EP1685355A2 - Anlage und verfahren zum wärmebehandeln von werkstücken - Google Patents

Anlage und verfahren zum wärmebehandeln von werkstücken

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Publication number
EP1685355A2
EP1685355A2 EP04818802A EP04818802A EP1685355A2 EP 1685355 A2 EP1685355 A2 EP 1685355A2 EP 04818802 A EP04818802 A EP 04818802A EP 04818802 A EP04818802 A EP 04818802A EP 1685355 A2 EP1685355 A2 EP 1685355A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
workpieces
places
opening
furnace
rotary hearth
Prior art date
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Granted
Application number
EP04818802A
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English (en)
French (fr)
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EP1685355B1 (de
Inventor
Salim-Phillip Afraz
Wolfgang Schalberger
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LOI Thermprocess GmbH
Original Assignee
LOI Thermprocess GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by LOI Thermprocess GmbH filed Critical LOI Thermprocess GmbH
Publication of EP1685355A2 publication Critical patent/EP1685355A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1685355B1 publication Critical patent/EP1685355B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/14—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment
    • F27B9/16—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a circular or arcuate path
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/30—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types

Definitions

  • the invention relates to a system for the heat treatment of workpieces with a rotary hearth furnace which can be rotated in cycles and has an outer and an inner wall which delimit an oven space, with doors which divide the oven space into several treatment zones, with a first and a second closable opening for loading or unloading, the openings being arranged in the outer wall and each opening being associated with a transport device for the workpieces and a quenching device.
  • the invention further relates to a method for operating the system for heat treating workpieces.
  • Such a system which is known from WO 03/081156 A1 and is used for hardening workpieces, has two closable openings for loading and unloading in an outer wall.
  • a first opening is preceded by a first quenching device in the form of a hardening press and a second opening is preceded by a second quenching device in the form of a quenching bath.
  • the latter is connected directly to the rotary hearth furnace by means of a lock.
  • the first opening is assigned a first transport device in the form of an impact device and the second opening is assigned a second transport device in the form of a loading robot or manipulator.
  • the workpieces are heated in the rotary hearth furnace in several treatment zones, carburized and quenched in one of the quenching devices.
  • the hardened workpieces are then transported on a roller conveyor and into a washer and tempering furnace, in which the workpieces are relieved of tension due to moderate heating.
  • the rotary hearth furnace can be used for heating and carburizing first workpieces, which are individually quenched in the first quenching device in the form of a hardening machine or hardening press.
  • the rotary hearth furnace can alternatively be used for heating and carburizing second workpieces that are freely quenched in quenching baths and that are packed into batches that are located on batch carriers, e.g. B. gratings or in baskets or similar containers.
  • batch carriers e.g. B. gratings or in baskets or similar containers.
  • an embodiment of the known system has the disadvantage that the furnace space, which is located in the direction of rotation between the two openings, cannot be used for the heat treatment.
  • the object of the invention is accordingly to develop a system of the type mentioned at the outset in such a way that the simultaneous heat treatment of different types of workpieces is made possible.
  • the rotary hearth is divided in the direction of rotation into several defined first places for first workpieces and second places for second workpieces, the first and second places alternating, with at least one treatment zone extending between the openings in the direction of rotation, the number of places in this treatment zone is an integral multiple of two and the length of a conveying stroke corresponds to the length of at least two places.
  • Each workpiece that is placed in the annular furnace space passes through it completely and is removed through the same opening.
  • the length of each treatment zone must be at least two places or an integer multiple of two, for example four, six or eight, for two different workpiece types.
  • a third opening is arranged in the outer wall, the third opening being associated with a transport device for the workpieces and a quenching device, the rotary hearth rotating in the direction of rotation into several defined first places for first workpieces, second places for second workpieces and third places for third workpieces divided, the first, second and third places alternating, with at least one treatment zone extending between the openings in the direction of rotation, the number of places in the treatment zone being an integral multiple of three and the length of a conveying stroke Corresponds to a length of at least three places.
  • the first places are preferably provided with internals which are designed for heat storage and whose carbon activity is essentially equal to 1.
