DE3345946A1 - Verfahren und vorrichtung zur waermebehandlung von metallischen werkstuecken - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur waermebehandlung von metallischen werkstuecken

Info

Publication number
DE3345946A1
DE3345946A1 DE19833345946 DE3345946A DE3345946A1 DE 3345946 A1 DE3345946 A1 DE 3345946A1 DE 19833345946 DE19833345946 DE 19833345946 DE 3345946 A DE3345946 A DE 3345946A DE 3345946 A1 DE3345946 A1 DE 3345946A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fluidized bed
carrier medium
bed device
atmosphere
plenum chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19833345946
Other languages
English (en)
Other versions
DE3345946C2 (de
Inventor
Mario A. East Brunswick N.J. Fronzini
Carol A. North Brunswick N.J. Girrell
Robert Colonia N.J. Staffin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Procedyne Corp
Original Assignee
Procedyne Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Procedyne Corp filed Critical Procedyne Corp
Publication of DE3345946A1 publication Critical patent/DE3345946A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3345946C2 publication Critical patent/DE3345946C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/34Methods of heating
    • C21D1/53Heating in fluidised beds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/74Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
    • C21D1/76Adjusting the composition of the atmosphere

Description

— Q —
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von metallischen Werkstücken, und insbesondere auf Verfahren zum Karburieren, KarbD-nitrieren, Durchhalten, Rückkahlen und ähnliche Prozesse, die Ofenatmosphären mit einer spezifischen Zusammensetzung erfordern.
Prozesse zur Verbesserung der physikalischen Eigenschaften von metallischen Werkstücken, beispielsweise bearbeiteten Teilen, Gußteilen, Schmiedeteilen und dergl., wie Karburieren, Karbonitrieren, Einsatzhärten, Durchhärten, Rückkohlen, IMormalisieren, Spannungsfreimachen, Vergüten und dergl., die kontrollierte Ofenatmosphäre erfordern, sind allgemein bekannt und werden im folgenden zusammengefaßt als Metallbehandlungsprozesse bezeichnet.
Im allgemeinen wird bei diesen Prozessen ein metallisches Werkstück erhöhten Temperaturen in einem Ofen mit gesteuerten Atmosphären ausgesetzt, die die chemische Zusammensetzung des Werkstückes entweder verändern oder nicht verändern. Wenn beispielsweise ein aus Kohlenstaffstahl bestehendes Werkstück heißer Ofenatmosphäre ausgesetzt wird, kann der Kohlenstoff entweder in das Werkstück hinein- oder aus diesem herausdiffundieren, und zwar in erster Linie abhängig von der Temperatur und der Zusammensetzung der Ofenatmosphäre. Wenn die Ofenatmosphäre signifikante Mengen von Wasserdampf, Wasserstoff, Kohlendioxid oder anderen Substanzen enthält, die bei erhöhten Temperaturen mit Kohlenstoff reagieren, wird Kohlenstoff aus dem Stahl-Werkstück entfernt, wobei seine Zusammensetzung und seine physikalischen Eigenschaften verändert werden. Wenn die Ofenatmosphäre kohlenstoffhaltig ist, d.h. eine naszierende Kohlenstoffkonzentration , also ein Kohlenstoffpotential aufweist, das größer ist als bei dem Werkstück, und im wesentlichen frei von Substanzen ist, die mit naszie-
rendem Kohlenstoff reagieren, uird Kohlenstoff in das Stahl-lderkstück eingebracht, um seine physikalischen Eigenschaften, beispielsweise seine Härte und Verschleißfestigkeit, zu verändern.
Wenn Ammoniak einer kohlenstoffhaltigen Ofenatmosphäre zugegeben uird, so kann souohl Stickstoff als auch Kohlenstoff in das Stahl-Uerkstück gelangen, wodurch zusätzliche Härte und Verschleißfestigkeit erreicht uird. Demzufolge kann die Zusammensetzung eines Uerkstückes 1D oder der Oberfläche eines Uerkstückes durch Steuerung der Zusammensetzung der Ofenatmosphäre verändert oder unverändert gelassen uerden.
Die verschiedenen Möglichkeiten zur Erzeugung gesteuerter Ofenatmosphären für spezielle Metall-Behandlungsverfahren sind allgemein bekannt, siehe American Society of Metals, Metals Handbook, Metals Park, Ohio (1964), Band 2, Seiten 67 bis 128.
