DE507206C

DE507206C - Process and device for the case hardening of iron with liquid cementing agents

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Publication number: DE507206C
Application number: DEH107675D
Authority: DE
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Current assignee: Individual
Priority date: 1926-08-19
Filing date: 1926-08-19
Publication date: 1930-09-20
Also published as: FR659819A; GB312759A

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM 20. SEPTEMBER 1930ISSUED ON SEPTEMBER 20, 1930

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 18 c GRUPPECLASS 18c GROUP

Carl Hummel in StuttgartCarl Hummel in Stuttgart

Während man früher die Einsatzhärtung durch Einpacken des Härtegutes in Einsatzpulver und Glühen der ganzen Packung durchführte, hat man neuerdings die Zementation durch Behandlung des Härtegutes in einer geschlossenen glühenden Retorte mittels kohlenstoffreicher Druckgase durchgeführt. Hauptsächlich hat man Ammoniakgas durch eine Säule leichtflüssiger Kohlenwasserstoffe, insbesondere Benzin, hindurchgeleitet, um das aufsteigende Ammoniakgas mit Benzindämpfen anzureichern. Das karburierte Gas leitet man dann in die Retorte, wo es in Stickstoff, Kohlenstoff und Wasserstoff gespalten wird, wobei der Stickstoff die Zementation des Eisens durch den Kohlenstoff fördert, während der Wasserstoff aus der Retorte durch eine Abzugsöffnung entfernt und zumeist als Kontrollflamme verbrannt wird. Ebenso ist es bekannt, das Zementationsmittel flüssig in Tropfenform in den Arbeitsraum einzubringen und dort zu vergasen.In the past, case hardening was done by packing the hardened material in charge powder and annealing of the whole package, cementation has recently been carried out by treating the hardened material in a closed, glowing retort using carbon-rich pressurized gases. Mainly one has ammonia gas through a column of light hydrocarbons, especially gasoline, passed through to the ascending ammonia gas with gasoline vapors to enrich. The carburized gas is then fed into the retort, where it is converted into nitrogen, Carbon and hydrogen are split, with the nitrogen cementing the Iron promotes through the carbon, while the hydrogen from the retort through a vent is removed and mostly burned as a control flame. Likewise is it is known to introduce the cementing agent in liquid form in the form of drops into the working space and gas there.

Derartige Anlagen haben nun verschiedentliche Nachteile. So z. B. ist der Grad der Karburierung des Ammoniakgases ganz verschieden, je nachdem es durch eine hohe oder niedere Benzinsäule geleitet wird. Die Gasmischung wird also bei frisch mit Benzin gefülltem Karburator wesentlich kohlenstoffreicher sein als das .Karburiergas, das man erhält, wenn die Benzinfüllung zu einem großen Teil verdampft ist. Da der Kohlenstoff-Such systems now have various disadvantages. So z. B. is the degree of Carburization of the ammonia gas quite differently, depending on whether it is by a high or lower gasoline column is passed. The gas mixture is thus when freshly filled with gasoline Carburator can be much richer in carbon than the carburizing gas that you get obtained when the gasoline filling has largely evaporated. Since the carbon

gehalt des Gases aber wesentlich die zur Zementation erforderliche Zeit bestimmt, so ist der Arbeiter dauernd genötigt, den Schwankungen der Gaszusammensetzung Rechnung zu tragen,, was für den Laien unmöglich ist und umständliche Meßvorrichtungen erfordert. content of the gas but essentially determines the time required for cementation the worker is constantly compelled to take account of the fluctuations in the composition of the gas, which is impossible for the layman and requires cumbersome measuring equipment.

Weitere Schwankungen in der Gaszusammensetzung entstehen durch die ungleichmäßige \^ergasung des Benzins selbst. Diese sind nur sehr schwer auszugleichen, weil sie wesentlich von der Beschaffenheit des Benzins abhängig sind und sich durch Druckänderungen des Ammoniakgases, Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit usw. nicht ändern lassen.Further fluctuations in the gas composition arise from the uneven \ ^ gasification of the gasoline itself. These are very difficult to compensate because they are essentially dependent on the nature of the gasoline and are affected by pressure changes of the ammonia gas, changes in the flow velocity, etc. do not change.

Damit hängt wiederum der nachteilige Umstand zusammen, daß nur sehr leichtflüssige **° Kohlenwasserstoffe, Benzin, Benzol, Gasolin usw. zur Karburierung benutzt werden können, die sehr teuer sind und stets Explosionsgefahr in sich schließen.This, in turn, is related to the disadvantageous fact that only very low viscosity ** ° Hydrocarbons, gasoline, benzene, gasoline, etc. can be used for carburization, which are very expensive and always involve the risk of explosion.