  • the heat capacity is at least 1.5 times the heat capacity of the first workpieces. If these internals remain in the furnace chamber at all times, they can store heat that can be given off to the cold workpieces as soon as they are introduced into the furnace chamber.
  • the internals thus serve as secondary radiators, which cause the workpieces to be heated up quickly and which reduce the cycle time. At the same time, the availability of carbon is not reduced because no carbon or soot fails on the heated internals.
  • the internals are made of high-temperature-resistant ceramic, in particular SIC or or carbon fiber amplifier ceramic. Ceramic has a low coefficient of expansion so that the internals do not warp.
  • the invention is further characterized in that a quenching device in the form of a quenching bath is assigned to the second and / or the third opening, the quenching bath being directly connected by means of a heatable lock which is designed for the intermediate storage of workpieces and which is designed for the intermediate storage of workpieces is connected to the rotary oven.
  • a quenching device in the form of a quenching bath is assigned to the second and / or the third opening, the quenching bath being directly connected by means of a heatable lock which is designed for the intermediate storage of workpieces and which is designed for the intermediate storage of workpieces is connected to the rotary oven.
  • the invention offers the advantageous possibility that the quenching devices are followed by a common tempering furnace, each of which has a path for the first, second or possibly third workpieces.
  • the invention also provides a method, characterized in that a workpiece is introduced and discharged into the furnace space through each opening in each cycle and that at least one treatment zone extends between the openings in the direction of rotation, in which a heat exchange between the first, second, takes place during the heat treatment and possibly third workpieces.
  • Figure 1 is a schematic plan view of a first embodiment of a plant for heat treatment.
  • Fig. 1 The plant shown schematically in Fig. 1 is used for case hardening, i. H. Gas carburizing and hardening of various workpieces, for example ring gears, which are quenched in a hardening press and drive bevel gears, which are freely quenched in a quenching bath, are used.
  • case hardening i. H. Gas carburizing and hardening of various workpieces, for example ring gears, which are quenched in a hardening press and drive bevel gears, which are freely quenched in a quenching bath, are used.
  • the system for the heat treatment of workpieces has a rotary hearth furnace 1 which has a rotary hearth 2 which can be rotated in cycles and an outer and inner wall 3a, b which delimit an oven space 4 which is divided into a plurality of treatment zones 6a-d by means of vertically movable doors 5af ,
  • first closable opening 7 for loading and unloading several first workpieces, here ring gears, which are individually quenched in a hardening press.
  • the first opening 7 is assigned a first transport device 9 in the form of a loading robot or manipulator, with the aid of which the first workpieces are transported into and out of the furnace chamber 4.
  • the first opening 7 is preceded by a first quenching device 10 in the form of a hardening machine or hardening press, in which the first workpieces are quenched individually.
  • second opening 11 at a distance from the first opening 7, for loading and unloading second workpieces, here drive bevel gears.
  • the second opening 11 is preceded by a second quenching device in the form of a quenching bath 13.
  • the latter is connected directly to the rotary hearth furnace 1 by means of a lock 14.
  • the second opening 11 is assigned a second transport device 15 in the form of an impact device.
  • the lock 14 is heated and designed so that a batch or a grate can be temporarily stored in the lock.
  • the second workpieces 12 are quenched freely in the quenching bath and are packed into batches which are located on batch carriers, eg. B. gratings or in baskets or similar containers.
  • the rotary hearth 2 of the rotary hearth furnace 1 can be rotated in cycles.
  • the rotary hearth only moves in one direction, here counterclockwise.
  • First places 8 for several first workpieces and second places 12 for several second workpieces 12 alternate in the direction of rotation.
  • the entire rotary hearth is thus divided into first places 8 and second places 12.
  • two places ie. H. a first place 8 with first workpieces and a second place 12 with second workpieces.
  • the length of a conveyor stroke thus corresponds to two places. This ensures that a first workpiece 8 always arrives in front of the first opening 7 and thus in front of the first quenching device and at the same time second workpieces 12 arrive in front of the second opening 11 and accordingly in front of the second quenching device.
  • each workpiece that is placed in the annular furnace space passes through it completely and is removed through the same opening.
