combustion engines and also to control furnaces in ovens, to determine the oxygen content of Liquids and melts, for determining the oxygen content in the breath of patients, for Control of carburizing furnaces, for measuring the oxygen partial pressure in vacuum systems, for measuring the partial pressure of oxygen in protective gases, for controlling kilns in the ceramics industry, in gas chromatography as well as tracking the formation of plumes and eddies as well as the gas turnover used in furnaces, turbines and gas engines. An automatic process for removing soot from furnaces is but not yet known.

ίο Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein automatisches Entrußungsverfahren anzugeben, bei dem die kontrollierte Verbrennung des Rußes durch eine geeignete Meßeinrichtung überwacht und der Zeitpunkt der vollständigen Verbrennung hinreichend genau bestimmt werden kann.ίο The present invention is the task based on specifying an automatic soot removal process in which the controlled combustion of the Soot is monitored by a suitable measuring device and the time of complete combustion can be determined with sufficient accuracy.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die in den Ofen durch eine Messung einer Ofengaskomponente eingeleitete Luftmenge so gesteuert wird.^jß im Ofen Luftunterschuß herrscht und gleichzeitig die Ofentemperatur gegenüber der vorgewählten Entrußungstemperatur um höchstens 2000C ansteigt und daß der Entrußungsvorgang beim Auftreten eines Luftüberschußes im Ofen beendet wird.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird Entrußungsvorgang so gesteuert, daß der unerwünschte Ruß nicht im eigentlichen Sinne verbrannt, sondern langsam oxidiert wird. Zu diesem Zweck wird die Temperaturerhöhung auf etwa 500C begrenzt Durch diese Begrenzung wird sichergestellt, daß lokale ÜberhitzungenThis object is achieved in that the introduced into the furnace through a measurement of a furnace gas component air amount is controlled so on. ^ JSS in the furnace prevails air deficiency and simultaneously increasing the furnace temperature over the preselected Entrußungstemperatur by a maximum of 200 0 C and in that the Entrußungsvorgang upon the occurrence of excess air finished in the oven.
With the method according to the invention, the soot removal process is controlled in such a way that the undesired soot is not actually burned but is slowly oxidized. For this purpose, the temperature increase is limited to about 50 ° C. This limitation ensures that local overheating is prevented

größeren Ausmaßes im Ofen nicht auftreten. Die Begrenzung der Temperaturerhöhung wird durch Steuerung der eingeleiteten Luftmenge erreicht; bei zunehmender Temperatur wird die Luftzufuhr gedrosselt bzw. abgestellt, bei absinkender Temperatur wieder erhöht. Während des ganzen Entrußungsvorgangs herrscht in der Ofenatmosphäre jedoch Luftunterschuß, da der Sauerstoff der Luft für die Oxidation des Rußes verbraucht wird. Bei einer derartigen Steuerung ist das Auftreten von Luftüberschuß in der Ofenatmosphäre ein sicheres Indiz dafür, daß aller verfügbarer Kohlenstoff oxidiert und damit der Entrußungsvorgang abgeschlossen ist.large proportions do not occur in the oven. The limitation of the temperature increase is through Control of the amount of air introduced is achieved; as the temperature rises, the air supply is throttled or switched off, increased again when the temperature drops. During the whole ransacking process However, there is a deficit of air in the furnace atmosphere, since the oxygen in the air is responsible for the oxidation of the soot is consumed. With such control, there is an occurrence of excess air in the furnace atmosphere a sure sign that all available carbon is oxidizing and thus the de-sooting process is completed.

Vorzugsweise wird der Sauerstoffanteil in der Ofenatmosphäre mit einer Zirkoniumdioxid-Sauerstoffsonde gemessen. Eine derartige Meßsonde eignet sich besonders, da sie am Übergangspunkt zwischen Sauerstoffunterschuß und Sauerstoffüberschuß der Ofeiatmosphäre eine besonders große Empfindlichkeit besitzt und somit durch schnelle, größere Änderungen der Ausgangsspannung das Ende der Entrußung signalisiert. Bei Unterschreiten einer vorgegebenen So' denspannung im Bereich des Steilabfalles wird die Zugabe von Lu.'i abgestellt. Die Entrußung ist beendet.Preferably, the oxygen content in the furnace atmosphere is measured with a zirconium dioxide oxygen probe measured. Such a measuring probe is particularly suitable because it is at the transition point between Oxygen deficiency and oxygen surplus in the furnace atmosphere are particularly sensitive and thus the end of soot removal due to rapid, larger changes in the output voltage signals. If the voltage falls below a specified value in the area of the steep drop, the Addition of Lu.'i turned off. The rousing is over.