Beim Einbringen des Zementationsmittels in den Arbeitsraum in Tropfenform erfolgt die \^rerdampfung oft nicht gleichmäßig, sondern schlagartig, so daß keine gleichmäßig geschwängerte Arbeitsluft entsteht, sondern Zonen mit stärkerer oder schwächerer Beladung an Kohlenstoff. Weiterhin bilden sich an der Verdampfungsstelle leicht Rückstände, die zur Verkrustung der Of enwandung führen.When introducing the Zementationsmittels into the working area in the form of drops \ ^r erdampfung often is not uniform, but suddenly, so that no uniform laden working air and instead allows zones ranging from strongly loading of carbon. Furthermore, residues easily form at the evaporation point, which lead to encrustation of the furnace wall.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren undThe invention relates to a method and

eine Einrichtung, welche die Anwendung von schweren flüssigen. Kohlenwasserstoffen (z. B. des billigen Teeröls) gestatten und eine stets gleichmäßige Gemischbildung sichern. Dadurch ist ein einfacher und wirtschaftlicher Härtevorgang gewährleistet. Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß der flüssige Kohlenwasserstoff mittels des die Zementation fördernden Druckgases (Stickstoff, ίο Ammoniak o. dgl.) in einer Zerstäubereinrichtung zerstäubt und in fein verteilter, aber flüssiger Form der Retorte zugeführt wird, wo er verdampft und in der bekannten Weise zerlegt wird. Die zementationsfördernde Wirkung der Druckgase ist an sich bekannt. Um den Zufluß des Kohlenwasserstoffes unabhängig von den Druckverhältnissen im Retortenraum konstant zu machen, ist eine Umführungsleitung vorgesehen, welche den oberen Teil des Kohlenwasserstoffbehälters mit dem Raum vor der Zerstäuberdüse bzw. der Retorte verbindet, so daß der auf dem Brennstoff ruhende Druck vor und hinter der Zerstäuberdüse stets ausgeglichen ist. So ist die Gemischbildung lediglich von dem Arbeitsdruck des Druckgases abhängig, nicht mehr aber von den Verhältnissen im Arbeitsraum. Außerdem aber geht die Zementation viel sicherer und eingehender vor sich, als bei Anwendung gasförmiger Kohlenwasserstoffe, weil die Vergasung erst in der Retorte selbst erfolgt, so daß der volle Kohlenwasserstoffgehalt der eingeblasenen Mischung zur Zementation dient.a facility that allows the application of heavy liquid. Hydrocarbons (e.g. of cheap tar oil) and ensure that the mixture is always evenly formed. Through this a simple and economical hardening process is guaranteed. The invention consists essentially in the fact that the liquid hydrocarbon by means of the cementation conveying compressed gas (nitrogen, ίο ammonia or the like) in an atomizer atomized and fed to the retort in finely divided but liquid form, where it is vaporized and decomposed in the known manner. The cementation-promoting The effect of the compressed gases is known per se. To the inflow of the hydrocarbon independently To make the pressure conditions in the retort chamber constant is a bypass line provided, which the upper part of the hydrocarbon container with the space in front of the atomizer nozzle or the retort connects, so that the pressure resting on the fuel in front of and behind the atomizer nozzle is always balanced. The mixture formation is only dependent on the working pressure of the compressed gas, nothing more but of the conditions in the work area. But besides that, the cementation goes a lot safer and more detailed than when using gaseous hydrocarbons, because the gasification only takes place in the retort itself, so that the full hydrocarbon content the blown mixture is used for cementation.

Eine Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens ist in der Zeichnung in beispielsweiser Ausführungsform dargestellt.A device for performing the method is shown in the drawing in an example Embodiment shown.