  • the length of each treatment zone must be at least two places or an integer multiple of two, for example four or six.
  • each treatment zone must be at least three places or an integer multiple of three, for example six or nine.
  • the treatment zones 6a-d each have defined temperatures and treatment atmospheres. In the carburizing process, the workpieces in the treatment zones are heated in a known manner, with a mass transfer taking place. Before removal, ie in the last treatment zone, the workpieces are cooled to the hardening temperature. In the last treatment zone, the carbon level is 0.7% to 0.8% in order to achieve a marginal carbon content in the workpieces at the same level.
  • first places are provided with internals (not shown in detail) which are designed for heat storage.
  • the fittings have a large heat storage mass and in relation to the first
  • the internals preferably consist of high-temperature resistant ceramic.
  • the internals can also be used to store the workpieces.
  • the internals are designed as frames with a plurality of shelves arranged one above the other for receiving workpieces. These frames form stackable modules that have closed walls and floors.
  • the first workpieces are individually stored on the frames.
  • the individual workpieces can also be located on support elements. These are, for example, gratings made of heat-resistant steel, on which the workpieces are loaded and unloaded.
  • the individual modules form a single free-standing batch of batches so that the furnace zones can be separated from one another by the intermediate doors. If the batch stacks are installed in niches in the furnace lining, there is a simple additional separation of the furnace zones.
  • the workpieces which are introduced through an opening in the furnace chamber, pass through this completely and are removed through the same opening.
  • the length of each treatment zone must be at least two at least two places or an integer multiple of two, for example four or six. If three different workpiece types are heat-treated at the same time, the length of a treatment zone must be at least three places or an integral multiple of three, for example six or nine.
  • a treatment zone 6a is located in the direction of rotation between the two openings 7 and 11 of the rotary hearth furnace 1. This acts as the first treatment zone for the first workpieces 8 and at the same time as the last treatment zone for the second workpieces 12 before the latter leave the furnace chamber through the opening 11.
  • heat is exchanged between the different workpieces in the first and second places.
  • Heat-storing internals in the places for the first workpieces act as secondary radiators that radiate heat. In this way, simultaneous heat treatment of different types of workpieces is made possible in a single rotary hearth furnace, cycle times are increased and the furnace space is optimally used.
  • the workpieces are quenched in one of the quenching devices. After quenching, the workpieces are conveyed on roller conveyors 16a, b and each pass into a washer 17a, b and a common tempering furnace 18, in which the first and second workpieces are relieved of tension due to moderate heating.
  • the tempering furnace 18 each has a path 19a, b for the first and the second workpieces.
  • the loading and unloading of the batches and the individual parts takes place according to type via the separate roller conveyors 16a, 16b.
  • the length of a conveyor stroke corresponds to three places to ensure that all workpieces arrive in front of the opening through which they entered the furnace.

Description

Anlage und Verfahren zum Wärmebehandeln von Werkstücken
Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Wärmebehandleln von Werkstücken mit einem taktweise drehbeweglichen Drehherdofen, der eine Außen- und eine Innenwand aufweist, die einen Ofenraum begrenzen, mit Türen, die den Ofenraum in mehrere Behandlungszonen unterteilen, mit einer erste und einer zweiten ver- schließbaren Öffnung zum Be- oder Entladen, wobei die Öffnungen in der Außenwand angeordnet sind und wobei jeder Öffnung eine Transporteinrichtung für die Werkstücke und eine Abschreckeinrichtung zugeordnet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben der Anlage zum Wärmebehandleln von Werkstücken.
Eine derartige Anlage, die aus der WO 03/081156 A1 bekannt ist und die zum Härten von Werkstücken verwendet wird, weist in einer Außenwand zwei verschließbare Öffnungen zum Be- und Entladen auf. Einer ersten Öffnung ist eine erste Abschreckvorrichtung in Form einer Härte-Presse und einer zweiten Öffnung ist eine zweite Abschreckeinrichtung in Form eines Abschreckbades vorgelagert. Letzteres ist mittels einer Schleuse direkt mit dem Drehherdofen verbunden. Der ersten Öffnung ist eine erste Transporteinrichtung in Form einer Stoßeinrichtung und der zweiten Öffnung ist eine zweite Transporteinrichtung in Form eines Beschickungs-Roboters bzw. Manipulators zugeordnet.
