DE3017978C2

DE3017978C2 - Verfahren zur vorübergehenden Stillegung von Durchstoßaufkohlungsanlagen

Info

Publication number: DE3017978C2
Application number: DE3017978A
Authority: DE
Inventors: Karl 7570 Baden-Baden Hertweck; 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: 1986-03-13
Also published as: FR2482277B1; DE3017978A1; IT1142435B; FR2482277A1; GB2075557B; IT8148424A0; GB2075557A

Description

die Hartezone wird produktfrei gemacht,
der Transportmechanismus wird stillgelegt, die Temperatur in Aufheiz-, Aufkohlungs- und Härtezone wird auf 600 bis 800⁰C gesenkt und die Betriebsgasatmosphäre wird durch eine Inertgasatmosphäre aus Stickstoff oder Edelgas ersetzt,

nach Beendigung der Stillegung werden Aufheiz-, Aiifkohiur.gs- und Härtezcne auf eine Temperatur von 850 bis 880° C gebracht und die Inertgasafmosphäre durch die Betriebsgasatmosphäre ersetzt, sobald die Zonen diese Temperatur erreicht haben,

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

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, desto 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-, Aufkohlungs- evtl. Perlitisierungs- und Hartezone 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 aufrechterhalten werden kann. Die Behandlungsdauer der produktgefüllten 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. 40 Rosten verläßt ein frisch eingeführter Rost die Anlage wieder nach 40 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 ! 3 Stunden vor dem Abstellen der letzte zu behandelnde Rost in die Anlage eingefahren werden und nach der Wiederinbetriebnahme 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

ίο kann.

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

Vor der Stillegung wira zunächst die Härtezone produktfrei gemacht. Das geschieht, indem zum passenden

is Zeitpunkt in die Anlage eine der Länge der Hartezone entsprechende Anzahl von leeren Rosten eingeführt wird, so daß unter Berücksichtigung der Tak*.dauer und der Ofenlänge zum Zeitpunkt der beabsichtigten Abstellung die Hartezone von diesen leeren Rosten besetzt ist. Mitunter ist es auch je nach Art der Anlage (1-, 2-odcr 3bahüig) 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 Aufheizzone auf 850 bis 880° C gesenkt wird.

Sodann wird nach Ausstoß des letzten Produktionsrostes aus der Hartezone der Transportmechanismus abgestellt, und die Temperatur in Aufheiz-, Aufkohlungs- und Hartezone wird auf 600 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 Temperatür wird auch die Betriebsgasatmosphäre durch eine Inertgasatmosphäre 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 wesentliche Abkühlung der Produkte eintritt. Die Zusammenhänge zwischen Betriebsgasatmosphäre, Temperatur und Auf- bzw. Abkühlung sind dem Fachmann bestens bekannt (τ. B. Boudouacd-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. 15 bis 20 mm WS (Wassersäule) beträgt, auf den niedrigen Wert von ca.

4 mm Ws zu senken. Daraus resultiert eine beträchtliche Einsparung an Inertgas. Als Inertgas finden Edelgase oder Stickstoff Verwendung. Stickstoff wird aufgrund seiner guten Verfügbarkeit bevorzugt.

Nach der Beendigung der Stillegung werden die Zo-

b5 nen der Anlage wie Aufheiz-, Aufkohlungs- und Hartezone auf eine Temperatur von 850 bis 880⁰C, bevorzugt 860⁰C erhöht. Die Erwärmung wird so gesteuert, daß alle drei Zonen etwa gleichzeitig diese Temperatur er-

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reichen; aufgrund der unterschiedlichen Heizleistung und Größe der Zonen (bautechnisch bedingt) wird im allgemeinen die Aufkohlungszone als letzte diese Temperatur erreichen. Diese zeitliche Reihenfolge des Erreichens der Temperatur wird auch aus verfahrenstechnisehen Gründen bevorzugt. Sobald die Zonen die vorgegebene Temperatur erreicht haben, wird die Inertgasatmosphäre durch die Betriebsgasatmosphäre ersetzt; das geschieht im allgemeinen mit ausreichender Geschwindigkeit, wenn die Inertgaszufuhr eingestellt und die Betriebsgaszufuhr freigegeben wird. Gleichzeitig wird auch der für den Betrieb erforderliche Überdruck wiederhergestellt Die Temperatur von 850 bis 88O⁰C soll recht genau eingehalten werden, da bei einer Temperatur unterhalb von 850° C die Betriebsgaszufuhr zur Rußbildung im Ofen führen kann und da oberhalb von 88O⁰C in einer Inertgasatmosphäre bereits eine merkliche Abkohlung der im Ofen befindlichen Produkte stattfinden kann. Besonders bevorzugt wird eine Temperatur von 86O⁰C, oa bei dieser Temperatur und entsprechender Atmosphäre keine Rußbüdung, aber auch noch keine Abkohlung stattfindet Falls die Härtezone eine Betriebstemperatur von unterhalb 850 bis 88O⁰C hat, oder die Anlage zusätzlich mit einer Perlitisierungszone ausgebildet ist, wird sie selbstverständlich nur bis zu dieser Nenntemperatur erwärmt. Sobald alle Zonen die Temperatur von 850 bis 88O⁰C bzw. die Nenntemperatur, falls diese unterhalb dieses Wertes liegt, erreicht haben, wird weiter aufgeheizt Zunächst werden Härtezone und Aufkohlungszone auf Nenntemperatur gebracht, soweit da-^- noch nicht der Fall ist Sobald die Härtezone und Aufkohlungszone auf Nenntemperatur sind und die Ofenatmosphäre im Gleichgewicht ist, wird der Transportmechanismus in Betrieb genommen und die Produktion kann fortgesetzt weiden. Gleichzeitig wird die Aufheizzone auf Nenntemperatur geschaltet Wesentlich ist, daß die Aufheizzone als letzte auf Nenntemperatur kommt.

Die während der Stillegung im Ofen verbliebenen Produkte unterscheiden sich nach ihrer Fertigstellung praktisch 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 40 Roste fassenden Anlage werden die die Härtezone umfassenden 4 Roste sowie falls erforderlich zur Sicherheit die letzten beiden Rostreihen der Aufheizzone vor der Stillegung ohne Produktionsmaterial belassen (Leerroste). In der Anlage verbleiben demnach 34 produktgefüllte Roste. Der Kapazitätsgewinn beträgt somit bei einer Taktzeit von 18 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 Taktzeiten erhöhen den Kapazitätsgewinn entsprechend. Neben dem Kapazitätsgewinn sind natürlich auch noch die Einsparungen auf dem Energiesektor beachtlich.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur vorübergehenden Stillegung von Durchstoßaufkohlungsanlagen, bei denen die zu härtenden Teile nacheinander durch Aufheizzone, Aufkohiungszone, falls vorhanden Perlitisierungszone sowie Härtezone transportiert werden, wobei der Transportmechanismus stillgelegt und die Temperatur in der Anlage abgesenkt wird, gekennzeichnet durch folgende Schritte