Gesteuerte Ofenatmosphären für Metallbehandlungsprozesse uerden im allgemeinen von partiell verbrannten Kohlenuasserstoffen, beispielsueise Methan, abgeleitet, die in einem geeigneten Ofen mit Luft teilweise verbrannt uerden. Die sich ergebende Atmosphäre kann etua aus 40% l\l„, k0% H„, 20% CO und geringen Mengen an H„0, COp, anderen- Nebenprodukten und Unreinheiten bestehen. In Prozessen, mit denen die Uerkstückoberfläche aufgekohlt uerden soll, sind H„0 und COr, nicht eruünscht, da sie IMebenreaktionen verursachen, uelche das Kohlenstoffpotential der Atmosphäre verringern. Dieses Problem uird im allgemeinen kontrolliert durch Zuführung von zusätzlichem KohlenuasserstDff zu der Atmosphäre, der mit dem H„0 und dem COp reagiert, uodurch eine Verringerung des Kohlenstoffpotentials vermieden uird.
-B-
Kürzlich hat sich gezeigt, daß Metallbehandlungsatmosphären, die die gleichen ader varteilhaftere Zusammensetzungen haben als diejenigen, die durch Verbrennen VDn KohlenmasserstoFfen mit Luft erzeugt wurden, durch thermische Zersetzung bestimmter oxidierter Kohlenwasserstoffe erhalten werden können, siehe z.B. US-PS k 306 918 und h 145 232. Es gibt mehrere ausgeprägte Vorteile bei der Verwendung von aus derartigen oxidierten Kohlenwasserstoffen abgeleiteten Ofenatmosphären für Metallbehandlungsprozesse, unter anderem eine schnellere und gleichförmigere Kohlenstoffüberführung in das Metall.
Fließbettöfen sind in der Metallbehandlung allgemein bekannt hinsichtlich ihrer Vorteile, nämlich einer schnellen und gleichförmigen Wärmeübertragung, einer leichten Handhabung und einer großen Sicherheit, siehe US-PS 3 053 704. Die üblichen Fließbettöfen haben eine Retorte, die feinkörnige Feststoffe, beispielsweise Aluminiumoxid, als Wärmeübertragungsmedium verwenden.
Dabei ist eine Verteilerplatte am unteren Ende der Retorte vorgesehen, um das fluidisierende Gas von einer unteren Plenumkammer nach oben durch das Medium in der Retorte zu führen. Das fluidisierende Gas suspendiert das feinkörnige Medium zu einer Masse, die sich wie eine Flüssigkeit verhält. Uärme wird dieser Masse durch elektrische Heizelemente oder dgl. entweder direkt oder durch die Wände der Retor.te zugeführt. Andererseits kann das fluidisierende.Gas erhitzt werden, bevor es in die Retorte eingeführt wird. Ein Iderkstück, das in die erhitzte Masse eingetaucht wird, wird schnell und gleichförmig erhitzt.
-S-
Uärmebehandlungsatmosphären, die von flüssigen oxidierten Kohlenwasserstoffen, uie Methanol abgeleitet werden, haben sich als nichtverträglich mit Fließbett-Metallbehandlungsverfahren erwiesen, da die Flüssigkeiten schwierig zu handhaben sind und schwierig in gesteuerten Mengen in eine erhitzte Retorte eingeführt werden können. Beispielsweise ist heißes, gasförmiges Methanol außerordentlich leicht entzündbar und kondensiert sehr schnell, wenn seine Temperatur abgesenkt wird. Die Ent-
1D zündbarkeit verursacht Sicherheitsprobleme, und die schnelle Kondensation verursacht ernste Schwierigkeiten in Bezug auf die Leitungskonstruktion und die genaue Messung des Gases mit konventionellen Techniken, wie beispielsweise Durchflußmesser, bei denen eine Neigung zur Bildung von Haltstellen besteht, die eine Kondensation verursachen können. Weiterhin ist die Verdampfung ein endothermischer Prozeß, der lokale Kondensation in Verdampfungsgeräten verursachen kann, die eine genaue Messung des Gases beeinträchtigen. Dieses Problem wird verstärkt durch die Tatsache, daß die oxidierten Kohlenwasserstoffe normalerweise nicht auf Temperaturen vorerhitzt werden können, welche nahe derjenigen der Retortentemperatur liegen, die für viele Metallbehandlungsprozesse erforderlich ist, da dies eine vorzeitige Zersetzung in inaktive oder nichtwünschenswerte Nebenprodukte wie CD2, H„0 und Ruß (freier Kohlenstoff) verursacht. Andere Probleme bei der Verwendung von verdampften flüssigen oxidierten Kohlenwasserstoffen in Fließbett-Metallbehandlungs'öf en beruhen auf der Tatsache, daß die Gasgeschwindigkeit in relativ engen Grenzen gehalten werden muß, um die gewünschte Fluidisierung des Fließbettmediums zu erreichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein V/erfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung gesteuerter Metallbehandlungsatmosphären in Fließbetten zu schaffen, uobei die vorstehend beschriebenen Probleme vermieden sind.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 bzu. des Anspruchs 11 angegebenen Merkmale gelöst.
Ausgegangen uird vorzugsueise von flüssigen oxidierten Kohlenuiasserstof fverbindungen mit niedrigem Molekulargeuiicht mit nicht mehr als acht Kohlenstoffatomen und nor-
