WO2014173494A1 - Method for regulating a thaw point temperature of a heat treatment oven - Google Patents

Method for regulating a thaw point temperature of a heat treatment oven Download PDF

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WO2014173494A1
WO2014173494A1 PCT/EP2014/000892 EP2014000892W WO2014173494A1 WO 2014173494 A1 WO2014173494 A1 WO 2014173494A1 EP 2014000892 W EP2014000892 W EP 2014000892W WO 2014173494 A1 WO2014173494 A1 WO 2014173494A1
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heat treatment
treatment furnace
point temperature
nitrogen
dew point
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PCT/EP2014/000892
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Matthias Bors
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Linde Aktiengesellschaft
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/74Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
    • C21D1/76Adjusting the composition of the atmosphere
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D11/00Process control or regulation for heat treatments

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a dew point temperature of a heat treatment furnace for a heat treatment of workpieces, wherein the heat treatment furnace is operated with at least one fuel gas-oxygen burner, and a heat treatment furnace for a heat treatment of
  • certain material properties can be generated by exposing the workpieces to certain temperatures or temperature gradients.
  • Methods of heat treatment for example, the annealing, curing or tempering, with which the structure of a metal, so the arrangement of the crystallites contained, can be selectively influenced. Properties such as hardness, toughness, cold workability or microstructure homogeneity of the workpieces can be planned in this way.
  • the components of UHS steel can be austenitized in heat treatment plants and then molded in a press and simultaneously cooled and hardened. Components with a strength> 1450MPa can be manufactured in this way.
  • the object which now arises to those skilled in the art is to provide a way to prevent the formation of hydrogen in heat treatment furnaces and associated damage to workpieces manufactured in the heat treatment furnaces.
  • the amount of nitrogen supplied is determined based on an actual value of the dew point temperature determined in the heat treatment furnace.
  • the actual value of the dew point temperature is controlled by this specific amount of nitrogen supplied to a desired value.
  • the target value of the dew point temperature is expediently chosen such that no or hardly formation of hydrogen can occur.
  • the invention is suitable for all types of heat treatment furnaces or heat treatment systems.
  • the heat treatment furnace can be designed as a rotary drum furnace, a roller hearth furnace or a chamber furnace.
  • the invention is based on the recognition that an atmosphere of a
  • Heat treatment furnace made of nitrogen and air has particular advantages.
  • Atmospheric composition has significant advantages over a pure nitrogen atmosphere. True, a pure nitrogen atmosphere in one
  • a nitrogen atmosphere favors the formation of a fine silicon nitride layer on the fabricated workpieces, which in turn increased to an increased Wear of tools that are used to process the finished workpieces (for example, during the forming of heat-treated sheets).
  • the use according to the invention of a nitrogen-air atmosphere for regulating the dew point temperature of the heat treatment furnace prevents or at least reduces the formation of hydrogen in the heat treatment furnace and thus damage to finished workpieces.
  • the reduced nitrogen content in the atmosphere of the heat treatment furnace reduces the reaction of nitrogen with the workpieces compared to the pure nitrogen atmosphere, thereby forming a silicon nitride layer on the workpieces and thus the associated increased wear of tools for machining the workpieces prevented or at least reduced.
  • Dew point temperature changed. Thus, eventually the dew point temperature is changed.
  • Heat treatment furnace can be adjusted accordingly flexible and reliable.
  • the use of a fuel gas oxygen burner for the heat treatment furnace significantly affects the dew point temperature in the heat treatment furnace.
  • the dew point temperature can change greatly within a short time.
  • increases in the dew point temperature can be counteracted quickly and efficiently, and the dew point temperature can be regulated to the desired desired value.
  • the invention is furthermore particularly suitable as a measure for a so-called Flue Gas Management System for reducing exhaust-induced water fractions in heat treatment furnaces.
  • dried air is supplied to the heat treatment furnace.
  • the dried air or a mixture of (ambient) air and dried air can be supplied to the heat treatment furnace.
  • the reduced Proportion of water in dried air can further prevent the formation of hydrogen from the air in the heat treatment furnace.
  • the heat treatment furnace preferably has at least one chamber or zone.
  • chambers can be physically separated units of the heat treatment furnace.
  • zones can also be called
  • the regulation according to the invention of the dew point temperature is carried out for the at least one chamber or zone. Depending on the length and size of the
  • Dew point temperature can be performed over the entire heat treatment furnace as a zone or the heat treatment furnace can be divided into several zones, for each of which the inventive control of
  • Dew point temperature is carried out separately.
  • the dew point temperature control according to the invention is carried out individually and independently of each other for each chamber or zone.
  • the dew point temperature of each chamber or zone can be suitably regulated to a separate, individual desired value.
  • the amount of nitrogen introduced is determined on the basis of the actual value of the dew-point temperature detected in the respective chamber or zone and on the basis of the individual desired value of the dew-point temperature determined for the respective chamber or zone.
  • an amount of supplied air based on the determined in the heat treatment furnace actual value of
  • Dew point temperature is determined such that the actual value of the dew point temperature is controlled by the specific amount of nitrogen supplied and supplied air to the target value.
  • the dew point temperature can thus be regulated even more flexible.
  • the ratio of the nitrogen-air mixture in the heat treatment furnace can be set more flexible and optionally on different workpiece materials are adjusted.
  • an upper limit of the dew point temperature is determined by the amount of air supplied /
  • a lower limit of the dew point temperature is preferably determined by the amount of nitrogen supplied. The set target value is then within the range of lower and upper limit.
  • the dew point temperature to target values between -5 ° C and -60 ° C, in particular between -10 ° C and -40 ° C, regulated.
  • the dew point temperature can be controlled by means of the method according to the invention on the one hand to target values less than a minimum possible dew point temperature for a pure air atmosphere of about -10 ° C.
  • the dew point temperature can be controlled to target values greater than a dew point temperature for a pure nitrogen atmosphere of about -60 ° C.
  • the amount of nitrogen at high speed is the amount of nitrogen at high speed
  • Heat treatment furnace generally be set homogeneously and without significant local variations.
  • a Carbojet process is used to supply the amount of nitrogen.
  • the Carbojet process and associated Carbojet nozzles or Carbojet lances are sold by the applicant. Small amounts of nitrogen are injected at high speeds of up to 250-300 m / s into individual areas of the heat treatment furnace.
  • the accuracy of analyzers as well as homogeneous gas and temperature distribution can be further improved.
  • the heat treatment furnace by means of at least one
  • premixing fuel gas-oxygen burner in particular at least one Hydrogen-oxygen burner, operated.
  • Premixing fuel gas oxygen burners are characterized by a particularly high heat transfer efficiency.
  • a burner head of the premixing fuel gas oxygen burner while a gas mixture of fuel gas and oxygen is already supplied and not only generated in the corresponding burner head.
  • Premixing burners produce particularly hard flames that are suitable for larger surface areas, too
  • Heat treatment furnace affects the dew point temperature in the
  • the dew point temperature of a heat treatment furnace with premixing fuel gas-oxygen burner can be controlled simply and reliably.
  • the invention is not limited to the use of premixing fuel gas-oxygen burners, but is also suitable for the use of, for example, external mixing burners.
  • the use of an oxyfuel burner is possible.
  • an oxy-fuel burner does not use air, but rather an oxygen-rich gas, in particular (virtually) pure oxygen as oxidizer.
  • the workpieces are rapidly heated in the heat treatment furnace for the heat treatment.
  • This procedure is known as "Rapid Heating”. Since workpieces for a "rapid heating” process in a short time to very high
  • Temperatures are heated, in particular premixing fuel gas oxygen burner, in particular Hydropox burner, are suitable for a "rapid heating"
  • the rapid heating significantly affects the dew point temperature within the heat treatment furnace. Therefore, the invention is particularly suitable for a "rapid heating" process.
