DE3017978A1

DE3017978A1 - Verfahren zur voruebergehenden stillegung von durchs tossaufkohlungsanlagen

Info

Publication number: DE3017978A1
Application number: DE19803017978
Authority: DE
Inventors: Karl 7517 Waldbronn Ritzka
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1980-05-10
Filing date: 1980-05-10
Publication date: 1981-11-19
Also published as: FR2482277B1; IT1142435B; FR2482277A1; DE3017978C2; GB2075557B; IT8148424A0; GB2075557A

Description

•a- 3017S78

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 13 105/4

„ . , , , EPT Dr.Am/pfa

Stuttgart 7.5.1980

"Verfahren zur vorübergehenden Stilllegung von Durchstoßaufkohlungsanlagen¹¹

Bei Durchstoßaufkohlungsanlagen, die an Wochenenden stillgelegt werden sollen, ergeben sich große Kapazitätsverluste durch den Umstand, daß die Anlagen vor der Stillegung leergefahren werden müssen. Dabei ist der Kapazitätsverlust abhängig von der Zeit, die die zu behandelnden Teile zum Durchlauf durch die Anlage benötigen. Je größer die Anlage ist, desdo größer ist auch der Kapazitätsverlust.

In Durchstoßaufkohlungsanlagen werden die zu behandelnden Teile, d.h. das Produkt, quasi kontinuierlich durch die Anlage, d.h. den Ofen, bestehend aus Aufwärm-, Aufkohlungsevtl. Perlitisierungs- und Härtezone transportiert. Das Produkt befindet sich dabei auf Platten, Paletten, Rosten oder dgl., die taktweise um eine Rostbreite vorwärtsbewegt werden. Bei jedem Takt wird somit ein Rost in die Anlage eingeführt und ein fertig behandelter Rost verläßt die Anlage. Der quasi kontinuierliche taktweise Transport findet statt, um in den Taktpausen die Anlagetüren geschlossen halten zu können, da sonst keine geregelte Ofenatmosphäre aufrechterhal-

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ten werden kann. Die Behandlungsdauer der produktgefiillten Roste in den einzelnen Zonen der Anlage (d.h. des Ofens) richtet sich nach der geforderten Einsatzhärtungstiefe (EHT), wobei der größte Teil der Ofenlänge von der Aufkohlungszone in Anspruch genommen wird. Aufbau und Konstruktion von Durchstoßaufkohlungsanlagen sind allgemein bekannt und in der Literatur eingehend beschrieben. Bei großen Anlagen mit z.B.^0 Rosten verläßt ein frisch eingeführter Rost die Anlage wieder nach ko Takten. Unter der Annahme, daß für einen Takt eine Zeitdauer zwischen 15 bis 20 Minuten vorgesehen ist, mußte bei der bisherigen Arbeitsweise bereits 10 bis 13 Stunden vor dem Abstellen der letzte zu behandelnde Rost in die Anlage eingefahren werden und nach der Wiederinbetriebnahrae der Anlage dauerte es ebenfalls 10 bis 13 Stunden, ehe der erste Rost die Anlage verließ.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, diese Kapazitätsverluste zu verringern, d.h. ein Verfahren zur vorübergehenden Stillegung zu finden, bei dem während der Stillstandszeit die Anlage größtenteils mit zu behandelnden Teilen gefüllt bleiben kann.

Diese Aufgabe wird durch das in dem Patentanspruch beschriebene Verfahren gelöst.

Vor der- Stillegung wird zunächst die Härtezone produktfrei gemacht. Das geschieht, indem zum passenden Zeitpunkt in die Anlage eine der Länge der Härtezone entsprechende Anzahl von leeren Rosten eingeführt wird, so daß unter Berück-

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sichtigung der Taktdauer und der Ofenlänge zum Zeitpunkt der beabsichtigten Abstellung die Härtezone von diesen leeren Rosten besetzt ist. Mitunter ist es auch je nach Art der Anlage (l-, 2- oder 3-bahnig) notwendig, die letzten oder die beiden letzten Rostreihen in der Aufheizzone hinter der Einfahrttür leer zu lassen, da insbesondere bei einer nicht optimal regelbaren Temperatur in dieser Zone Gefahr von Grobkornbildung sowie erhöhter Oxidationserscheinungen an den auf diesen Rosten befindlichen Produkten besteht. Das Verfahren •wird zum Sparen von Energie bevorzugt so gesteuert, daß bei Positionierung der letzten Produktionsplatte in der Härtezone bereits die Temperatur in der Aufkohlung und Aufheiz— zone auf 85O bis 88O°C gesenkt wird.

