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Verfahren zur Erzielung einer gleichmäßigen Erhitzung von langgestreckten
Werkstücken Zum Ersatz von Blei- oder Salzbädern ist man auf die Wärmebehandlung
von Stahl-und Metall-, insbesondere Leichtmetallteilen in Heißluft- oder Heißgasströmen
übergegangen. Doch ist eine gleich gute Anlaß-, Entspannungs- oder Vergütungswirkung
nur dann zu erzielen, wenn mit sehr großen Wälzgasmengen gearbeitet wird. Um diese
zu erreichen, hat man z. B. in durch Wendelheizkörper elektrisch beheizten Glühkammern
für langgestrecktes Gut mehrere Schraubenlüfter eingebaut, die zonenweise eine Durchwirbelung
ergeben. Auch sind Ofen bekannt, die an einem Ende einen Schraubenlüfter besitzen,
dessen Drehsinn kurzzeitig wechselt, um die heißen Wälzgase mit ihrer höchsten Temperatur
erst an das eine Ende des Glühgutes und dann immer abwechselnd an das andere Ende
heran zu bringen und dadurch für einen schnelleren Temperaturausgleich zu sorgen.
In beiden Fällen ist der Wirkungsgrad schlecht, weil Schraubenlüfter nur geringe
Druckunterschiede überbrücken und bei größeren Widerständen in ihrer Leistung sehr
nachlassen. Dies hat zur Folge, daß derart ausgerüstete ölen z. B. schon gegen die
Stapelart des Behandlungsgutes ziemlich empfindlich sind und keine Gewähr für dauernd
einwandfreies Glühgut bieten. Auch sind sie bezüglich der umgewälzten Heißgasmenge
nicht nachprüfbar. Es besteht außerdem bei innerer unmittelbarer Beheizung der Glühkammern,
sei es durch Gas, öl oder elektrischen Strom Gefahr für örtliche übertemperatur
durch Strahlungseinflüsse höher erhitzter Mauerwerksteile oder elektrischer Heizelemente.
Um diese Gefahren zu beseitigen, setzt man bei neueren Wälzgasöfen die Aufwärmvorrichtun,g
als sog. Wälzgaserhitzer ganz außerhalb des Glühbehandlungsraumes, und zwar nur
an eine Stelle, wo die beim Umwälzen durch Aufheizen des Glühgutes und
Abstrahlung
der Glühkammer verlorene Wärme dauernd durch Gas- oder üll-)reiiner bzw. durch elektrische
Heizelemente erneuert wird. Die uinzucv;ilzende Heil.tgasniezige för--. dert nunmehr
ein Zentrifugallüfter, brauchbar bis zu 700- C, der gegen willkürliche, beim Beschicken
verursachte Widerstände unempfindlich ist.
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Bei der Wärmehehandlung von längeren Werkstücken, wie Stahlstangen,
Rohren. Blechstreifen ti. d-1.. ist aus Gründen der schnelleren Wärnietibertragung
der längs entlang streichende Heißgasstrom günstiger, insbesondere, da er die Werkstücke
selbst besser umspült, nur gleichen sich die Temperaturen der Enden längerer Werkstücke
langsamer aus, weil das vom eintretenden Heißgasstrom beaufschlagie eire Werkstücksende
schneller auf Temperatur kommt, als das am Abgang der Wälzgase liegende. Das hierdurch
bedingte Nacheilen in der Temperatur bzw. das längere Verweilen der vorderen Werkstücksenden
in höherer Temperatur ergibt gerade beim Anlassen von Stahl in den Härtegraden als
Funktion der Zeit nicht umwesentliche Unterschiede, die vermieden werden müssen.
Man hat vorgeschlagen, auch hier die Strömungsrichtung der Heißgase laufend zu wechseln,
was aber infolge der dann notwendigen doppelten Leitungen und Steuerklappen die
Anlage sehr verteuert und unübersichtlich und schlechter bedienbar macht. Abgesehen
davon würde sich bei längeren Werkstücken die kühlere Temperaturzone nur nach ihrer
Mitte verlagern im Gegensatz zu der an einem Ende bei gleichbleibender Strömungsrichtung.
Es ist festgestellt, daß mit einer Heißgasumwälzmenge unter wirtschaftlich tragbarem
Kraftbedarf für die Wälzgasförderung bei einflußloser Zeitdauer ein Temperaturausgleich
in zulässigen Grenzen von etwa 5 bis 7 C auf z bis 3 m Glühgutlänge erreichbar ist.
