DE2924270C2

DE2924270C2 - Arbeitsverfahren zur Gefüge- und/oder Oberflächenveredelung von Metallen und Vorrichtung dafür

Info

Publication number: DE2924270C2
Application number: DE19792924270
Authority: DE
Inventors: Rainer 5768 Sundern Herdieckerhoff
Original assignee: DR WERNER HERDIECKERHOFF NACHF INDUSTRIEOEFEN-APPARATEBAU 4750 UNNA DE
Current assignee: DR WERNER HERDIECKERHOFF NACHF INDUSTRIEOEFEN-APPARATEBAU 4750 UNNA DE
Priority date: 1979-06-15
Filing date: 1979-06-15
Publication date: 1986-10-16
Also published as: ES8200405A1; EP0023546A1; ES492445A0; DE2924270A1; BR8003702A

Description

Das Arbeitsverfahren nach Anspruch 1 löst diese Aufgabe nunmehr bei Verwendung eines ortsfesten Haubenofens mit der ihm zugeordneten Krananlage, wobei die Härtebehälter so unter die untere Öffnung des Haubenofens gefahren werden können, daß Ofen und Härtebehälter zeitweise einen gemeinsamen Raum bilden, ohne daß schädliche Gase nacii außen dringen können.

Durch das Vorhandensein eines Schienennetzes und einer Vielzahl von Behälterfahrzeugen ergeben sich universeile Einsatzmöglichkeiten für Arbeitsverfahren und Vorrichtungen nach Anspruch 2.

Der Anspruch 3 kennzeichnet körperliche Merkmale der Behälterfahrzeuge und die Lösung des Problems wie die Charge in diese Behälter mit Hilfe des zum Ofen gehörigen Krans eingesenkt und wieder herausgehoben werden können.

Oer Anspruch 4 kombiniert an sich bekannte Materie des DE-PS 24 56 982 mit dem Anmeldung'.igegenstand zu einem neuartigen und das Arbeitsverfahren erheblieh verbessernden Vorrichtung.

Mit dem Anspruch 5 wird das Problem gelöst, für die Vielzahl der Behälter, die für die unterschiedlichsten Härteflüssigkeiten oder Reagenzmedien benötigt werden, bei jederzeit leichtem Zugriff eine raumersparende Unterbringung zu finden. Die Ansprüche 6 bis 9 enthalten vorteilhafte Ergänzungen der vorerwähnten Vorrichtungen.

Der Anspruch 10 löst das Problem der gasdichten Verbindung zwischen dem Härtebehälterraum und dem Ofenraum bei gleichzeitiger Sicherung, daß weder Sauerstoff in die Ofen- oder Härteräume eindringen kann noch daß Dämpfe aus diesen Räumen heraustreten. Mit Hilfe der Erfindung ist eine erheblich rationellere Ausnutzung vorhandener Anlagen möglich, und es kann auf den Aufbau verschiedener Anlagen für verschiedene Verwendungszwecke verzichtet werden. Über ein entsprechendes Steuersystem lassen sich die einzelnen Behälterwagen beliebig abrufen und ihre Bewegungen von H and oder automatisch steuern.

Wiederholen sich Vorgänge häufiger, so ist auch die Tätigkeit des Krans ohne Schwierigkeiten automatisierbar.

Auch wenn bei dem erfindungsgemäßen Arbeitsverfahren der Ofen kurzzeitig scheinbar mit der Atmosphäre in Verbindung steht, so dringt doch kein Sauerstoff in den Ofenraum ein, weil dieser ständig einen Schutzgasüberdruck aufweist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht mit einem Haubenofen in geschnittener Darstellung und das dazugehörige Behälterfahrzeug, die