  • the heat treatment furnace locally different material properties are preferably produced by local heat treatment. This procedure is generally known as "tailored properties". For example, certain areas of a workpiece may be press-hardened, and other areas may be formed such that they have ductility and thus can absorb more energy by plastic deformation.
  • Possibilities for the production of "tailored properties”, ie of such locally different properties, can be, for example, a targeted influencing of alloy components of corresponding semi-finished products, a production of so-called “tailored welded blanks", ie blanks which are made of different materials, partial (local) Heating by means of inductive or conductive heating technologies, a partial tempering of certain areas of the press hardening tools by local heating, a partial tempering of press-hardened components and / or masking of certain component areas
  • Heat treatment furnace in which the respective different properties of the workpieces are produced, different temperatures and different dew point temperatures prevail.
  • the dew point temperatures of the individual zones can be regulated in a particularly simple manner independently of each other.
  • the heat treatment furnace is used for a region-wise austenitization.
  • This procedure is commonly known as tailored austenitizing.
  • different zones of the heat treatment furnace can also have different temperatures and different temperatures in a "tailored austenitizing" process
  • the method according to the invention is also particularly suitable for controlling the dew point temperatures in the course of a tailored austenitizing process.
  • the invention further relates to a heat treatment furnace for a heat treatment of workpieces. Embodiments of the heat treatment furnace according to the invention will be apparent from the above description of the
  • Figure 1 schematically an embodiment of an inventive
  • Heat treatment furnace for a heat treatment of workpieces and
  • Figure 2 schematically shows an embodiment of a method according to the invention as a block diagram.
  • FIG. 1 A preferred embodiment of a heat treatment furnace according to the invention for a heat treatment of workpieces is shown schematically in FIG. 1 and designated by 100.
  • the heat treatment furnace is in this example as a
  • Roller hearth furnace 100 formed.
  • roller hearth furnace 100 On a plurality of rollers 103, workpieces 102 are transported through the roller hearth furnace 100 (from left to right in FIG. 1).
  • the roller hearth furnace 100 has two zones (101 a and 101 b), the
  • Heat treatment technology are separated from each other. In the two zones 101 a and 101 b, two different process steps of the heat treatment of the workpieces 102 take place.
  • the zone 101 a has a premixing fuel gas oxygen burner 105 (shown only schematically). The premixing
  • Fuel gas oxygen burner 105 is in this example as premixing
  • Hydrogen-oxygen burner in particular as a Hydropox burner trained.
  • the Hydropox burner 105 generates in the zone 101 a a comparatively high
  • workpieces 102 When passing through the zone 101a, workpieces 102 are first heated to a high temperature in a short time, in particular according to a "Rapid The workpieces 102 then pass through the holding zone 101 b and are homogenized therein.
  • Roller hearth furnace 100 adapted to an embodiment of a
  • each of the zones 101a and 101b respectively comprise measuring instruments 110a and 110b, which are connected to a computing unit 120, in particular a control unit, for example a control cabinet, indicated by reference numeral 1 10.
  • a computing unit 120 in particular a control unit, for example a control cabinet, indicated by reference numeral 1 10.
  • a control unit for example a control cabinet, indicated by reference numeral 1 10.
  • method step 201 by means of Measuring instruments 1 10a and 1 10b each an actual value of the dew point temperature of the zones 101 a and 101 b determined.
  • an amount of dried air and an amount of nitrogen are determined in the control unit 120 in step 202.
  • a nitrogen-air mixture is determined, which forms the atmosphere of the respective zone 101 a and 101 b of the roller hearth furnace 100.
  • the dew point temperature of the respective zone is changed.
  • the amount of dried air and the amount of nitrogen are determined such that the actual value of the dew point temperature of the respective zones 101 a and 101 b is regulated to a predetermined desired value.
  • the desired values for the two zones 101 a and 101 b may be the same or different.
  • the control unit 120 is connected to a gas control unit 130, indicated by reference numeral 125.
  • the gas control unit leads the specific amount
  • Roller hearth furnace 100 a container for dried air 140 and a container for nitrogen 150, which are respectively connected via lines 141 and 151 to the gas control unit 130.
  • the line 151 includes an evaporator 160.
  • the gas control unit 130 is connected via lines 130a and 130b to the zones 101 a and 101 b and At step 203, the zones 101a and 101b, respectively, are supplied with the amount of dried air and nitrogen.
  • the quantities of dried air and nitrogen can in each case be supplied via separate lines to the zones 101a or 101b or via one or more common lines per zone. If the amounts of nitrogen and dried air to the zones 101 a and 101 b fed via separate lines, the amounts of nitrogen can be supplied to the chambers 101 a and 101 b in particular via a high-speed Carbojet method.
  • the process begins again at step 201 with determining the actual values of the dew point temperatures of the zones 101a and 101b of the roller hearth furnace 100.
  • the dew point temperatures are thus continuously monitored and controlled in real time to the predetermined target values.
  • control unit 120 120 arithmetic unit, control unit

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Abstract

The present invention relates to a method for regulating a thaw point temperature of a heat treatment oven (100) for a heat treatment of workpieces (102), and to a heat treatment oven (100) for a heat treatment of workpieces (102), wherein nitrogen and air are supplied to the heat treatment oven (100) and an amount of supplied nitrogen based on an actual value for the thaw point temperature determined in the heat treatment oven (100) is determined in such a way that the actual value of the thaw point temperature is regulated toward a target value via the amount of supplied nitrogen determined.

Description

Beschreibung  description
Verfahren zur Regelung einer Taupunkttemperatur eines Wärmebehandlungsofens Method for controlling a dew point temperature of a heat treatment furnace
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer Taupunkttemperatur eines Wärmebehandlungsofens für eine Wärmebehandlung von Werkstücken, wobei der Wärmebehandlungsofen mit zumindest einem Brenngas-Sauerstoff-Brenner betrieben wird, sowie einen Wärmebehandlungsofen für eine Wärmebehandlung von The invention relates to a method for controlling a dew point temperature of a heat treatment furnace for a heat treatment of workpieces, wherein the heat treatment furnace is operated with at least one fuel gas-oxygen burner, and a heat treatment furnace for a heat treatment of
Werkstücken. Workpieces.
Stand der Technik State of the art
Bei der Wärmebehandlung von Werkstücken, insbesondere von Metallen, können bestimmte Werkstoffeigenschaften dadurch erzeugt werden, dass die Werkstücke gewissen Temperaturen oder Temperaturverläufen ausgesetzt werden. Verfahren der Wärmebehandlung sind beispielsweise das Glühen, das Härten oder das Anlassen, mit denen das Gefüge eines Metalls, also die Anordnung der enthaltenen Kristallite, gezielt beeinflusst werden kann. Eigenschaften wie Härtegrad, Zähigkeit, Kaltverformbarkeit oder Gefügehomogenität der Werkstücke können auf diese Weise planvoll gestaltet werden. Beispielsweise können die Komponenten aus UHS-Stahl (Ultra hochfester Stahl) in Wärmebehandlungsanlagen austenitisiert und anschließend in einer Presse geformt und gleichzeitig abgekühlt und gehärtet werden. Bauteile mit einer Festigkeit > 1450MPa können auf diese Weise gefertigt werden. In the heat treatment of workpieces, especially metals, certain material properties can be generated by exposing the workpieces to certain temperatures or temperature gradients. Methods of heat treatment, for example, the annealing, curing or tempering, with which the structure of a metal, so the arrangement of the crystallites contained, can be selectively influenced. Properties such as hardness, toughness, cold workability or microstructure homogeneity of the workpieces can be planned in this way. For example, the components of UHS steel (ultra-high-strength steel) can be austenitized in heat treatment plants and then molded in a press and simultaneously cooled and hardened. Components with a strength> 1450MPa can be manufactured in this way.
