DE627196C

DE627196C - Process for creating and maintaining an indifferent atmosphere in bright glow muffles operating at high temperatures

Info

Publication number: DE627196C
Application number: DEH131830D
Authority: DE
Original assignee: CARL IRVING HAYES
Current assignee: CARL IRVING HAYES
Priority date: 1932-05-18
Filing date: 1932-05-18
Publication date: 1936-03-12

Description

Verfahren zum Erzeugen und Aufrechterhalten einer indifferenten Atmosphäre in mit hohen Temperaturen arbeitenden Blankglühmuffeln Es sind bereits Vorrichtungen zum Erzeugen einer indifferenten Atmosphäre in mit hohen Temperaturen arbeitenden Blankglühmuffeln bekannt, bei welchen die Muffel nach außen durch einen Gasschleier abgedichtet wird, um bei vollständiger Verhütung des Sauerstoffzutritts zum Glühraum und des Gasaustritts aus demselben eine . ununterbrochene Beschickung und Entleerung der Muffel zu ermöglichen. Es läßt sich aber auf diese Weise eine dauernde Überwachung der indifferenten Atmösphäre innerhalb der Muffel aus dem Grunde nicht erreichen, weil das Behandlungsgas, welches gleichzeitig als Abschlußschleier dienen muß; durch die Außenluft bis zum. gewissen Grade in seiner Zusammensetzung verändert wird. Diesen Nachteil vermeidet die Erfindung, welche darin besteht, daß in den Eingangskanal der Muffel zwei getrennte Gasströme geleitet werden, von denen der eine zur Bildung des Gasschleiers und der andere zur Füllung der Muffel mit indifferenter Atmosphäre dient.Process for creating and maintaining an indifferent atmosphere in bright annealing muffles operating at high temperatures There are already devices to create an indifferent atmosphere in those working at high temperatures Bright annealing muffles are known in which the muffle is exposed to the outside through a gas curtain is sealed in order to completely prevent the access of oxygen to the glow space and the gas outlet from the same one. uninterrupted loading and unloading to enable the muffle. In this way, however, continuous monitoring can be carried out the indifferent atmosphere within the muffle for the reason that because the treatment gas, which must also serve as a final curtain; by the outside air by. is changed to a certain extent in its composition. This disadvantage avoids the invention, which consists in that in the input channel the muffle two separate gas streams are passed, one of which to form the gas veil and the other to fill the muffle with an indifferent atmosphere serves.

Die Zeichnung veranschaulicht einen elektrisch beheizten Ofen zur Ausführung des Verfahrens gemäß Erfindung.The drawing illustrates an electrically heated oven for Execution of the method according to the invention.

Abb. i zeigt einen lotrechten Längsschnitt. Abb.2 ist ein teilweiser Querschnitt und Abb. 3 ein waagerechter Schnitt nach der Linie 3-3 der Abb. 2.Fig. I shows a vertical longitudinal section. Fig 2 is a partial Cross-section and Fig. 3 a horizontal section along the line 3-3 in Fig. 2.

.Der Ofen dient zur Erzeugung und Anwendung einer doppelten Gasschicht, und zwar der einen für die Atmosphäre innerhalb der Behandlungskammer und der anderen für den Abschluß der atmosphärischen Luft von der erstgenannten. Das .Ofengehäuse io ist mit Isolierblöcken i i ausgefüllt, wodurch eine Behandlungskammer (Muffel) 12, 13, , 14 entsteht, die elektrisch durch Widerstandsstäbe 15 beheizt wird. Die Muffel 12 besitzt einen Vorraum 16 und die Beschickungsöffnung 17, die durch eine Tür 18, i 9 verschlossen wird. Diese ist in den Führungen 2o durch ein Zugkabel 2 1 heb- und senkbar und besitzt ein durch ein Türchen 23 verschließbares Schauloch 22. Eine Öffnung zur Einführung eines Pyrometers ist, mit 36 bezeichnet.The furnace is used to generate and use a double gas layer, one for the atmosphere within the treatment chamber and the other for the closure of the atmospheric air from the former. The furnace housing io is filled with insulating blocks ii, which creates a treatment chamber (muffle) 12, 13, 14, which is electrically heated by resistance rods 15. The muffle 12 has an anteroom 16 and the loading opening 17, which is closed by a door 18, i 9. This can be raised and lowered in the guides 2o by a pulling cable 2 1 and has a viewing hole 22 that can be closed by a door 23. An opening for introducing a pyrometer is designated by 36.

