DE3234863C2

DE3234863C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Blankglühen von metallischen Werkstücken mit Stickstoff als Schutzgas

Info

Publication number: DE3234863C2
Application number: DE3234863A
Authority: DE
Inventors: Gottfried Dipl.-Ing. 4330 Mülheim Böhm
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1982-09-21
Filing date: 1982-09-21
Publication date: 1986-04-10
Also published as: DE3234863A1; EP0106113B1; US4515645A; EP0106113A1; ZA836972B; ATE23197T1

Abstract

In Blankglühöfen mit angeschlossener Kühlstrecke werden metallische Werkstücke unter Schutzgas geglüht. Als Schutzgas verwendet man Exogas oder Stickstoff. Im letzteren Fall wird flüssiger Stickstoff verdampft und gasförmig an mehreren Stellen des Blankglühofens und der Kühlstrecke eingeleitet. Zwecks Verringerung der Anlagekosten, Leistungssteigerung und Qualitätsverbesserung wird der flüssige Stickstoff ohne vorherige Verdampfung im Endbereich der Kühlstrecke auf das Glühgut gesprüht.

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Blankglühen von metallischen Werkstükken in einem Blankglühofen mit angeschlossener Kühlstrecke und Stickstoff als Schutzgas.

In Blankglühöfen für Werkstück; aus Stahl, Eisen oder NE-Metallen werden die Werkstücke unter Schutzgas geglüht. Als Schutzgas verwendet man hierfür entweder Exogas oder Stickstoff. Im Falle der Stickstoffverwendung wird flüssiger Stickstoff in einem Luftverdampfer verdampft und ähnlich wie das Exogas an mehreren Stellen des Glühofens und der Kühlstrecke eingeleitet. Hierbei geht die wertvolle Kälte des flüssigen Stickstoffes ungenutzt verloren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Blankglühverfahren mit Stickstoff als Schutzgas so zu verbessern. daß bei gleichzeitiger Ausnutzung des Kälteinhaltes des flüssigen Stickstoffes die Anlagekosten verringert und eine Leistungssteigerung und zumindest bei einigen Metallen eine Qualitätsverbesserung möglich wird. so

Bei einem Verfahren zum Blankglühen von metallischen Werkstücken in einem Blankglühofen mit angeschlossener Kühlstrecke und Stickstoff als Schutzgas wird dies gemäß der Erfindung erreicht, indem der Stickstoff in flüssiger Form im Endbereich der Kühlstrecke auf das Glühgut gesprüht wird.

Die Sprührichtung beträgt vorzugsweise 15' bis 20° abweichend von der Vertikalen und entgegen der Bewegungsrichtung des Glühgutes. Hierbei ergibt sich ein optimaler Wärmeaustausch zwischen Glühgut und flüssigem Stickstoff, sowie ausgezeichnete Strömungsverhältnisse für den verdampften Stickstoff durch die Kühlstrecke und den Blankglühofen.

Gegenüber dem bisherigen Verfahren, bei dem der flüssige Stickstoff in einem Luftverdampfer verdampft wird, ist der Stickstoffverbrauch gleich. Da aber erfindungsgemäß der flüssige Stickstoff in der Kühlstrecke verdampft wird, erübrigt sich das Aufstellen eines Luftverdampfers. Gegenüber dem Verfahren mit Exogas oder gasförmigem Stickstoff als Schutzgas ist wegen der stärkeren Abkühlung der Werkstücke eine Leistungssteigerung möglich und zumindest bei einigen Metallen eine Qualitätsverbesserung. Wegen der starken Abkühlung der Werkstücke bei dem erfindungsgemäßen Verfahren laufen diese nämlich nach Verlassen der Kühlstrecke nicht mehr an, im Gegensatz zu Verfahren nach dem Stand der Technik.

Dies zeigen die nachfolgend beschriebenen Vergleichsversuche.

Es wurden jeweils 2000 kg/h gestreckte Kupferrohre oder 1500 kg/h aufgewickelte Kupfercoils geglüht. Bei Verwendung von Exogaj wurden hierfür 130 mVh berötigt. Die Auslauftemperatur der Kupferrohre bzw. der Kupfercoils aus der Kühlstrecke betrug 140° C. Die Kupfercoüs und die Kupferrohre liefen an.

Bei dem erfindungsgemäßen Einsatz von flüssigem Stickstoff wurden 152 kg/h flüssiger Stickstoff, das entspricht 130 mVh gasförmigem Stickstoff, benötigt. Die Anslauftemneratur der Kupferrohre oder Kupfercoils betrug nur 95⁼C, so daß die Werkstücke nicht mehr anliefen.