1D malerueise nicht mehr als vier Kohlenstoffatomen, einschließlich Alkoholen, Anhydriden, Äthern, Estern und Mischungen davon, vorzugsweise Äthanol, Azetaldehyd, Dimethyläther, Methylformiat und Methylazetat und besonders bevorzugten Methanol und Äthylazetat. Diese Verbindungen zur Erzeugung von Metallbehandlungsatmosphären, im folgenden als Atmosphären-Trägermedium oder AT bezeichnet, uerden häufig gemischt mit anderen Substanzen, hormaleriiieise inerten Gasen wie Stickstoff oder Argon, und mit kohlenstoffhaltigen Gasen, uie Methan oder Propan, zur Steuerung des Kohlenstoffpotentials vor dem Eintreten in das Fließbett zwecks Erzeugung der geujünschten Atmosphäre. Die Verdampfung findet in einer Vorrichtung, vorzugsueise in der AT-Zuströmleitung, oder in der unteren Plenumkammer eines konventionellen Fließbettes statt. In jedem Fall muß die Verdampfung in einer Zone stattfinden, die ausreichend isoliert von den hohen Retortentemperaturen ist, um eine vorzeitige Zersetzung des AT zu verhindern. Oberhalb der Verteilerplatte des Fließbettes kann eine Schicht aus sehr grobem Material mit etwa 2 mm Korngröße vorgesehen sein, um die Plenumkammer von den hohen Temperaturen der Retorte zu isolieren und das AT in die Retorte zu führen, bevor es sich zersetzt.
Die Dicke dieser Schicht hängt von dem angestrebten Verfahren, dem verwendeten AT und den angewandten Strömungsgeschwindigkeiten ab. In einigen Anuiendungsfallen wurde eine Schicht aus Aluminiumoxid und Kieaelerdesand verwendet, wie auch Schamottbruch. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß viele Werkstoffe als Material für diese Isolierschicht verwendet werden können, vorausgesetzt, daß sie bei den vorgesehenen Temperaturen und in der vorgesehenen Atmosphäre nicht- reagieren.
Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß es keine Leckage gibt und daß Luft positiv von der Retorte ausgeschlossen ist. In Öfen, die nicht mit einem Fließbett arbeiten, entsteht eine Verunreinigung durch Luft gelegentlich aus einer Leckage, die eine unerwünschte Verringerung des Kohlenstoffpotentials zur Folge hat, und zwar sowohl durch Verdünnung der Ofenatmosphäre als auch durch eine Reaktion von Q„, CO2 und H2O mit CO. Verunreinigung durch Luft findet bei.üblichen Ofenatmosphären für Metallbehandlung häufig statt und erfordert üblicherweise erhebliche Zusätze von 2 bis 20% eines Kohlenwasserstoffes,, um eine zu große Reduzierung des Kohlenstoffpotentials zu verhindern. Diese Zusätze machen die Zusammensetzung der Atmosphäre unstabil und erfordern eine ständige Überwachung durch chemische Analyse. Bei der vorliegenden Erfindung sind derartige Zusätze im allgemeinen geringer als 1%, falls sie überhaupt erforderlich sind, und die Atmosphären sind entsprechend stabil, so daß die Notwendigkeit einer Überwachung der Zusammensetzung der Atmosphäre erheblich verringert und in manchen Fällen vollkommen vermieden ist.
Ein ueiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die thermische Gleichförmigkeit des Fließhettes, die van der hohen thermischen Leitfähigkeit und dem hohen Wärmeübertragungskoeffizienten der flüssigkeitsartigen expandierten Masse herrührt. Im Gegensatz dazu sind konventionelle Öfen normalerweise durch einen Brenner oder durch elektrische Elemente beheizt, die mit Temperaturen arbeiten, die erheblich über der Ofentemperatur liegen, wodurch Heißstel'len gebildet werden, die oftmals zu einer ungleichförmigen Erhitzung eines darin enthaltenen Werkstückes führen.. Eine ungleichförmige Erhitzung bewirkt, daß der Kohlenstoffgehalt innerhalb des gleichen Werkstückes erheblich variiert.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, in der eine Seitenansicht eines Fließbettofens, teilweise geschnitten, dargestellt ist. In dieser Zeichnung sind Armaturen, Ventile, Instrumente, Heizkörper, LJmuälzeinrichtungen, Pumpen, thermische Steuereinrichtungen und dgl. aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen worden und sie können, falls nötig, in jeder üblichen Weise vorgesehen werden.
Die dargestellte bevorzugte Ausführung für ein erfindungsgemäßes Metallbehandlungssystem weist einen Fließbettofen 10 mit einer Retorte 12 und Heizkörpern 14 auf. Eine Schicht 16 aus isolierendem Schamottbruch ist auf einer den Boden der Retorte 12 bildenden Verteilerplatte 18 angeordnet, wodurch eine Plenumkammer 20 von der Retorte 12 thermisch isoliert wird. Unmittelbar über der Isolierschicht 16 ist in der Retarte 12 die expandierte Masse von Fließbettmaterial 11