In solchen Wärmebehandlungsanlagen wird dabei meist eine Atmosphäre aus Luft genutzt, da die Werkstücke zumeist mit Zink oder AISi beschichtet sind und somit einen Schutz gegen Oxidation aufweisen. An den so gefertigten Werkstücken wurden jedoch in der Vergangenheit Schadensfälle in Form von Rissbildungen festgestellt. Eine mögliche Ursache dieser Schäden kann ein erhöhter Anteil diffusiblen In such heat treatment plants usually an atmosphere of air is used because the workpieces are usually coated with zinc or AISi and thus have a protection against oxidation. However, in the past workpieces have been found in the form of cracking in the past. One possible cause of this damage can be an increased proportion of diffusible
Wasserstoffs in Kombination mit der hohen Festigkeit und dem hohen Hydrogen in combination with the high strength and the high
Eigenspannungszustand der Werkstücke sein, wobei der Wasserstoff aus der feuchten Umgebungsluft in dem Wärmebehandlungsofen entsteht. Be the residual stress state of the workpieces, wherein the hydrogen is produced from the moist ambient air in the heat treatment furnace.
Bei der Verbrennung von Brenngas mit Sauerstoff entstehen im Wesentlichen H20 und C02. Wird ein Brenngas-Sauerstoff-Brenner in einem Wärmebehandlungsofen eingesetzt, entstehen bei dessen Betrieb erhebliche Mengen an Wasserdampf, wodurch die Bildung von Wasserstoff im Ofen gefördert wird. When burning fuel gas with oxygen, essentially H 2 0 and C0 2 are formed . Being a fuel gas-oxygen burner in a heat treatment furnace used, produced during its operation significant amounts of water vapor, whereby the formation of hydrogen is promoted in the oven.
Die Aufgabe, die sich dem Fachmann nun stellt, ist es, eine Möglichkeit bereitzustellen, um die Bildung von Wasserstoff in Wärmebehandlungsöfen und damit verbundene Schäden an in den Wärmebehandlungsöfen gefertigten Werkstücken zu verhindern. The object which now arises to those skilled in the art is to provide a way to prevent the formation of hydrogen in heat treatment furnaces and associated damage to workpieces manufactured in the heat treatment furnaces.
Diese Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Regelung einer Taupunkttemperatur eines Wärmebehandlungsofens für eine Wärmebehandlung von Werkstücken sowie durch einen erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsofen für eine Wärmebehandlung von Werkstücken gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Im Zuge eines erfindungsgemäßen Verfahrens werden dem This object is achieved by an inventive method for controlling a dew point temperature of a heat treatment furnace for a heat treatment of workpieces and by a heat treatment furnace according to the invention for a heat treatment of workpieces according to the independent claims. In the course of a method according to the invention are the
Wärmebehandlungsofen Stickstoff und Luft zugeführt, wodurch eine Stickstoff-Luft- Atmosphäre in dem Wärmebehandlungsofen erzeugt wird. Die Menge an zugeführtem Stickstoff wird dabei basierend auf einem in dem Wärmebehandlungsofen bestimmten Ist-Wert der Taupunkttemperatur bestimmt. Der Ist-Wert der Taupunkttemperatur wird durch diese bestimmte Menge an zugeführtem Stickstoff auf einen Soll-Wert geregelt. Der Soll-Wert der Taupunkttemperatur wird dabei zweckmäßig derart gewählt, dass keine oder kaum Bildung von Wasserstoff auftreten kann. Heat treatment furnace nitrogen and air supplied, whereby a nitrogen-air atmosphere is generated in the heat treatment furnace. The amount of nitrogen supplied is determined based on an actual value of the dew point temperature determined in the heat treatment furnace. The actual value of the dew point temperature is controlled by this specific amount of nitrogen supplied to a desired value. The target value of the dew point temperature is expediently chosen such that no or hardly formation of hydrogen can occur.
Die Erfindung eignet sich dabei für sämtliche Arten von Wärmebehandlungsöfen bzw. Wärmebehandlungsanlagen. Insbesondere kann der Wärmebehandlungsofen dabei als ein Drehtrommelofen, ein Rollenherdofen oder als Kammerofen ausgebildet sein. Vorteile der Erfindung The invention is suitable for all types of heat treatment furnaces or heat treatment systems. In particular, the heat treatment furnace can be designed as a rotary drum furnace, a roller hearth furnace or a chamber furnace. Advantages of the invention
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass eine Atmosphäre eines The invention is based on the recognition that an atmosphere of a
Wärmebehandlungsofens aus Stickstoff und Luft besondere Vorteile aufweist. Heat treatment furnace made of nitrogen and air has particular advantages.
Insbesondere wurde im Rahmen der Erfindung erkannt, dass besagte In particular, it has been recognized within the scope of the invention that said
Atmosphärenzusammensetzung erhebliche Vorteile gegenüber einer reinen Stickstoff- Atmosphäre aufweist. Zwar kann eine reine Stickstoff-Atmosphäre in einem Atmospheric composition has significant advantages over a pure nitrogen atmosphere. True, a pure nitrogen atmosphere in one
Wärmebehandlungsofen Bildung von Wasserstoff und somit die Aufnahme von Heat treatment furnace formation of hydrogen and thus the uptake of
Wasserstoff in die Werkstücke und Schäden an den Werkstücken verhindern, allerdings begünstigt eine Stickstoff-Atmosphäre die Bildung einer feinen Silizium- Nitridschicht auf den gefertigten Werkstücken, was wiederum zu einem erhöhten Verschleiß von Werkzeugen führt, mit denen die gefertigten Werkstücke bearbeitet werden (beispielsweise bei der Umformung von wärmebehandelten Blechen). Preventing hydrogen into the workpieces and damage to the workpieces, however, a nitrogen atmosphere favors the formation of a fine silicon nitride layer on the fabricated workpieces, which in turn increased to an increased Wear of tools that are used to process the finished workpieces (for example, during the forming of heat-treated sheets).
Durch die erfindungsgemäße Nutzung einer Stickstoff-Luft-Atmosphäre zur Regelung der Taupunkttemperatur des Wärmebehandlungsofens werden zum Einen die Bildung von Wasserstoff in dem Wärmebehandlungsofen und somit Schäden an gefertigten Werkstücken verhindert oder wenigstens reduziert. Zum Anderen wird durch den reduzierten Anteil an Stickstoff in der Atmosphäre des Wärmebehandlungsofens im Vergleich zur reinen Stickstoff-Atmosphäre die Reaktion des Stickstoffs mit den Werkstücken reduziert, wodurch die Bildung einer Silizium-Nitridschicht auf den Werkstücken und damit der verbundene erhöhte Verschleiß von Werkzeugen zur Bearbeitung der Werkstücke verhindert oder wenigstens reduziert wird. The use according to the invention of a nitrogen-air atmosphere for regulating the dew point temperature of the heat treatment furnace prevents or at least reduces the formation of hydrogen in the heat treatment furnace and thus damage to finished workpieces. On the other hand, the reduced nitrogen content in the atmosphere of the heat treatment furnace reduces the reaction of nitrogen with the workpieces compared to the pure nitrogen atmosphere, thereby forming a silicon nitride layer on the workpieces and thus the associated increased wear of tools for machining the workpieces prevented or at least reduced.