Die Werkstücke werden in dem Drehherdofen in mehreren Behandlungszonen erwärmt, aufgekohlt und in einer der Abschreckeinrichtungen abgeschreckt. Anschließend werden die gehärteten Werkstücke auf eine Rollenbahn befördert und gelangen in einen Wascher sowie einen Anlassofen, in welchem die Werkstücke aufgrund mäßiger Erwärmung von Spannungen befreit werden.
BESTATIGUNGSKOPIE Der Drehherdofen kann für das Erwärmen und Aufkohlen von ersten Werkstücken benutzt werden, die einzeln in der ersten Abschreckeinrichtung in Form einer Härtemaschine bzw. Härtepresse abgeschreckt werden. Der Drehherdofen kann alternativ für das Erwärmen und Aufkohlen von zweiten Werkstücken eingesetzt werden, die frei in Abschreckbädern abgeschreckt werden und die zu Chargen gepackt sind, die sich auf Chargenträgern, z. B. Gitterrosten oder in Körben oder ähnlichen Behältnissen befinden. Die Flexibilität hinsichtlich Einsatzmöglichkeiten ist daher begrenzt.
Außerdem hat eine Ausführungsform der bekannten Anlage den Nachteil, dass der Ofenraum, der sich in Drehrichtung zwischen den beiden Öffnungen befinden, nicht für die Wärmehandlung genutzt werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung besteht demgemäss darin, eine Anlage der eingangs , genannten Art derart weiterzubilden, dass die gleichzeitige Wärmebehandlung von verschiedenartigen Werkstücken ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird durch eine Anlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist der Drehherd in Drehrichtung in mehrere definierte erste Plätze für erste Werkstücke und zweite Plätze für zweite Werkstücke unterteilt, wobei sich die ersten und zweiten Plätze abwechseln, wobei sich zwischen den Öffnungen sich in Drehrichtung mindestens eine Behandlungszone erstreckt, wobei die Anzahl der Plätze in dieser Behandlungszone ein ganzteiliges Vielfaches von zwei beträgt und die Länge eines Förderhubes der Länge von mindestens zwei Plätzen entspricht.
Jedes Werkstück, welches in den ringförmigen Ofenraum eingebracht wird, durchläuft diesen komplett und wird durch die selbe Öffnung entnommen. Die Länge jeder Behandlungszone muss bei zwei verschiedenen Werkstückarten mindestens zwei Plätze oder ein ganzzahliges Vielfaches von zwei, beispielsweise vier, sechs oder acht betragen.
Auf diese Weise wird die gleichzeitige Wärmebehandlung von verschiedenartigen Werkstücken in einem einzigen Drehherdofen ermöglicht und der Ofenraum optimal ausgenutzt. Die Aufgabe wird alternativ durch eine Anlage mit den Merkmalen des Anspruches 2 gelöst.
Erfindungsgemäß ist in der Außenwand eine dritte Öffnung angeordnet, wobei der dritten Öffnung eine Transporteinrichtung für die Werkstücke und eine Abschreckein- richtung zugeordnet ist, wobei der Drehherd in Drehrichtung in mehrere definierte erste Plätze für erste Werkstücke, zweite Plätze für zweite Werkstücke sowie dritte Plätze für dritte Werkstücke unterteilt, wobei sich die ersten, zweiten und dritten Plätze abwechsein, wobei sich zwischen den Öffnungen in Drehrichtung mindestens eine Behandlungszone erstreckt, wobei die Anzahl der Plätze in der Behandlungs- zone ein ganzteiliges Vielfaches von drei beträgt und wobei die Länge eines Förderhubes der Länge von mindestens drei Plätzen entspricht.