Eine Verbrennungskammer 24 befindet sich unterhalb des Vorraumes 16 und ist unten mit einem Kanal 25 versehen, in welchen der Kanal eines Stutzens 26 ausmündet, dem Luft und Brenngas unter- Druck durch die Rohre 27, 28 und Ventile 29, 30 zugeleitet werden. Die Verbrennungskammer 24 ist oben durch Deckplatten 3z, 32 abgeschlossen, zwischen welchen im Abstand sich eine Zwischenplatte 33 befindet. Diese Zwischenplatte ist verschiebbar angeordnet, um zwei regelbare Schlitze 34, 35 zu bilden, durch welche die Verbrennungsgase zu dem Vorraum 16 gelangen. Sobald das Gemisch von Luft und Brenngas in die Verbrennungskammer gelangt, kann dasselbe an jedem Schlitz entzündet werden,-wobei- die Flamme infolge der zugespitzten Gestalt der-- Schlitze- zurückschlägt und.die Verbrennung in der Kammer 24 einleitet. Die Verbrennungsgase treten dann durch die beiden Schlitze aus, wobei die Gase aus dem Schlitz 35 nach rückwärts in die Muffel 12 gerichtet werden und- eine gasförmige -Schicht bilden, welche rasch sämtliche atmosphärische Luft aus der Muffel austreibt und die Behandlungskammer (Muffel) 12 mit einer Atmosphäre von :bestimmter Zusammensetzung füllt. Die aus dem Schlitz 34 austretenden Gase werden nach vorwärts zur Beschickungsöffnung gerichtet und bilden eine Gasschicht in der Querrichtung zum Vorraum, wodurch der Luftzutritt zu der Gasschicht; welche in die Behandlungskammer strömt, gehindert wird. Bei der Behandlung von Schnelldrehstählen wird eine Gasatmosphäre bevorzugt, welche einen geringen Überschuß von Kohlenoxyd enthält.A combustion chamber 24 is located below the antechamber 16 and is provided at the bottom with a channel 25, into which the channel of a nozzle 26 opens, to which air and fuel gas under pressure are fed through the pipes 27, 28 and valves 29, 30. The combustion chamber 24 is closed at the top by cover plates 3z, 32, between which an intermediate plate 33 is located at a distance. This intermediate plate is arranged displaceably in order to form two controllable slots 34, 35 through which the combustion gases reach the antechamber 16. As soon as the mixture of air and fuel gas enters the combustion chamber, it can be ignited at each slot, with the flame flashing back as a result of the pointed shape of the slots and initiating combustion in chamber 24. The combustion gases then exit through the two slots, the gases from the slot 35 being directed backwards into the muffle 12 and forming a gaseous layer which quickly expels all atmospheric air from the muffle and the treatment chamber (muffle) 12 with it an atmosphere of: certain composition fills. The gases emerging from the slot 34 are directed forward to the loading opening and form a gas layer in the transverse direction to the vestibule, whereby the air admission to the gas layer; which flows into the treatment chamber is prevented. When treating high-speed steels, preference is given to a gas atmosphere which contains a slight excess of carbon oxide.