Durch die erfindungsgemäße Zufuhr der bestimmten Menge an Stickstoff wird das Verhältnis der Stickstoff-Luft-Atmosphäre in Abhängigkeit von dem Ist-Wert derBy the inventive supply of the determined amount of nitrogen, the ratio of the nitrogen-air atmosphere in dependence on the actual value of the
Taupunkttemperatur geändert. Somit wird letztendlich auch die Taupunkttemperatur geändert. Im Sinne der Erfindung kann die Taupunkttemperatur in dem Dew point temperature changed. Thus, eventually the dew point temperature is changed. For the purposes of the invention, the dew point temperature in the
Wärmebehandlungsofen demgemäß flexibel und zuverlässig eingestellt werden. Die Nutzung eines Brenngas-Sauerstoff-Brenners für den Wärmebehandlungsofen beeinflusst die Taupunkttemperatur in dem Wärmebehandlungsofen erheblich. Heat treatment furnace can be adjusted accordingly flexible and reliable. The use of a fuel gas oxygen burner for the heat treatment furnace significantly affects the dew point temperature in the heat treatment furnace.
Insbesondere bei einem diskontinuierlichen Betrieb des Brenngas-Sauerstoff-Brenners kann sich die Taupunkttemperatur innerhalb kurzer Zeit stark ändern. Durch die erfindungsgemäße Zuführung von Stickstoff und gegebenenfalls von zusätzlicher Luft kann Erhöhungen der Taupunkttemperatur schnell und effizient entgegengewirkt und die Taupunkttemperatur auf den gewünschten Soll-Wert geregelt werden. In particular, in a discontinuous operation of the fuel gas-oxygen burner, the dew point temperature can change greatly within a short time. By the supply according to the invention of nitrogen and, if appropriate, of additional air, increases in the dew point temperature can be counteracted quickly and efficiently, and the dew point temperature can be regulated to the desired desired value.
Die Erfindung eignet sich des Weiteren insbesondere als eine Maßnahme zu einem sogenannten Flue Gas Management System zur Reduzierung von Abgas induzierten Wasseranteilen in Wärmebehandlungsöfen. The invention is furthermore particularly suitable as a measure for a so-called Flue Gas Management System for reducing exhaust-induced water fractions in heat treatment furnaces.
Vorteilhafterweise wird dem Wärmebehandlungsofen getrocknete Luft zugeführt. Dabei kann dem Wärmebehandlungsofen ausschließlich getrocknete Luft oder eine Mischung aus (Umgebungs-) Luft und getrockneter Luft zugeführt werden. Durch den reduzierten Anteil an Wasser in getrockneter Luft kann der Bildung von Wasserstoff aus der Luft in dem Wärmebehandlungsofen weiter vorgebeugt werden. Advantageously, dried air is supplied to the heat treatment furnace. In this case, only the dried air or a mixture of (ambient) air and dried air can be supplied to the heat treatment furnace. By the reduced Proportion of water in dried air can further prevent the formation of hydrogen from the air in the heat treatment furnace.
Bevorzugt weist der Wärmebehandlungsofen zumindest eine Kammer oder Zone auf. Kammern können dabei beispielsweise physisch voneinander abgegrenzte Einheiten des Wärmebehandlungsofens sein. Zonen können beispielsweise auch als The heat treatment furnace preferably has at least one chamber or zone. For example, chambers can be physically separated units of the heat treatment furnace. For example, zones can also be called
unterschiedliche Bereiche innerhalb einer Kammer ausgebildet sein, die keine feste Begrenzung zueinander besitzen. In den unterschiedlichen Kammern bzw. Zonen herrschen dabei insbesondere unterschiedliche Temperaturen und es laufen insbesondere unterschiedliche Verfahrensschritte der Wärmebehandlung der different areas are formed within a chamber, which have no fixed boundary to each other. In particular, different temperatures prevail in the different chambers or zones and in particular different process steps of the heat treatment of the
Werkstücke ab. Demgemäß können in den unterschiedlichen Kammern bzw. Zonen auch unterschiedliche Taupunkttemperaturen herrschen.  Off workpieces. Accordingly, different dewpoint temperatures can prevail in the different chambers or zones.
Die erfindungsgemäße Regelung der Taupunkttemperatur wird dabei für die zumindest eine Kammer oder Zone durchgeführt. Je nach Länge und Größe der The regulation according to the invention of the dew point temperature is carried out for the at least one chamber or zone. Depending on the length and size of the
Wärmebehandlungsanlage kann die erfindungsgemäße Regelung der Heat treatment plant, the inventive scheme of
Taupunkttemperatur über den kompletten Wärmebehandlungsofen als eine Zone durchgeführt werden oder der Wärmebehandlungsofen kann in mehrere Zonen unterteilt werden, für welche jeweils die erfindungsgemäße Regelung der Dew point temperature can be performed over the entire heat treatment furnace as a zone or the heat treatment furnace can be divided into several zones, for each of which the inventive control of
Taupunkttemperatur separat durchgeführt wird. Insbesondere wird die Dew point temperature is carried out separately. In particular, the
erfindungsgemäße Regelung der Taupunkttemperatur für jede Kammer oder Zone einzeln und unabhängig voneinander durchgeführt. Die Taupunkttemperatur jeder Kammer bzw. Zone kann dabei zweckmäßigerweise auf einen eigenen, individuellen Soll-Wert geregelt werden. Die Menge an zugeführtem Stickstoff wird dabei aufgrund des in der jeweiligen Kammer bzw. Zone erfassten Ist-Werts der Taupunkttemperatur und aufgrund des für die jeweilige Kammer bzw. Zone festgelegten individuellen Soll- Werts der Taupunkttemperatur bestimmt. The dew point temperature control according to the invention is carried out individually and independently of each other for each chamber or zone. The dew point temperature of each chamber or zone can be suitably regulated to a separate, individual desired value. The amount of nitrogen introduced is determined on the basis of the actual value of the dew-point temperature detected in the respective chamber or zone and on the basis of the individual desired value of the dew-point temperature determined for the respective chamber or zone.
Bevorzugt wird zusätzlich zu der Menge an Stickstoff eine Menge an zugeführter Luft basierend auf dem in dem Wärmebehandlungsofen bestimmten Ist-Wert der Preferably, in addition to the amount of nitrogen, an amount of supplied air based on the determined in the heat treatment furnace actual value of
Taupunkttemperatur derart bestimmt, dass der Ist-Wert der Taupunkttemperatur durch die bestimmte Menge an zugeführtem Stickstoff und an zugeführter Luft auf den Soll- Wert geregelt wird. Die Taupunkttemperatur kann somit noch flexibler geregelt werden. Des Weiteren kann somit auch das Verhältnis des Stickstoff-Luft-Gemischs in dem Wärmebehandlungsofen flexibler eingestellt werden und gegebenenfalls an unterschiedliche Werkstückmaterialien angepasst werden. Bevorzugt wird dabei ein oberer Grenzwert der Taupunkttemperatur durch die Menge an zugeführter Luft bestimmt/ Alternativ oder zusätzlich wird bevorzugt ein unterer Grenzwert der Taupunkttemperatur durch die Menge an zugeführtem Stickstoff bestimmt. Der eingestellte Soll-Wert liegt dann innerhalb des Bereichs von unterem und oberem Grenzwert. Dew point temperature is determined such that the actual value of the dew point temperature is controlled by the specific amount of nitrogen supplied and supplied air to the target value. The dew point temperature can thus be regulated even more flexible. Furthermore, thus, the ratio of the nitrogen-air mixture in the heat treatment furnace can be set more flexible and optionally on different workpiece materials are adjusted. Preferably, an upper limit of the dew point temperature is determined by the amount of air supplied / Alternatively or additionally, a lower limit of the dew point temperature is preferably determined by the amount of nitrogen supplied. The set target value is then within the range of lower and upper limit.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Taupunkttemperatur auf Soll-Werte zwischen -5°C und -60°C, insbesondere zwischen -10°C und -40°C, geregelt. Die Taupunkttemperatur kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens einerseits auf Soll-Werte geringer als eine minimal mögliche Taupunkttemperatur für eine reine Luftatmosphäre von ca. -10°C geregelt werden. Andererseits kann die Taupunkttemperatur auf Soll-Werte größer als eine Taupunkttemperatur für eine reine Stickstoff-Atmosphäre von ca. -60°C geregelt werden. In a preferred embodiment of the invention, the dew point temperature to target values between -5 ° C and -60 ° C, in particular between -10 ° C and -40 ° C, regulated. The dew point temperature can be controlled by means of the method according to the invention on the one hand to target values less than a minimum possible dew point temperature for a pure air atmosphere of about -10 ° C. On the other hand, the dew point temperature can be controlled to target values greater than a dew point temperature for a pure nitrogen atmosphere of about -60 ° C.
