HU199903B - Vacuum furnace for heat-treatment of metallic work pieces - Google Patents

Description

A találmány fémes munkadarabok hőkezelésére alkalmas vákuumkemencére vonatkozik, olyan hengeres nyomásálló házzal, amelyben tengelyirányban beállított hővezetékekkel körülvett, hőszigeteléssel ellátott munkatér és olyan gázhűtőrendszer van, amelynek segítségével hűtőgáz vezethető át a munkatéren és egy hőcserőlőn. Az ilyen vákuumkemencéket különösképpen különféle acélfajtákból készített szerszámok és egyéb fajta alkatrészek edzésére használják. Ezeket részben más hőkezelési célra is lehet alkalmazni, például izzításra és olvasztásra.

A 28 39 807 és 28 44 843 számú DE szabadalmi leírásokban vannak a szóban forgó vákuumkemencék leírva. Ezek lényegében olyan hengeres nyomásálló házból állnak, amelyben hőszigetelő fallal határolt, fűtőelemekkel fűtött munkatér és gázhűtőrendszer van. A szerszámokat és alkatrészeket a munkatérben vákuum alatt az ausztenitképződési hőmérsékletre hevítik és lehűlésükkor nyomás alatt hűtött inért gázt áramoltatnak át a kemencén. A hűtőgáz ilyenkor nagy sebességgel áramlik a forró termékekre, elvonja ezek hőenergiáját és hőcserélőn kerül átvezetésre, ahol lehűl és ismét a munkatérbe jut. A munkatérbe a hűtőgáz bevezetése a 28 39 807 számú DE szabadalmi leírás szerint olyan fúvókákon keresztül történik, amelyek különálló, tengelyirányba beállított gázbevezető csövekre vannak szerelve. Ennek az összeállításnak hátránya a kemencében a gázbevezető csövek nagy anyagigénye és előállítási költsége. A csöveknek és a fúvókáknak magas hőmérsékletnek ellenálló anyagból kell lennie. A 28 44 843 számú DE szabadalmi leírás szerinti ventilátorok hátránya az, hogy a hűtőgáz tetemes mennyiségben csak a forró termékfelület mentén áramlik és nem hatol be a termékek közé.

A 19 19 493 számú DE közzétételi iratból ismert a termékek felhevítésének a felgyorsítása a környezet hőmérséklete és a körülbelül 750 ’C közötti hőmérséklettartományban, amennyiben a kemencében ventilátorral inért gázt áramoltatunk és így a sugárzás mellett konvekciós hőátadást hozunk létre. A fűtővezeték és a munkadarabok között a hőátadás azonban ilyenkor sem a legkedvezőbb.

A jelen találmány feladata ezért az volt, hogy fémes munkadarabok hőkezekésére hengeres nyomásálló házzal olyan vákuumkemencét alkossunk, amelyben tengelyirányba beállított hővezetőkkel körülvett, hőszigeteléssel ellátott munkatér és olyan gázhűtőrendszer van, amellyel fúvókákon keresztül a hűtőgázt át lehet vezetni a munkatéren és a hőcserélőn. Ennek a vákuumkemencének biztosítania kell a felhevített munkadarabok lehetőség szerinti gyors- és egyenletes lehűtését, lehetőleg egyszerű szerkezettel kell rendelkezni és lehetőleg gyorsan felfűthetőnek kell lennie.

A találmány szerint ez a feladat olymódon oldható meg, hogy a fűtővezetékek csövek formájában vannak megvalósítva, a munkatérbe vezető furatokkal vannak ellátva és elektromos szigetelésen keresztül a hűtőgázelosztó szerkezettel vannak összekötve.

Előnyös módon a hűtőgáz-elosztó szerkezethez olyan ventilátor tartozik, amely átnyomja a fűtőcsöveken a hűtőgázt és ismét kiszívja a munkatérből.

Ezen kívül előnyös az, ha a hőszigetelő falnak a hűtőgáz elosztó szerkezet közelében elzárható nyílása van. A munkadarabok felfűtési szakasza alatt ezzel a hőcserélő kikerülésével lehet fenntartani a fűtőgáz áramlását a kemence belső terében.

Drága hűtőgáz esetében ugyancsak előnyös a kemence felszerelése hűtőgáz visszanyerő berendezéssel.

Az 1. és 2. ábra a találmány szerinti vákuumkemence egyik kiviteli példájának vázlatos hosszmetszetét tünteti fel úgy, hogy az 1. ábra a kemencét a körülbelül 750 ’C-ig terjedő felfűtési fázisban, a 2. ábra pedig a lehűtést fázisban ábrázolja.

A kemence hengeres nyomásálló 1 házból áll, amelynek a homlokfelülete olyan 2 ajtóként van kiképezve, amelyen keresztül a kemencét meg lehet tölteni és ki lehet üríteni. A 3 munkateret kívülről hengeres cső alakjában 4 hőszigetelés határolja, ami hőszigetelő anyagból készül és a homlokfelületein olyan megfelelő falakkal rendelkezik, amelyek közül legalább az egyik 5 fal elmozdítható. Ez a 4 hőszigetelés a 3 munkatérben fellépő sugárzást úgy árnyékolja kifelé, hogy csak csekély energiaveszteség jelentkezik. A 4 hőszigetelésen belül a 3 munkatérben körben van az az elektromos fűtővezeték tengelyirányban elhelyezve, amely 6 fűtőcsőként van kiképezve és a 3 munkatér felé 7 furatokkal van ellátva. Ennek a 6 fűtőcsőnek példaképpen 1 — 3 mm közötti falvastagsága és 40—150 mm szabad szélessége van. A 7 furatok átmérője úgy van méretezve, hogy az egyes fűtőcsövek furatai felületének összege a szabad keresztmetszetnek felel meg. A 6 fűtőcsövek 8 elektromos szigetelés segítségével vannak azon a 9 hűtőgáz-elosztó szerkezettel szomszédos falán olyan 12 nyílása van, amelyet 13 tolózárral lehet elzári és kinyitni. A nyomásálló 1 ház és a 4 hőszigetelés között vannak a vízhűtés 14 hőcserélő csövek.

