DE824525C

DE824525C - Method and device for tempering by refining

Info

Publication number: DE824525C
Application number: DEP48823A
Authority: DE
Inventors: Peter Francis Hancock; Friedrich Wilhelm Karl Schulte
Original assignee: Birlec Ltd
Current assignee: Birlec Ltd
Priority date: 1948-07-28
Filing date: 1949-07-14
Publication date: 1951-12-13

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Tempern durch Glühfrischen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Einrichtungen zum Tempern durch Glühfrischen vonTemperrohgußstücken aus Eisenlegierungen.Method and device for annealing by annealing refining The invention relates to a method and devices for tempering by annealing refining of malleable castings made of iron alloys.

Es wurde bereits ein solches Verfahren vorgeschlagen, bei dem die Gußstücke in einem im wesentlichen gasdichten Ofen, der ursprünglich mit Luft gefüllt ist, auf eine Temperatur von 850 bis izoo° C erhitzt werden. Hierbei werden die Gase, die bei der Reaktion der Luft mit dem in den Gußstücken enthaltenen Kohlenstoff entstehen, in Umlauf gebracht und an einer Stelle, an der sie mit den Gußstücken nicht in Berührung kommen, durch Beimischung einer abgemessenen Menge Luft und/oder Dampf regeneriert, d. h. wieder wirksam gemacht, wobei ein Teil des in den Gasen enthaltenen Kohlenoxyds in Kohlendioxyd umgewandelt wird und die Zusammensetzung der mit den Gußstücken in Berührung kommenden Gase innerhalb bestimmter Grenzen so aufrechterhalten wird, daß sie auf die Gußstücke entkohlend, aber im wesentlichen nicht oxydierend wirken. Such a method has already been proposed in which the castings are heated to a temperature of 850 to izoo ° C. in an essentially gas-tight furnace which is originally filled with air. Here, the gases that are produced when the air reacts with the carbon contained in the castings are circulated and regenerated at a point where they do not come into contact with the castings by admixing a measured amount of air and / or steam , ie made effective again, with part of the carbon oxide contained in the gases being converted into carbon dioxide and the composition of the gases coming into contact with the castings being maintained within certain limits so that they have a decarburizing, but essentially non-oxidizing effect on the castings .

Bei der praktischen Anwendung dieses älteren Verfahrens werden Instrumente benötigt, die die Zusammensetzung der mit den Gußstücken in Berührung kommenden Entkohlungsgase messen und mit selbsttätig arbeitenden elektrischen Hilfseinrichtungen versehen sind, die Ventile steuern, durch die die Luft und/oder der Dampf in die Regenerierungszone des Ofens eingeführt werden, wenn die Zusammensetzung der Entkohlungsgase in irgendeinem Stadium des Entkohlungsprozesses die vorgesehenen Toleranzen für die Zusammensetzung überschreitet.In the practical application of this older method, tools are used required that the composition of the coming into contact with the castings Measure decarburization gases and with automatic electrical auxiliary equipment are provided that control the valves through which the air and / or steam enters the Regeneration zone of the furnace are introduced when the composition of the decarburization gases at any stage of the decarburization process the tolerances provided for exceeds the composition.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Weiterentwicklung des genannten Verfahrens dar und besteht darin, daß die bei der Reaktion entstehenden überschüssigen Gase aus dem Ofen abgelassen und in einer Dampferzeugungsanlage verbrannt werden, der der den Gasen beizumischende Dampf entnommen wird und deren Wirkungsgrad einen bestimmten Höchstwert nicht überschreitet, so daß nach dem Ingangsetzen der Anlage das Verfahren sich dadurch selbst regelt, daß die umlaufenden mit den Gußstücken in Berührung kommenden Gase innerhalb bestimmter Grenzen so regeneriert werden, daß sie die Gußstücke entkohlen, aber nicht oxydieren.The present invention represents a further development of the foregoing Process and consists in the fact that the excess resulting from the reaction Gases are vented from the furnace and burned in a steam generating plant, that of the gases steam to be admixed is removed and their Efficiency does not exceed a certain maximum value, so that after starting the system regulates the process itself in that the circulating with the Castings that come into contact with gases are regenerated within certain limits be that they decarbonize the castings, but not oxidize them.

Die Menge des den umlaufenden Gasen beigemischten Dampfes wird vorzugsweise dadurch bestimmt, daß die Dampferzeugungsanlage mit einem Wirkungsgrad arbeitet, der während des Temperns keinesfalls 170/a wesentlich überschreitet.The amount of the steam mixed with the circulating gases is preferable determined by the fact that the steam generating system works with an efficiency which under no circumstances significantly exceeds 170 / a during tempering.