Vorzugsweise wird die Menge an Stickstoff mit hoher Geschwindigkeit dem Preferably, the amount of nitrogen at high speed is the
Wärmebehandlungsofen zugeführt. Dadurch kann eine homogene Stickstoff-Luft- Atmosphäre in dem Wärmebehandlungsofen erzeugt werden. Die Erfassung des Ist- Werts der Taupunkttemperatur und somit die Analyse der Taupunkttemperatur können somit zuverlässiger und präziser durchgeführt werden. Des Weiteren können die Taupunkttemperatur im Speziellen sowie die Temperatur des Heat treatment furnace supplied. Thereby, a homogeneous nitrogen-air atmosphere can be generated in the heat treatment furnace. The detection of the actual value of the dew point temperature and thus the analysis of the dew point temperature can thus be carried out more reliably and precisely. Furthermore, the dew point temperature in particular and the temperature of the
Wärmebehandlungsofens im Allgemeinen homogen und ohne nennenswerte lokale Schwankungen eingestellt werden. Insbesondere wird für die Zufuhr der Menge an Stickstoff ein Carbojet-Verfahren genutzt. Das Carbojet-Verfahren und zugehörige Carbojet-Düsen bzw. Carbojet- Lanzen werden durch die Anmelderin vertrieben. Dabei werden kleine Mengen an Stickstoff mit hohen Geschwindigkeiten von bis zu 250-300m/s in einzelne Bereiche des Wärmebehandlungsofens eingedüst. Mittels des Carbojet-Verfahrens können Genauigkeit von Analysegeräten sowie homogene Gas- und Temperaturverteilung nochmals verbessert werden. Für eine detaillierte Beschreibung eines Carbojet- Verfahrens sei beispielhaft auf die Druckschrift DE 10 2008 009 818 A1 verwiesen. Heat treatment furnace generally be set homogeneously and without significant local variations. In particular, a Carbojet process is used to supply the amount of nitrogen. The Carbojet process and associated Carbojet nozzles or Carbojet lances are sold by the applicant. Small amounts of nitrogen are injected at high speeds of up to 250-300 m / s into individual areas of the heat treatment furnace. By means of the Carbojet process, the accuracy of analyzers as well as homogeneous gas and temperature distribution can be further improved. For a detailed description of a Carbojet method, reference is made by way of example to the document DE 10 2008 009 818 A1.
Vorzugsweise wird der Wärmebehandlungsofen mittels zumindest eines Preferably, the heat treatment furnace by means of at least one
vormischenden Brenngas-Sauerstoff-Brenners, insbesondere zumindest eines Wasserstoff-Sauerstoff-Brenners, betrieben. Vormischende Brenngas-Sauerstoff- Brenner zeichnen sich durch eine besonders hohe Wärmeübertragungseffizienz aus. Einem Brennerkopf des vormischenden Brenngas-Sauerstoff-Brenners wird dabei bereits ein Gasgemisch aus Brenngas und Sauerstoff zugeführt und nicht erst in dem entsprechenden Brennerkopf erzeugt. Vormischende Brenner erzeugen besonders harte Flammen, die sich dazu eignen, größere Oberflächenbereiche, die auch premixing fuel gas-oxygen burner, in particular at least one Hydrogen-oxygen burner, operated. Premixing fuel gas oxygen burners are characterized by a particularly high heat transfer efficiency. A burner head of the premixing fuel gas oxygen burner while a gas mixture of fuel gas and oxygen is already supplied and not only generated in the corresponding burner head. Premixing burners produce particularly hard flames that are suitable for larger surface areas, too
Vertiefungen oder andere Unregelmäßigkeiten aufweisen können, aufzuschmelzen. Entsprechende Brenner sind auch als sogenannte Hydropox-Brenner bekannt und werden unter dieser Markenbezeichnung durch die Anmelderin vertrieben. Für eine detaillierte Beschreibung des Hydropox-Brenners sei beispielhaft auf das Datenblatt „HYDROPOX®. Optimal glass surface treatment with pre-mixing hydrogen/oxygen burners." der Anmelderin verwiesen. Depressions or other irregularities may have melted. Corresponding burners are also known as so-called Hydropox burners and are sold under this brand name by the applicant. For a detailed description of the Hydropox burner, see for example the data sheet "HYDROPOX®. Optimal glass surface treatment with pre-mixing hydrogen / oxygen burners. "The applicant referenced.
Die Nutzung eines vormischenden Brenngas-Sauerstoff-Brenners für den The use of a premixing fuel gas oxygen burner for the
Wärmebehandlungsofen beeinflusst die Taupunkttemperatur in dem Heat treatment furnace affects the dew point temperature in the
Wärmebehandlungsofen erheblich. Mittels der Erfindung kann die Taupunkttemperatur eines Wärmebehandlungsofens mit vormischendem Brenngas-Sauerstoff-Brenner einfach und zuverlässig geregelt werden. Es sei angemerkt, dass die Erfindung nicht auf die Nutzung von vormischenden Brenngas-Sauerstoff-Brenner beschränkt ist, sondern auch für die Nutzung von beispielsweise außenmischenden Brennern geeignet ist. Alternativ oder zusätzlich ist beispielsweise auch die Nutzung eines Oxyfuel-Brenners möglich. Im Gegensatz zu herkömmlichen Verbrennungsverfahren dient bei einem Oxyfuel-Brenner nicht Luft, sondern ein sauerstoffreiches Gas, insbesondere (nahezu) reiner Sauerstoff als Oxidator.  Heat treatment furnace considerably. By means of the invention, the dew point temperature of a heat treatment furnace with premixing fuel gas-oxygen burner can be controlled simply and reliably. It should be noted that the invention is not limited to the use of premixing fuel gas-oxygen burners, but is also suitable for the use of, for example, external mixing burners. Alternatively or additionally, for example, the use of an oxyfuel burner is possible. In contrast to conventional combustion processes, an oxy-fuel burner does not use air, but rather an oxygen-rich gas, in particular (virtually) pure oxygen as oxidizer.