enthalten. Die Retorte 12 kann gegenüber der umgebenden Atmosphäre durch einen isolierten Deckel 20 verschlossen werden, der mittels eines Mechanismus 23 leicht geöffnet und geschlossen werden kann, um das Innere der Retorte 12 zum Einlegen und Herausnehmen von Werkstücken, beispielsweise des Lüerkstückes 13, sowie zur Durchführung anderer Servicearbeiten zugänglich zu machen. In dem Deckel 22 ist ein Entlüftungsrohr angeordnet, und es ist ein Pilotbrennersystem 25 vorgesehen, um die fluidisie-
1G renden Gase abzufackeln, wenn sie die Retorte verlassen. Alternativ kann eine Abgasleitung von dem Deckel 22 zu einem nicht dargestellten Zyklon führen, der Feststoffe, beispielsweise von dem Bas mitgenommene Fließbettpartikel, abscheidet, oder es kann eine ebenfalls nicht dargestellte chemische Wiedergewinnungsanlage angeschlossen werden.
Die Plenumkammer 2D kann mit einer Kühlvorrichtung 21, beispielsweise in Form einer üblichen Kühlschlange oder eines Kühlaggregates, versehen sein.
Ein erhitzter Verdampfer 26 ist über Leitungen 31 und
28 in Fluid-Verbindung mit der Kammer 20. Der Verdampfer 2ß kann eine Mehrzahl von elektrischen Heizkörpern 30 aufweisen, die in einen Isolator, beispielsweise einen isolierten Aluminiumblock 32, eingebettet sind. Dieser Block 32 enthält eine Uerdampferschlange 29, der durch einen Zulauf 33 flüssiges AT (Atmosphären-Trägermedium) zugeführt wird. Im Zufluß 33 sind ein nicht dargestellter Durchflußmesser und ein Ventil zum Messen und Steuern des Stromes von flüssigem AT zu der Verdampferschlange 29 vorgesehen. Die Verdampferschlange
29 kann jede übliche Form haben und ist vorzugsweise so ausgebildet, daß sie die Wärmeübertragung von den Heizkörpern 30 auf das die Schlange 29 durchströmende
AT maximiert und genügend Raum zur Verdampfung des AT bei der gewünschten Strömungsgeschuindigkeit bietet. Die Leistung der Heizkörper 3D kann durch nicht dargestellte Mittel regelbar sein.
Im Betrieb strömt eine durch ein Ventil gesteuerte Menge von flüssigem AT, beispielsweise Methanol, durch den Zufluß 33 und tritt in die Verdampferschlange 29 im Verdampfer 26 ein, in welcher es ohne chemische Veränderung vom flüssigen in den dampfförmigen Zustand übergeht. Der Dampf wird dann durch die Leitung 31 zur Leitung 28 geführt und mit einem Hilfsgas gemischt, das von einem nicht gezeigten Gas-Kontrollpult durch eine Leitung 27 zugeführt uiird, und tritt schließlich durch die Leitung 28 in die Kammer 2G ein.
Das AT oder ein AT/Hilfsgas-Gemisch strömt nach oben durch Öffnungen in der Verteilerplatte 18, dann durch die Isolierlage 16 und die Retorte 12. Die hohe Temperatur in der Retorte 12 bewirkt, daß sich das AT sehr schnell in die gewünschte Metallbehandlungsatmasphäre zersetzt, die auf das Werkstück 13 einwirkt. Beispielsweise führt Methanol bei Temperaturen über etwa 3000C folgende Reaktion durch:
CH3OH 2H2 + . CD
Denn das Methanol mit Stickstoff in einer Menge von k0% der gesamten Fließbett-Gasatmosphäre gemischt wird, wür de die sich daraus ergebende Atmosphäre eine Zusammensetzung haben, die ähnlich kommerziell erzeugtem endothermischem Gas eine Zusammensetzung von
CD 18-20%
hat. Es ist einleuchtend für den Fachmann, daß die verringerte Verunreinigung durch Luft einen signifikanten Vorteil darstellt, und daß eine Vielzahl von verbesserten Atmosphären für verschiedene Metallbehandlungsprozesse durch die Erfindung ermöglicht wird. Es sei ferner darauf hingewiesen, daß es in der Natur eines Fließ-1D bettes liegt, Gase, die nicht van unterhalb der Oberfläche der expandierten Masse eintreten, beispielsweise Luft, auszuschließen, so daß der Deckel 22, obwohl bevorzugt, nicht unbedingt erforderlich ist.
Da Stickstoff als Komponente zugefügt werden kann, der nicht aus der Verbrennung von Luft wie bei einem üblichen Atmosphären-Gasgenerator stammt, kann es vollständig eliminiert werden zugunsten von zusätzlichem AT oder irgendeinem anderen metallurgisch akzeptablen Gas, beispielsweise Argon.
Weiterhin können aktive Hilfsgase, die keine Kohlenwasserstoffe sind, zugegeben werden, um die Zusammensetzung der Atmosphäre zu modifizieren. Beispielsweise ergibt die Zugabe von Ammoniak zu dem fluidisierenden Gas eine karbonitrierende Atmosphäre. Eine typische Zusammensetzung wäre 35% Stickstoff, 55% Methanoldampf und 10% Ammoniak .
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es sind viele Abwandlungen möglich, ohne den Rahmen der
Erfindung zu verlassen. Sd kann beispielsweise das
Hilfsgas direkt in die Plenumkammer 20 eingeführt und darin durch Turbulenz mit dem AT gemischt werden. Es ist auch möglich, das Hilfsgas direkt in das geheizte Fließbett -einzuführen.

