WO1999067432A1 - Device for hardening bulk materials after their thermochemical treatment in a powder or granulate - Google Patents

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Abstract

A process for hardening bulk materials directly after their thermochemical treatment in a furnace is characterised in that the bulk material is separated from a treatment medium that consists of a powder or granulate while the furnace is emptied, the treated bulk materials fall directly into an oil bath and the treatment medium is fed into a container.

Description

Vorrichtung zum Härten von Schüttgütern nach der thermochemischen Behandlung in Pulvern oder Granulaten Device for hardening bulk goods after thermochemical treatment in powders or granules
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Härten von Schüttgütern direkt nach der thermochemischen Behandlung in einem Drehretortenofen.The invention relates to a method and a device for hardening bulk goods directly after the thermochemical treatment in a rotary retort oven.
Die thermochemische Behandlung von Schüttgütern, wie z.B. das Chromieren, Borieren oder Alitieren, erfolgt üblicherweise in einem Drehretortenofen unter Zugabe des Behandlungsmediums, das entweder aus einem Pulver oder aus Granulaten besteht. Das Gemisch aus dem Behandlungsmedium und den zu behandelnden Teilen wird unter ständiger Drehbewegung der Retorte bei Temperaturen zwischen 600 °C und 1200 °C so lange behandelt, bis die gewünschte Schichtdicke erreicht ist.The thermochemical treatment of bulk goods, e.g. chromating, boronizing or alitizing is usually carried out in a rotary retort oven with the addition of the treatment medium, which consists either of a powder or of granules. The mixture of the treatment medium and the parts to be treated is treated with constant rotation of the retort at temperatures between 600 ° C and 1200 ° C until the desired layer thickness is reached.
Während der Behandlung kann zur Vermeidung von Oxidation die Retorte mit einem Schutzgas, z.B. Stickstoff oder Argon beaufschlagt werden.During treatment, the retort can be protected with a protective gas, e.g. Nitrogen or argon can be applied.
Nach der Behandlung wird die Retorte samt Inhalt auf Temperaturen von ca. 300 °C und darunter abgekühlt und dann entleert. Dieser Vorgang dauert eine bis mehrere Stunden.After the treatment, the retort and its contents are cooled to temperatures of approx. 300 ° C and below and then emptied. This process takes one to several hours.
Die andere Möglichkeit besteht darin, die Retorte im heißen Zustand zu entleeren, wobei das Gemisch aus Behandlungsmedium und dem Schüttgut zusammen in einen Behälter entleert wird. Dort kühlt das Gemisch ab. Behandlungsmedium und zu behandelnde Teile werden üblicherweise nach dem Erkalten durch Siebung getrennt. Danach wird das Schüttgut in einer anderen Wärmebehandlungsanlage erneut auf Härtetemperatur erwärmt und anschließend in Öl abgeschreckt.The other possibility is to empty the retort while hot, the mixture of treatment medium and the bulk material being emptied together into a container. The mixture cools there. Treatment medium and parts to be treated are usually separated by cooling after cooling. The bulk material is then reheated to hardening temperature in another heat treatment plant and then quenched in oil.
Aufgabe der Erfindung war es, ein Verfahren bereitzustellen, um eine einfache Härtung von Schüttgütern zu erreichen und eine Vorrichtung zu konstruieren, die es gestattet, nach der thermochemischen Behandlung das Schüttgut direkt in ein Ölbad zu entleeren, ohne daß das Ölbad durch das Behandlungsmedium verunreinigt wird.The object of the invention was to provide a method to achieve a simple hardening of bulk materials and to construct a device which allows the bulk material to be emptied directly into an oil bath after the thermochemical treatment without the oil bath being contaminated by the treatment medium .
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.The object is achieved by the method according to claim 1.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Härten von Schüttgütern direkt nach einer thermochemischen Behandlung in einem Ofen ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Trennung des Schüttgutes von einem Behandlungsmedium, das aus Pulvern oder Granulaten besteht, während des Entleerens des Ofens erreicht wird, die behandelten Schüttgüter direkt in ein Ölbad fallen und das Behandlungsmedium in einen Behälter überfuhrt wird.The process according to the invention for hardening bulk goods directly after a thermochemical treatment in an oven is characterized in that the bulk goods treated are separated directly into an oil bath from a treatment medium, which consists of powders or granules, during emptying of the oven fall and the treatment medium is transferred to a container.
In einer bevorzugten Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, wird die Temperatur im Ofen auf 600 bis 1.200 °C eingestellt, um die Schüttgüter mit den entsprechenden Härtungsmitteln zu behandeln. Eine Oxidation der Schüttgüter kann durch Anwendung von Schutzgas, wie Edelgase oder Stickstoff, verhindert oder vermindert werden.In a preferred embodiment of the method according to the invention, the temperature in the oven is set at 600 to 1200 ° C. in order to treat the bulk goods with the appropriate hardening agents. Oxidation of the bulk goods can be prevented or reduced by using protective gas such as noble gases or nitrogen.