Vorteilhafterweise werden die Werkstücke in dem Wärmebehandlungsofen für die Wärmebehandlung schnell erhitzt. Dieses Vorgehen ist als "Rapid Heating" bekannt. Da Werkstücke für ein "Rapid Heating" Verfahren in kurzer Zeit auf sehr hohe Advantageously, the workpieces are rapidly heated in the heat treatment furnace for the heat treatment. This procedure is known as "Rapid Heating". Since workpieces for a "rapid heating" process in a short time to very high
Temperaturen erhitzt werden, eignen sich insbesondere vormischende Brenngas- Sauerstoff-Brenner, insbesondere Hydropox-Brenner, für ein "Rapid Heating"  Temperatures are heated, in particular premixing fuel gas oxygen burner, in particular Hydropox burner, are suitable for a "rapid heating"
Verfahren. Durch die schnelle Erhitzung wird die Taupunkttemperatur innerhalb des Wärmebehandlungsofens erheblich beeinflusst. Daher ist die Erfindung besonders geeignet für ein "Rapid Heating" Verfahren. Bevorzugt werden in dem Wärmebehandlungsofen lokal unterschiedliche Werkstoffeigenschaften durch lokale Wärmebehandlung erzeugt. Dieses Vorgehen ist allgemein als "Tailored Properties" bekannt. Beispielsweise können dabei bestimmte Bereiche eines Werkstücks pressgehärtet ausgebildet werden, und andere Bereiche können derart ausgebildet werden, dass diese eine Duktilität aufweisen und somit mehr Energie durch plastische Verformung absorbieren können. Method. The rapid heating significantly affects the dew point temperature within the heat treatment furnace. Therefore, the invention is particularly suitable for a "rapid heating" process. In the heat treatment furnace, locally different material properties are preferably produced by local heat treatment. This procedure is generally known as "tailored properties". For example, certain areas of a workpiece may be press-hardened, and other areas may be formed such that they have ductility and thus can absorb more energy by plastic deformation.
Möglichkeiten zur Erzeugung von "Tailored Properties", also von derartigen lokal unterschiedlichen Eigenschaften, können beispielsweise eine gezielte Beeinflussung von Legierungsbestandteilen entsprechender Halbzeuge sein, eine Herstellung sogenannter "Tailored Welded Blanks", also Platinen, die aus unterschiedlichen Werkstoffen gefügt sind, partielles (örtliches) Erwärmen mittels induktiver oder konduktiver Erwärmungstechnologien, eine partielle Temperierung bestimmter Bereiche der Presshärtewerkzeuge durch lokales Beheizen, ein partielles Anlassen pressgehärteten Bauteile und/oder Maskieren bestimmter Bauteilbereiche um Possibilities for the production of "tailored properties", ie of such locally different properties, can be, for example, a targeted influencing of alloy components of corresponding semi-finished products, a production of so-called "tailored welded blanks", ie blanks which are made of different materials, partial (local) Heating by means of inductive or conductive heating technologies, a partial tempering of certain areas of the press hardening tools by local heating, a partial tempering of press-hardened components and / or masking of certain component areas
Erwärmung (und damit Austenitisierung) zu unterdrücken. Warming (and thus austenitization) to suppress.
Somit können in unterschiedlichen Bereichen bzw. Zonen des Thus, in different areas or zones of the
Wärmebehandlungsofens, in denen die jeweiligen unterschiedlichen Eigenschaften der Werkstücke erzeugt werden, unterschiedliche Temperaturen und unterschiedliche Taupunkttemperaturen herrschen. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens können besonders einfach die Taupunkttemperaturen der einzelnen Zonen individuell und unabhängig voneinander geregelt werden. Heat treatment furnace in which the respective different properties of the workpieces are produced, different temperatures and different dew point temperatures prevail. By means of the method according to the invention, the dew point temperatures of the individual zones can be regulated in a particularly simple manner independently of each other.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Wärmebehandlungsofen für eine bereichsweise Austenitisierung genutzt. Dieses Vorgehen ist allgemein als "Tailored Austenitizing" bekannt. Analog zu einem "Tailored Properties" Verfahren können auch bei einem "Tailored Austenitizing" Verfahren unterschiedliche Zonen des Wärmebehandlungsofens unterschiedliche Temperaturen und unterschiedliche In an advantageous embodiment of the invention, the heat treatment furnace is used for a region-wise austenitization. This procedure is commonly known as tailored austenitizing. Analogous to a "tailored properties" process, different zones of the heat treatment furnace can also have different temperatures and different temperatures in a "tailored austenitizing" process
Taupunkttemperaturen aufweisen. Daher ist das erfindungsgemäße Verfahren auch für die Regelung der Taupunkttemperaturen im Zuge eines "Tailored Austenitizing" Verfahren besonders geeignet. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Wärmebehandlungsofen für eine Wärmebehandlung von Werkstücken. Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsofens ergeben sich aus der obigen Beschreibung des Have dew point temperatures. Therefore, the method according to the invention is also particularly suitable for controlling the dew point temperatures in the course of a tailored austenitizing process. The invention further relates to a heat treatment furnace for a heat treatment of workpieces. Embodiments of the heat treatment furnace according to the invention will be apparent from the above description of the
erfindungsgemäßen Verfahrens in analoger Art und Weise sowie aus dem untigen Ausführungsbeispiel, wobei die dort gezeigten Merkmale auch in Alleinstellung oder in anderen Kombinationen eingesetzt werden können. Method according to the invention in an analogous manner and from the underlying embodiment, wherein the features shown there can also be used alone or in other combinations.
Die Erfindung und ihre Vorteile werden nun anhand der beigefügten Zeichnung weiter erläutert. In dieser zeigt The invention and its advantages will now be explained with reference to the accompanying drawings. In this shows
Figur 1 schematisch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Figure 1 schematically an embodiment of an inventive
Wärmebehandlungsofens für eine Wärmebehandlung von Werkstücken und Figur 2 schematisch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens als ein Blockschaltbild.  Heat treatment furnace for a heat treatment of workpieces and Figure 2 schematically shows an embodiment of a method according to the invention as a block diagram.
Eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsofens für eine Wärmebehandlung von Werkstücken ist in Figur 1 schematisch dargestellt und mit 100 bezeichnet. Der Wärmebehandlungsofen ist in diesem Beispiel als ein A preferred embodiment of a heat treatment furnace according to the invention for a heat treatment of workpieces is shown schematically in FIG. 1 and designated by 100. The heat treatment furnace is in this example as a
Rollenherdofen 100 ausgebildet. Roller hearth furnace 100 formed.
Auf einer Vielzahl von Rollen 103 werden Werkstücke 102 durch den Rollenherdofen 100 (in Figur 1 von links nach rechts) transportiert. On a plurality of rollers 103, workpieces 102 are transported through the roller hearth furnace 100 (from left to right in FIG. 1).
Der Rollenherdofen 100 weist dabei zwei Zonen auf.(101 a und 101 b), die The roller hearth furnace 100 has two zones (101 a and 101 b), the
wärmebehandlungstechnisch voneinander abgegrenzt sind. In den beiden Zonen 101 a und 101 b laufen dabei zwei unterschiedliche Prozessschritte der Wärmebehandlung der Werkstücke 102 ab. Die Zone 101 a weist einen vormischenden Brenngas- Sauerstoff-Brenner 105 (nur schematisch dargestellt) auf. Der vormischende Heat treatment technology are separated from each other. In the two zones 101 a and 101 b, two different process steps of the heat treatment of the workpieces 102 take place. The zone 101 a has a premixing fuel gas oxygen burner 105 (shown only schematically). The premixing
Brenngas-Sauerstoff-Brenner 105 ist in diesem Beispiel als vormischender Fuel gas oxygen burner 105 is in this example as premixing
Wasserstoff-Sauerstoff-Brenner, insbesondere als Hydropox Brenner, ausgebildet. Der Hydropox Brenner 105 erzeugt in der Zone 101 a eine vergleichsweise hohe Hydrogen-oxygen burner, in particular as a Hydropox burner trained. The Hydropox burner 105 generates in the zone 101 a a comparatively high
Temperatur. Beim Durchlaufen der Zone 101 a werden Werkstücke 102 dabei zunächst in kurzer Zeit auf eine hohe Temperatur erhitzt, insbesondere gemäß einem "Rapid Heating" Verfahren. Anschließend durchlaufen die Werkstücke 102 die Haltezone 101 b und werden darin homogenisiert. Temperature. When passing through the zone 101a, workpieces 102 are first heated to a high temperature in a short time, in particular according to a "Rapid The workpieces 102 then pass through the holding zone 101 b and are homogenized therein.