A 3 munkatérnek például szerszámokkal való megtöltése után ebbe inért gázt juttatunk és felfűtjük. A 13 tolózár a hőszigetelés 12 nyílását szabaddá teszi úgy (lásd az 1. ábrát), hogy az inért gázt a 11 ventilátor a 6 fűtőcsövekbe tudja nyomni, ahonnan az a fűtőcső hossza mentén elosztott 7 furatokon keresztül a 3 munkatérbe nyomul és a hőszigetelés 12 nyílásán át ismét visszajut a 11 ventilátorhoz. Mivel az inért gázt átvezetjük a 6 fűtőcsöveken, ez nagyon gyorsan felveszi a fűtőcső hőmérsékletét, aminek következménye a munkadarabok gyors- és egyenletes felhevülése a fekete sugárzásnak megfelelő hőmérséklettartományban a forró gáz hatására.

A munkadaraboknak a forró gáz által történő közvetlen átáramoltatása következtében a tétel egyenletesen hévül fel a belsejében is. Ezt a felfűtési folyamatot védőgázban körülbelül 750 ’Cig használjuk ki. Az olyan hőkezeléseknél, ame-2HU 199903 Β lycknél mintegy 1300 °C-ig szükséges hevíteni, ekkor eltávolítjuk a kemencéből az inért gázt és a további hevítés csak hősugárzás segítségével történik, ami ebben a hőmérséklettartományban nagyon hatásos.

A felhevített munkadarabok lehűtéséhez zárt 12 nyílás mellett a kemencét túlnyomásos hideg inért gázzal töltjük fel. Ilyenkor a 4 hőszigetelés alsó 5 falát eltávolítjuk a hengeres csőtől úgy, hogy rés keletkezik és a 3 munkatér kapcsolatba kerül a nyomásálló 1 ház és a 4 hőszigetelés között lévő térrel (lásd a 2. ábrát). A 11 ventilátor a hűtőgázt a lehűlt 6 fűtőcsöveken keresztül nagy sebességgel a 3 munkatérbe nyomja, ahonnan az a 14 hőcserélő csöveken át visszajút a 9 hűzőgázelosztó szerkezetbe és újból körbeáramlik. Megfelelő inért gáz alkalmazása esetén, párosulva a nagy gáznyomással és gázsebességgel, a találmány szerinti vákuumkemence segítségével olyan hűtési intenzités érhető el, ami az olajedzőfürdőkben megvalósulóval hasonlítható össze. Ezáltal az eddigiektől eltérő más acéltípusokat is lehet gázhűtéssel lehűteni és edzeni.

A 6 fűtőcsövek, amelyek egyidejűleg gázbevezető csövekként szolgálnak, előnyös módon szénrostokkal erősített elemi szénből készülnek. A fűtőcsövek elektromosan vezető keresztmetszetét, amely a hőtermelés tekintetében mérvadó és a fűtőcsöveknek a gázáram mennyisége tekintetében mérvadó belső méretét ilyenkor egymással össze kell hangolni. A fűtőcső és a gázbevezető cső egyesítése ezeknek a kemencéknek az előállításánál lényeges gyártástechnológiai egyszerűsítéssel jár.

Ha a hűtéshez drága inért gázt használunk, akkor előnyös az, ha ezt ismét visszanyerjük. E célból a hűtési folyamat befejeződése után sűrítővei a hűtőgázt kiszivatjuk a kemence belső teréből és olyan nagynyomású tárolóedénybe juttatjuk, ahol az a további alkalmazáshoz rendelkezésre áll.

Claims (4)

1. Vákuumkemence fémes munkadarabok hő10 kezelésére olyan hengeres nyomásálló házzal, amelyben tengelyirányba beállított hővezetékekkel körülvett, hőszigeteléssel ellátott munkatér és olyan gázhűtőrendszer van, amelynek a segítségével fúvókákon keresztül hűtőgáz vezethető

IS át a munkatéren és a hőcserélőn, azzal jellemezve, hogy a hűtővezeték fűtőcsőként (6) vannak kiképezve, a munkatér (3) felé furatokkal (7) vannak ellátva és elektromos szigetelésen (8) ke20 resztül hűtőgázelosztó szerkezettel (9) vannak összekötve.

2. Az 1. igénypont szerinti vákuumkemence, azzal jellemezve, hogy a hűtőgázelosztó szerkezethez (9) venti25 látor (11) tartozik.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti vákuumkemence, azzal jellemezve, hogy a hőszigetelés (4) céljára szolgáló falban 30 a hűtőgázelosztó szerkezettel (9) párhuzamos falán elzárható nyílás (12) van.

4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti vákuumkemence, azzal jellemezve,

35 hogy a hűtőgáz visszanyerésére szolgáló berendezéssel van kiegészítve.