Die Analysen der Gasatmosphäre in den Öfen dieser Arthaben ganz unerwartete Ergebnisse geliefert, welche wahrscheinlich'auf der hohen Temperatur in der Behandlungskammer. beruhen. Die Verbrennungsprodukte enthalten neben Stickstoff und Kohlendioxyd geringe Mengen von Kohlenmonoxyd, Sauerstoff; Kohlenwasserstoff und Wasserstoff. Die Verbrennungsgase aus dem Schlitz 35 treten langsam. in die Behandlungskammer und verdrängen die darin befindlichen Gase, wobei die Verdrängung eine stufenweise ist urig die eintretenden Gase sehr hohen Temperaturen unterworfen werden, sobald sie in die Behandlungskammer, die auf 156o° C erhitzt -ist, eintreten. . Die Verbrennungsgase scheinen unter diesen Bedingungen einer Spaltung unterworfen zu werden und bilden ein ganz anderes Gemisch, welches vollkommen inert ist und finit Luft weder explodiert noch brennt. Die Bildung und das Aufrechterhalten dieses inerten Gemisches scheint von der Gleichförmigkeit der die Atmosphäre in der Behandlungskammer bildenden Verbrennungsgase abzuhängen.-DieWirkungsweise der beiden Gasschichten besteht darin, daß- die innere Gasschicht die Atmosphäre innerhalb der Behandlungskammer bildet und ,die äußere Gasschicht die innere Gasschicht zu schützen hat, wodurch . eine vollständige Überwachung der das Werkstück um. gebenden -Gasat_ mosphäre ermöglicht Wird.The analyzes of the gas atmosphere in the furnaces of this type are quite unexpected Results delivered which are likely due to the high temperature in the treatment chamber. are based. In addition to nitrogen and carbon dioxide, the products of combustion contain little Amounts of carbon monoxide, oxygen; Hydrocarbon and hydrogen. The combustion gases step out of the slot 35 slowly. into the treatment chamber and displace it located gases, whereby the displacement is a gradual one which is entering Gases are subjected to very high temperatures as soon as they enter the treatment chamber, which is heated to 1560 ° C. . The combustion gases seem among these To be subjected to conditions of cleavage and form a completely different mixture, which is completely inert and finite air neither explodes nor burns. The education and maintaining this inert mixture seems of uniformity of the combustion gases forming the atmosphere in the treatment chamber of the two gas layers is that the inner gas layer is the atmosphere within the treatment chamber and, the outer gas layer forms the inner gas layer has to protect what. complete monitoring of the workpiece around. giving -Gasat_mosphere is made possible.

