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Beschreibung
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Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung einer schwärzenden bzw. bläuenden
Oxidschicht auf der Oberfläche von pulvermetallurgisch hergestellten eisenenthaltenden
Teilen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung einer
schwärzenden bzw. bläuenden Oxidschicht, vorwiegend bestehend aus Be304, auf der
Oberfläche von pulvermetallurgisch hergestellten eisenenthal-
Behandeln in einer Reaktionskammer mit einer oxydierenden Atmosphäre bei Temperaturen
oberhalb von 3000C.
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Es ist bekannt, das sogenannte Bläuen von pulvermetallurgisch hergestellten
Eisenteilen mittels des Dampfbehandlungsverfahrens durchzuführen ( Die Anwendung
des Dampfbehandlungsverfahrens bei gesinterten Eisenteilen" von Friedrich W. Regel,
Sonderdruck aus "Werkstatt und Betrieb" 96. Jahrgang 1963, Heft 8, Seiten 497-500).
Hierbei werden die blanken Eisenteile in einem Spezialofen bei Ofentemperaturen
zwischen 450 und 570 0C erhitzt, und es wird eine Wasserdampfatmosphäre in den Ofen
eingeführt. Der chemische Vorgang der Eisenbläuung im Spezialofen in Gegenwart einer
reinen Dampfatmosphäre verläuft ab 3000C nach folgender Formel: 3 Fe + 8 H20
Je304 + 4 H20 + 4 H2.
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Die Dampfbehandlung wird in der Praxis in elektrisch beheizten, gasdichten
Schachtöfen in diskontinuierlicher Weise durchgeführt. Eisensinterteile, die nach
diesem Verfahren behandelt werden, zeigen gegenüber unbehandelten eine höhere Härte,
erweisen sich widerstandsfähiger gegen mechanischen Abrieb und haben vor allem einen
korrosionsschützenden Überzug.
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Es ist ferner bekannt, die Oxydation des Eisens durch Erhitzung in
Luft und in C02 bei höherer Temperatur bzw. durch abwechselndes Oxydierendes und
redusierendes Glühen des Eisens in einem Regenrativverfahren durchzuführen (Machu,
Nichtmetallische organische Überzüge, Springer-Verlag, 1952, Seiten 142-144).
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Bei dem letztgenannten Verfahren werden die sorgfältig gereinigten
Eisengegenstände in gasgefeuerten Öfen auf 700 bis 850°C vorsichtig erhitzt und
dann abwechselnd der Einwirkung oxydierender und reduzierender Feuergase in Gegenwart
von Dämpfen von Kohlenwasserstoff unterworfen und abschließend in ruhiger Luft abgekühlt.
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Es ist auch bekannt (US-PS 3 708 351), die zum Bläuen bzw. Schwärzen
erforderliche oxydierende Gasatmosphäre in einer feuerfest ausgemauerten Verbrennungskammer
zu erzeugen, die entatandenen Verbrennungsgase zu kühlen, mit zusätzlicher Luft
bzw. zusätzlichem Sauerstoff und Waeserdampf zu versehen und in die Reaktionskammer
einzuführen, in der sich die zu behandelnden Eisenteile befinden. Zur Verbesserung
dieses relativ umständlichen Verfahrens, bei dem eine Kühlung der Verbrennungsgase
erforderlich ist, hat man ein Schwärzungsverfahren entwickelt (DE-PS 24 40 447),
bei dem Heizgas bei einer scheinbaren Reaktionstemperatur (Gleichgewichtstemperatur)
von 500 bis 8000C verbrannt wird und die Verbrennungsprodukte anschließend mit einer
Temperatur wesentlich über dem Taupunkt der Reaktionskammer zugeführt werden.
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In Verbindung mit diesem Verfahren ist es auch bereits bekannt geworden,
eine Verbrennungskammer zur Herstellung der oxydierenden Atmosphäre in der Reaktionskammer
selbst anzuordnen.
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Die beiden letztgenannten Verfahren, bei denen die zur Behandlung
der eisenenthaltenden Teile eingesetzten oxydierenden Atmosphären keine reinenDampfatmo
sphären sind, sind nicht in Verbindung mit der Behandlung von
pulvermetallurgisch
hergestellten eisenenthaltenden Teilen bekannt geworden. Hierauf bezieht sich jedoch
das eingangs erwähnte Dampfb ehandlungsverfahren.
