DE3230723A1 - Verfahren zum herstellen einer gasatmosphaere fuer das gluehen metallischer werkstuecke - Google Patents
Verfahren zum herstellen einer gasatmosphaere fuer das gluehen metallischer werkstueckeInfo
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- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
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Description
LINDE AKTIENGESELLSCHAFT
(G 146) G 82/68
Hm/re 18.8.1982
Verfahren zum Herstellen einer Gasatmosphäre für das Glühen metallischer Werkstücke
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Stickstoff und Wasserstoff enthaltenden Gasatmosphäre für das
Glühen metallischer Werkstücke in einem Ofen.
Zum Glühen von Werkstücken, beispielsweise zum Blankglühen,
Rekristalisationsglühen, Spannungsfreiglühen u.a. wird neben EXO-Gas
als Schutzgas üblicherweise ein aus einem Inertgas wie Stickstoff und einem reduzierenden Gas wie Wasserstoff bestehendes Gasgemisch
eingesetzt. Stickstoff-Wasserstoff-Gasmischungen
werden herkömmlicherweise nach einem der beiden folgenden Verfahren hergestellt:
Die eine Möglichkeit ist die Herstellung eines Stickstoff-Wasserstoff-Gemisches
durch Spalten von Ammoniak in einem Spaltgasgenerator. Das Ammoniak-Spaltgas wird erzeugt, indem
Ammoniak in diesem Generator über einen auf ca. 900 0C erwärmten
Nickelkatalysator geleitet wird. Dabei entsteht ein Gasgemisch, das aus 75 Vol.-% Wasserstoff und 25 Vol.-%
Stickstoff besteht. In vielen Anwendungsfällen ist ein derartig hoher Anteil an Wasserstoff nicht notwendig. Aus diesem
Grund wird das im Spaltgasgenerator erzeugte Gasgemisch
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häufig durch Zumischen von Stickstoff verdünnt. Die Anschaffung
und Instandhaltung von Spaltgasgeneratoren ist aber sehr kostenaufwendig.
Der Einsatz eines Generators erübrigt sich bei dem zweiten Verfahren, das bisher zur Herstellung von Stickstoff-Wasserstoff
-Gasgemischen verwendet wurde: Dabei werden Stickstoff und Wasserstoff in Vorratsbehältern gespeichert, in gasförmigem
Zustand im erforderlichen Mengenverhältnis gemischt und das Gemisch in den Ofeninnenraum geleitet. Stickstoff kann
in diesem Fall je nach Verbrauch in gasförmigem oder flüssigem Zustand gespeichert werden. Bei diesem Verfahren kann
das Mengenverhältnis des Stickstoff-Wasserstoff-Gemisches zwar beliebig variiert werden (üblicherweise wird ein Wasserstoffanteil
zwischen 2 Vol.-% und 30 Vol.-% gewählt), jedoch ist Wasserstoff als Liefergas relativ teuer.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem ein Stickstoff und Wasserstoff enthaltendes
Gasgemisch für das Glühen von Werkstücken in einem Ofen auf einfache und wirtschaftliche Weise hergestellt werden
kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in den
Ofeninnenraum ein aus einem Inertgas und Ammoniak bestehendes Gasgemisch eingeleitet wird und der Ofeninnenraum vor dem
Einleiten des Gasgemisches auf eine zur katalytischen Spaltung des Ammoniaks ausreichende Temperatur erhitzt wird.
Erfindungsgemäß ist weder ein Spaltgasgenerator noch die Lieferung
bzw. Speicherung von Wasserstoff erforderlich. Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf der Erkenntnis, daß
Ammoniak im Innenraum eines Glühofens katalytisch in Stickstoff und Wasserstoff gespalten und auf diese Weise zusammen
mit zusätzlich zugeführtem Stickstoff ein für die Glühbehand-
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lung von Werkstücken geeignetes Gasgemisch innerhalb des Ofens gebildet werden kann. Die beim Glühen eingesetzten öfen
enthalten Bauteile, die bei einer geeigneten Temperatur eine katalytische Spaltung von Ammoniak bewirken. Derartige, üblicherweise
aus Chrom-Nickel-Stählen gefertigte Bauteile sind beispielsweise die Ofenmuffel oder das Förderband. Somit ist
im Ofeninnenraum eine für die Spaltung des Ammoniaks ausreichend große Katalysatorfläche vorhanden. Beim erfindungsgemäßen
Verfahren fungiert demnach der Ofen selbst als Gasgenerator.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann im Wärmebehandlungsofen
ein Stickstoff-Wasserstoff-Gemisch bereitgestellt werden, das kostengünstiger ist, als ein in einem
Spaltgasgenerator oder durch Mischen der in Komponentenform gespeicherten Gase hergestelltes Gasgemisch.
Der Anteil des Ammoniaks im Ammoniak-Stickstoff-Gemisch kann anhand des bekannten Mengenverhältnisses im Spaltgas leicht
eingestellt werden und richtet sich nach dem gewünschten Wasserstoff gehalt in der Glühofenatmosphäre.
Bestehen die die katalytische Spaltung bewirkenden Teile des Ofens aus Chrom-Nickelstählen, so wird der Ofeninnenraum für
das erfindungsgemäße Verfahren auf eine oberhalb von 500 0C
liegende Temperatur erhitzt.
Wegen seiner Verfügbarkeit sowie des relativ niedrigen Preises wird als Inertgas zweckmäßigerweise Stickstoff verwendet,
der zudem einfach zu speichern ist.
In einer vorteilhaften Variante der Erfindung, die ein kohlungsneutrales
Glühen von Werkstücken ermöglicht, wird zusätzlich zum Stickstoff-Ammoniak-Gemisch ein aus Kohlenwasserstoffen
bestehendes Gas, beispielsweise Erdgas oder Propan,
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in den Ofen geleitet.
Besonders vorteilhaft läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren
auf das Glühen von Chrom-Nickelstählen anwenden, da das Glühgut in diesem Fall selbst als Katalysator für die Spaltung
des Ammoniaks wirkt. Es läßt sich aber auch beim Glühen von anderen Stählen und bei NE-Metallen wie z.B. beim Glühen
von Neusilberteilen einsetzen.
Eine weitere günstige Anwendung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens
ist in Anspruch 6 angegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann aber auch zum Glühen anderer
Materialien verwendet werden, die bei einer Temperatur über 500 0C reduzierend geglüht werden müssen.
Form. 5729 7.7»
Claims (6)
1. Verfahren zum Herstellen einer Stickstoff und Wasserstoff
enthaltenden Gasatmosphäre für das Glühen metallischer Werkstücke in einem Ofen, dadurch gekennzeichnet, daß in
den Ofeninnenraum ein aus einem Inertgas und Ammoniak bestehendes Gasgemisch eingeleitet wird und der Ofeninnenraum
vor dem Einleiten des Gasgemisches auf eine zur katalytischen Spaltung des Ammoniaks ausreichende Temperatur erhitzt
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofeninnenraum auf eine oberhalb ca. 500 0C liegende Temperatur
erhitzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das inerte Gas Stickstoff ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß dem Ofeninnenraum zusätzlich ein aus Kohlenwasserstoffen bestehendes Gas zugeführt wird.
5. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4
Form. 8729 7.78
1 auf das Glühen von Stahlteilen und NE-Metallteilen.
6. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis
auf das isotherm Glühen von Gesenkschmiedeteilen oder von 5 Teilen aus Grauguß (GG), Sphäroguß (GGG), Stahlguß (GGS)
oder Temperguß (GGT).
Form. 5729 7,7β
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