Es kann unter Umständen vorteilhaft sein, den im Ofen umlaufenden Gasen außer dem Dampf eine bestimmte geringe Menge Luft zuzuführen, um den Wasserstoffgehalt der im Ofen befindlichen Gase gegen Ende des Temperns zu vermindern und dadurch die Explosionsgefahr herabzusetzen, die sonst beim Entleeren des Ofens entstehen kann. Wird eine solche Luftzuführung vorgesehen, so muß der Wirkungsgrad der Dampferzeugungsanlage so herabgesetzt und die Menge der in einer bestimmten Zeiteinheit zugeführten Luft so bestimmt werden, daß die für die Regenerierung der Gase erforderlichen Bedingungen am Ende des Temperns erfüllt, jedoch nicht überschritten werden. Hierzu muß die Luftzufuhr so gesteuert werden, daß ihre Zuströmmenge geringer ist als die zusätzliche Zuströmmenge an Dampf, die bei Beendigung des Temperns zugeführt werden müßte, wenn dem Dampf keine Luft beigefügt wird.Under certain circumstances, it can be advantageous to use the To add a certain small amount of air to gases in addition to steam, in order to reduce the hydrogen content to reduce the gases in the furnace towards the end of the tempering and thereby reduce the risk of explosion that would otherwise arise when emptying the furnace can. If such an air supply is provided, the efficiency of the steam generating system must so reduced and the amount of air supplied in a given unit of time be determined so that the conditions necessary for the regeneration of the gases met at the end of the annealing, but not exceeded. To do this, the Air supply can be controlled so that their inflow is less than the additional Inflow amount of steam that would have to be supplied at the end of the annealing, if no air is added to the steam.

Vor dem Erhitzen der in den Ofen eingebrachten Gußstücke kann sich im Ofen nur Luft befinden; andererseits können die Gase beim teilweisen oder vollständigen Entleeren des Ofens aus Sauerstoff, Dampf, Kohlendioxyd oder aus einem Gemisch aus einem oder mehreren dieser Gase und/oder Kohlenoxyd bestehen.Before the castings placed in the furnace are heated, there is only air in the furnace; on the other hand, the gases can partially or completely Emptying the furnace from oxygen, steam, carbon dioxide or a mixture of them consist of one or more of these gases and / or carbon monoxide.

In der Zeichnung ist ein Glühofen zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung in einem senkrechten Schnitt dargestellt.In the drawing is an annealing furnace for carrying out the process shown according to the invention in a vertical section.

Der Ofen enthält eine Kammer a, deren Wände a' aus wärmeisolierendem Baustoff bestehen und die einen Boden b aus ähnlichem Werkstoff aufweist, der als Verschlußtür für den Ofen dient. Um die den Boden aufnehmende Öffnung der Kammer ist ein nach unten ragender Rand c vorgesehen, der in eine um den Boden herumlaufende, mit Sand gefüllte Rinne d hineinragt, wenn der Boden die Ofenkammer abschließt. Der eigentliche Ofen ist feststehend angeordnet, während der Boden abgesenkt, mit den in den Ofen einzubringenden Gußteilen e belegt und dann wieder aufwärts bewegt werden kann, um den Ofen abzuschließen. Ebenso kann der Boden nach der Behandlung der Gußstücke wieder abgesenkt und entleert werden.The furnace contains a chamber a, the walls of which a ' consist of heat-insulating building material and which has a bottom b made of a similar material, which serves as a closure door for the furnace. A downwardly projecting edge c is provided around the opening of the chamber that receives the floor and projects into a channel d which runs around the floor and is filled with sand when the floor closes off the furnace chamber. The actual furnace is arranged stationary, while the bottom is lowered, covered with the cast parts e to be introduced into the furnace and can then be moved upwards again to close the furnace. Likewise, the floor can be lowered again and emptied after the castings have been treated.

Innerhalb der Kammer sind an den Wänden mehrere Heizelemente f vorgesehen, sowie ein Ventilator g, der auf einer gasdicht durch die Kammerdecke geführtem Welle h sitzt.Several heating elements f are provided on the walls inside the chamber, and a fan g, which runs on a shaft guided through the chamber ceiling in a gas-tight manner h is sitting.

In der Kammerdecke ist außerdem ein Gasabzugsrohr i und ein Dampf- und/oder Luftzuführungsrohr j vorgesehen. Das Gasabzugsrohr i mündet unter einem Dampfkessel k aus, der außerhalb des Ofens angeordnet ist. Er ist mit einer Wasserzuführung l versehen, die den Wasserstand im Kessel selbsttätig auf einer bestimmten Höhe hält.A gas exhaust pipe i and a steam and / or air supply pipe j are also provided in the chamber ceiling. The gas discharge pipe i opens out under a steam boiler k, which is arranged outside the furnace. It is provided with a water supply l which automatically maintains the water level in the boiler at a certain height.

Das Zuführungsrohr j mündet in der Nähe der Ansaugöffnung oder der Mitte des Ventilators g in den Ofen und mit seinem anderen Ende oberhalb des Wasserspiegels in den Kessel k.The feed pipe j opens in the vicinity of the suction opening or the Center of the fan g in the oven and with its other end above the water level in the boiler k.