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Dieses Verfahren läuft beispielßweise so ab, daß die zu behandelnden
Teile mit Hilfe eines Chargiergestelles in einen Schachtofen eingebracht werden,
der Deckel des Schachtofens geschlossen wird, der Ofen auf die Verfahrenstemperatur-erhitst
und die entsprechende Dampfatmosphäre in den Ofen eingeführt wird. Nach Beendigung
der Behandlung muß die Dampfatmosphäre entfernt und der Ofen wieder abgekühlt werden,
wonach die Teile entnommen werden können. Es sind somit die bei einer diskontinuierlichen
Arbeitsweise typischen Nachteile vorhanden.
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Ferner hat dieses Verfahren den Nachteil, daß ein externer Dampferzeuger
mit einem entsprechend hohen Energieverbrauch benötigt wird und daß entsprechende
Wärmeverluste in den Dampfleitungen zum Ofen auftreten.
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Auch werden hierbei zusätzliche Dampfmengen benötigt, um den Ofen
gründlich von Luft freizuspülen. Schließlich sind die beim Chargieren des Ofens
auftretenden Wlirmeverluste auszugleichen. Durch die in den Ofen einzuführenden
Chargiergestelle etc. liegt ein relativ ungünstiges Verhältnis Nutzgut/Totgut vor.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der angegebenen
Art zu schaffen, das mit einem geringeren Fnergiebedarf auskommt und mit dem eine
Oxidschicht mit verbesserten Eigenschaften, insbesondere einer größeren Eindringtiefe
und einer gleichmäßigeren Verteilung, hergestellt werden kann.
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Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschrieben Art
erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die oxydierende Atmosphäre aus bei einer scheinbaren
Reaktionstemperatur (Gleichgewichtstemperatur)von > 8000C unter-
stöchiometrisch
verbrannten Brennstoffen, insbesondere Heizgas, hergestellt wird und daß die Verbrennungaprodukte
von der Brennstelle unmittelbar an die Reaktionskammer abgegeben werden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren findet somit zur Erzeugung der
Oxidschicht keine reine Dampfatmosphäre Verwendung, wie dies bei dem bekannten Verfahren
der Dampfbehandlung der Fall ist, sondern es werden hierzu die Verbrennungsprodukte
(Rauchgase) eingesetzt, die aus bei einer Temperatur >8000 unterstöchiometrisch
verbrannten Brennstoffen gewonnen werden. Diese Verbrennungsprodukte stellen ein
Gasgemisch dar, das im wesentlichen die Bestandteile CO2, H20, CO, H2 und N2 enthält.
Je nach der Art der unterstöchiometrischen Verbrennung (Luftbeiwert Jv zwischen
0,9 und 0,99, = = 1 bei stöchiometrischer Verbrennung) und der Reaktionstemperatur
ergibt sich eine spezielle Zusammensetzung des Gasgemisches, von der die Verhältniswerte
H20/H2 und co2/co von besonderer Bedeutu-ng für das Schwärzungsverfahren sind. Erfindungsgemäß
wurde festgestellt, daß bei unterstöchiometrischer Verbrennung ( X zwischen 0,9
und 0,99) mit einer scheinbaren Reaktionstemperatur (Gleichgewichtstemperatur) von
T > 800°C ein Gasgemisch erzielt wird, das von der Brennstelle unmittelbar an
die Reaktionskammer abgegeben und dort zur Behandlung der eisenenthaltenden Teile
eingesetzt werden kann, ohne daß es hierzu einer Zwischenkühlung des Gasgemisches
zur Entfernung von Wasserdampf bzw. einer erneuten Zuführung von Anteilen des Gasgemisches
bedarf. Bei den zur Anwendung kommenden Verbrennungstemperaturen ist eine Kühlung
der Brennstelle bzw. VerbrennunlSskamrne r zur Erzielung von niedrigeren Temperaturen
nicht erforderlich.
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Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber
dem bekannten Dampfbehandlungsverfahren besteht darin, daß erfindungsgemäß durch
einen einzigen Prozess gleichzeitig die zur Behandlung der Teile erforderliche Wärmeenergie
und die erforderliche oxydierende Atmosphäre beigebracht wird. Bei dem Dampfbehandlungsverfahren
muß bekanntlich der Ofen aufgeheizt und die Dampfatmosphäre extern erzeugt werden.
Es versteht sich, daß dadurch eine beträchtliche Energieeinsparung erreicht werden
kann.
