DE604921C - Ofen zur Waermebehandlung von Metallwerkstuecken unter Luftabschluss - Google Patents

Ofen zur Waermebehandlung von Metallwerkstuecken unter Luftabschluss

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DE604921C
DE604921C DEH130555D DEH0130555D DE604921C DE 604921 C DE604921 C DE 604921C DE H130555 D DEH130555 D DE H130555D DE H0130555 D DEH0130555 D DE H0130555D DE 604921 C DE604921 C DE 604921C
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air
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furnace
chambers
workpieces
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CARL IRVING HAYES
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    • 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

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Description

  • Ofen zur Wärmebehandlung von Metallwerkstücken unter Luftabschluß Es sind Öfen zur Wärmebehandlung von Metallwerkstücken unter Luftabschluß bekannt, bei welchen zwei selbständig beheizbare Kammern, nämlich eine Vorkammer zur Vorwärmung und eine Hauptkammer,. der eigentliche Glühraum, durch einen Überleitungskanal miteinander verbunden sind; dabei ist die Vorkammer zweiteilig, und jeder Teil ist mit je einer Öffnung versehen, die zum Ein- bzw. zum Ausführen der Werkstücke dienen, während die Glühkammer winkelförmig derart angeordnet ist, daß dieselbe an der Spitze oder dem Scheitel und die beiden Teile der Vorkammer an den Schenkeln des von den Glühkammerwandungen gebildeten Winkels liegen und der Überleitungskanal innerhalb des Ofens zwischen der Vorkammer und der Glühkammer eingeschlossen ist. Durch diese Anordnung wird der Glühraum von den Beschickungs- und Entladeöffnungen an der Vorderseite der Vorkammer nicht nur durch die Länge der Vorkammer, sondern auch noch durch die Länge des Überleitungskanals getrennt; hierdurch werden sowohl die Beobachtungsmöglichkeit der Werkstücke im Glühraum als auch das Fördern des Glühgutes aus der Vorkammer in die Glühkammer und umgekehrt bedeutend erschwert, besonders wenn es sich um längere Werkstücke, wie Stäbe, handelt. Es kommt hinzu, daß, wenn man die Öffnungen an der Vorkammer mit an sich bekannten Luftabschlußmitteln versehen wollte, solche Mittel an jeder Öffnung besonders vorgesehen sein müßten. Die Erfindung vermeidet diese Nachteile dadurch, daß der Überleitungskanal zwischen den Schenkeln eines von den Stirnseiten der beiden Kammern gebildeten Winkels angeordnet ist und daß im Bodenteil der in dem Überleitungskanal angeordneten, zum Ein- und Ausbringen der Werkstücke dienenden einzigen Beschickungsöffnung ein Schlitz zur Einführung eines den Zutritt von Luft verhindernden Schutzgases vorgesehen ist. Es ist ersichtlich, daß durch diese Anordnung die Glühkammer der Beschickungsöffnung bedeutend näher gebracht ist und daß dadurch nicht nur die Beobachtung, sondern auch die Förderung der Werkstücke in und aus jeder der beiden Kammern wesentlich erleichtert wird, ohne daß die Werkstücke mit der Luft in Berührung kommen.
  • Die Erfindung ist in zwei Ausführungsbeispielen in der Zeichnung dargestellt Abb. i zeigt schaubildlich einen elektrisch beheizten Ofen für- mehrstufige Wärmebehandlung.
  • Abb.2 ist ein waagerechter Schnitt durch den unteren Teil der Abb, i.
  • Abb. 3 ist ein Schnitt nach der Linie 3-3 der Abb. 2.
  • Abb. q. ist ein waagerechter Schnitt durch eine weitere Ausführungsform.
  • Der Ofen =o gemäß Abb. i bis 3 enthält eine Ofenkammer =i für die Vorbehandlung und einen Ofen 12 für die Nachbehandlung bei höherer Temperatur sowie einen Überleitungskanal 13, welcher eine Zwischenkammer bildet, die die Beschickungsöffnungen 1q., 15 der Kammern 11, 12 miteinander verbindet. Jede Kammer ist aus einem wärmeisolierenden Werkstoff 16 gefertigt und enthält eine Reihe von Heizelementen 17. Der Überleitungskanal 13 besitzt in seinem Bodenteil eine Öffnung ig, welche nach unten mit einem Ringflansch 2o versehen ist, der bis in die Abschreckflüssigkeit des Abschreckbehälters a1 reicht; in der Abschreckflüssigkeit steht eine Schale 22 für die Werkstücke. Der Überleitungskanal 13 besitzt eine Türöffnung 23, deren Boden mit einem schmalen, düsenförmigen Schlitz 24 ausgestattet ist, um Brenngase aus einer Verbrennungskammer 25 zuzulassen, die mit Brenngas und Luft durch die Leitungen 27, 28 gespeist wird. Diese Leitungen besitzen nicht dargestellte Ventile, um die Gas-und Luftmengen entsprechend zu steuern.
  • Die Arbeitsweise des -Ofens für die Wärmebehandlung von legierten Stählen bei unterschiedlichen Temperaturen ist die folgende: Die Stahlwerkstücke werden zunächst in die Vorerhitzungskammer ii eingeführt, in welcher die Temperatur des Werkstückes bis auf etwa 875' C gebracht wird. Die Öffnung 23 bleibt, nachdem in der Verbrennungskammer 25 die erforderliche Zusammensetzung des Gases erreicht worden ist, geöffnet, so daß das in der Kammer ii vorerhitzte Werkstück leicht durch den Überleitungskanal 13 zu der weiteren Kammer i2 von Hand übergeleitet werden kann; diese Kammer 12 ist auf etwa 130o° C erhitzt. Sobald das Werkstück die erforderliche Temperatur angenommen hat, wird es aus dein Ofen herausgeschoben und durch die in dem Überleitungskanal angebrachte Öffnung ig in das Abschreckbad 21 fallen gelassen, dessen Öl' auf etwa 150' C erhitzt ist. Diese Arbeitsstufen werden in einer schützenden Gasatmosphäre ausgeführt, deren Zusammensetzung durch die Steuerung der Gas- und Luftzutritte geregelt werden kann; diese Schutzgasatmosphäre wird nach aufwärts durch den Schlitz 24 aufrechterhalten, derart, daß die Schutzgase einen luftausschließenden Vorhang über den Querschnitt der Öffnung 23 bilden und auf die Deckenplatte der Öffnung auftreffen, wonach sie in die Kammern ii und 12 eintreten und diese sowie den Überleitungskanal 13 ausfüllen. Die Brenngase sind farblos und durchsichtig und beeinträchtigen in keiner Weise die Handhabungen beim Verschieben der Werkstücke von dem einen Ofen zum anderen bzw. beim Fallenlassen in den Abschreckbehälter, ohne daß die Außenluft zutritt, so daß die Werkstücke während der ganzen Behandlung von der Außenluft geschützt werden.
  • Bei der Behandlung von Schnelldrehstahl, bei welchem ein geringer Überschuß von Kohlenoxyd in der umgebenden Atmosphäre erforderlich ist, wird diese Bedingung leicht durch entsprechende Steuerung des Gas- und Luftzutrittes erfüllt, indem man eine Atmosphäre von vollständig verbranntem Gas erzeugt. In der Kammer i2 wird dabei zwecks Überwachung ein Stück Holzkohle angeordnet, welche zur Feststellung dient, ob die genannte Bedingung erfüllt ist; da, sobald das Verhältnis von Luft und Gasen in der Verbrennungskammer derart ist, daß eine vollständige Verbrennung erfolgt, die Hellglut der Holzkohle, welche bei etwa vorhandenem Sauerstoff auftritt, sofort ausgelöscht wird.
  • Die Wärmebehandlung kann für eine ganze Reihe von Werkstücken ununterbrochen erfolgen, weil die Werkstückschale 22 in dem Abschreckbehälter wiederholt herausgenommen und entleert und dann wieder hineingesetzt werden kann, ohne daß der Zutritt der Außenluft erfolgt.
  • Unter gewissen Umständen können zusätzliche Düsenschlitze in der Beschickungsöffnung 14 und 15 nach Abb. q. vorgesehen sein; diese Schlitze sind mit der Verbrennungskammer 25 durch ventilgesteuerte Leitungen verbunden; oder es können für jeden Schlitz getrennte Verbrennungskammern vorgesehen sein. `Auf diese Weise läßt sich eine getrennte Regelung der Atmosphäre in jeder der Ofenkammern erzielen. Für gewisse Wärmebehandlungen kann eine Ofenkammer verwendet werden, die besondere Zonen von unterschiedlichen Temperaturen aufweist.
  • Die Verwendung der schützenden Gasatmosphären und der Schutzgasvorhänge verursacht weder unerwünschte rasche Bewegungen der Gase in den Ofenkammern noch die Einführung von Gasen von wesentlich unterschiedlichen Temperaturen; jedoch bewirkt das Auftreffen der Brenngase auf die Deckenplatte der Zutrittsöffnungen einen erwünschten langsamen Umlauf dieser Gase in den Behandlungskammern, ohne die Wärmeverteilung oder die Gleichmäßigkeit der Beheizung innerhalb derselben zu stören.