Eine Luftleitung m führt in die Austrittsöffnung des Gasabzugsrohres i, durch die den aus diesem Rohr austretenden Gasen Verbrennungsluft zugeführt werden kann. Von ihr zweigt eine Luftleitung n ab, die in den Dampfkessel k oberhalb des Wasserspiegels einmündet. Die Menge der durch die Leitungen m und n strömenden Luft kann durch Hähne o bzw. p geregelt werden.An air line m leads into the outlet opening of the gas discharge pipe i, through which combustion air can be supplied to the gases emerging from this pipe. An air line n branches off from it and opens into the steam boiler k above the water level. The amount of air flowing through lines m and n can be regulated by taps o and p.

Der Ventilator ist so ausgebildet und wird so angetrieben, daß die im Ofen befindlichen Gase in Richtung der eingezeichneten Pfeile umlaufen. Die in den Ofen eingebrachten Gußstücke werden so gelagert, daß die obersten Teile noch einen bestimmten Abstand von dem Ventilator besitzen. Auf diese Weise kann der Kammer a durch das Rohr j zugeführter Dampf und/oder zugeführte Luft die in erhitztem Zustand befindlichen Gußstücke nicht oxydieren, da die Luft und/oder der Dampf mit den durch den Ventilator in Umlauf gesetzten Gasen innig vermischt werden, bevor sie mit den Gußstücken in Berührung kommen.The fan is designed and driven so that the The gases in the furnace circulate in the direction of the arrows. In the Castings brought into the furnace are stored in such a way that the uppermost parts are still have a certain distance from the fan. In this way the Chamber a through the pipe j supplied steam and / or supplied air in the heated state Do not oxidize the castings, as the air and / or the steam with the through the fan circulating gases are intimately mixed before they are with the Castings come into contact.

Nach dem Aufstapeln der Gußstücke auf dem Boden und dem Anheben des Bodens in die Ofenöffnung wird Luft durch die Leitung m und die Nebenleitung n zugeführt, der Ventilator in Drehung versetzt und die aus den Gußstücken bestehende Beschickung durch die Heizelemente f erhitzt.After stacking the castings on the floor and lifting the floor into the furnace opening, air is supplied through the line m and the secondary line n , the fan is set in rotation and the charge consisting of the castings is heated by the heating elements f.

Zu Beginn des Temperns sind die Gußstücke von der in der Kammer a befindlichen Luft umgeben, und mit der Erhitzung beginnt eine Reaktion des in den Gußstücken enthaltenen Kohlenstoffs mit dem Sauerstoff der Luft, bei der Gase entstehen, die ein Gemisch aus CO und CO, enthalten und durch den Ventilator innerhalb der Kammer in Umlauf gesetzt werden.At the beginning of the tempering, the castings are surrounded by the air in the chamber a, and with the heating, a reaction of the carbon contained in the castings with the oxygen in the air begins, producing gases that contain a mixture of CO and CO and circulated by the fan within the chamber.

Gleichzeitig tritt der in der Kammer entstehende Gasüberschuß durch das Gasabzugsrohr i aus und wird an der Austritsöffnung dieses Rohres durch eine nicht dargestellte Zündflamme entzündet, so daß das in dem Kessel k befindliche Wasser erhitzt wird und der entstehende Dampf, der sich mit der durch die Zweigleitung n zugeführten Luft mischt, durch die Leitung j an der Ansaugöffnung des Ventilators in die Kammer a eintritt. Die Luft oder das Dampf-Luft-Gemisch vermischt sich nun mit den im Ofen umlaufenden Gasen, verwandelt hierbei einen Teil des darin enthaltenen Kohlenoxyds in Kohlendioxyd und regeneriert dabei die anschließend zwischen den Gußstücken hindurchströmenden Gase so, daß sie auf die Gußteile entkohlend, aber nicht oxydierend wirken.At the same time, the excess gas produced in the chamber passes through the gas exhaust pipe i and is at the outlet opening of this pipe through a Ignited pilot flame, not shown, so that the kettle located in the boiler Water is heated and the resulting steam dissolves with the through the branch pipe n mixes supplied air, through line j at the suction opening of the fan enters chamber a. The air or the steam-air mixture now mixes with the gases circulating in the furnace, transforming part of the contained therein Carbon dioxide in carbon dioxide and regenerates it then between the Castings flowing through gases so that they decarburizing on the castings, however do not have an oxidizing effect.

Die folgenden Angaben stellen praktisch erzielte Ergebnisse von Versuchen dar, bei denen ein Ofen mit Gußstücken im Gesamtgewicht von etwa j t beschickt wurde, die derart auf dem Boden des Ofens aufgestapelt waren, daß die Gase leicht in die Stapel eintreten und zwischen ihnen hindurchtreten konnte. Nach dem Beschicken des Ofens und dem Beginn des Heizens wurde der Ofenkammer durch die Zweigleitung n, den Kessel k und das Rohr y ein gleichbleibender Luftstrom von etwa 1,5 ma/h zugeführt.The following data represent practical results of tests in which a furnace was loaded with castings totaling about 1 tonne, which were piled on the floor of the furnace in such a way that the gases could easily enter the stacks and pass between them. After the furnace had been charged and heating had started, a constant air flow of about 1.5 ma / h was fed to the furnace chamber through the branch line n, the boiler k and the pipe y.