Vorzugsweise wird zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Drehretortenofen eingesetzt. Der erfindungsgemäß beanspruchte Drehretortenofen weist ein äußeres Rohr auf, in dessen Inneren ein inneres Rohr angeordnet ist und das innere Rohr in seiner Oberfläche eine Vielzahl von Sieblöchern aufweist. Vorzugsweise ist das innere Rohr des Drehretortenofens drehbar gelagert. Typischerweise wird der Inhalt des Ofens, Schüttgut oder Behandlungsgut und das für die thermochemische Behandlung benötigte Material in das sich drehende Innenrohr eingebracht. Das Behandlungsmedium fällt dabei durch das Innenrohr mit einer Vielzahl von Sieblöchern und kann danach durch eine Öffnung in einen Behälter entleert werden. In einer bevorzugten Ausfuhrungsform fällt das Behandlungsgut aus dem siebartig ausgestalteten Innenrohr zum Abschrecken direkt in ein darunter befindliches Ölbad.A rotary retort oven is preferably used to carry out the method according to the invention. The rotary retort oven claimed according to the invention has an outer tube, in the interior of which an inner tube is arranged and the inner tube has a plurality of sieve holes in its surface. The inner tube of the rotary retort oven is preferably rotatably mounted. Typically, the contents of the furnace, bulk material or material to be treated and the material required for the thermochemical treatment are introduced into the rotating inner tube. The treatment medium falls through the inner tube with a large number of sieve holes and can then be emptied through an opening into a container. In a preferred embodiment, the material to be treated falls out of the sieve-shaped inner tube for quenching directly into an oil bath located underneath.
Eine andere Aus führungs form der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist einen Siebkasten auf, in dessen Inneren sich ein Sieb befindet, das durch mechanische Anregung rüttelnde oder schwingende Bewegungen ausführt. Dabei kann das Sieb entweder separat zu rüttelnden oder schwingenden Bewegungen angeregt werden oder der Siebkasten wird insgesamt zu rüttelnden oder schwingenden Bewegungen angeregt. Der Inhalt der Ofenanlage wird vorzugsweise durch einen Einfüllstutzen in den Siebkasten eingefüllt. Das Behandlungsgut fällt aus dem Siebkasten direkt in das Ölbad.Another embodiment of the device according to the invention has a sieve box, in the interior of which there is a sieve which executes shaking or oscillating movements by mechanical excitation. The sieve can either be separately vibrated or vibrated movements or the sieve box is stimulated overall to vibrate or vibrate. The contents of the furnace system are preferably filled into the sieve box through a filler neck. The material to be treated falls directly from the sieve box into the oil bath.
In einer anderen bevorzugten Ausfuhrungsform fällt das Behandlungsmedium durch das Sieb und das Schüttgut wird mittels Fördereinrichtungen zu einer Austrittsöffnung befördert und nach Austritt aus der Anlage in ein Ölbad verbracht.In another preferred embodiment, the treatment medium falls through the sieve and the bulk material is conveyed to an outlet opening by means of conveying devices and, after exiting the system, is placed in an oil bath.
Zur Verringerung oder Vermeidung von oxidativen Erscheinungen am Schüttgut oder Behandlungsmedium wie auch der Ofenanlage selbst, kann Schutzgas wie Edelgas oder Stickstoff zugeführt werden, damit der Härtungsvorgang unter Schutzgas durchgeführt werden kann. Eine bevorzugte Ausfuhrungsform zeigt Figur 1. Dabei handelt es sich um ein dop- pelwandiges Rohr, das direkt an den Drehretortenofen angebracht werden kann. Das innere Rohr ist als Sieb ausgebildet und drehbar gelagert. Es wird mit einer Kupplung direkt mit der Drehretorte verbunden und durch diese in eine Drehbewegung versetzt. Bei Neigung des Ofens erfolgt die Entleerung des Ofeninhaltes in das Innenrohr, das durch die Drehretorte in eine Drehbewegung versetzt wird. Dabei fällt das Behandlungsmedium durch das Sieb in das äußere Rohr und bewegt sich dort auf die untere Öffnung zu, aus der es in einen Kasten entleert wird, der mit Schutzgas geflutet sein kann, um das Behandlungsmedium vor Oxidation zu schützen.To reduce or avoid oxidative phenomena on the bulk material or treatment medium as well as the furnace system itself, protective gas such as inert gas or nitrogen can be added so that the hardening process can be carried out under protective gas. A preferred embodiment is shown in FIG. 1. This is a double-walled tube that can be attached directly to the rotary oven. The inner tube is designed as a sieve and rotatably mounted. It is connected directly to the turning retort by means of a coupling and is set in rotation by it. When the furnace is inclined, the contents of the furnace are emptied into the inner tube, which is rotated by the rotating retort. The treatment medium falls through the sieve into the outer tube and moves there to the lower opening, from which it is emptied into a box which can be flooded with protective gas in order to protect the treatment medium from oxidation.