Claims (4)

  1. PATr,NTANSPIZTICHL: i. Ofen mit zwei selbständig beheizbaren Kammern, welche durch einen Überleitungskanal miteinander verbunden sind, zur Wärmebehandlung von Metallwerkstücken unter Luftabschluß, dadurch gekennzeichnet, daß der Überleitungskanal (13) zwischen den Schenkeln eines von den Stirnseiten der beiden Kammern (11, i2) gebildeten Winkels angeordnet ist und daß im Bodenteil der in dem Überleitungskanal angeordneten, zum Ein- und Ausbringen der Werkstücke dienenden Beschickungsöffnung (23) ein Schlitz (2q.) zur Einführung eines den Zutritt von Luft verhindernden Schutzgases vorgesehen ist.
  2. 2. Ofen nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß der Überleitungskanal (13) durch eine Öffnung (i9) in unmittelbarer Verbindung mit einem Abschreckbehälter (21) steht.
  3. 3. Ofen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß außer dem in der Beschickungsöffnung (23) angeordneten Schlitz (24) in den die Verbindungen mit dem Überleitungskanal (13) herstellenden Öffnungen (14, 15) Schlitze zur Einführung eines luftabschließenden Gases vorgesehen sind.
  4. 4. Die Bemessung des durch den Schlitz (24) nach Anspruch i einzuführenden Gases derart, daß " es den ganzen Querschnitt des Kanals (13) und der Kammern (11, 12) ausfüllt.
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