Um zu verhindern, dass sich in den Zonen 101 a bzw. 101 b aus feuchter To prevent that in the zones 101 a and 101 b of humid
Umgebungsluft Wasserstoff bildet, der in die Werkstücke 102 aufgenommen werden kann und somit zu Rissbildungen in den Werkstücken 102 beiträgt, ist der Ambient air forms hydrogen, which can be absorbed in the workpieces 102 and thus contributes to cracking in the workpieces 102 is the
Rollenherdofen 100 dazu eingerichtet, eine Ausführungsform eines Roller hearth furnace 100 adapted to an embodiment of a
erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen, welche in Figur 2 schematisch als ein Blockschaltbild dargestellt ist. Im Zuge dessen wird die Taupunkttemperatur in jeder der Zonen 101 a und 101 b separat voneinander geregelt. to carry out inventive method, which is shown in Figure 2 schematically as a block diagram. In the course of this, the dew point temperature in each of the zones 101 a and 101 b is regulated separately from one another.
Dazu weist jede der Zonen 101 a und 101 b jeweils Messinstrumente 1 10a bzw. 1 10b auf, die mit einer Recheneinheit 120, insbesondere einer Steuereinheit, beispielsweise einem Steuerschrank, verbunden sind, angedeutet durch Bezugszeichen 1 10. In Verfahrensschritt 201 wird dabei mittels der Messinstrumente 1 10a bzw. 1 10b jeweils ein Ist-Wert der Taupunkttemperatur der Zonen 101 a und 101 b bestimmt. For this purpose, each of the zones 101a and 101b respectively comprise measuring instruments 110a and 110b, which are connected to a computing unit 120, in particular a control unit, for example a control cabinet, indicated by reference numeral 1 10. In method step 201, by means of Measuring instruments 1 10a and 1 10b each an actual value of the dew point temperature of the zones 101 a and 101 b determined.
Aufgrund der bestimmten Ist-Werte der Taupunkttemperatur für die Zonen 101 a und 101b wird in Schritt 202 in dem Steuergerät 120 eine Menge an getrockneter Luft und eine Menge an Stickstoff bestimmt. Somit wird ein Stickstoff-Luft-Gemisch bestimmt, welches die Atmosphäre der jeweiligen Zone 101 a bzw. 101 b des Rollenherdofens 100 bildet. Je nach Luft-Anteil bzw. Stickstoff-Anteil des Stickstoff-Luft-Gemischs wird die Taupunkttemperatur der jeweiligen Zone verändert. Die Menge an getrockneter Luft und die Menge an Stickstoff werden dabei derart bestimmt, dass der Ist-Wert der Taupunkttemperatur der jeweiligen Zonen 101 a und 101 b auf einen vorgegebenen Soll-Wert geregelt wird. Die Soll-Werte für die beiden Zonen 101 a und 101 b können sowohl gleich als auch unterschiedlich sein. Based on the determined actual values of the dew point temperature for the zones 101 a and 101 b, an amount of dried air and an amount of nitrogen are determined in the control unit 120 in step 202. Thus, a nitrogen-air mixture is determined, which forms the atmosphere of the respective zone 101 a and 101 b of the roller hearth furnace 100. Depending on the proportion of air or nitrogen content of the nitrogen-air mixture, the dew point temperature of the respective zone is changed. The amount of dried air and the amount of nitrogen are determined such that the actual value of the dew point temperature of the respective zones 101 a and 101 b is regulated to a predetermined desired value. The desired values for the two zones 101 a and 101 b may be the same or different.
Das Steuergerät 120 steht mit einer Gasregeleinheit 130 in Verbindung, angedeutet durch Bezugszeichen 125. Die Gasregeleinheit führt die bestimmte Menge an The control unit 120 is connected to a gas control unit 130, indicated by reference numeral 125. The gas control unit leads the specific amount
Stickstoff und getrockneter Luft den Zonen 101 a und 101 b zu. Dafür weist der Nitrogen and dried air to the zones 101 a and 101 b to. For that, the
Rollenherdofen 100 einen Behälter für getrocknete Luft 140 und einen Behälter für Stickstoff 150 auf, die jeweils über Leitungen 141 bzw. 151 mit der Gasregeleinheit 130 verbunden sind. Die Leitung 151 enthält einen Verdampfer 160. Die Gasregeleinheit 130 ist über Leitungen 130a bzw. 130b mit den Zonen 101 a bzw. 101 b verbunden und führt den Zonen 101a bzw. 101 b in Schritt 203 die Menge an getrockneter Luft und Stickstoff zu. Die Mengen an getrockneter Luft und Stickstoff können dabei jeweils über separate Leitungen den Zonen 101a bzw. 101b zugeführt werden oder über eine oder mehrere gemeinsame Leitungen pro Zone. Werden die Mengen an Stickstoff und getrockneter Luft den Zonen 101 a bzw. 101 b über separate Leitungen zugeführt, können die Mengen an Stickstoff insbesondere über ein Carbojet-Verfahren mit hohen Geschwindigkeiten den Kammern 101a bzw. 101 b zugeführt werden. Roller hearth furnace 100, a container for dried air 140 and a container for nitrogen 150, which are respectively connected via lines 141 and 151 to the gas control unit 130. The line 151 includes an evaporator 160. The gas control unit 130 is connected via lines 130a and 130b to the zones 101 a and 101 b and At step 203, the zones 101a and 101b, respectively, are supplied with the amount of dried air and nitrogen. The quantities of dried air and nitrogen can in each case be supplied via separate lines to the zones 101a or 101b or via one or more common lines per zone. If the amounts of nitrogen and dried air to the zones 101 a and 101 b fed via separate lines, the amounts of nitrogen can be supplied to the chambers 101 a and 101 b in particular via a high-speed Carbojet method.
Angedeutet durch Bezugszeichen 204 beginnt das Verfahren wieder bei Schritt 201 mit dem Bestimmen der Ist-Werte der Taupunkttemperaturen der Zonen 101a und 101 b des Rollenherdofens 100. Die Taupunkttemperaturen werden somit kontinuierlich überwacht und in Echtzeit auf die vorgegebenen Soll-Werte geregelt. Indicated by reference numeral 204, the process begins again at step 201 with determining the actual values of the dew point temperatures of the zones 101a and 101b of the roller hearth furnace 100. The dew point temperatures are thus continuously monitored and controlled in real time to the predetermined target values.