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Da die oxydierende Atmosphäre permanent im Reaktionsraum aufrechterhalten
werden kann, kann das erfindungsgemäße Verfahren kontinuierlich durchgeführt werden,
d.h. die zu behandelnden Teile werden mittels einer geeigneten Fördereinrichtung
durch den Reaktionsraum geführt. Eine derartige kontinuierliche Arbeitsweise ist
beim bekannten Dampfbehandlungsverfahren mit Schwierigkeiten verbunden, da die Dampfatmosphäre
beim Einlaufen von kalten Teilen in den Reaktionsraum an den Teilen auskondensiert,
so daß es zu Unregelmäßigkeiten bei der Erzeugung der Oxidschicht kommen kann, die
dann insbesondere ein fleckiges Aussehen besitzt.
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Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Verbrennungsprodukte unmittelbar
von der Brennstelle bzw. dem Brennraum in den Reaktionsraum gelangen, müssen die
Verbrennungsprodukte auf die Behandlungstemperatur abgekühlt werden. Dies geschieht
durch intensive Vermischung mit der Reaktionsraumatmosphäre. Dabei macht man sich
den Brennerimpuls zunutze, und/oder es findet eine zusätzliche A'mosphärenumwälzung
im Reaktionsraum statt.
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Die unterstöchiometrische Verbrermung (Menge des Brennstoff-Luf't-Cemi
sches) wird zweckmäßigerweise über die Messung der Temperatur der oxydierenden Atmosphäre
innerhalb des Reaktionsraumes gesteuert. Zusätzlich zu dieser temperaturabhängigen
Steuerung kann auch eine Steuerung über die Messung des CO-Gehaltes der oxydierenden
Atmosphäre im Reaktionsraum stattfinden, wobei die Zusammensetzung des zur Verbrennung
gelangenden Brennstoff-Luft-Gemisches CO-abhängig geregelt wird. Mit anderen Worten,
wenn die tatsächliche Behandlungstemperatur von der gewünschten Behandlungstemperatur
bzw. der tatsächliche CO-Gehalt vom gewünschten CO-Gehalt im Reaktionsraum abweicht,
wird die Gesamtmenge bzw. der Brennstoff- oder Luftanteil des zur Verbrennung gelangenden
Brennstoff-Luft-Gemisches erhöht bzw. erniedrigt.
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Eine Steuerung der unterstöchiometrischen Verbrennung über eine Taupunktmessung
ist ebenfalls möglich.
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Bevorzugte scheinbare Reaktionstemperaturen der Verbrennung liegen
in einem Bereich von 900-1200°C, wobei eine Temperatur von etwa 1100°C besonders
bevorzugt wird und gute Ergebnisse liefert. Im Reaktionsraum wird vorzugsweise eine
solche oxydierende Atmosphäre aufrechterhalten, daß die zu behandelnden Teile auf
eine Temperatur zwischen 300 und 7000C, vorzugsweise etwa 5700C, aufgeheizt werden.
Der Begriff der scheinbaren Reaktionstemperatur (Gleichgewichtstemperatur) wird
nachfolgend in Verbindung mit der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels erläutert.
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An dieser Stelle sei nur erwähnt, daß die tatsächlich gemessene Temperatur
an einzelnen Punkten der Brennstelle (Brennraum) von dieser scheinbaren Reaktionstemperatur
abweichen kann.
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Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind
in den Unteransprüchenaufgeführt.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des
vorstehend beschriebenen Verfahrens.
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Diese Vorrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß
sie als Durchlaufofen ausgebildet ist und mindestens einen innerhalb der Ofenkaxamer
(Reaktionsraum) angeordneten bzw. in diese hineinreichenden Brennraum aufweist und
daß dem Brennraum eine Niischvorrichtung vorgeschaltet ist, mittels der dem Brennraum
ein Brennstoff-Luft-Gemisch zuführbar ist.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung findet somit die Erzeugung der
oxydierenden Atmosphäre (Verbrennungsprodukte) direkt im Ofen statt, wodurch die
vom Ofen zur Behandlung der Teile benötigten Wärmemengen komplett durch den Wärmeinhalt
der Verbrennungsprodukte gedeckt werden können. Das Ofensystem ist nicht ständigen
Temperaturwechseln wie bei den bisher eingesetzten Schachtöfen unterworfen, sondern
arbeitet überwiegend mit einer stabilen Temperaturkurve über die Ofenlänge. Es liegt
ein günstiges Verhältnis Nutzgut/Totgut vor.
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Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist somit der Brennraum in die Ofenkammer
(Reaktionsraum) integriert.
