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Verfahren und Ofen zum Glühfrischen von Temperrohguß Das Glühfrischen
von Gußeisen wird in der Praxis bisher noch ausschließlich unter Verwendung fester
Frischmittel bewerkstelligt, obwohl seit langem Vorschläge bekannt sind, die Entkohlung
des Gusses mit gasförmigem Frischmitteln durchzuführen. Einer dieser Vorschläge
geht dahin, sowohl zum Anwärmen als auch zum Tempern (Entkohlen) der Gußstücke ein
aus Kohlenoxyd und Kohlensäure bestehendes Gasgemenge zu benutzen, dessen Zusammensetzung
so gehalten wird, daß es sich beim Anwärmen gegen das Gut neutral und beim Tempern
oxydierend (entkolilend) verhält. Im einzelnen soll bei diesem Temperverfahren so
gearbeitet werden, daß man die Gußstücke in eine von außen geheizte Retorte ein-'setzt,
in der sie zwecks Ausscheidung der Temperkohle zunächst unter einem neutralen Kohlenoxyd
und Kohlensäure bestehenden Gasgemenge, das bereitgehalten wird und nicht erst hergestellt
zu werden braucht, eine Zeitlang erhitzt werden. Sodann wird ein oxydierendes, zweckmäßig
ebenfalls aus Kohlensäure und Kohlenoxyd bestehendes Gasgemenge langsam durch die
Retorte geführt und die Temperkohle durch die Kohlensäure vergast. Als neutrales
Gasgemenge, in dem die Abscheidung der Temperkohle vor sich geht, dient das zum
Glühfrischen schon benutzte Gas, das dabei kohlensäureärmer geworden ist. Deshalb
wird es nach dem Frischen über Eisenoxyd geleitet, wodurch sein Gehalt an
Kohlenoxyd
abnimmt und - sein Kohlensäureanteil sich wieder erneuert: Durch den ständigen Wechsel
der - Gaszusammensetzung wird dieses Temperverfä,hren umständlich und auch unwirtschaftlich.
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Bekannt ist auch das Tempern von Rohguß in einer Atmosphäre. von Leuchtgas
oder einem ähnlich zusammengesetzten Gas (Generatorgas, Wassergas, Windgas), das
aus einer beheizten Retorte fortlaufend abgeführt und durch Frischgas ersetzt wird..
Das Frischgas kann dabei vorverbrannt oder nur mit Luft gemischt in die Retorte
eingeleitet werden.
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Die Erfindung betrifft demgegenüber ein Verfahren zum Glühfrischen
von Temperguß mit umlaufendem Gas, das deshalb besonders einfach und wirtschaftlich
ist, weil nach ihm das Tempern ausschließlich mit Luft geschieht. In der Literatur
hat man, diese Art des gasförmigen Glühfrischens verworfen, weil man mit Recht befürchtete,
daß der Güß in einem Luftstrom so stark verbrennen würde, daß er nicht einmal zum
Einschmelzen wieder verwendet werden könnte. Es ergab sich nun aber, daß sich die
großen Vorteile des Lufttemperns dadurch voll -ausnutzen lassen, daß, wie die Erfindung
jetzt vorschlägt, das Tempern ausschließlich in Luft geschieht, indem das Behandlungsgas
durch Erhitzen des Tempergusses in, ruhender Luft. hergestellt, das Gas alsdann
in Umlauf gesetzt und, wenn es sich im Laufe des Verfahrens mit dein aus demTemperguß
entnommenen Kohlenstoff zu stark angereichert hat, lediglich mit Luft wieder aufgefrischt
wird. In dieser Weise kann das Glühfrischen ohne jede fremde und zusätzliche Gasquelle
- stattfinden, was von ganz besonderer Bedeutung ist, da durch die stäncige Umwälzung
des ausschließlich aus Luft gebildeten Glühfrischgases und das Auffrischen dieses
Gases mittels Luft im Verlauf des Temperns genlügend große Gasmengen bereitgestellt
werden, kommt man zur Einleitung des Verfahrens mit sehr geringen Luftmengen und
in der Regel mit der sich im Reaktionsraum befindlichen Luft aus.
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Anstatt das im- Umlauf befindliche Glühfrischgas jeweils mit einheitlicher
Zusammensetzung in und durch den Temperraum zu führen, kann man es dem Temperraum
von Durchlauföfen auch zonenweise zuleiten und in den einzelnen Zonen das Verhältnis
der Zusatzluftmenge zur Menge des umgewälzten Gases mit abnehmendem Kohlenstoffgehalt
des Glühgutes verringern.