4 Stunden nach Heizbeginn erreichte die Temperatur im Innern des Ofens goo° C und genügende Mengen überschüssiger brennbarer Gase, die entzündet und zur Erhitzung des Dampfkessels verwendet werden konnten, begannen durch das Abzugsrohr i auszutreten.The temperature inside the furnace reached 4 hours after the start of heating goo ° C and sufficient amounts of excess flammable gases that ignite and cause Heating of the boiler that could be used began through the flue pipe i quit.

2 Stunden später erreichte die Beschickung eine Temperatur von io5o° C, und die durch die Reaktion zwischen dem in den Gußstücken enthaltenen Kohlenstoff und den Ofengasen hervorgerufene Gaserzeugung erreichte ihr Maximum. Dementsprechend wurde auch in dem Dampfkessel die größte Dampfmenge erzeugt und der Kammer zugeführt. Der CO,-Gehalt der mit den Gußteilen in Berührung kommenden Gase wurde mittels eines Orsat-Apparates mit 40/0 (trocken) gemessen.Two hours later the feed reached a temperature of 100 ° C, and that by the reaction between the carbon contained in the castings and gas generation caused by the furnace gases reached its maximum. Accordingly the largest amount of steam was also generated in the steam boiler and fed into the chamber. The CO, content of the gases coming into contact with the castings was measured using a Orsat apparatus measured 40/0 (dry).

18, 30 und 38 Stunden nach Beginn des Temperns betrug der C02-Gehalt 80/0, 11% bzw. 9,5°/0. Nach 38 Glühstunden wurde die Flamme an dem Abzugsrohr gelöscht, die Beheizung des Ofens beendet, die Luftzufuhr abgestellt und die Beschickung innerhalb des Ofens abkühlen gelassen, um sie später herausnehmen zu können.18, 30 and 38 hours after the start of annealing, the CO 2 content was 80/0, 11% and 9.5%, respectively. After 38 glowing hours, the flame on the flue pipe was extinguished, the furnace was stopped, the air supply turned off and the load inside the furnace allowed to cool for later removal.

Aus diesem Beispiel kann entnommen werden, daß die Zusammensetzung der regenerierten, mit den Gußstücken in Berührung kommenden Gase sich mit fortschreitendem Tempern verändert. Außerdem ändert sich auch die Menge der durch die Reaktion zwischen diesen Gasen und dem in den Gußstücken enthaltenen Kohlenstoff entstehenden Gase und dementsprechend das Volumen der überschüssigen Gase, die durch das Abzugsrohr austreten. Diese Veränderungen in der Zusammensetzung und der Menge der austretenden Gase bestimmen die mit fortschreitendem Tempern auftretenden Änderungen des Wirkungsgrades der Dampferzeugungsanlage. Die Anlage ist dabei so ausgebildet und eingerichtet und wird so geregelt, daß zu keiner Zeit während des Temperns ein Überschreiten eines bestimmten höchsten Wirkungsgrades stattfindet, durch das in dem Ofen Bedingungen entstehen würden, bei denen die Gußstücke oxydiert werden würden.From this example it can be seen that the composition of the regenerated gases that come into contact with the castings are reduced as the temperature progresses Annealing changed. In addition, the amount of the reaction also changes between these gases and the carbon contained in the castings and, accordingly, the volume of excess gases flowing through the flue pipe step out. These changes in the composition and the amount of exuding Gases determine the changes in efficiency that occur as the tempering progresses the steam generation plant. The system is designed and set up in this way and is controlled so that it is not exceeded at any time during annealing a certain highest efficiency takes place by the conditions in the furnace would arise in which the castings would be oxidized.

Der Wirkungsgrad der Dampferzeugungsanlage kann in der verschiedensten Weise geregelt werden, z. B. dadurch, daß nur ein Teil der gesamten austretenden Gase verbrannt wird, daß die austretenden Gase nicht vollständig verbrannt werden, daß die bei der Verbrennung der Gase entstehende Wärme nur teilweise auf die Dampferzeugungsanlage übertragen wird, daß die Wärmeverluste der Dampferzeugungsanlage verändert werden, daß in der Dampfleitung zwischen dem Dampferzeuger und der Regenerierungszone des Ofens eine mehr oder weniger starke Kondensation von Dampf bewirkt wird oder daß eine mehr oder weniger große Dampfmenge abgeblasen wird. In der Praxis wird der Wirkungsgrad der Dampferzeugungsanlage jedoch vor dem Beginn des in einem besonderen Ofen stattfindenden Temperns von Hand durch Einstellung der Luftmenge geregelt, die mit den austretenden Gasen gemischt und verbrannt werden, sowie während des weiteren Fortgangs des Temperns selbsttätig durch die Veränderungen der auf die Dampferzeugungsanlage übergehenden Wärmemengen, die infolge der sich mit fortschreitendem Tempern ergebenden allmählichen Änderungen der aus dem Ofen austretenden Gasmengen ergeben.The efficiency of the steam generating system can be in the most varied Way to be regulated, e.g. B. in that only part of the total exiting Gases are burned so that the escaping gases are not completely burned, that the heat generated during the combustion of the gases is only partially due to the steam generation system is transmitted so that the heat losses of the steam generation system are changed, that in the steam line between the steam generator and the regeneration zone of the Oven a more or less strong condensation of steam is caused or that a more or less large amount of steam is blown off. In practice, the Efficiency of the steam generating system, however, before the start of in a particular Tempering that takes place in the furnace is controlled by hand by adjusting the amount of air, which are mixed with the escaping gases and burned, as well as during the further progress of annealing automatically through the changes in the Steam generation plant transferring amounts of heat, which as a result of the progressive Gradual changes in the amount of gas exiting the furnace result in annealing result.