Aus einem Vorratsbehälter α fließt der flüssige Kohlenwasserstoff, z. B. Teeröl, durch eine Leitung b der Spritzdüse c einer Zerstäubervorrichtung d zu. In den Ringraum e zwischen der Spritzdüse c und der Zerstäuberdüse/ mündet die Druckleitung^ einer Druckgasanlage, meist einer Flaschenbatterie h. Der Druckgasstrom (Ammoniak, Stickstoff usw.) reißt in bekannter Weise das Teeröl von der Spritzdüse c durch die Zerstäuberdüse / hindurch und zerstäubt es. Das entstehende Gemisch wird durch ein Gemischrohr i in den Retortenraum k eingeblasen, der das Härtegut aufnimmt. Das Gemischrohr i ist auf seiner ganzen Länge mit einem weiteren Rohr I umgeben, so daß zwischen beiden ein ringförmiger Hohlraum m frei bleibt, der durch eine Rohrleitung η mit dem oberen Teil des Teerölbehälters a in freier Verbindung steht. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß ein z. B. durch die Vergasung des Gemisches von der Retorte k entstehender Überdruck gleichzeitig auf die Brennstoffsäule im Vorratsbehälter wie auch auf die Spritzdüse wirkt, so daß das Teeröl keinem Gegendruck ausgesetzt · ist, sondern stets seinem eigenen Gefälle entsprechend abfließt. Die Gefahr einer Ent- ?ündung des Teeröls in seinem Vorratsbehalter wird dadurch beseitigt, daß die vom Retortenraum herkommenden Gase sich der Strömungsrichtung des Gemisches entgegenbewegen müssen, wodurch die Fortpflanzung einer Zündung schon an sich erschwert, dadurch aber völlig verhindert wird, daß das durch die Expansion bei der Zerstäubung stark abgekühlte Gemisch den Retortengasen in solchem Maß die Wärme entzieht, daß eine Entzündung ausgeschlossen wird. Die das Gemischrohr umspülenden Retortengase bewirken gleichzeitig durch ihre Wärmeabgabe eine Konstanthaltung des Gemisches, das an sich zum Absetzen von flüssigem Teeröl an den Mischrohrwandungen neigt, aber durch die ständige Wärmezufuhr, die gegen die Retorte zu sich immer mehr verstärkt, am Niederschlag verhindert und allmählich in gasförmigen Zustand übergeführt wird. Das Gemischrohr i kann auch verkürzt werden oder ganz in Wegfall kommen, so daß die Zerstäubung unmittelbar in das Rohr I erfolgt. Um ein konstantes Gemisch zu erreichen, kann auch die Leitung («) an Stelle der Retorte (k) die Druckgasleitung (g) mit dem Behälter (a) verbinden.From a reservoir α flows the liquid hydrocarbon, z. B. tar oil, through a line b to the spray nozzle c to an atomizer device d . The pressure line ^ of a compressed gas system, usually a cylinder battery h, opens into the annular space e between the spray nozzle c and the atomizer nozzle /. The stream of pressurized gas (ammonia, nitrogen, etc.) tears the tar oil from the spray nozzle c through the atomizer nozzle / and atomizes it in a known manner. The resulting mixture is blown through a mixture pipe i into the retort chamber k , which receives the hardened material. The mixture pipe i is surrounded over its entire length by a further pipe I , so that an annular cavity m remains free between the two and is in free communication with the upper part of the tar oil container a through a pipe η. This arrangement has the advantage that a z. For example, the overpressure resulting from the gasification of the mixture from the retort k acts simultaneously on the fuel column in the storage container and on the spray nozzle, so that the tar oil is not exposed to any counter pressure, but always flows off according to its own gradient. The danger of ignition of the tar oil in its storage container is eliminated by the fact that the gases coming from the retort space have to move towards the direction of flow of the mixture, which in itself makes the propagation of an ignition more difficult, but thereby completely prevents this from being caused by the Expansion during the atomization of the strongly cooled mixture removes heat from the retort gases to such an extent that ignition is excluded. At the same time, the retort gases flushing around the mixture pipe cause the mixture to keep constant due to their heat release, which tends to deposit liquid tar oil on the mixing pipe walls, but prevents precipitation from precipitation due to the constant supply of heat, which increases towards the retort towards itself gaseous state is transferred. The mixture pipe i can also be shortened or omitted entirely, so that the atomization takes place directly into the pipe I. In order to achieve a constant mixture, the line («) can also connect the pressure gas line (g) to the container (a) instead of the retort (k) .

Claims

Patent claims:

1. Process for case hardening of iron with liquid cementing agents, which are gassed in the work space, characterized in that the cementation agent with a known as cementation promoter gases such. B. Ammo niak, atomized in nebulous form, is blown into the working area under pressure.

2. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that that an atomizer is arranged on the retort head, on the one hand with a fuel storage container, on the other hand is connected to a pressurized gas system.

3. Device according to claim 2, characterized by the arrangement of a pressure equalization pipe (? I) between the retort (k) or the compressed gas line (g) and the fuel storage container (α).

4. Device according to claim 3, characterized in that the pressure equalization tube branches off only shortly before the atomizer (d) from the tube (/) leading to the mixture from the atomizer to the retort after the upper part of the fuel storage container (a).

5. Device according to claim 3 and 4,

characterized in that the pressure equalization pipe (η) branches off from a line (/) which, opening into the retort, surrounds the mixture pipe (i) leading to the atomizer with a gap.

6. Device according to claim 2, characterized by the arrangement of a connecting line between the compressed gas line (g) and the fuel storage container (a).

1 sheet of drawings

BERLIN. PRINTED IN DKR H T-ICHSI