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In der Zeichnung ist ein Ofen dargestellt, wie er zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Temperverfahrens beispielsweise verwendet werden kann, und
zwar zeigt Abb.1 einen Längsschnitt durch den Ofen, der als kontinuierlicher Durchlaufofen
gebaut ist; Abb. 2 ist ein Querschnitt durch die Ebene A-A nach Abb:.1.
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Der Ofen wird durch Strahlheizrohre 2 beheizt, an deren Stelle auch
andere Heizeinrichtungen treten können, die keine Abgase in den Ofenraum eintreten
lasen, z.'B. eine gasdichte Muffel oder elektrische Heizkörper. Der. Ofen ist vollkommen
abgedichtet. Die Einsatzschleuse 3 und die Austragschleuse q., welch letztere gleichzeitig
als Abkühlraum ausgebildet sein kann und dann zweckmäßig wässer- oder luftgekühlt
wird, ermöglichen mit Hilfe der Schieber 5 die Förderung des Wärmgutes ohne beträchtlichen
Gasverlust. Das Tempergut liegt in den Förderkörben 6, die z. B. auf Schienen 7
gleiten.. Die Bewegung der Kästen wird durch den Drücker 8 bewirkt.
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Das einleitend aus Luft bestehende Reaktionsgas wird aus den unter
den Kästen, liegenden Rohren g gegen die durchlässigen Kästenböden geblasen. Um
das Gas zum Durchtritt durch das Tempergut zu zwingen, ist anzustreben, daß Kästen
und Gleitbahn den unteren Teil des Ofens gegen den oberen gut abdichten.
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Nach dem Durchgang durch den Einsatz, dessen Kohlenstoff es nach Maßgabe
seines verfügbaren Sauerstoffgehaltes vergast hat, wird däs Gas durch Öffnungen
1o aus dem Heizraum des Ofens abgeführt und nunmehr durch den Kanal z1 zu dem Injektorgebläse
12 geleitet.
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Dem zum Gebläse strömenden Ballastgas setzt man jetzt vor seinem Eintritt
in das Tempergut Luft zu, die mit dem Kohlenoxyd des Ballastgases zu Kohlensäure
verbrennt und als Treibstoff für den Injektor 12 mit genügendem Druck durch die
Düse 13 eingeblasen wird. Dadurch kommt dann die Umwälzung des Ballastgases zustande.
Der in den Sammelkanälen 14 herrschende Druck befördert das Reaktionsgas durch die
Rohre g unter den Einsatz.
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Anstatt mit einem einzigen Injektor kann der Ofen auch mit mehreren
Injektoren ausgestattet werden, um die Frischwirkung der Gase dem jeweiligen Entkohlungszustand
zonenmäßig anzupassen. Das Verhältnis von Frischmittehnenge zu Ballastgasmenge kann
bequem geregelt werden. Verwendet man, wie das die Erfindung vorschlägt, als Frischmittel
ausschließlich Luft, dann entstehen aus 1 Nm3 Luft 1,21 Nm3 Ballastgas. Der überschüssige
Teil des Gases wird durch die Leitung 15 und das Ventil 16 nach außen abgeführt.
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Man kann für die Bewegung des Ballastgases auch einen Ventilator verwenden,
was jedoch insofern ungünstig ist, als Ventilatoren bei looo° C nicht betriebssicher'
sind, so daß es dann notwencig wird, das Umwälzgas um 3oo bis 40o° C abzukühlen.
Dieser Wärmeverlust, der bei zehnmaliger Umwälzung des Gases den wärmetechnischen
Wirkungsgrad des Prozesses stark beeinträchtigt, läßt sich dadurch mildern, daß
man dem Ventilator einen Wärmeaustauscher vorschaltet. Bei einem Injektorgebläse
kann demgegenüber die Verbrennungswärme des Kohlenoxyds vollständig zur Unterbeheizung
verwendet werden und dadurch den Wärmebedarf der Reaktion C 02 -+- C = 2 C 0 decken.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Temperofen
anstatt im Durchlauf auch satzweise arbeiten. In dem Falle ist eine Einsatzschleuse
nicht erforderlich, doch ist es zweckmäßig, an dem Ofenaustrag einen genügend langen
Kühlkanal anzuschließen.
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Es sind Glühöfen bekannt, bei denen eine Schutz-oder Reduktionsatmosphäre
dadurch ständig regeneriert wird, daß man das Gas innerhalb eines zweigeteilten
Glühraumes
umlaufen läßt und durch ein auffrischendes Mittel hindurchtreibt, bevor es wieder
mit dem Glühgut in Berührung kommt.