Sodann wird nach Ausstoß des letzten Prodüktionsrostes aus der Härtezone der Transportmechanismus abgestellt, und die Temperatur in Aufheiz-, Aufkohlungs- und Härtezone wird auf 6OO bis 800°C gesenkt, wobei die Temperatur von 700°C bevorzugt wird. Bei Senkung der Temperatur unter 600°C treten zwar keine Nachteile auf, jedoch verlängert sich der Aufheizvorgang stark. Gleichzeitig mit dem Senken der Temperatur wird auch die Betriebsgasatmosühäre durch eine InertgasatmosphKre ersetzt, wobei es im allgemeinen genügt, die Betriebsgaszufuhr durch die Inertgaszufuhr zu ersetzen, der Austausch von Betriebsgasatmosphäre gegen Inertgasatmosphäre erfolgt dann mit ausreichender Geschwindigkeit durch die Abfackeln der Anlage. Generell sollte darauf geachtet werden, daß bei dem Austausch der Betriebsgasatmosphäre gegen die Inertgasatmosphäre weder eine Rußbildung noch eine wesent-

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liehe Abkohlung der Produkte eintritt. Die Zusammenhänge zwischen Betriebsgasatmosphäre, Temperatur und Auf- bzw. Abkohlung sind dem Fachmann bestens bekannt (z.B. Boudouard-Gleichgewicht, Eisen-Kohlenstoff-Diagramm) und bieten keine Schwierigkeiten. Während der Transportmechanismus stillgelegt ist, wird durch eine Ofentürverriegelung verhindert, daß die Ofenatmosphäre durch evtl. Öffnen der Türen beeinträchtigt wird. Dadurch ist es möglich, den Überdruck im Ofen, der im Betriebszustand ca. I5 bis 20mm WS (Wassersäule) beträgt, auf den niedrigen Wert von ca. 4mm WS zu senken. Daraus resultiert eine beträchtliche Einsparung an Inertgas. Als Inertgas können alle unter den gegebenen Temoeraturbe-' dingungen gegenüber den im Ofen befindlichen Materialien inerte Gase Verwendung finden, z.B. Edelgeise oder Stickstoff. Stickstoff wird aufgrund seiner guten Verfügbarkeit als Inertgas bevorzugt.

Nach der Beendigung der Stillegung werden die Zonen der Anlage wie Aufheiz-, Aufkohlungs- und Htirtezone auf eine Temperatur von 85O bis 88O°C, bevorzugt 86O°C erhöht. Die Erwärmung wird so gesteuert, daß alle drei Zonen etwa gleichzeitig diese Temperatur erreichen; aufgrund der unterschiedlichen Heizleistung und C.rößc der Zonen 'bautechnisch bedingt) wird im allgemeinen die Aufkohlungszone als letzte diese Temperatur erreichen. Diese zeitliche Reihenfolge des Erreichens der Temperatur wird auch auf verfahrenstechnischen Gründen bevorzugt. Sobald die Zonen die vorgegebene Temperatur erreicht haben, wird die Inert οasatmosphäre durch die Betriebsgasatmosphäre ersetzt; das geschieht im allgemeinen