Der Wirkungsgrad der Dampferzeugungsanlage kann für die Zwecke der Erfindung als das Verhältnis der fühlbaren Wärme des zum Zwecke der Regenerierung der Gase in den Ofen eintretenden Dampfes (im Gegensatz zu dem tatsächlich erzeugten Dampf, von dem.ein Teil kondensieren und in die Erzeugungsanlage zurückfließen oder abgelassen werden kann) zu dem Gesamtheizwert der durch die Reaktion des in den Gußstücken enthaltenen Kohlenstoffs mit den Entkohlungsgasen entstehenden Gase definiert werden.The efficiency of the steam generating system can be used for the purposes of Invention as the ratio of the sensible heat of the for the purpose of regeneration of the gases entering the furnace (as opposed to that actually generated Steam, part of which condenses and flows back into the generating plant or can be drained) to the total calorific value caused by the reaction of the in the Castings contained carbon with the decarburization gases resulting gases defined will.

Der vorgesehene Wirkungsgrad einer bestimmten Dampferzeugungsanlage kann auf dem Versuchswege durch Veränderung der einzelnen, obenerwähnten Regulierungsfaktoren bestimmt werden. Ist aber dieser gewünschte Wirkungsgrad einmal erreicht worden, so regelt sich die Anlage für jeden beliebigen Umfang der Beschickung des Ofens mit Gußstücken und für jede beliebige Glühtemperatur selbsttätig.The intended efficiency of a particular steam generating system can be done experimentally by changing the individual regulatory factors mentioned above to be determined. But once this desired efficiency has been achieved, in this way, the system regulates itself for any amount of charge in the furnace with castings and automatically for any annealing temperature.

Es versteht sich, daß sich die Anlage nicht so weit selbst regelt, daß die Zusammensetzung der Entkohlungsgase im Verlauf jedes Temperprozesses genau gleich aufrechterhalten wird oder daß das Verhältnis zwischen dem Volumen des erzeugten Dampfes und der :Menge des den Gußteilen entzogenen Kohlenstoffs vollkommen linear bleibt. Jedoch regelt sich die Anlage innerhalb praktisch genügend enger Grenzen in dem Sinne, daß die Zusammensetzung der mit den Gußstücken in Berührung kommenden Gase in allen Stadien jedes Temperprozesses innerhalb der Grenzen aufrechterhalten wird, die notwendig sind, um eine Entkohlung durchzuführen, ohne daß gleichzeitig eine Oxydation stattfindet, und der Begriff selbstregelnd, wie er in den Ansprüchen verwendet wird, ist in diesem Sinne zu verstehen.It goes without saying that the system does not regulate itself so far, that the composition of the decarburization gases is accurate in the course of each tempering process is maintained equal or that the ratio between the volume of the generated Steam and the amount of carbon removed from the castings completely linear remain. However, the system regulates itself within practically sufficiently narrow limits in the sense that the composition of those coming into contact with the castings Maintain gases within limits at all stages of any annealing process that are necessary to carry out a decarburization without simultaneously an oxidation takes place, and the term self-regulating as used in the claims is used in this sense.

Damit die selbstregelnde Charakteristik des Verfahrens leichter verständlich ist, sollen die auftretenden Entkohlungsreaktionen und die jeweiligen Mengen des in die Regenerierungszone des Ofens eingebrachten Dampfes und der dabei entstehenden Gase näher betrachtet werden.This makes the self-regulating characteristics of the process easier to understand is, the occurring decarburization reactions and the respective amounts of The steam introduced into the regeneration zone of the furnace and the resulting steam Gases are examined more closely.