Vorzugsweise sind die ersten Plätze mit Einbauten versehen, die zur Wärme- speicherung ausgebildet sind und deren Kohlenstoffaktivität im wesentlichen gleich 1 ist. Die Wärmekapazität beträgt mindestens das 1 ,5fache der Wärmekapazität der ersten Werkstücke. Wenn diese Einbauten ständig im Ofenraum verbleiben, können sie Wärme speichern, die an die kalten Werkstücke abgegeben werden kann, sobald diese in den Ofenraum eingebracht werden. Die Einbauten dienen somit als Sekundärheizkörper, die bewirken, dass die Werkstücke schnell aufgeheizt werden und die sich die Taktzeit verringert. Gleichzeitig wird die Kohlenstoffverfügbarkeit nicht reduziert, weil an den erhitzten Einbauten kein Kohlenstoff bzw. Russ ausfällt.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Einbauten aus hochtemperaturbeständigen Keramik , insbesondere SIC oder oder kohlenstofffaserverstärker Keramik besteht. Keramik weist einen geringen Ausdehnungskoeffienten auf, so dass sich die Einbauten nicht verziehen.
Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass die Einbauten zur Lagerung der Werkstücke ausgebildet sind.
Die Erfindung ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass der zweiten und/oder der dritten Öffnung eine Abschreckeinrichtung in Form eines Abschreckbades zugeordnet ist, wobei das Abschreckbad mittels einer beheizbaren Schleuse, die zur Zwischenlagerung von Werkstücken ausgebildet ist, die zur Zwischenlagerung von Werkstücken ausgebildet ist, direkt mit dem Dreherdofen verbunden ist. Schließlich bietet die Erfindung die vorteilhafte Möglichkeit, dass den Abschreckeinrichtungen ein gemeinsamer Anlassofen nachgeschaltet ist, der je eine Bahn für die ersten, zweiten oder ggf. dritten Werkstücke aufweist.
Die Erfindung schafft ferner ein Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass bei jedem Takt durch jede Öffnung ein Werkstück in den Ofenraum eingebracht und entladen wird und dass sich zwischen den Öffnungen in Drehrichtung mindestens eine Behandlungszone erstreckt, in der während der Wärmebehandlung ein Wärmetausch zwischen ersten, zweiten und ggf. dritten Werkstücken stattfindet.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung erläutert.
Die Zeichnung zeigt in
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer Anlage zur Wärmebehandlung;
Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Anlage wird zum Einsatzhärten, d. h. Gasauf- kohlen und Härten von verschiedenartigen Werkstücken, beispielsweise Tellerrädern, welche in einer Härtepresse abgeschreckt werden und Antriebskegelrädern, welche frei in einem Abschreckbad abgeschreckt werden, verwendet.
Die Anlage zur Wärmebehandlung von Werkstücken weist einen Drehherdofen 1 , der einen taktweise drehbeweglichen Drehherd 2 und eine Außen- und Innenwand 3a, b aufweist, die einen Ofenraum 4 begrenzen, der mittels vertikal beweglicher Türen 5a- f in mehrere Behandlungszonen 6a-d unterteilt ist.
In der Außenwand 3a befindet sich eine erste verschließbare Öffnung 7 zum Be- und Entladen von mehreren ersten Werkstücken, hier Tellerrädern, welche einzeln in einer Härtepresse abgeschreckt werden. Der ersten Öffnung 7 ist eine erste Trans- porteinrichtung 9 in Form eines Beschickungs-Roboters bzw. Manipulators zugeordnet, mit dessen Hilfe die ersten Werkstücke in den Ofenraum 4 hinein und hinaus transportiert werden. Der ersten Öffnung 7 ist eine erste Abschreckvorrichtung 10 in Form einer Härtemaschine bzw. Härte-Presse vorgelagert, in der die ersten Werkstücke einzeln abgeschreckt werden. In der Außenwand 3a befindet sich beabstandet von der ersten Öffnung 7 eine zweite Öffnung 11 , zum Be- und Entladen von zweiten Werkstücken, hier Antriebskegelrädern. Der zweiten Öffnung 11 ist eine zweite Abschreckeinrichtung in Form eines Abschreckbades 13 vorgelagert. Letzteres ist mittels einer Schleuse 14 direkt mit dem Drehherdofen 1 verbunden. Der zweiten Öffnung 11 ist eine zweite Transporteinrichtung 15 in Form einer Stoßeinrichtung zugeordnet. Um die Transport- bzw. Stoßzeiten zu verkürzen, ist die Schleuse 14 beheizt und so ausgebildet, dass eine Charge bzw. ein Rost in der Schleuse zwischengelagert werden kann. Die zweiten Werkstücke 12 werden frei im Abschreckbad abgeschreckt und sind zu Chargen ge- packt, die sich auf Chargenträgern, z. B. Gitterrosten oder in Körben oder ähnlichen Behältnissen befinden.