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In diesem Brennraum muß die zur Behandlung der Teile erforderliche
oxydierende Atmosphäre erzeugt und kontinuierlich an den Ofenraum abgegeben werden
können.
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Es hat sich jedoch gezeigt, daß herkömmlich ausgebildete Brenner,
bei denen der Brennstoff und die Luft dem Brennraum getrennt zugeführt und erst
im Brennraum gemischt werden, diesen Anforderungen nicht genügen.
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Bei derartigen Brennern treten'im Brennraum Unregelmäßigkeiten auf,
die es unmöglich machen, dem Reaktionsraum kontinuierlich eine oxydierende Atmosphäre
ohne
besondere Schwankungen zuführen zu können. Die erfindungsgemäße
Lösung basiert daher darauf, daß dem Brennraum eine Mischvorrichtung vorgeschaltet
ist, so daß diesem bereits das fertige Brennstoff-Luft-Gemisch zugeführt werden
kann. Mit dieser vorgeschalteten Mischvorrichtung lassen sich die vorstehend aufgezeigten
Nachteile weitgehend ausschalten.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt vorzugsweise die nachfolgenden
Steuer- bzw. Regeleinrichtungen: Um die Behandlungstemperatur der oxydierenden Atmosphäre
innerhalb der Ofenkammer regeln zu können, ist in der Ofenkammer ein Temperatursensor
vorgesehen, dem ein Temperaturregler zugeordnet ist. Der Temperaturregler steuert
ein der Mischvoriichtung nachgeschaltetes Mengenregelventil, über das die Gesamtmenge
des dem Brennraum zugeführten Brennstoff-Luft-Gemisches reguliert werden kann. Um
jedoch auch den Brennstoff-bzw. Luftanteil des Gemisches variieren zu können, ist
in der Ofenkammer ferner eine Meßsonde für den CO-Gehalt der oxydierenden Atmosphäre
vorgesehen, der ein CO-Analysator und ein Meßumformer zugeordnet sind.
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Die Signale des Meßumformers werden einem Regler zugeführt, der ein
in der Brennstoffzuführleitung für die Mischeinrichtung angeordnet es Mengenregelventil
steuert. Auf diese Weise kann der Brennstoffanteil des dem Brennraum zugeführten
Gemisches erhöht oder erniedrigt werden. Es versteht sich, daß die vorstehend beschriebenen
Steuereinrichtungen manuell betätigt werden oder halbautomatisch bzw. vollautomatisch
arbeiten können.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung
gehen aus den entsprechenden Unteransprüchen hervor.
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Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung
mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Sämtliche dargestellten und beschriebenen
Teile können dabei von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Es zeigen: Figur 1
einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung; Figur 2
einen Querschnitt durch die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung; Figur 3 ein schematisches
Steuerdiagramm der Vorrichtung; und Figur 4 ein C02/CO-H20/H2-Massenverhältnis-Diagramm,
in dem die scheinbare Reaktionstemperatur und die Behandlungstemperatur eines Ausführungsbei
spiels des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt sind.
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In den Figuren 1 und 2 ist eine Ausführungsform eines Durchlaufofens
1 im Längs- und Querschnitt dargestellt, mit dem eine schwärzende bzw. bläuende
Oxidschicht auf der Oberfläche von pulvermetallurgisch hergestellten eisenenthaltenden
Teilen erzeugt werden kann. Die Teile werden dabei in Figur 1 von links nach rechts
auf einer geeigneten Fördereinrichtung 4 durch den Ofen geführt. Dem eigentlichen
Ofen ist eine Kühlzone 6 nachgeschaltet. Es versteht sich, daß mit dem Ofen auch
noch andere Behandlungszonen in beliebiger Art und Weise kombiniert werden können,
die jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt sind.
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Der Ofen ist mit fünf Gasbrennern 3 versehen, die quer zur Durchlaufrichtung
des Ofens im unteren Teil der Ofenwandung eingebaut sind, so daß der Brennraum 7
der
Brenner 3 in die Ojenkammer 2 hineinragt (Fig. 2).