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rait ausreichender Geschwindigkeit, wenn f'ie Inertgaszufuhr eingestellt und die Betriebsgaszufuhr freigeben wird. Gleichzeitig wird auch der für den Betrieb erforderliche Überdruck wiederhergestellt- Die Temperatur von 85O bis 88O°C soll recht genau eingehalten werden, da bei einer Temperatur unterhalb von 85O°C die Betriebsgaszufuhr zur Rußbildung im Ofen führen kann und da oberhalb von 88O C in einer InertgasatmoSphäre bereits eine merkliche Abkohlung der im Ofen befindlichen Produkte stattfinden kann. Besonders bevorzugt wird eine Temperatur von 860 C, da bei dieser Temperatur und entsprechender Atmosphäre keine Rußbildung, aber auch noch keine Abkohlung stattfindet. Falls die Härtezone eine Betriebstemperatur von unterhalb 85O bis 88O C hat, oder die Anlage zusätzlich mit einer Perlxtisierungszone ausgebildet ist, wird sie selbstverständlich nur bis zu dieser Nenntemperatur erwärmt. Sobald alle Zonen die Temperatur von 85O bis 88O°C bzw. die Nenntemperatur, falls diese unterhalb dieses Wertes liegt, erreicht haben, wird weiter aufgeheizt. Zunächst werden Härtezone und Aufkohlungszone auf Kenntemperatur gebracht, soweit das noch nicht der Fall ist. Sobald die Härtezone und Aufkohlungszone auf Nenntemperatur sind und die Ofenatmosphäre im Gleichgewicht ist, wird der TransportmechanismuF in Betrieb genommen und die Produktion kann fortgesetzt werden. Gleichzeitig wird die Aufheizzone auf Nenntemperatur geschaltet. Wesentlich ist, c'aß die Aufheizzone als letzte auf Nenntemperatur kommt.

Die während der Stillegung im Ofen verbliebenen Produkte unterscheiden sich nach ihrer Fertigstellung praktisch

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nicht von den im normalen Betrieb fertiggestellten Produkten. Die Stillegung kann bis zu 80 Stunden betragen, erst danach ist mit Qualitätseinbußen zu rechnen.

Der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielbare Fortschritt ist bemerkenswert :Bei einer 4o Roste fassenden Anlage werden die die Härtezone umfassenden h Roste sowie falls erforderlich zur Sicherheit die letzten beiden Rostreihen der Aufheizzone vor der Stillegung ohne Produktionsmaterial belassen (Leerroste). In der Anlage verbleiben demnach Jk produktgefüllte Roste. Der Kapazitätsgewinn beträgt somit bei einer Taktzeit von l8 Minuten 10,2 Stunden, was bei einer wöchentlichen Betriebszeit der Anlage von 120 Stunden einem Kapazitätsgewinn von 8,5% entspricht. Anlagen mit mehreren Ofenbahnen oder längeren TaktzeLten erhöhen den Kapazitätsgewinn entsprechend. Neben dem Kapazitätsgewinn sind natürlich auch noch die Einsparungen auf dem Energiesektor beachtlich.

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Claims

Daimler-Benz Aktiengesellschaft D_aim 13

„ ^ . ^ , EPT Dr.Am/pfa

Stuttgart ^v

7.5.198Ο

Patentanspruch

Verfahren zu_r vorübergehenden Stillegung von Durchstoßauf kohlungsanlagen, bei denen die zu härtenden Teile nacheinander durch Aufheizzone, Aufkohlungszone, falls vorhanden Perlitisierungszone sowie Härtezone transportiert werden, gekennzeichnet durch folgende Schritte

a die Härtezone wird prorluktfrei gemacht

b der Transportmechanismus wird stillgelegt, die Temperatur in Aufheiz-, Aufkohlungs- und Härtezone wird auf 6OO bis 8OO C gesenkt und die Betriebsgasatmosphäre wird durch eine Inertgasatmosphäre ersetzt

c nach Beendigung der Stillegung werden Aufheiz-, Aufkohlungs- und Härtezone auf eine Temperatur von 85Ο bis 880 C gebracht und die Inertgasatmosphäre durch die
Betriebsgasatmosphäre ersetzt, sobald die Zonen diese Temperatur erreicht haben

d sobald alle Zonen die Solltemperatur gemäß Schritt c erreicht haben, werden Härtezone und Aufkohlungszone auf Nenntemperatur gebracht, danach wird der Transportmechanismus in Betrieb genommen und die Aufheizzone auf Nenntemperatur gebracht.

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