Wie schon erwähnt, entsteht zu Beginn des Prozesses eine Reaktion zwischen dem in den Gußstücken enthaltenen Kohlenstoff und dem Sauerstoff der in dem gasdichten oder im wesentlichen gasdichten Ofen vorhandenen Luft, bei der C O und CO, entsteht. Überschüssige Gase, die aus dem Ofen austreten, werden an der Mündung des Abiug@rohres i verbrannt und erzeugen in dem Kessel k Dampf. Nimmt man nun an, daß die in den Ofen eingebrachten Gußstücke auf io5o° C erhitzt sind, und daß von der gesamten Dampfmenge, die in einem bestimmten Stadium des Temperprozesses erzeugt wird, i m3/h der Ofenkammer a durch das Einlaßrohr j zugeführt werden, so ergeben sich folgende Entkohlungsreaktionen (i) HEO -t- C--> Ha -f- CO (ü) 2HZ0+C-> 2H$+C03. Das Verhältnis von C O zu CO" das in dem entstehenden Gasgemisch für die Behandlungszone des Ofens erwünscht ist, damit es die größtmögliche Entkohlungsfähigkeit besitzt, ohne daß es auf die Gußteile oxydierend wirkt, beträgt etwa 3:1. Deshalb muß die Reaktion (i) über die Reaktion (ii) im gleichen Verhältnis 3 : 1 vorherrschend sein.As already mentioned, at the beginning of the process there is a reaction between the carbon contained in the castings and the oxygen in the air present in the gas-tight or essentially gas-tight furnace, in which CO and CO are formed. Excess gases emerging from the furnace are burned at the mouth of the Abiug @ tube i and generate steam in the boiler k. Assuming now that the cast pieces placed in the furnace are heated to 100 ° C and that of the total amount of steam that is generated in a certain stage of the tempering process, 1 m3 / h is fed into the furnace chamber a through the inlet pipe j, the following decarburization reactions result (i) HEO -t- C -> Ha -f- CO (ü) 2HZ0 + C- > 2H $ + C03. The ratio of CO to CO " that is desired in the resulting gas mixture for the treatment zone of the furnace, so that it has the greatest possible decarburization capacity without having an oxidizing effect on the castings, is about 3: 1. Therefore reaction (i) must over reaction (ii) in the same ratio 3: 1 will be predominant.

Außerdem muß eine bestimmte Menge nicht zerlegten Dampfes mit durch den Ofen strömen, damit das gesamte Gasgemisch aus Ha, CO, CO, und H20 dem Gleichgewichtskoeffizienten der Wassergasreaktion entsprechen muß, der bei io5o° C etwa o,5 ist. Hierfür gelten die folgenden Gleichungen: CO, +H2 z:, CO +H20 und Damit diese Bedingungen erfüllt werden, müssen die Entkohlungsreaktionen (i) und (ii) zusammengefaßt nach der folgenden Gleichung verlaufen: 8H20+4C->SH2+3CO+C02+3H20. Danach entstehen aus i m2 Dampf 1,5 m3 Gasgemisch, das sich aus 41,70/,H" 25°/o CO, 8,3°/o C02 und 25°/o 11,0 zusammensetzt. Der Heizwert von H2 und C O beträgt 2895 bzw. 2865 kcal/m3; die Verbrennungswärme von je 1,5 m3 des Gasgemisches (ohne die fühlbare `'Wärme) beträgt also 1,5 - [(o,417 - 2895) (o,25 - 2865)] = 290o kcal. Um nun i m3 Dampf bei Atmosphärendruck aus Wasser von io° C zu erzeugen, werden 72 + 435 = 507 kcal benötigt, also beträchtlich weniger als die Verbrennungswärme des entsprechenden Volumens des erzeugten Gasgemisches beträgt. Nimmt man nun an, daß die Dampferzeugungsanlage so gebaut ist, daß ihr Wirkungsgrad ioo = 17,5% nicht übersteigt, so wird der Entkohlungsprozeß selbstregelnd sein.In addition, a certain amount of non-decomposed steam must flow through the furnace so that the entire gas mixture of Ha, CO, CO, and H20 must correspond to the equilibrium coefficient of the water gas reaction, which is about 0.5 at 100 ° C. The following equations apply for this: CO, + H2 z :, CO + H20 and In order for these conditions to be met, the decarburization reactions (i) and (ii) must be combined according to the following equation: 8H20 + 4C-> SH2 + 3CO + C02 + 3H20. According to this, 1.5 m3 of gas mixture is produced from 1 m2 of steam, which is composed of 41.70 /, H "25% CO, 8.3 ° / o C02 and 25 ° / o 11.0. The calorific value of H2 and CO is 2895 or 2865 kcal / m3; the heat of combustion of each 1.5 m3 of the gas mixture (without the sensible '' heat) is therefore 1.5 - [(o, 417 - 2895) (o, 25 - 2865)] = 290o kcal. In order to generate 1 m3 of steam at atmospheric pressure from water of 10 ° C, 72 + 435 = 507 kcal are required, which is considerably less than the heat of combustion of the corresponding volume of the gas mixture produced Steam generating plant is built so that its efficiency ioo = 17.5%, the decarburization process will be self-regulating.