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1. Verfahren zur Erzeugung chemisch gesteuerter Atmosphären
    zur Behandlung von metallischen Werkstücken im Fließbett,
    dadurch gekennzeichnet, daB zumindest' ein Atmosphären-Trägermedium auf Temperaturen zwischen seiner Verdampfungsund seiner Zersetzungstemperatur gehalten und dann das verdampfte Trägermedium in das Fließbett eingeführt wird, in dem es thermisch in ausgewählte chemische Stoffe zerlegt
    wird, die mindestens einen Teil der gewünschten Atmosphäre bilden. . '
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermedium unabhängig verdampft wird, bevor es auf einer Temperatur zwischen seiner Verdampfungs- und seiner Zersetzungstemperatur gehalten wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägermedium Methanol verwendet wird.
    Bankverbindung: Hypobank Gauting Konto-Nr. 3 750123 448 (BLZ 700 260 01)
    h. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägermedium Ä'thylazetat verwendet wird.
    5. Uerfahren nach einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß die chemisch gesteuerte Atmosphäre mit Hilfsgasen eingestellt wird.
    6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfsgas ein inertes Gas verwendet wird, das die Atmosphäre verdünnt.
    7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als inertes Gas Stickstoff in einer Menge verwendet wird, daß es etwa kO% der Atmosphäre bildet.
    ß. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als inertes Gas Argon in einer Menge verwendet wird, daß es etwa 40% der Atmosphäre bildet.
    9. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Zugabe eines Kohlenwasserstoffgases zu der gesteuerten chemischen Atmosphäre.
    10.Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsgas Ammoniak ist.
    .Fließbett-Einrichtung zur Wärmebehandlung von metallischen Werkstücken in einer chemisch gesteuerten Atmosphäre, gekennzeichnet durch ein erhitztes Fließbett (11) mit einem aus Partikel bestehenden Bett-Medium und einer damit in Fluidverbindung stehenden Plenumkammer (2G), und Mittel ■ zum Einführen mindestens eines verdampften Atmosphären-Trägermediums in das erhitzte Fließbett, in dem es thermisch in bestimmte chemische Stoffe zerlegt wird, um die chemisch gesteuerte Atmosphäre zu bilden.
    12. Fließbett-Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um die Plenumkammer (20) auf Temperaturen zu halten, die höher sind als die Verdampfungstemperatur des Trägermediums, jedoch niedriger als dessen Zersetzungstemperatur.
    13. Fließbett-Einrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch Mittel zum Verdampfen des Trägermediums in der Plenumkammer (20).
    14. Fl.ießbett-Einrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch einen Verdampfer (26) zum Uerdampfen des Trägermediums vor seinem Eintritt in die Plenumkammer (20).
    15. Fließbett-Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer (26) ein isoliertes Gefäß (32) aufweist, in dem eine Mehrzahl von Heizelementen (30) angeordnet ist und durch den sich eine üJärmetauscherleitung (Werdampferschlange 29) hindurcherstreckt, die einen Einlaß (33) für flüssiges Trägermedium und einen Auslaß (31) zum Abführen von verdampftem Trägermedium aufweist, und daß Mittel zum Regeln der Leistung der Heizelemente (30) vorgesehen sind.
    16. Fließbett-Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum gründlichen Mischen des Trägermediums mit mindestens einem Hilfsgas vorgesehen sind, um die Zusammensetzung der chemisch gesteuerten Atmosphäre zu modifizieren.
    17. Fließbett-Einrichtung nach Anspructi 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsgas in die Plenumkammer (20) eingeführt und durch darin vorhandene Turbulenz mit dem Trägermedium gemischt uird.
    1Θ. Fließbett-Einrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet
    durch Mittel zum Einführen des Hilfsgases in das erhitzte Fließbett.
    19. Fließbett-Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zum gründlichen Mischen des Hilfsgases mit dem verdampften Trägermedium ein Sammelsystem außerhalb der Plenumkammer (20) vorgesehen ist.
    20. Fließbett-Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Plenumkammer (20) und dem
    Fließbett (11) eine thermische Isolierung (16) vorgesehen ist.
    21. Fließbett-Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Isolierung von einer Schicht (16) aus zerkleinerter Schamotte auf dem Boden des Fließbettes gebildet ist.
    22. Fließbett-Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Isolierung von einer Schicht (16) aus grobem Aluminiumoxid besteht.
    23. Fließbett-Einrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminiumoxid eine Korngröße von etuia 2mm hat und die Schichtdicke etuia 1B bis 51 mm beträgt.
    2k. Fließbett-Einrichtung nach Anspruch 1^, dadurch gekennzeichnet, daß der Uerdampfer (26) auf Temperaturen zwischen 175 und 34O0C gehalten ist.
    25. Fließbett-Einrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet
    durch einen Kühler (21), um die Temperatur der Plenumkammer (20) auf einen bestimmten Wert zu halten.
    26. Fließbett-Einrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühler ein Kühlaggregat ist.
    27. Fließbett-Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis
    26, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermedium Methanol ist .
    28. Fließbett-Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis
    26, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermedium Äthylazetat ist.
    29. Fließbett-Einrichtung nach Anspruch' 11, dadurch gekennzeichnet, daß das verdampfte Trägermedium zum Fluidisieren der das Fließbett bildenden Partikel verwendet ist.
    3D. Fließbett-Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermedium Methanol und das Hilfsgas Stickstoff ist und die gesteuerte chemische Atmosphäre
    etwa 60% zersetztes Methanol enthält.
DE19833345946 1982-12-20 1983-12-20 Verfahren und vorrichtung zur waermebehandlung von metallischen werkstuecken Granted DE3345946A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/450,921 US4512821A (en) 1982-12-20 1982-12-20 Method for metal treatment using a fluidized bed