Das Schüttgut bewegt sich infolge Neigung des Ofens und Drehbewegung des Innenrohrs auf das Ende des Innenrohrs zu. Dort tritt das Behandlungsgut aus und fällt ins Ölbad. Die gesamte Vorrichtung wird durch zwei Gaszufuhrungen am Außenmantel mit Schutzgas (Stickstoff, Argon) geflutet, um eine Oxidation zu verhindern.The bulk material moves towards the end of the inner tube due to the inclination of the furnace and the rotary movement of the inner tube. The material to be treated emerges there and falls into the oil bath. The entire device is flooded with two gas feeds on the outer jacket with protective gas (nitrogen, argon) to prevent oxidation.
Eine alternative Ausfuhrungsform zeigt Figur 2. Diese Version der Vorrichtung besteht wiederum aus einem doppelwandigen Rohr, das im geneigten Zustand auf einem fahrbaren Gestell montiert ist. Das innere Rohr ist wiederum als Sieb ausgebildet und drehbar gelagert. Es wird von einem eigens dazu auf dem Gestell angebrachten Antrieb in eine Drehbewegung versetzt. Der Ofeninhalt, bestehend aus den zu behandelnden Teilen und dem Behandlungsmedium (Pulver bzw. Granulat), wird in den Einfulltrichter der Anlage entleert. Aus dem Einfülltrichter gelangt das zu trennende Material ins Innenrohr. Durch die Drehbewegung wird das Behandlungsmedium abgesiebt und fällt durch das Sieb in das äußere Rohr und bewegt sich dort auf die untere Öffnung zu, aus der es in einen Kasten entleert wird, der mit Schutzgas geflutet werden kann, um das Behandlungsmedium vor Oxidation zu schützen. Das Schüttgut bewegt sich infolge der Neigung der Anlage und Drehbewegung des Innenrohres auf das Ende des Innenrohres zu. Dort tritt das Behandlungsgut aus und fällt ins Ölbad. Das doppelwandige Rohr wird durch zwei Gaszufuhrungen am Außenmantel mit Schutzgas (Stickstoff, Argon) geflutet, um eine Oxidation des Behandlungsgutes zu verhindern.An alternative embodiment is shown in FIG. 2. This version of the device again consists of a double-walled tube which is mounted in an inclined state on a mobile frame. The inner tube is again designed as a sieve and rotatably mounted. It is rotated by a drive attached to the frame. The contents of the furnace, consisting of the parts to be treated and the treatment medium (powder or granulate), are emptied into the hopper of the system. The material to be separated enters the inner tube from the hopper. The treatment medium is sieved off by the rotary movement and falls through the sieve into the outer tube and moves there towards the lower opening, from which it is emptied into a box which can be flooded with protective gas in order to protect the treatment medium from oxidation. The bulk material moves towards the end of the inner tube due to the inclination of the system and the rotary movement of the inner tube. The material to be treated emerges there and falls into the oil bath. The double-walled pipe is flooded with protective gas (nitrogen, argon) through two gas inlets on the outer jacket to prevent oxidation of the material to be treated.
Eine weitere Ausf hrungsform ist in Fig. 3 dargestellt. Bei dieser Vorrichtung handelt es sich um einen geschlossenen fahrbaren Siebkasten, in dessen Innenraum ein Sieb in schräger Lage eingebaut ist. Über den Einfüllstutzen wird der Ofeninhalt eingefüllt. Das Material fällt auf das Sieb, das eine rüttelnde bzw. schwingende Bewegung vollfuhrt. Diese wird dadurch erzeugt, daß entweder das Sieb allein erregt wird, oder aber der Siebkasten insgesamt in Schwingungen versetzt wird. In diesem Fall ist der Siebkasten auf Gummipuffern oder Federn gelagert. Durch die rüttelnde oder schwingende Bewegung fällt das Behandlungsmedium durch das Sieb in den unteren Teil des Kastens. Das thermochemisch behandelte Schüttgut bewegt sich auf dem geneigten Sieb nach unten und wird durch eine Öffnung in das Ölbad entleert. Der gesamte Siebkasten wird mittels Gaszufuhrungen mit Schutzgas geflutet, um eine Oxidation von Schüttgut und Behandlungsmedium zu vermeiden. Another embodiment is shown in FIG. 3. This device is a closed mobile sieve box, in the interior of which a sieve is installed in an inclined position. The contents of the furnace are filled in via the filler neck. The material falls onto the sieve, which makes a shaking or swinging movement. This is generated by either energizing the sieve alone or by vibrating the sieve box as a whole. In this case the sieve box is mounted on rubber buffers or springs. Due to the shaking or swinging movement, the treatment medium falls through the sieve into the lower part of the box. The thermochemically treated bulk material moves downwards on the inclined sieve and is emptied into the oil bath through an opening. The entire sieve box is flooded with protective gas by means of gas inlets in order to avoid oxidation of bulk material and treatment medium.