Der Drehherd 2 des Drehherdofens 1 ist taktweise drehbeweglich. Der Drehherd bewegt sich nur in eine Richtung, und zwar hier entgegen dem Uhrzeigersinn.
Auf dem Drehherd wechseln sich in Drehrichtung erste Plätze 8 für mehrere erste Werkstücke und zweite Plätze 12 für mehrere zweite Werkstücke 12 ab. Somit ist der gesamte Drehherd in erste Plätze 8 und zweite Plätze 12 aufgeteilt.
Bei jedem Förderhub des Drehherdes werden erfindungsgemäß zwei Plätze, d. h. ein erster Platz 8 mit ersten Werkstücken und ein zweiter Platz 12 mit zweiten Werkstücken weiterbewegt. Die Länge eines Förderhubes entspricht somit zwei Plätzen. Damit ist gewährleistet, dass stets ein erstes Werkstück 8 vor der ersten Öffnung 7 und somit vor der ersten Abschreckeinrichtung und gleichzeitig zweite Werkstücke 12 vor der zweiten Öffnung 11 und dementsprechend vor der zweiten Abschreckeinrichtung ankommen.
Jedes Werkstück, das in den ringförmigen Ofenraum eingebracht wird, durchläuft diesen komplett und wird durch die selbe Öffnung entnommen. Die Länge jeder Behandlungszone muss bei zwei verschiedenen Werkstückarten mindestens zwei Plätze oder ein ganzzahliges Vielfaches von zwei, beispielsweise vier oder sechs betragen.
Werden drei verschiedene Werkstückarten zeitgleich wärmebehandelt, muss eine dritte Öffnung 20 zum Be- und Entladen vorhanden sein. Die Länge jeder Behandlungszone muss mindestens drei Plätze oder ein ganzzahliges Vielfaches von drei, beispielsweise sechs oder neun betragen. Die Behandlungszonen 6a-d weisen jeweils definierte Temperaturen und Behandlungsatmosphären auf. Beim Aufkohlungsprozess werden die Werkstücke in den Behandlungszonen auf bekannte Art und Weise erwärmt, wobei ein Stoffübergang stattfindet. Vor der Entnahme, d. h. in letzten Behandlungszone werden die Werkstücke auf die Härtetemperatur abgekühlt. In der letzten Behandlungszone beträgt der Kohlenstoffpegel 0,7% bis 0,8%, um einen Randkohlenstoffgehalt in den Werkstücken in der selben Höhe zu erreichen.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn die ersten Plätze mit nicht im Detail dargestellten Einbauten versehen sind, die zur Wärmespeicherung ausgebildet sind. Die Einbau- ten weisen eine große Wärmespeichermasse und in Bezug auf die ersten
Werkstücke eine große Wärmekapazität auf und verhalten sich gleichzeitig gegenüber der kohlenstoffhaltigen Behandlungsatmosphäre neutral, d. h. dass deren Kohlenstoffaktivität im wesentlichen gleich 1 ist. Wenn diese Einbauten ständig im Ofenraum verbleiben, können sie Wärme speichern, die an die kalten Werkstücke abgestrahlt werden kann, sobald diese in den Ofenraum eingebracht werden. Die Einbauten dienen somit als Sekundärheizkörper. Die Erwärmung der Werkstücke wird durch die Strahlungswärme verkürzt. Gleichzeitig wird die Kohlenstoffverfügbarkeit nicht reduziert, weil an den erhitzten Einbauten kein Kohlenstoff bzw. Russ ausfallen kann.