Sollte beispielsweise der i m9 Dampf, der dem Ofen stündlich zugeführt wird, im Verhältnis zu der Menge des den Gußstücken zu entziehenden Kohlenstoffs ungenügend sein, so erhöht sich die Entkohlungsreaktion (i) auf Kosten der Reaktion (ii), und der prozentuale Anteil von H2 und CO in dem erzeugten Gasgemisch undtdas Volumen dieses Gemisches nimmt zu. Infolgedessen nimmt die Gesamtverbrennungswärme des Gasgemisches, das durch die Reaktion zwischen den mit den Gußstücken in Berührung kommenden Gasen und dem in den Gußstücken enthaltenen Kohlenstoff entsteht, ebenfalls zu, und dies erhöht wiederum die Menge des erzeugten und dem Ofen zugeführten Dampfes, wodurch der genannte Dampfmangel ausgeglichen wird.For example, the i m9 should be steam that is fed to the oven every hour in proportion to the amount of carbon to be extracted from the castings be insufficient, the decarburization reaction (i) increases at the expense of the reaction (ii), and the percentage of H2 and CO in the gas mixture produced andthat The volume of this mixture increases. As a result, the total heat of combustion decreases of the gas mixture produced by the reaction between those in contact with the castings Coming gases and the carbon contained in the castings also arise and this in turn increases the amount of steam generated and fed to the furnace, whereby the mentioned lack of steam is compensated.

Sollte dagegen der i m2 Dampf, der dem Ofen stündlich zugeführt wird, im Verhältnis zu dem in den Gußstücken enthaltenen Kohlenstoff zuviel sein, so erhöht sich die Reaktion (ii) auf Kosten der Reaktion (i), wodurch die Verbrennungswärme und das Volumen der erzeugten und aus dem Ofen abströmenden Gase vermindert wird, so daß die .Menge des in dem Kessel erzeugten und dem Ofen zugeführten Dampfes vermindert wird.If, on the other hand, the i m2 of steam that is fed into the stove every hour, to be too much in relation to the carbon contained in the castings, so increased reaction (ii) at the expense of reaction (i), thereby reducing the heat of combustion and the volume of the gases produced and flowing out of the furnace is reduced, so that the amount of steam generated in the boiler and supplied to the furnace is reduced will.

Betrachtet man nun die Verhältnisse an der anderen Grenze der günstigsten Temperaturzone, nämlich bei 85o° C, so ergibt sich, daß bei dieser Temperatur das Verhältnis von CO zu C02 in den mit den Gußstücken in Berührung kommenden Gasen für die beste Entkohlung ohne dabei auftretende Oxydierung etwa 2 : i beträgt und daß der Gleichgewichtskoeffizient der Wassergasreaktion bei etwa o,9 liegt.If we now consider the conditions at the other limit of the most favorable Temperature zone, namely at 85o ° C, it follows that at this temperature the Ratio of CO to C02 in the gases in contact with the castings for the best decarburization without oxidation occurring is about 2: i and that the equilibrium coefficient of the water gas reaction is about 0.9.

Bei solchen Arbeitsbedingungen zeigen ähnliche Berechnungen, daß je i m:` Dampf 1,475 ms Gasgemisch erzeugt werden, das sich etwa aus io,8°,lo C02, 22,2°/o CO, 43,0°/'o H, und 24,0°;'o H20 zusammensetzt, einen Heizwert von etwa 1865 kcal/m3 und eine Gesamtverbrennungswärme von 276o kcal besitzt. Der erforderliche Wirkungsgrad der Dampferzeugungsanlage ist daher Aus diesen Berechnungen erkennt man, daß der höchste zulässige Wirkungsgrad der Dampferzeugungsanlage in dem gesamten für den Temperprozeß in Frage kommenden Temperaturbereich von 85o bis iioo° C annähernd der gleiche ist, und das eine Anlage, die so gebaut ist, daß sie niemals mit einem Wirkungsgrad arbeitet, der wesentlich über 17°/o hinausgeht, sich in diesem Temperaturbereich praktisch ausreichend selbst regelt.Under such working conditions, similar calculations show that in each case: `steam 1.475 ms gas mixture is generated, which is made up of 10.8 °, 10 ° C02, 22.2 ° / o CO, 43.0 ° / o H, and 24 , 0 °; 'o H20, has a calorific value of around 1865 kcal / m3 and a total heat of combustion of 276o kcal. The required efficiency of the steam generating system is therefore From these calculations it can be seen that the maximum permissible efficiency of the steam generating system is approximately the same in the entire temperature range from 85o to 10o ° C in question for the tempering process, and that a system that is built in such a way that it never has an efficiency works, which goes well beyond 17%, regulates itself practically sufficiently in this temperature range.

Man muß aber beachten, daß die vorstehend errechneten Wirkungsgrade von 17,5°;o bei io5o° C und von 18,5°/o bei 85o` C die theoretisch höchsten Wirkungsgrade sind, mit denen die Dampferzeugungsanlage arbeiten kann, ohne daß sie im Temperofen oxydierende Bedingungen hervorruft. In der Praxis wird man die Anlage so steuern, daß sie bei etwas niedrigeren Wirkungsgraden arbeitet, um sicher zu gehen, daß solche oxydierenden Bedingungen keinesfalls entstehen können.However, one must note that the efficiencies calculated above of 17.5 °; o at 10o5o ° C and of 18.5 ° / o at 85o` C the theoretically highest efficiencies with which the steam generation system can work without being in the annealing furnace causes oxidizing conditions. In practice, the system will be controlled in such a way that that it works at slightly lower efficiencies to make sure that such oxidizing conditions cannot arise under any circumstances.