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3345946A1 true DE3345946A1 (de) 1984-06-20
DE3345946C2 DE3345946C2 (de) 1989-04-20

Family

ID=23790064

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19833345946 Granted DE3345946A1 (de) 1982-12-20 1983-12-20 Verfahren und vorrichtung zur waermebehandlung von metallischen werkstuecken

Country Status (6)

Country Link
US (2) US4512821A (de)
JP (1) JPS59193267A (de)
CA (1) CA1208107A (de)
DE (1) DE3345946A1 (de)
FR (1) FR2538092B1 (de)
GB (1) GB2132230B (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3622668C1 (en) * 1986-07-05 1988-02-11 Ewald Schwing Fluidised bed kiln for the heat treatment of metallic objects
US5022934A (en) * 1987-05-30 1991-06-11 Ewald Schwing Heat treating a metallic workpiece in a fluidized bed

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60197863A (ja) * 1984-03-22 1985-10-07 Komatsu Ltd 流動層浸炭炉装置
DE3507527A1 (de) * 1984-11-20 1986-05-22 Ewald 4133 Neukirchen-Vluyn Schwing Verfahren und anlage zum aufkohlen eines werkstueckes aus stahl
US4604055A (en) * 1985-06-03 1986-08-05 Can-Eng Holdings, Ltd. Lip-hung retort furnace
DE3683039D1 (de) * 1986-04-04 1992-01-30 Ibm Deutschland Verfahren zum herstellen von silicium und sauerstoff enthaltenden schichten.
US5354038A (en) * 1989-09-29 1994-10-11 Consolidated Engineering Company, Inc. Heat treatment of metal castings and in-furnace sand reclamation
US5039357A (en) * 1990-06-15 1991-08-13 Dynamic Metal Treating, Inc. Method for nitriding and nitrocarburizing rifle barrels in a fluidized bed furnace
US5194228A (en) * 1990-10-12 1993-03-16 General Signal Corporation Fluidized bed apparatus for chemically treating workpieces
JP2581553Y2 (ja) * 1991-12-16 1998-09-21 中外炉工業株式会社 バッチ式流動層炉の処理材装入・抽出装置
DE4314231A1 (de) * 1993-04-30 1994-11-03 Metallgesellschaft Ag Verfahren zum Rösten von refraktären Golderzen
WO1997030805A1 (en) * 1996-02-23 1997-08-28 Consolidated Engineering Company, Inc. System and process for reclaiming sand
US6453982B1 (en) 1996-12-20 2002-09-24 General Kinematics Corporation Sand cleaning apparatus
US5924473A (en) * 1996-12-20 1999-07-20 General Kinematics Corporation Vibratory sand reclamation system
US5901775A (en) * 1996-12-20 1999-05-11 General Kinematics Corporation Two-stage heat treating decoring and sand reclamation system
US5738162A (en) * 1997-02-20 1998-04-14 Consolidated Engineering Company, Inc. Terraced fluidized bed
US6336809B1 (en) 1998-12-15 2002-01-08 Consolidated Engineering Company, Inc. Combination conduction/convection furnace
US6217317B1 (en) 1998-12-15 2001-04-17 Consolidated Engineering Company, Inc. Combination conduction/convection furnace
US6910522B2 (en) * 1999-07-29 2005-06-28 Consolidated Engineering Company, Inc. Methods and apparatus for heat treatment and sand removal for castings