Vorzugsweise bestehen die Einbauten aus hochtemeraturbeständiger Keramik. Die Einbauten können zusätzlich zur Lagerung der Werkstücke dienen. Die Einbauten sind in diesem Fall als Gestelle mit mehreren übereinander angeordneten Böden zur Aufnahme von Werkstücken ausgebildet. Diese Gestelle bilden stapelbare Module, die geschlossene Wände und Böden aufweisen. Auf die Gestelle sind beispielsweise die ersten Werkstücke einzeln gelagert. Die einzelnen Werkstücke können sich auch auf Tragelementen befinden. Dies sind beispielsweise Gitterroste aus hitzebeständigem Stahl, auf denen die Werkstücke be- und entladen werden. Die einzelnen Module bilden einen einzelnen freistehenden Chargenstapel, so dass die Ofenzonen durch die Zwischentüren voneinander getrennt werden können. Wenn die Chargen- Stapel in Nischen in der Ofenausmauerung eingebaut werden, besteht auf einfache Weise eine zusätzliche Trennung der Ofenzonen.
Die Werkstücke, die durch eine Öffnung in den Ofenraum eingebracht werden, durchlaufen diesen komplett und werden durch die selbe Öffnung entnommen. Die Länge jeder Behandlungszone muss bei zwei verschiedenen Werkstückarten min- destens zwei Plätze oder ein ganzzahliges Vielfaches von zwei, beispielsweise vier oder sechs betragen. Werden drei verschiedene Werkstückarten zeitgleich wärmebehandelt, muss die Länge einer Behandlungszone mindestens drei Plätze oder ein ganzzahliges Vielfaches von drei, beispielsweise sechs oder neun betragen.
In Drehrichtung zwischen den beiden Öffnungen 7 und 11 des Drehherdofens 1 befindet sich eine Behandlungszone 6a. Diese fungiert als erste Behandlungszone für die ersten Werkstücke 8 und gleichzeitig als letzte Behandlungszone für die zweiten Werkstücke 12 , bevor letztere durch die Öffnung 11 den Ofenraum verlassen.
In der Behandlungszone 6a findet ein Wärmetausch zwischen den verschieden- artigen Werkstücken auf den ersten und zweiten Plätzen statt. Wärmespeichernde Einbauten auf den Plätzen für die ersten Werkstücke wirken als Sekundärheizkörper, die Wärme abstrahlen. Auf diese Weise wird die gleichzeitige Wärmebehandlung von verschiedenartigen Werkstücken in einem einzigen Drehherdofen ermöglicht, die Taktzeiten erhöht und der Ofenraum optimal ausgenutzt.
Nach dem Aufkohlen in dem Drehherdofen werden die Werkstücke in einer der Abschreckeinrichtungen abgeschreckt. Nach dem Abschrecken werden die Werkstücke auf Rollenbahnen 16a, b befördert und gelangen in je einen Wascher 17a, b sowie einen gemeinsamen Anlassofen 18, in welchem die ersten und die zweiten Werkstücke aufgrund mäßiger Erwärmung von Spannungen befreit werden.
Erfindungsgemäß weist der Anlassofen 18 je eine Bahn 19a, b für die ersten und die zweiten Werkstücke auf. Die Be- und Entladung der Chargen und der Einzelteile erfolgen sortenrein über die separate Rollbahnen 16a, 16b.
Im Rahmen der Erfindung können auch drei verschiedenartige Werkstücke gleichzeitig wärmebehandelt werden. In diesem Fall entspricht die Länge eines Förderhubes drei Plätzen, um zu gewährleisten, dass alle Werkstücke vor derjenigen Öffnung ankommen, durch die sie in den Ofen gelangt sind.