Durch entsprechende Dosierung des flüssigen Stickstoffes kann sowohl die Auslauftemperatur als auch die Durchsatzmenge in einfacher Weise variiert werden. Dies ist ein besondei ir Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens. Wolke man dagegen bei Verfahren nach dem Stand der Technik die Durchsatzleistung steigern, so müßte die Kühlstrecke verlängert werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert werden.

Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Blankglühofen mit angeschlossener Kühlstrecke und Zufuhr von flüssigem Stickstoff in den Endbereich der Kühlstrecke,

F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A in F ig. 1,

F i g. 3 einen Schnitt entlang der Linie B-B in F i g. 2.

In Fig. 1 ist im Schnitt ein BlanVzlühofen 1 dargestellt, an dessen Eingang eine Einlaufstrecke 2 und an dessen Ausgang eine Kühlstrecke 3 angeschlossen sind. Das Glühgut wird auf Transportrollen 4 durch den Biankglühofen 1 gefördert, die Bewegungsrichtung des Glühgutes ist durch den Pfeil 5 angegeben. Als Schutzgas dient Stickstoff, der in flüssiger Form aus dem isolierten Tank 6 und durch die isolierte Leitung 7 dem Blankglühofen 1 zugeführt wird. Erfindungsgemäß wird der flüssige Stickstoff ohne vorherige Verdampfung direkt in den Endbereich 8 der Kühlstrecke 3 eingesprüht. Die Dosierung geschieht mittels eines Regulierventils 9. außerdem sind in der Zeichnung nicht dargestellte übliche Förder- und Überwachungseinrichtungen, wie Phasentrenner, Thermometer und Manometer, vorgesehen. Der eingesprühte flüssige Stickstoff verdampft durch Wärmeaustausch mit dem noch heißen Glühgut, strömt in gasförmiger Form durch die Kühlstrecke 3 und den Biankglühofen 1 und verläßt die Anlage durch die Einlaufstrecke 2. Die Strömungsrichtung des gasförmigen Stickstoffs ist durch einen Pfeil 10 angegeben.

Eine bevorzugte Vorrichtung zum Einsprühen des flüssigen Stickstoffes in die Kühlstrecke 3 ist in den F i g. 2 und 3 dargestellt. Im Endbereich 8 der Kühlstrekke 3 ist in der Decke 11 der Düsenstock 12 angeordnet, dem durch das Regelventil 9 der flüssige Stickstoff zugeführt wird. In dem Düsenstock 12 befinden sich Bohrungen, die so angeordnet sind, daß der flüssige Stickstoff unter einem Winkel von 15° abweichend von der Vertikale entgegen der Bewegungsrichtung des Glühgutes 13

austritt, wie es in F i g. 3 dargestellt ist. Der ausgesprühte flüssige Stickstoff prallt somit nahezu senkrecht auf das Glühgut 13 auf. was einen intensiven Wärmeaustausch und rasche Verdampfung des Stickstoffs bewirkt. Gleichzeitig wird dem Stickstoff jedoch eine Bewegung hin zum Glühofen 1 und zur Einlaufstrecke 2 aufgeprägt.

Die Erfindung ist nicht auf diese Vorrichtung beschränkt. Der Austrittswinkel von 15⁼ kann z. B. auch dadurch erreicht werden, daß das Eintrittsrohr für den flüssigen Stickstoff in der Kühlstrecke 3 entsprechend abgewinkelt wird. Es können auch mehrere Düsenstökke hintereinander angeordnet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Blankglühen von metallischen Werkstücken in einem Blankglühcfen (1) mit angeschlossener Kühlstrecke (3) und Stickstoff als Schutzgas, dadurch gekennzeichnet, daß der Stickstoff in flüssiger Form im Endbereich (8) der Kühlstrecke auf das Glühgut gesprüht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Stickstoff unter einem Winkel von 15⁼ bis 20^; abweichend von der Vertikalen entgegen der Bewegungsrichtung (5) des Glühgutes (13) eingesprüht wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1. mit einem Blankglühofen und einer angeschlossenen Kühlstrecke, gekennzeichnet durch einen im Endbereich (8) der Kühlstrecke (3) unter dessen Decke (11) quer zur Bewegungsrichtung (5) des Glühgüi?s (13) angeordneten Düsenstock (12) mit Düsen zürn Aufsⁿrühen von flüssigem Stickstoff auf das Glühgut.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen unter einem Winkel von 15° bis 20⁼ abweichend von der Vertikalen entgegen der Bewegungsrichtung des Glühgutes angeordnet sind.