US6672367B2 (en) 1999-07-29 2004-01-06 Consolidated Engineering Company, Inc. Methods and apparatus for heat treatment and sand removal for castings
US7275582B2 (en) * 1999-07-29 2007-10-02 Consolidated Engineering Company, Inc. Methods and apparatus for heat treatment and sand removal for castings
US6622775B2 (en) 2000-05-10 2003-09-23 Consolidated Engineering Company, Inc. Method and apparatus for assisting removal of sand moldings from castings
US6991767B1 (en) 2000-09-18 2006-01-31 Procedyne Corp. Fluidized bed gas distributor system for elevated temperature operation
KR100850601B1 (ko) * 2001-02-02 2008-08-05 콘솔리데이티드 엔지니어링 캄파니, 인크. 일체식 금속 처리 설비
US7338629B2 (en) * 2001-02-02 2008-03-04 Consolidated Engineering Company, Inc. Integrated metal processing facility
US7331374B2 (en) * 2001-05-09 2008-02-19 Consolidated Engineering Company, Inc. Method and apparatus for assisting removal of sand moldings from castings
US6506048B1 (en) 2001-11-01 2003-01-14 Procedyne Corp. Apparatus and method for transferring heat treated parts
AU2003251972A1 (en) * 2002-07-18 2004-02-09 Consolidated Engineering Company, Inc. Method and system for processing castings
CN1976772B (zh) * 2004-06-28 2011-12-14 联合工程公司 清除铸件飞边和堵塞的方法和装置
US20060054294A1 (en) * 2004-09-15 2006-03-16 Crafton Scott P Short cycle casting processing
US20060103059A1 (en) * 2004-10-29 2006-05-18 Crafton Scott P High pressure heat treatment system
JP4861652B2 (ja) * 2005-04-28 2012-01-25 タピオカ コマーシオ エ サービコス ソシエダーデ ウニペッソアル エルディーエー 加熱油化装置及び加熱油化方法
AU2010236044B2 (en) * 2005-07-21 2012-09-27 Hard Technologies Pty Ltd Duplex Surface Treatment of Metal Objects
CN101268209B (zh) * 2005-07-21 2012-07-18 哈德技术有限公司 金属物体的双重表面处理
MX2008015525A (es) * 2006-06-15 2009-01-07 Cons Eng Co Inc Metodos y sistema para fabricar piezas fundidas utilizando un sistema de fabricacion flexible, automatizado.
US20080236779A1 (en) * 2007-03-29 2008-10-02 Crafton Scott P Vertical heat treatment system
US20140312030A1 (en) * 2013-04-23 2014-10-23 Paul D. Steneck Microwave heat treatment apparatus and method
MX2017013469A (es) 2015-04-28 2018-03-01 Consolidated Eng Company Inc Sistema y metodo para tratamiento termico de piezas fundidas de aleacion de aluminio.
US10415891B2 (en) * 2016-02-22 2019-09-17 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Heat exchanger and heat storage system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2450879A1 (de) * 1973-10-26 1975-04-30 Air Prod Ltd Verfahren zur waermebehandlung von eisenmetallen
DE2740581A1 (de) * 1976-09-16 1978-04-20 Apollo Heat Ltd Fliessbett
DE3019830A1 (de) * 1979-12-20 1981-07-02 Maag-Zahnräder & -Maschinen AG, 8023 Zürich Verfahren zum aufkohlen und erwaermen von werkstuecken aus stahl in geregelter ofenatmospaehre
EP0400094A1 (de) * 1988-03-29 1990-12-05 Digital Equipment Corporation Prüfhalterung für schaltkreise und schaltungen zum automatischen bandtransport