Claims

Patentansprüche
1. Anlage zum Wärmebehandeln von Werkstücken, mit einem taktweise drehbeweglichen Drehherdofen (1), der eine Außen- und eine Innenwand (3) und einen Drehherd aufweist, die einen Ofenraum (4) begrenzen, mit beweglichen Türen (5), die den Ofenraum in mehrere Behandlungszonen (6) unterteilen, mit einer erste und einer zweiten verschließbaren Öffnung (7, 11) zum Be- oder Entladen, wobei die Öffnungen in der Außenwand (3) angeordnet sind und wobei jeder Öffnung eine Transporteinrichtung für die Werkstücke und eine Abschreckeinrichtung (10, 13) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehherd (1 ) in Drehrichtung in mehrere definierte erste Plätze (8) für mindestens ein erstes Werkstück und zweite Plätze (12) für mindestens ein zweites Werkstück unterteilt ist, wobei sich die ersten und zweiten Plätze (8, 12) abwechseln, dass sich zwischen den Öffnungen (7, 11) in Drehrichtung mindestens eine Behandlungszone (6) erstreckt, wobei die Anzahl der Plätze (8, 12) in der Behandlungszone (6) ein ganzteiliges Vielfaches von zwei beträgt und dass die Länge eines Förderhubes der Länge von mindestens zwei Plätzen entspricht.
2. Anlage zum Wärmebehandeln von Werkstücken, mit einem taktweise drehbeweglichen Drehherdofen (1) der eine Außen- und eine Innenwand (3) und einen Drehherd aufweist, die einen Ofenraum (4) begrenzen, mit beweglichen Türen (5), die den Ofenraum in mehrere Behandlungszonen (6) unterteilen, mit einer erste und einer zweiten verschließbaren Öffnung (7, 11 ) zum Be- oder Entladen, wobei die Öffnungen in der Außen- wand (3) angeordnet sind und wobei jeder Öffnung eine Transporteinrichtung für die Werkstücke und eine Abschreckeinrichtung (10, 13) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Außenwand eine dritte Öffnung angeordnet ist, wobei der dritten Öffnung eine Transporteinrichtung für die Werkstücke und eine Abschreckeinrichtung zugeordnet ist, dass der Drehherd in Drehrichtung in mehrere definierte erste Plätze (8) für erste Werkstücke und zweite Plätze (12) für zweite Werkstücke sowie dritte Plätze für dritte Werkstücke unterteilt ist, wobei sich die ersten, zweiten und dritten Plätze (8, 12) abwechseln, dass sich zwischen den Öffnungen (7, 11 ) in Drehήchtung mindestens eine Behandlungszone (6) erstreckt, wobei die Anzahl der Plätze (8, 12) in der Behandlungszone (6) ein ganzteiliges Vielfaches von drei beträgt und dass die Länge eines Förderhubes der Länge von mindestens drei Plätzen (8, 12) entspricht.
3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Plätze (8) mit Einbauten versehen sind, die zur Wärmespeicherung ausgebildet sind, deren Wärmekapazität vorzugsweise mindestens das 1 ,5fache der Wärmekapazität der ersten Werkstücke beträgt und deren Kohlenstoffaktivität im wesentlichen gleich 1 ist.
4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbauten aus hochtemperaturbeständiger Keramik bestehen.
5. Anlage nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbauten zur Lagerung der Werkstücke ausgebildet sind.
6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweiten und/oder der dritten Öffnung (11 ) eine Abschreckeinrichtung (13) in Form eines Abschreckbades zugeordnet sind, welches mittels einer beheizbaren Schleuse (14), die zur Zwischenlagerung von Werkstücken ausgebildet ist, direkt mit dem Dreherdofen (1) verbunden ist.
7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass den Abschreckeinrichtungen (10, 13) ein gemeinsamer Anlassofen (18) nachgeschaltet ist, der je eine Bahn für die ersten, zweiten und ggf. dritten Werkstücke aufweist.
8. Verfahren zum Betreiben der Anlage nach einem der Ansprüche 1 , 3 bis 7 zum Wärmebehandeln von Werkstücken, dadurch gekennzeichnet, dass bei jedem Takt durch jede Öffnung ein Werkstück in den Ofenraum eingebracht und entladen wird und dass sich zwischen den Öffnungen in Drehrichtung mindestens eine Behandlungszone erstreckt, in der während der Wärmebehandlung ein Wärmetausch zwischen ersten, zweiten und ggf. dritten Werkstücken stattfindet.
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