Fig.2 die Draufsicht einer Anordnung nach Fig. 1, die

F i g. 3 und 4 jeweils Draufsichten, bei denen unterschiedliche Anordnungen verschiedener Aggregate vorgesehen sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren vewendet einen bekannten Haubenofen 1, der in Doppelvakuumausführung ausgebildet ist und daher einen Rezipienten 2 aufnimmt, der eine Haube aus hitzebeständigem Blech ist. Innerhalb des Rezipienten ist die Charge 3 zu sehen, die auf einer Trägerplatte oder einem Trägergestell 30 ruht, das seinerseits auf dem Tragteller 31 des sogenannten Isolierstopfens 32 aufliegt. Der Isolierstopfen wiederum liegt auf dem Transportwagen 33 auf, von denen jeweils mehrere im Einsatz sind. Man sieht links in der Darstellung einen zweiten Rollwagen 33 mit einem weiteren Isolierstopfen 32 und ggf. einer neuen Charge 3, die später in den Haubenofen 1 eingefahren werden soll. Der Isolierstopfen 32 und der Rollwagen 33 können von der Hubvorrichtung 21 abgesenkt werden, ohne daß die Charge 3 mitabgesenkt wird. Hierfür sorgen eine besondere Ausbildung des Chargentraggestelles 30 und nicht mehr dargestellte Vorrichtungen, mit deren Hilfe dieses Gestell in dem Rezipienten abgestützt bzw. von dieser Abstützung gelöst werden kann. Der Isolierstopfen 32 soll möglichst von der Charge getrennt werden, weil es vorteilhaft ist, diesen nicht mit in ein Härtebad einzutauchen. Er bleibt also auf dem Rollwagen und wird, nachdem dieser auf einen der Schienenstränge 20 abgesetzt ist aus dem Bereich des Ofens herausgefahren. In dem Rezipientenraum 10 besteht einerseits aufgrund der hohen Temperatur ein gewisser Überdruck gegenüber der Atmosphäre. Außerdem wird in den Rezipientenraum ständig Schutzgas eingegeben, so daß in der Zeit, in der der Rezipient 2 unten offen ist, Atmosphäre nicht eintreten kann.

Nach sehr kurzer Zeit kann jedoch das Kühl- und/ oder Reagenzbad mit dem Behälterfahrzeug 6' auf den Schienen über Eigenantrieb oder andere geeignete Vorrichtungen so unter den Haubenofen 1 gefahren werden, daß Paßteile 5 zu entsprechenden Konturen der unteren Rezipientenöffnung keine nennenswerten Luftspalte mehr belassen. In der Zeichnung ist die Behälteröffnung 8 von einem Kragen 28 eingefaßt, der ggf. ofenaxial elastisch bewegbare Teile aufweist, mit deren Hilfe ein dichterer Abschluß zwischen dem Rezipientenraum 10 und dem Behälterraum 7 ermöglicht wird. Aus den verbleibenden Spalten zwischen dem Kragen 8 und der unteren Rezipientenöffnung bläst das Schutzgas in geringen Mengen aus und verhindert den Sauerstoffeintritt.

Nunmehr wird der Schieber 9, der bisher den Behälterraum 7 bzw. die Öffnung 8 verschlossen hat, geöffnet. Da in dem Behälterraum 7 ebenfalls Schutzgas alle nicht mit Härteflüssigkeit od. dgl. gefüllten Räume unter Überdruck hält, vereinigen sich die beiden Schutzgasräume in dem Behälterraum 7 und im Rezipienten 10.

Der Kran 22 ist inzwischen in Position geschwenkt. Seine Katze 34 ist radial ganz nach innen gefahren und der Seilhaken 35 wird in die Öse 36 eines U-förmigen Bügels 14 eingehängt. Die Öse 36 befindet sich an dem Quersteg 15, von dem an den beiden Außenseiten 11,11' des Behälterwagens 6' in Rollenführungen 12 geführte Schenkel 13 ausgehen.

Vom Quersteg 15 gehen nicht sichtbare, in der Draufsicht F i g. 2 angedeutete, vertikale Träger 16 aus, die die Oberwand 17 des Behälters 6 durchdringen und von denen ein Trägergestell 18 ausgeht, auf dem eine Charge 3 aufgesetzt werden kann. Durch Betätigung des Hubmechanismus in der Katze 34 wird der U-förmige Bügel 14 mitsamt dem Trägergestell 18 angehoben und dieses unter die Trägerplatte 30 und damit unter die Charge gefahren, die in diesem Augenblick von ihren Halterungen innerhalb des Rezipienten gelöst wird.

Durch Absenken über die Katze 34 wird nun die Charge in das Kühl- uiiu/ouci Reägcfizbäd 4 gciäüdü. In keinem Augenblick bestand die Gefahr, daß die Charge mit Sauerstoff in Berührung kommt oder das Sauerstoff in den Raum 7 des Behälterfahrzeuges 6' gelangt.