Claims

A n s p r ü c h e Expectations
1. Verfahren zum Härten von Schüttgütern direkt nach einer thermochemischen Behandlung in einem Ofen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trennung des Schüttgutes von einem Behandlungsmedium, das aus Pulvern oder Granulaten besteht, während des Entleerens des Ofens erreicht wird, die behandelten Schüttguter direkt in ein Ölbad fallen und das Behandlungsmedium in einen Behälter überführt wird.1. A process for hardening bulk goods directly after a thermochemical treatment in an oven, characterized in that a separation of the bulk goods from a treatment medium, which consists of powders or granules, is achieved while emptying the furnace, the treated bulk goods directly into an oil bath fall and the treatment medium is transferred to a container.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen ein Drehretortenofen ist.2. The method according to claim 1, characterized in that the oven is a rotary retort oven.
3. Drehretortenofen zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2 mit einem äußeren Rohr, in dessen Inneren ein inneres Rohr angeordnet ist und das innere Rohr in seiner Oberfläche eine Vielzahl von Sieblöchern aufweist.3. Rotary retort oven for performing the method according to one of claims 1 or 2 with an outer tube, inside which an inner tube is arranged and the inner tube has a plurality of sieve holes in its surface.
4. Drehretortenofen nach Anspruch 3, bei dem das innere Rohr drehbar gelagert ist.4. Rotary retort oven according to claim 3, wherein the inner tube is rotatably mounted.
5. Drehretortenofen gemäß einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Inhalt der Ofenanlage in das sich drehende Innenrohr eingebracht wird.5. Rotary retort oven according to one of claims 3 or 4, characterized in that the content of the furnace system is introduced into the rotating inner tube.
6. Drehretortenofen gemäß einer der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Behandlungsmedium durch das siebförmige Innenrohr in das Außenrohr fällt und von dort durch eine Öffnung in einen Behälter entleert wird.6. Rotary retort oven according to one of claims 3 to 5, characterized in that the treatment medium through the sieve-shaped inner tube in the Outer tube falls and is emptied from there through an opening into a container.
7. Drehretortenofen gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Behandlungsgut aus dem siebförmigen Innenrohr direkt in das Ölbad fällt.7. rotary retort oven according to one of claims 3 to 6, characterized in that the material to be treated falls directly from the sieve-shaped inner tube into the oil bath.
8. Drehretortenofen zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2 mit einem Siebkasten, in dessen Inneren sich ein Sieb befindet, das rüttelnde oder schwingende Bewegungen ausfuhrt.8. Rotary retort oven for carrying out the method according to one of claims 1 or 2 with a sieve box, in the interior of which there is a sieve, which performs shaking or oscillating movements.
9. Drehretortenofen gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb entweder separat zu rüttelnden oder schwingenden Bewegungen angeregt wird, oder aber der Siebkasten insgesamt zu rüttelnden oder schwingenden Bewegungen angeregt wird.9. Rotary retort oven according to claim 8, characterized in that the screen is either excited to be vibrated or vibrating movements, or the screen box is excited to vibrate or vibrating movements overall.
10. Drehretortenofen gemäß einem der Ansprüche 8 und/oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Inhalt der Ofenanlage durch einen Einfüllstutzen in den Siebkasten eingefüllt wird.10. Rotary retort oven according to one of claims 8 and / or 9, characterized in that the content of the furnace system is filled through a filler neck in the sieve box.
11. Drehretortenofen gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Behandlungsmedium durch das Rüttelsieb fällt und das Behandlungsgut zur Austrittsöffhung bewegt wird, wo es in das Ölbad fällt.11. Rotary retort oven according to one of claims 8 to 10, characterized in that the treatment medium falls through the vibrating screen and the material to be treated is moved to the outlet opening, where it falls into the oil bath.
12. Drehretortenofen gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine oder mehrere Gasdurchführungen Schutzgas zufuhrbar ist, um eine Oxidation von Schüttgut und Behandlungsmedium zu vermeiden. 12. Rotary retort oven according to one of claims 8 to 11, characterized in that protective gas can be supplied through one or more gas bushings in order to avoid oxidation of bulk material and treatment medium.
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