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB732101A (en) * 1950-01-06 1955-06-22 British Aluminium Co Ltd Improvements in methods of and means for the heat treatment of solid bodies
US3666253A (en) * 1969-12-26 1972-05-30 Yuri Yoshio Fluidized bed furnace
GB1438550A (en) * 1973-08-09 1976-06-09 Fluidfire Dev Heat treatment furnace
GB1478984A (en) * 1974-11-27 1977-07-06 Lucas Ltd Joseph Gas carburusing
GB1537486A (en) * 1976-03-08 1978-12-29 Apollo Heat Ltd Fluidised beds
PL192437A1 (pl) * 1976-09-16 1978-03-28 Inst Mech Precyz Sposob obrobki cieplno-chemicznej metali
GB1598825A (en) * 1977-03-11 1981-09-23 Boc Ltd Gaseous mixture for use in heat treatment of metals
US4239480A (en) * 1978-11-06 1980-12-16 Fennell Corporation Fluid bed furnace and pilot light assembly
US4220445A (en) * 1978-11-06 1980-09-02 Fennell Corporation Fluid bed furnace and cover assembly for use thereon
FR2450878A1 (fr) * 1979-03-05 1980-10-03 Air Liquide Installation generatrice d'une atmosphere de traitement thermique des metaux
US4317687A (en) * 1980-05-12 1982-03-02 Air Products And Chemicals, Inc. Carburizing process utilizing atmospheres generated from nitrogen-ethanol based mixtures
JPS5953676A (ja) * 1982-08-18 1984-03-28 Toray Eng Co Ltd 金属熱処理方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2450879A1 (de) * 1973-10-26 1975-04-30 Air Prod Ltd Verfahren zur waermebehandlung von eisenmetallen
DE2740581A1 (de) * 1976-09-16 1978-04-20 Apollo Heat Ltd Fliessbett
DE3019830A1 (de) * 1979-12-20 1981-07-02 Maag-Zahnräder & -Maschinen AG, 8023 Zürich Verfahren zum aufkohlen und erwaermen von werkstuecken aus stahl in geregelter ofenatmospaehre
EP0400094A1 (de) * 1988-03-29 1990-12-05 Digital Equipment Corporation Prüfhalterung für schaltkreise und schaltungen zum automatischen bandtransport

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Fachberichte Hüttenpraxis Metallweiter- verarbeitung, 19. Jg., H. 9/81, S. 670-675 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3622668C1 (en) * 1986-07-05 1988-02-11 Ewald Schwing Fluidised bed kiln for the heat treatment of metallic objects
US5022934A (en) * 1987-05-30 1991-06-11 Ewald Schwing Heat treating a metallic workpiece in a fluidized bed

Also Published As

Publication number Publication date
JPS59193267A (ja) 1984-11-01
CA1208107A (en) 1986-07-22
US4524957A (en) 1985-06-25
FR2538092A1 (fr) 1984-06-22
GB2132230A (en) 1984-07-04
GB8333890D0 (en) 1984-02-01
DE3345946C2 (de) 1989-04-20
FR2538092B1 (fr) 1990-02-02
US4512821A (en) 1985-04-23
GB2132230B (en) 1986-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3345946A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur waermebehandlung von metallischen werkstuecken
DE3605744A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur oberflaechenbeschichtung von werkstuecken in fliessbetten
DE2849240C2 (de) CVD-Beschichtungsvorrichtung für Kleinteile und ihre Verwendung
DE2818304A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum plasmaspritzen eines ueberzugmaterials auf eine unterlage
DE2250056C3 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Reduktion von teilchenförmigen! Metallerz zu Metallteilchen
DE2440447B1 (de) Verfahren zur erzeugung einer eisen-oxidschicht
DD151768A5 (de) Verfahren zum reduzieren von metallerzen
DE1201315B (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung feinstkoernigen, insbesondere feuerfesten Materials
EP0920352A2 (de) Apparat und verfahren zur durchführung von reaktionen in fluidisierten partikelschichten
DE3631389C2 (de)
DE2615265A1 (de) Vorrichtung zur erzeugung einer reduzierenden atmosphaere fuer thermische behandlungsanlagen
DE3228775A1 (de) Verfahren zum passivieren von schwammeisenpellets
EP0430313A2 (de) Verfahren und Einrichtung zum Herstellen einer Schutzgasatmosphäre
DE3205851C2 (de)
DE60118497T2 (de) Reaktor zur Durchführung von nicht-adiabatischen Reaktionen
EP1673483B1 (de) Verfahren zur wärmebehandlungen von eisenwerkstoffen
AT526000B1 (de) Vorrichtung zur Temperierung eines Gegenstandes
EP0331929B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Schutzgases für die Wärmebehandlung von Eisen und Nichteisenmetallen
DE2134959B2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Reduktion von stückigen Metallerzen
DE2043796C3 (de) Reaktionsapparat zur Katalysatorerzeugung
AT79869B (de) Verfahren und Vorrichtung zur Darstellung von SticVerfahren und Vorrichtung zur Darstellung von Stickstoffverbindungen. kstoffverbindungen.
DE849565C (de) Verfahren zum Herstellen eines zum Zementieren von Stahl geeigneten Gases
DE102014010711B4 (de) Verfahren zur Glühbehandlung von zinkhaltigen Kupferlegierungsbändern
EP0076488B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Fe2B-Schichten auf Werkstücken aus Eisenbasislegierungen
DE3827267A1 (de) Begasungseinrichtung fuer waermebehandlungsanlagen mit schutz- oder reaktionsgasbetrieb

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8110 Request for examination paragraph 44
8180 Miscellaneous part 1

Free format text: IN HEFT 18/87, SEITE 4186, SP. 2: DIE VEROEFFENTLICHUNG IST ZU STREICHEN

8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: ANDREJEWSKI, W., DIPL.-PHYS. DR.RER.NAT. HONKE, M.

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: DERZEIT KEIN VERTRETER BESTELLT

8339 Ceased/non-payment of the annual fee