Die beim Eintauchen freiwerdenden Dämpfe und Gase werden mit Hilfe eines Ringkanals 27 über dessen radial nach innen gerichtete Öffnungen 29 und das in dem Ringkanal 27 gezogene Vakuum abgesaugt. Es ist

also sichergestellt, daß die Dämpfe keine Gefahr für das Bedienungspersonal und die Umwelt bilden.

Nach Abschluß des Härteverfahrens im Kühl- und/ oder Reagenzbad 4 kann der Behälterwagen aus dem Ofenbereich weggefahren werden und es kann nun mit Hilfe des Krans 22 oder anderer Hilfsmittel an anderem Orte die Charge aus dem Behälterfahrzeug 6' entfernt werden. Kaum ist der Behälterwagen 6' aus dem Bereich des Ofens gefahren worden, fährt ein Rollwagen 33 mit einem neuen Isolierstopfen 32 und einer neuen Charge 3 unter den Ofen und wird dann von der Hubeinrichtung 21 in den Rezipienten wie in F i g. 1 dargestellt eingefahren, so daß ein neuer Aufheizungsvorgang beginnen kann, ohne daß innerhalb des Ofens die Temperatur abgesunken ist is

Der Behälterwagen 6' kann nun zusätzlich noch Heizeinrichtungen 24 und Umwälzeinrichtungen 23 aufweisen. Um dieses Verfahren durchzuführen, sind verschiedene Bemessungen des Behälterwagens 6' erforderlich. Der Wagen muß so ausgebildet sein, daß der Abstand zwischen der Ofenachse und dem nach innen gefahrenen Hubseii an der Katze 34 in etwa dem Maß Y entspricht zwischen dem Öffnungszentrum Behälteröffnung 8 und der Öse 36 am U-förmigen Bügel 14.

Je nach Charge und sonstigen Verhältnissen wird der gleiche Behälterwagen wieder in Bereitschaftsposition gebracht oder aber ein neuer Behälterwagen 6' beigebracht.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es erstmalig, bei einem ortsfesten Haubenofen unter sicherer Vermeidung von Sauerstoffschäden an der Charge einen optimal schnellen Chargenwechsel durchzuführen, wobei alle Vorgänge in gleicher Hitze des Ofens abgewickelt werden.

Die F i g. 2 zeigt als Draufsicht nach F i g. 1 die dort beschriebenen Anordnungen und Aggregate, zusätzlich aber noch weitere für die Durchführung des Verfahrens ggf. erforderliche technische Einrichtungen, wie die Vakuumstation 37, eine Spritzreinigungsanlage 38, einen Gasgenerator 39, den Begasungsschrank 40 und eine Schalt-, Meß- und Regelanlage 41. Noch im Bereich des Kranes 22 kann ein Luftumwälzofen 42 im Bereich des Kranes vorgesehen sein.

Eine andere Anordnung zeigt die F i g. 3. Wahlweise kann ein Behälterwagen 6', der mit Öl gefüllt ist oder 90 Grad versetzt dazu auf einem anderen Schienenstrang 20 ein weiterer Behälterwagen 6', der mit Salz gefüllt ist, vorgesehen sein. Auch die Spritzreinigungsanlagen 38 sind doppelt vorhanden. Beispielsweise im Bild rechts eine für Öl und im Bild links eine für Salz.

Die Fig.4 zeigt eine weitere Anordnungsvariante. Ein Schienenstrang 20 führt vom Haubenofen 1 zu einer Verschiebe- und Umsetzstation 43, mit deren Hilfe eine Mehrzahl von Behälterfahrzeugen 6', die beispielsweise mit unterschiedlichen Reagenzflüssigkeiten oder Gasen oder Salzen beschickt sind, wahlweise auf die Schienen 20 gesetzt und zum Ofen gebracht bzw. von diesem wieder weggebracht werden können. Es erübrigt sich die Funktion derartiger bekannter Verschiebe- und/ oder Umsetzstationen zu schildern. Wie in F i g. 3 können die Spritzreinigungsanlagen 38 einmal für Salz und einmal für öl ausgebildet sein. Die gezeigten Rollwagen 33 können, wie in den Fig.2 und 3, für Charge und Rezipienten verwendet sein, oder aber für eine Retorte 44 in F i g. 4 rechts.