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Die irn Brermraurn 7 erzeugten Verbrennungsprodukte (Rauchgase) gelangen
somit unmittelbar in die Ofenkammer und werden dort vorwiegend quer zur Durchlaufrichtung
der Teile umgewälzt, wobei man sich entweder den Brennerimpuls selbst zunutze macht
oder eine zusätzliche Atmosphärenumwälzung vorsieht. Dabei vermischen sich die Verbrennungsprodukte
intensiv und rasch mit der in der Ofenkammer befindlichen Atmosphäre, so daß sie
sich auf die zur Behandlung der eisenenthaltenden Teile erforderliche Temperatur
abkühlen. Die Verbrennungsprodukte werden schließlich über an den jeweiligen Ofenenden
angeordnete Abzugsorgane 5 aus der Ofenkammer entfernt.
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Bei dem beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiel weist
der Ofen fünf Brenner 3 auf, die gemeinsam aber auch unabhängig voneinander gesteuert
werden können. Es wird dabei bevorzugt, in Längsrichtung des Durchlaufofens ein
für die Behandlung besonders günstiges Temperaturprofil (Behandlungstemperatur)
aufzubauen, so daß die in den Ofen gelangenden Teile erst allmählich, d.h. nach
einer bestimmten Zeitdauer auf die bevorzugte Behandlungstemperatur aufgeheizt werden.
Am stromabgelegenen Ende des Ofens kann man einen entspiechenden Temperaturabfall
einstellen. Es versteht sich, daß die Ofen-- ---- - '-kammer auch in mehrere/thermische
Zonen bzw. Verfahrenszonen unterteilt sein kann, die vorzugsweise in Durchlaufrichtung
hintereinander angeordnet sind.
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Diese unterschiedlichen Verfahrensvarianten lassen sich durch entsprechende
Einstellung der Brenner verwirklichen.
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Figur 3 zeigt in schematischer Weise den Aufbau eines Brenners 3 in
Verbindung mit den vorgesehenen Steuer-bzw. Regeleinrichtungen. Wie bereits erwähnt,
ist der Brenner in der seitlichen Wand des Durchlaufofens 1
angeordnet
und erstreckt sich mit seinem Brennraum 7 in das Ofeninnere hinein. Es handelt sich
hierbei um einen speziell ausgebildeten Gasbrenner, bei dem das Gas-Luft-Gemisch
nicht erst im Brennraum sondern bereits vor dem Brennraum abgemischt wird. Hierzu
ist eine Mischeinrichtung 16 vorgesehen, der eine Gaspumpe 15 nachgeschaltet ist,
die das Gas-Luft-Gemisch zum Brennraum 7 fördert. Die Mischeinrichtung 16 und die
Gaspumpe 15 werden durch eine Bypassleitung 18 umgangen, in der ein Überströmregler
17 angeordnet ist.
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In der Zuführleitung des Gemisches ist eine Flammenrückschlagsicherung
13 vorgesehen. Der Mischeinrichtung 16 werden über getrennte Leitungen Gas und Luft
zugeführt.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Steuer- bzw.
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Regelkreise zur Regulierung der Behandlungstemperatur bzw. der unterstöchiomertrischen
Verbrennung des Gas-Luft-Gemisches vorgesehen. Zur Aufrechterhaltung einer gewünschten
Behandlungstemperatur im Ofen wird die Gesamtmenge des dem Brennraum 7 zugeführten
Gas-Luft-Gemisches geregelt. Hierzu ist im Ofeninneren ein Temperatursensor 8 vorgesehen,
dem ein Temperaturregler 10 zugeordnet ist. Der Regler 10 steuert ein in der Gemischzuführleitung
für den Brenner vorgesehenes Mengenregelventil 14.
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Der zweite Steuer- bzw. Regelkreis betrifft die Regulierung der zur
Verbrennung gelangenden Gas- bzw- Luftanteile in Abhängigkeit vom CO-Anteil der
Ofenatmosphäre. Hierzu ist im Ofeninneren eine Meßsonde 9 vorgesehen, der ein CO-Analysator
11 mit einem Meßumformer 12 zugeordnet ist.Die von dem Meßumformer 12 abgegebenen
Signale gelangen zu einem Regler 19, der ein in der Gaszuleitung für die Mischeinrichtung
16 angeordnetes Mengenregelventil 22 steuert. Mit dieser Einrichtung kann der der
Mischeinrichtung zugeführte Gasanteil in Abhängigkeit vom CO-Gehalt der Ofenatmosphäre
variiert werden.
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In der Gas- und Luftzuführleitung für die Mischeinrichtung 16 sind
ferner entsprechende Meßblenden 23, 24 angeordnet, denen Meßumformer 20, 21 zugeordnet
sind. Die von den Meßumformern 20, 21 abgegebenen Signale werden ebenfalls dem Regler
19 zugeführt.