Vorzugsweise wird beim Übergang vom Aufkohlen zum Entrußen die Zufuhr von Bekohlungsgas in den Ofen, wofür im allgemeinen Endogas verwendet wird, erst bei Absenkung der Ofen-Temperatur auf den Entrußungswert abgestellt. Bei Erreichen der Entrußungstemperatur wird die Ofenheizung wieder eingeschaltet, um einen v/eiteren Temperaturabfall zu vermeiden- Gleichzeitig wird über einen Durchflußmen* gerfmessef Luft an einer öder mehreren Stellen in den Oferi eingeleitet.In the transition from carburizing to de-sooting, the supply of carbonizing gas into the Furnace, for which endogas is generally used, only when the furnace temperature is reduced to De-sooting value turned off. When the de-sooting temperature is reached, the furnace heating is switched on again, in order to avoid a further drop in temperature - at the same time a flow rate gerfmessef air in one or more places in the Oferi initiated.

Der gerätetechnische Aufwand zur Durchführung desThe technical equipment required to carry out the

erfindungsgemäßen Verfahrens ist äußerst gering, da Thermometer in Ofenanlagen regelmäßig und Sauer-Stoffsonden in modernen Anlagen zunehmend Vorhanden sind- Prinzipiell könnte der SauerstoffpaftialdruckThe method according to the invention is extremely small, since thermometers in furnace systems are regular and oxygen probes are increasingly available in modern systems- In principle, the oxygen potential pressure

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indirekt auch Ober den CO- oder H2-Anteil in der Auftreten von LuftqberschuQ, d, h, bei Unterschreitenindirectly also via the CO or H 2 proportion in the occurrence of excess air, that is, if the value falls below this

Ofenatmosphäre bestimmt werden. Die Ausgangssigna- eines vorgegebenen Signalwertes an der Lambda-Son-Oven atmosphere can be determined. The output signals of a given signal value at the Lambda-Son

Ie der beiden Meßeinrichtungen werden in einer de der Entrußungsvorgang beendet und somit der OfenIe of the two measuring devices are terminated in one de soot removal process and thus the furnace

einfachen Funktionsschaltung dahingehend verknüpft, auf seinen bestimmungsgemäßen Betrieb umgeschaltetsimple functional circuit linked to that effect, switched to its intended operation

daß mit Hilfe der Luftzufuhr die Temperaturerhöhung 5 wird,
unter vorzugsweise ca. 50° C bleibt und daß beithat with the help of the air supply the temperature increase is 5,
preferably below about 50 ° C and that at

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zum Entrußen von öfen für die vollautomatische Gasaufkohlung von Werkstücken, wobei bei Temperaturen zwischen 600° und 9500C, vorzugsweise zwischen 750" und 8500C Luft in den Ofen geleitet und die im Ofen niedergeschlagene Kohlenstoffschicht weggebrannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Ofen eingeleitete Luftmenge durch die Messung einer Ofengaskomponente so gesteuert wird, daß im Ofen Luftunterschuß herrscht und gleichzeitig die Ofentemperatur gegenüber der vorgewählten Entrußungstemperatur um höchstens 2000C steigt, und daß der Entrußungsvorgang beim Auftreten eines Luftüberschußes im Ofen beendet wird.1. A method for removing carbon from furnaces for the fully automatic gas carburizing of workpieces, with air being passed into the furnace at temperatures between 600 ° and 950 0 C, preferably between 750 "and 850 0 C and the carbon layer deposited in the furnace being burned away, characterized in that, that the amount of air introduced into the furnace is controlled by measuring a furnace gas component in such a way that there is insufficient air in the furnace and at the same time the furnace temperature rises by a maximum of 200 0 C compared to the preselected soot removal temperature, and that the removal of soot is terminated when excess air occurs in the furnace. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstieg der Ofentemperatur auf etwa 50° C begrenzt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the increase in the furnace temperature about 50 ° C is limited. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoffanteil in der Ofenatmosphäre mit einer Zirkoniumdioxid-Sauerstoffsonde gemessen wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the oxygen content in the Oven atmosphere is measured with a zirconium dioxide oxygen probe. 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr von Bekohlungsgas in den Ofen erst bei Absenkung der Ofentemperatur auf den Entrußungswert abgestellt wird.4. The method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the supply of coaling gas in the furnace is only switched off when the furnace temperature has dropped to the de-sooting value.
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