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Die vorliegende Erfindung beseitigt die geschilderten Nachteile und
bringt durch einfachste Ofenbauart einen technischen Fortschritt, der sich am besten
durch Beschreibung der beiliegenden Zeichnung erkennen läßt. In dieser stellt Abb.
i den Längsschnitt durch einen Wälzgasofen zur Ausführung des Verfahrens dar, Abb.2
den Querschnitt durch den eigentlichen Glühbehandlungsraum und den Zentrifugallüfter
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Die starkwandige Anlage besteht aus der Behandlungskammer a, in welche
das gestapelte, langgestreckte Glühgut auf Wagen oder sonstwie durch eine Öffnung
eingefahren wird, die darauf mit der Türe wieder verschlossen wird. Am hinteren
Ende mündet ein nach oben gehender Absaugkanal in den Saugstutzen, eines Zentrifugallüfters
b, der zur Förderung der Wälzgasmenge dient. Diese strömt von dessen Druckstutzen
zu einem Wälzg2iserhitzer c, in dem sie, beispielsweise 4urch einen Gasbrenner k,
mit dessen Abg:xsen vermischt, aufgeheizt wird. Im Beharr ühgszustand, wenn also
das Glühgut m einer --bestimmten Temperatur über längere Zeit ausgesetzt bleibt,
strömen die Wälzgase durch den Kanald in das vordere Ende des Behandlungsraumes
und von daraus überdasGlühgut m hinweg. Die Wälzgasm-enge ist dann so groß, daß
sie auf dem Weg von vorn nach hinten in der Behandlungskammer nur um einige Grad
Celsius in der Temperatur abnimmt und das Glühgut in dem zulässigen Temperaturbereich,
z. B. + 5° C, hält. Bei dieser Arbeitsweise würde während des Aufheizens kalt eingesetzten
Glühgutes dessen vorderes Ende schneller auf Temperatur kommen als das in der Nähe
des Abzugs der Wälzgasme nge liegende, so daß man längere Zeit warten muß, bis der
Ausgleich erfolgt. Erfindungsgemäß befindet sich hinter dem' Wälzgaserliitzer c
im Wälzgaskanal d ein Abzugkanalf, der durch eine drehbare Klappe g im Beharrungszustand
verschlossen ist, aber während des Aufheizens regelbar hochgestellt werden kann,
so daß sie als Ablenkfläche in den Hauptwälz,gasstrom hineinragt und von diesem
einen Teil durch den Kanal/ und dessen Austrittsöffnung i in beispielsweise die
hintere Hälfte des Behandlungsraumes einströmen läßt. Dadurch wird diese auf höhere
Temperatur gebracht, während gleichzeitig die vorn. eintretende Hauptwälzgasmenge
verkleinert und somit dem vorderen Glühgut weniger Wärme zugeführt wird. Begünstigt
wird die schnellere Aufn-ärmung des hinteren Glühgutes durch die Lage des Abzugskanals
in Höhe des Wälzgaserhitzers, so daß also die kleinere abgezweigte Wälzgasmenge
mit höherer Temperatur in die Behandlungskammer tritt als die Hauptwälzgasmenge
bei ihrem Eintritt in Nähe der Ofentür: Es findet gewissermaßen am Eintritt der
durch die Klappe g abgeteilten Wälzgasmenge in den Behandlungsraum eine nachträgliche
Wiedererwärmung der Hauptwälzgasmeiige statt. Um diese gleichmäßig durchzuführen,
ist eine gute Durchwirbelung der Hauptwälzgasmenge nötig, die mit Hilfe der düsenförmigen
Verengung i des Abzweigkanals f erreicht wird.
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Bei Öfen, die länger als der skizzenhaft dargestellte sind, können
nacheinander in dem Wälzgaskanal d auch mehrere hintereinander angeordnete übertrittskanäle
f eiügebaut sein und dabei auch mit regelbaren Klappeng und düsenförmigen Austrittsöffnungen
i versehen sein.
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Ist der Temperaturausgleich im eingefahrenen Glühgut innerhalb des
zulässigen Bereichs
erzielt, werden die Klappen g teilweise oder
.auch ganz geschlossen, und die Anlage arbeitet dann mit reinem Umwälzbetrieb.
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Um gelegentlich. ' die eine oder auch mehrere Abtrennklappen, die
von außen her mit durch Gegengewichte ausgeglichenen Hebeln zu betätigen sind, überprüfen
zu können, sind in der darüberliegenden Wand verschließbare Löcher vorgesehen, die
gleichzeitig als Verpuffungsöffnungen dienen können.