Die für das erfindungsgemäße Verfahren vorgesehenen Vorrichtungen lassen eine Anwendung der unterschiedlichsten Härte- und Oberflächenveredelungsverfahren zu, wobei in jedem Falle das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird, durch das, ganz gleich welches Härteverfahren und welche Härte- oder Reagenzmittel angewendet werden, ein absoluter Sauerstoffabschluß der Charge sichergestellt wird. Auch ist es möglich, mit Vakuum zu arbeiten, wenn der Haubenofen 1 als Doppelvakuumofen ausgebildet ist. Dann allerdings ist es erforderlich, einige Änderungen durchzuführen, durch die eine Aufrechterhaltung des Vakuums sowohl im Rezipientenraum 10 als auch im Behälterraum 7 durch entsprechende zusätzliche Abdichtungen ermöglicht wird.

1	Haubenofen	Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
2	Rezipient
3	Charge
4	Kühl- und/oder Reagenzbad
5	Paßteile
6	Behälter
6'	Behälterfahrzeug
7	Behälterraum
8	Behälteröffnung
9	Schieber
10	Rezipientenraum
11	Längsseite
11'	Längsseite
12	Rollenführung
13	Schenkel
14	U-förmiger Bügel
15	Quersteg
16	Träger
17	Oberwand
18	Chargenträger
19	Stempel
20	Schienenstränge
21	Chargenhubvorrichtung
22	Kran
23	Umwäizer
24	Heizelemente
25	Bäder
26	Haubenofenöffnung
27	Ringkanal
28	Kragen
29	öffnungen (im Ringkanai)
30	Trägerplatte
31	Tragteller
32	Isolierstopfen
33	Rollwagen
34	Katze
35	Seilhaken
36	Öse
37	Vakuumstation
38	Spritzreinigungsanlage
39	Gasgenerator
40	Begasungsschrank
41	Regel anlage
42	Luftumwälzofen
43	Umsetzstation
44	Retorte

Claims

1 : 2 spräche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Patentansprüche: Kranbereich weitere unter oder über Flur ortsfest angeordnete Bäder (25) vorgesehen sind.

1. Arbeitsverfahren zur Gefüge- und/oder Ober- 10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der fiächenveredelung von Metalien, wobei in einem 5 Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Haubenofen innerhalb eines Rezipienten eine Char- Haubenofenöffnung (26) mit einem Ringkanal (27) ge unter Schutzgas oder Vakuum erhitzt und dann versehen ist, dessen Innendurchmesser etwa dem nach unten in ein Kühl- oder Reagenzbad abgesenkt Außendurchmesser des Kragens (28, Paßteile 5) der wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach Behälteröffnung (8) entspricht und der Ringkanal abgeschlossenem Aufheizvorgang bei ständiger io (27) nach innen gerichtete radiale öffnungen (29) Schutzgaszufuhr zu dem Rezipienten (2) dieser un- aufweist und an einer Absaugpumpe angeschlossen ten geöffnet und dann von Paßteilen (5) eines be- ist

weglichen Behälters (6) wieder geschlossen wird und

der ebenfalls unter Schutzgasüberdruck oder Vaku-

um stehende Behälterraum (7) nach öffnung eines is

die Behälteröffnung (8) verschließenden Schiebers

(9) einen mit dem Rezipientenraum (10; gemsinsam Die Erfindung bezieht sich auf ein Arbeitsverfahren

unter Schutzgasüberdruck stehenden Raum (7, 10) zur Gefüge- undAxter Oberflächenveredelung von Me-

bildet, bis nach dem Absenken der Charge (3) in das tallen, wobei in einem Haubenofen innerhalb eines Re-

Kiihl-und/oder Reagenzbad (4) der Schieber (9) die 20 zipienten eine Charge unter Schutzgas oder Vakuum

Räume (7,10) wieder trennt erhitzt und dann nach unten in ein Kühl- oder Reagenz-

2. Vorrichtung für ein Verfahren nach Anspruch 1, bad abgesenkt wird.

dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (6) als Bei Arbeitsverfahren dieser Art ist es sowohl beschienengängiges Behälterfahrzeug (6') ausgebildet kannt, einen ortsfesten Haubenofen zu verwenden, in ist. 25 dem die Charge von unten über einen Hubzylinder ein-

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- geschoben wird, dem in Flurebene ortsfest seitlich verzeichnet, daß das Behälterfahrzeug (6') an seinen setzt ein entsprechendes Härtebad zugeordnet ist, wobeiden Längsseiten (11,1Γ) außen vertikale Rollen- bei der gesamte Raum unterhalb des Haubenofens und führungen (12) für die Schenkel (13) eines U-förmi- oberhalb des ortsfesten Härtebades als geschlossener gen Bügels (14) aufweist, an dessen horizontalen 30 Raum ausgebildet ist, der durch einen Schieber ver-Quersteg (15) Träger (16) befestigt sind, die die schließbar gemacht wird, als auch solche Anlagen, bei Oberwand (17) des Behälters (6) durchdringen und denen der Haubenofen verfahrbar ausgebildet ist und innerhalb des Behälterraumes (7) mit vertikal be- nunmehr über die ebenfalls unter Flur angeordneten weglichen Chargenträgern (18) verbunden sind. Härtebäder gefahren werden kann.