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In der vorstehend beschriebenen Vorrichtung wurden pulvermetallurgisch
hergestellte Eisenteile behandelt.
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Es wurde mit Erdgas (Quelle Schlochteren) als Ausgangsbrennstoff gearbeitet,
das folgende Zusammensetzung aufwies: CH4 81,8 Vol-% CnHm 3 w 37 VolWYa CO2 0,77
Vol.
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N2+He 14,06 Vol.-%O.
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Der Brennstoff wurde in einer geeigneten Mischeinrichtung mit Luft
vermischt, und das erhaltene Brennstoff-Luft-Gemisch wurde dem Brennraum des vorstehend
beschriebenen Brenners zugeführt und dort bei einer Brennraumtemperatur von 1100°C
verbrannt.
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Es fand eine unterstöchiometrische Verbrennung statt, wobei der Luftfaktor
# 0,9792 betrug. Diese Werte sind in dem CO2/CO-H20/H2-Massenverhältnis-Diagramm
der Figur 4 eingetragen. Dieses Diagramm wird nachfolgend erläutert.
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Kurve I ist die temperaturabhängige Gleichgewichts linie zwischen
Eisen und Eisenoxiden im CO2/CO-H2O/H2-Diagramm. Liegt der Schnittpunkt aus den
Verhältnissen CO2/CO und H20/EI2 eines Verbrennungsgases oberhalb dieser Linie,
so wirkt dieses Gas oxydieren (Bläuen, Schwärzen). Es bilden sich also auf den Oberflächen
von Eisenwerkstoffen Eisenoxidschichten.
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Kurve II ist die temperaturabhängige Gleichgewichtslinie eines durch
unterstöchiometrische Verbrennung erzeugten, teilverbrannten Abgases. Punkt A auf
Kurve II kennzeichnet die Temperatur und die Gaszusammensetzung, mit der die Verbrennungsprodukte
den Brennraum bzw.
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die Brennstelle verlassen. Diese Temperatur beträgt im vorliegenden
Fall etwa 11000C und kann als Brennraumtemperatur bezeichnet werden. Wie erwähnt,
handelt es sich hierbei um eine scheinbare Reaktionstemperatur.
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Die tatsächlich gemessene Temperatur an einzelnen Punkten des Brennraumes
kann von dieser scheinbaren Reaktionstemperatur abweichen. Die scheinbare Reaktionstemperatur
ist somit diejenige Temperatur, die sich für ein bestimmtes C02/CO-H20/H2-Verhältnis
anhand des in Figur 4 gezeigten Diagrammes ergibt.
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Beim Austritt aus dem Brennraum besaß das Abgas (Verbrennungsprodukte)
die folgende Zusammensetzung: CO2 9,0 Vol.-CO 0,98 Vol,-H20 17,96 Vol.-% H2 0,94
Vol.-N2+He 71,12 Vol.-CO2 9,18 CO H,O 19,1 Das Abgas gelangte vom Brennraum unmittelbar
in den Reaktionsraum (Ofenkammer) und wurde dort intensiv mit der bereits vorhandenen
Ofenatmosphäre vermischt.
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Bei der Abmischung des Abgases auf Reaktionsraumtemperatur können
schon Teilreaktionen mit dem zu behandelnden Nutzgut stattfinden. Nach Abkühlung
des Abgases auf 5700C (Behandlungstemperatur) besaß es
ohne Berücksichtigung
der vorstehend erwähnten Teilreaktionen folgende Zusammensetzung: CO2 9,67 Vol.-%
CO 0,306Vol.-% H20 17,29 Vol.-% H2 1,61 Vol.-% N2+He 71,12 Vol.-% CO2 CO 31,6 H20
10,74 Der Abkühlvorgang der den Brennraum verlassenden Verbrennungsprodukte ist
in Figur 4 durch die Kurve II angedeutet. Die entsprechende Behandlungstemperatur
von 5700C ist markiert.
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Die in der vorstehend beschriebenen Weise behandelten pulvermetallurgisch
hergestellten Eisenteile wurden in der Kühlzone 6 des Ofens abgekühlt und danach
dem Ofen entnommen. Sie besaßen eine besonders gleichmäßige, fleckenfreie Oxidschicht,
die eine größere Eindringtiefe aufwies als Teile, die einer vergleichbaren Behandlung
mit dem Dampfanlaßverfahren in einem Schachtofen unterzogen worden waren.
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