Wenn einmal die gewünschten Arbeitsbedingungen durch Versuche ermittelt worden sind, so macht das Verfahren die Verwendung besonderer Geräte oder Vorrichtungen zur Veränderung der Menge an Luft und/oder Dampf, die zur Regenerierung der im Ofen vorhandenen Gase dienen, überflüssig. Es benutzt hierzu vielmehr die Verbrennungswärme der aus dem Ofen austretenden Gase. Sollte außerdem der Ofen und/oder die Dampferzeugungsanlage in irgendeinem Stadium des Temperprozesses aufhören, wirksam zu arbeiten, so wird ein solches Versagen trotzdem ohne Gefahren sein, da das Verfahren dann selbsttätig zum Stillstand kommt, ohne daß nachteilige Wirkungen auf die Beschickung des Ofens entstehen können. Denn ein Versagen oder ein teilweises Versagen irgendeines Teiles der Dampferzeugungsanlage oder der Luftzuführung hat eine Unterbrechung oder eine Verminderung der dem Ofen zugeführten Dampf-und/oder Luftmenge zur Folge. Beispielsweise wird eine Verstopfung des Abzugsrohres i oder der Zuführungsleitung j zu einer Verminderung der Dampfzuführung führen. Ebenso wird ein zufälliges Erlöschen der Flamme am Auslaß des Abzugsrohres i oder ein Versagen der Wasserzuführungsmittel L eine Unterbrechung der Dampfzuführung zur Folge haben und schließlich wird auch ein Versagen der Zuführungs- Leitung m für die Verbrennungsluft die Stärke der genannten Flamme vermindern und dadurch zu einer verminderten Dampflieferung führen.Once the desired working conditions have been determined through experiments have been, the procedure makes the use of special equipment or devices to change the amount of air and / or steam used to regenerate the in the oven serve existing gases, superfluous. Rather, it uses the heat of combustion for this purpose the gases escaping from the furnace. Should also the furnace and / or the steam generating system cease to work effectively at any stage of the annealing process so will such a failure will still be safe, since the process is then automatic comes to a standstill without adversely affecting the loading of the furnace can arise. Because a failure or a partial failure of any part the steam generating system or the air supply has an interruption or a The result is a reduction in the amount of steam and / or air supplied to the furnace. For example a blockage of the exhaust pipe i or the supply line j leads to a reduction lead to the steam supply. There is also an accidental extinction of the flame at the outlet of the exhaust pipe i or a failure of the water supply means L an interruption the steam supply and ultimately a failure of the supply management m reduce the strength of the flame mentioned for the combustion air and thereby lead to a reduced steam delivery.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for annealing by annealing of malleable iron alloy castings, in which the castings are heated to a temperature between 85o and iioo ° C in a gas-tight or essentially gas-tight furnace, which is originally filled with air, and the gases that are produced during the reaction of the air with the carbon contained in the castings, brought into circulation and made effective again at a point where they do not come into contact with the castings by admixing a measured amount of air and / or water vapor, with part of the in The carbon dioxide contained in the gases is converted into carbon dioxide and the composition of the gases coming into contact with the castings is maintained within certain limits so that they have a decarburizing, but essentially non-oxidizing effect on the castings, characterized in that the excess resulting from the reaction Gases vented from the oven and placed in a steam ore ugungsanlage be burned, which is taken from the steam to be admixed with the gases and whose efficiency does not exceed a certain maximum value, so that after starting the system, the process regulates itself by the fact that the circulating gases coming into contact with the castings within certain limits be regenerated so that they decarbonize the castings, but not oxidize them.

2. The method according to claim i, characterized in that that the steam generating system works with an efficiency that during annealing does not significantly exceed 17%.

3. The method according to claim i, characterized characterized in that the efficiency of the steam generation system by changing the amount of combustion air supplied to the gases exiting the furnace will.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in, that at the end of the decarburization process, air is added to the steam supplied to the furnace the amount of which is less than the additional amount of steam that is supplied would have to if no air was added to the steam.

5. Plant for carrying out the method according to claims i to 5, characterized in that the plant has a gas-tight or substantially gas-tight furnace (a) in which at least one fan (g) is provided, which the gases contained in the furnace in Circulation sets, furthermore a flue pipe (i) leading out of the furnace, which leads to a steam generating plant (k) , and a steam supply line (j), which comes from the steam generating plant and opens into the furnace near the fan.

6. Plant according to claim 5, characterized in that an air supply line provided with control devices (o) (m) is provided, which opens into the outlet opening of the exhaust pipe (i).

7th Plant according to claims 5 and 6, characterized in that one with control devices (p) provided air line (s) opens into the steam space of the steam generating plant (k).