4. Vorrichtung für ein Verfahren nach Anspruch 1 35 Für die zuerst genannte ortsfeste Ausführungsform und/oder einem oder mehreren Vorrichtungen nach des Ofens sei die GB-PS 8 92 519 und für die zweite den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, Ausführungsform mit ortsbeweglichen Haubenofen sei daß der Ofen ein bekannter, mit Flurabstand auf die DE-OS 19 42 801 genannt Berücksichtigung hierzu ortsfesten Stempel (19) montierter Haubenofen (1), kann auch das AT-PS 1 67 102 finden,
vorzugsweise in Doppelvakuumausführung ist, un- 40 Es bedarf keiner näheren Erläuterung, um zu erkenter dem in Flurebene Schienenstränge (20) verlegt nen, daß ein Arbeitsverfahren, wie es sich aus der sind und daß ofenaxial eine Chargenhubvorrichtung GB-PS 8 S2 519 bei feststehendem Haubenofen ergibt, (21) vorgesehen ist, sowie daß außerdem die Stempel außerordentlich aufwendig ist. Eine Abdichtung des

(19) einen Kran (22) tragen und mehr als ein Behäl- Härtebehälters 29 zum Raum 28 ist praktisch nicht mögterfahrzeug (6') vorgesehen ist. 45 Hch. Die beim Eintauchen der heißen Charge in die Här-

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn- teflüssigkeit auftretenden Dämpfe geraten auch in den zeichnet, daß ein oder mehrere der Schienenstränge Raum 28, und es ist überdies ein erheblicher Bauauf-

(20) zu einer Behälterverschiebe- oder Umsetzsta- wand erforderlich. Demgegenüber lösen die Vorschläge tion (21) führen. mit beweglichem Ofen das Arbeitsverfahren eleganter,

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der An- 50 erfordern aber einen hohen Bauaufwand für die Versprüche2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die fahrbarkeit der schweren öfen, Beweglichkeit der Heiz-Länge (X) der Behälterfahrzeuge (6') und der Ab- gas-, Kühlgas- und Inertgasleitungen sowie eventuell stand (Y) von Mitte der Behälteröffnung (7) bis zum der elektrischen Stromzuführung, wobei eine große Quersteg (15) des U-förmigen Bügels (14) so bemes- Hallenfläche für die Unterbringung der möglichst unter sen sind, daß bei unter den Haubenofen (1) gefahre- 55 Flur einzubauenden Härtebehälter erforderlich ist.
nem Behälterfahrzeug (6') der Quersteg (15) mit ei- Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Arbeitsvernem Kran (22) verbindbar und von diesem frei an- fahren zu finden, daß nur einen Bruchteil des Aufwandes hebbar ist. der vorbekannten Arbeitsverfahren erfordert und bei

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der An- schnellerer und rationellerer Arbeitsweise wesentlich Sprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem 60 geringere Investitionen benötigt. Außerdem soll das er- oder den Behäiterfahrzeugen (6) ünmwäizer (z3) tindungsgemäUe Verfahren auch die Bedingungen für für das Kühl- und/oder Reagenzmedium und/oder Umweltschutz und Gesundheit des Bedienungsperso-Heizelemente (24) zugeordnet sind. nals erfüllen. Es dürfen beim Härtevorgang keine

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der An- Dämpfe nach außen dringen. Das auf die Anmelderin Sprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Be- b5 zurückgehende DE-PS 24 56 982 zeigt einen Haubenhälterfahrzeuge (6') fernsteuerbare Radantriebe auf- ofen, auf dessen verlängerten Stützfüßen ein Drehkran weisen. montiert ist, mit dessen Hilfe sich die Arbeitsvorgänge

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der An- bei Glühbehandlungen wesentlich vereinfachen lassen.