- Um die Wirkungsweise besser zu verstehen, kann angenommen werden; daß mit -- Bezug auf -Abt: i der eine der Schlitze, z. B. 35, geschlossen ist: Das Gas wird -dann. in einer Schicht aufsteigen, welche auf die--Bedachung des -Mundstückes auftreffen wird; wobei das meiste Gas nach außen gelangt und etwas Gas einwärts abgelenkt -wird, um in die Arbeitskammer zu gelangen und die erforderliche Atmosphäre darin aufrechtzuerhalten. Soll diese Atmosphäre etwas Kohlenoxyd enthalten, so ist ersichtlich, daß die atmosphärische Luft sich mit dem Kohlenoxyd verbinden wird, so daß die Schicht an der Stelle, wo -sie auf die Bedachung auftrifft, nicht mehr den ursprünglichen Inhalt an Kohlenoxyd aufweisen wird, da etwas Kohlenoxyd verbrannt worden ist. Infolgedessen besitzt der in die Muffel abgeleitete Gasstrom nicht einen genau vorbestimmbaren Kohlenöxydgehalt, da es unmöglich ist, den Betrag der Reaktion mit dem atmosphärischen Sauerstoff im voraus -zu bestimmen und genau zu regeln. Mit anderen Worten: die Reaktion der atmosphärischen Luft mit einem einzigen Gasstrom erzeugt eine nicht völlig regelbare und genau .bestimmbare Änderung in der Zusammensetzung desselben. Werden dagegen zwei räumlich getrennte Gasströme verwendet, so ändern die Reaktionen des äußeren Gasstromes mit der atmosphärischen Luft nicht die Zusammensetzung des inneren Gasstromes. -Anstatt zwei Schichten der Verbrennungsgase zu verwenden; kann es zweckmäßig sein, eine Schicht von .Verbrennungsgasen oder ähnlichem als Abschlußmittel gegen atmosphärische Luft zu verwenden- und die erforderliche Behandlungsatmosphäre dadurch zu erzeugen; daß man ein anderes Gas oder Gase von der gewünschten Zusammensetzung und vorteilhaft unter Druck in die Behandlungskammer einführt. Auf diese Weise ist es möglich, als luftabschließende Schicht ein bestimmtes - Gas, beispielsweise Verbrennungsprodukte, und- als Behandlungsatmosphäre i ein unterschiedliches Gas oder Gase, wie Stickstoff, zu verwenden.- In order to better understand the mode of action, can be assumed; that with - with reference to -Abt: i the one of the slots, e.g. B. 35, is closed: That Gas will then. rise in a layer which is on the roofing of the mouthpiece will hit; with most of the gas going out and some gas going in distracted to get into the working chamber and the required atmosphere to maintain in it. If this atmosphere is to contain some carbon monoxide, then it is it can be seen that the atmospheric air will combine with the carbon dioxide, so that the layer at the point where it meets the roof no longer will have the original content of carbon monoxide because some carbon monoxide is burned has been. As a result, the gas flow diverted into the muffle does not have one precisely predeterminable carbon dioxide content, since it is impossible to determine the amount of the reaction with the atmospheric oxygen in advance - to be determined and precisely regulated. In other words, the reaction of atmospheric air with a single gas flow produces a change in the composition that is not fully controllable and precisely determinable same. If, on the other hand, two spatially separate gas flows are used, change them the reactions of the external gas stream with the atmospheric air do not change the composition of the internal gas flow. -Instead of using two layers of the combustion gases; it may be appropriate to use a layer of combustion gases or the like as To use sealing means against atmospheric air - and the required treatment atmosphere to generate thereby; that you can use another gas or gases of the desired composition and advantageously introduces it under pressure into the treatment chamber. That way is it is possible to use a certain gas as an air-sealing layer, for example combustion products, and - as the treatment atmosphere i a different gas or gases, such as nitrogen, to use.

Als das Werkstück umgebende Atmosphäre kann im allgemeinen ein Gasmittel von irgendeiner für - die - Behandlung erforder- i lichen Zusammensetzung verwendet werden. Die Zusammensetzung des die Luft abschließenden Verbrennungsgases kann unabhängig von der Beeinflussung der Zusammensetzung des Behandlungsgases geregelt werden. iAs the atmosphere surrounding the workpiece, a gas agent can generally be used of any composition required for - the - treatment will. The composition of the combustion gas closing off the air can be independent can be regulated by influencing the composition of the treatment gas. i

Claims

PATENT CLAIMS: i. Method of creating and maintaining a - Indifferent atmosphere in bright annealing muffles working at high temperatures, in which the outside air is kept from the muffle by means of a gas curtain, characterized in that in the inlet channel of the muffle two separate, after upward gas flows are introduced, of which the outer through his the The flow filling the channel width forms the gas curtain, while the inner one is used to fill the muffle. z. Facility for carrying out the procedure according to claim z, characterized in that at the entrance of the muffle for the separate The sealing gas and the filling gas are fed into two openings (34 and 35) in the entrance floor are arranged, which have the shape of slots. 3. Device according to claim z, characterized in that the outwardly lying slot (34) to the loading opening and the inwardly lying slot (35) is directed towards the muffle. q .. establishment according to claim z or 3, characterized by a combustion chamber (a4) below the slots (34 and 35) for generating indifferent combustion gases for the gas curtain . and the muffle filling.