Bezuqszeichenliste LIST OF REFERENCES
100 Wärmebehandlungsofen, Rollenherdofen 100 heat treatment furnace, roller hearth furnace
101a Heizzone 1  101a heating zone 1
101 b Heizzone 2 101 b heating zone 2
102 Werkstücke  102 workpieces
103 Rollen  103 roles
105 vormischender Brenngas-Sauerstoff-Brenner, Hydropox-Brenner 105 premixing fuel gas oxygen burner, Hydropox burner
110 Datenverbindung110 data connection
10a, 110b Messinstrumente  10a, 110b measuring instruments
120 Recheneinheit, Steuereinheit  120 arithmetic unit, control unit
125 Datenverbindung  125 data connection
130 Gasregeleinheit  130 gas control unit
130a, 130b Gasleitungen  130a, 130b gas lines
140 Behälter für trockene Luft 140 containers for dry air
150 Behälter für Stickstoff  150 containers for nitrogen
160 Verdampfer  160 evaporators
141 , 151 Gasleitungen  141, 151 gas pipes
201 bis 204 Verfahrensschritte  201 to 204 method steps

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Regelung einer Taupunkttemperatur eines 1. A method for controlling a dew point temperature of a
Wärmebehandlungsofens (100) für eine Wärmebehandlung von Werkstücken (102), wobei der Wärmebehandlungsofen (100) mit zumindest einem Brenngas- Sauerstoff-Brenner (105) betrieben wird,  A heat treatment furnace (100) for heat treating workpieces (102), wherein the heat treatment furnace (100) is operated with at least one fuel gas oxygen burner (105),
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
- Stickstoff und Luft dem Wärmebehandlungsofen (100) zugeführt werden und - Nitrogen and air are fed to the heat treatment furnace (100) and
- eine Menge an zugeführtem Stickstoff basierend auf einem in dem an amount of supplied nitrogen based on one in the
Wärmebehandlungsofen (100) bestimmten Ist-Wert der Taupunkttemperatur derart bestimmt wird (202), dass der Ist-Wert der Taupunkttemperatur durch die bestimmte Menge an zugeführtem Stickstoff auf einen Soll-Wert geregelt wird.  Heat treatment furnace (100) determined actual value of the dew point temperature is determined (202) such that the actual value of the dew point temperature is controlled by the determined amount of nitrogen supplied to a desired value.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei dem Wärmebehandlungsofen (100) 2. The method of claim 1, wherein the heat treatment furnace (100)
getrocknete Luft zugeführt wird.  dried air is supplied.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Wärmebehandlungsofen (100) 3. The method according to claim 1 or 2, wherein the heat treatment furnace (100)
zumindest eine Kammer oder Zone (101 a, 101 b) aufweist und die Regelung der Taupunkttemperatur für die zumindest eine Kammer oder Zone (101 a, 101 b) durchgeführt wird.  at least one chamber or zone (101 a, 101 b) and the control of the dew point temperature for the at least one chamber or zone (101 a, 101 b) is performed.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zusätzlich zu der 4. The method according to any one of the preceding claims, wherein in addition to the
Menge des Stickstoffs eine Menge an zugeführter Luft basierend auf dem in dem Wärmebehandlungsofen (100) bestimmten Ist-Wert der Taupunkttemperatur derart bestimmt wird (202), dass der Ist-Wert der Taupunkttemperatur durch die bestimmte Menge an zugeführtem Stickstoff und zugeführter Luft auf den Soll- Amount of nitrogen, an amount of supplied air based on the determined in the heat treatment furnace (100) actual value of the dew point temperature is determined (202) that the actual value of the dew point temperature by the specific amount of supplied nitrogen and supplied air to the target -
Wert geregelt wird. Value is regulated.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein oberer Grenzwert der Taupunkttemperatur durch die Menge an zugeführter Luft bestimmt wird. 5. The method according to any one of the preceding claims, wherein an upper limit of the dew-point temperature is determined by the amount of supplied air.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein unterer Grenzwert der Taupunkttemperatur durch die Menge an zugeführtem Stickstoff bestimmt wird. 6. The method according to any one of the preceding claims, wherein a lower limit of the dew-point temperature is determined by the amount of supplied nitrogen.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die 7. The method according to any one of the preceding claims, wherein the
Taupunkttemperatur auf Soll-Werte zwischen -5°C und -60°C, insbesondere zwischen -10°C und -40°C, geregelt wird.  Dew point temperature to target values between -5 ° C and -60 ° C, especially between -10 ° C and -40 ° C, is regulated.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Menge an 8. The method according to any one of the preceding claims, wherein the amount of
Stickstoff mit hoher Geschwindigkeit dem Wärmebehandlungsofen (100) zugeführt wird.  Nitrogen is fed to the heat treatment furnace (100) at high speed.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der 9. The method according to any one of the preceding claims, wherein the
Wärmebehandlungsofen (100) mit zumindest einem vormischenden Brenngas- Heat treatment furnace (100) with at least one premixing fuel gas
Sauerstoff-Brenner (105) betrieben wird. Oxygen burner (105) is operated.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Werkstücke (102) in dem Wärmebehandlungsofen (100) für die Wärmebehandlung schnell erhitzt werden. A method according to any one of the preceding claims, wherein the workpieces (102) are rapidly heated in the heat treatment furnace (100) for the heat treatment.
1 1. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei in dem 1 1. A method according to any one of the preceding claims, wherein in the
Wärmebehandlungsofen (100) lokal unterschiedliche Eigenschaften des  Heat treatment furnace (100) locally different properties of the
Wärmebehandlungsgutes erzeugt werden.  Heat treatment goods are generated.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der 12. The method according to any one of the preceding claims, wherein the
Wärmebehandlungsofen (100) für eine bereichsweise Austenitisierung genutzt wird.  Heat treatment furnace (100) is used for a region-wise Austenitisierung.
13. Wärmebehandlungsofen (100) für eine Wärmebehandlung von Werkstücken (102), wobei der Wärmebehandlungsofen (100) zumindest einen Brenngas-Sauerstoff- Brenner (105) aufweist, 13. A heat treatment furnace (100) for a heat treatment of workpieces (102), wherein the heat treatment furnace (100) has at least one fuel gas oxygen burner (105),
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Wärmebehandlungsofen (100) Mittel aufweist, um  the heat treatment furnace (100) has means to
- dem Wärmebehandlungsofen Luft und Stickstoff zuzuführen (130, 130a, 130b, 140, 141 , 150, 151) und  to supply air and nitrogen to the heat treatment furnace (130, 130a, 130b, 140, 141, 150, 151) and
- eine Ist-Taupunkttemperatur des Wärmebehandlungsofens durch eine Menge an zugeführtem Stickstoff auf einen Soll-Wert zu regeln (1 10a, 1 10b, 120, 130, 130a, 130b, 150, 151). Wärmebehandlungsofen (100) nach Anspruch 13, wobei der - To control an actual dew point temperature of the heat treatment furnace by an amount of supplied nitrogen to a desired value (1 10a, 1 10b, 120, 130, 130a, 130b, 150, 151). A heat treatment furnace (100) according to claim 13, wherein said
Wärmebehandlungsofen zumindest eine Kammer oder Zone (101a, 101b) aufweist und Mittel aufweist, um eine Ist-Taupunkttemperatur der zumindest einen Kammer oder Zone (101a, 101 b) durch eine Menge an zugeführtem Stickstoff auf einen Soll-Wert zu regeln. Heat treatment furnace has at least one chamber or zone (101a, 101b) and means for regulating an actual dew point temperature of the at least one chamber or zone (101a, 101b) by an amount of supplied nitrogen to a desired value.
Wärmebehandlungsofen ( 00) nach Anspruch 13 oder 14, wobei der A heat treatment furnace (00) according to claim 13 or 14, wherein the
Wärmebehandlungsofen (100) zumindest einen vormischenden Brenngas- Sauerstoff-Brenner (105) aufweist. Heat treatment furnace (100) has at least one premixing fuel gas oxygen burner (105).
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US11149327B2 (en) 2019-05-24 2021-10-19 voestalpine Automotive Components Cartersville Inc. Method and device for heating a steel blank for hardening purposes

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT202000013285A1 (en) * 2020-06-04 2021-12-04 Danieli Off Mecc PROCEDURE AND APPARATUS FOR HEATING STEEL PRODUCTS
DE102022118249A1 (en) 2022-07-21 2024-02-01 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Method for adjusting a furnace atmosphere in a heat treatment furnace

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2570503A2 (en) * 2011-09-15 2013-03-20 Benteler Automobiltechnik GmbH Method and device for heating a pre-coated steel circuit board

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008009818A1 (en) 2008-02-19 2009-08-20 Linde Ag Thermally treating steel materials with inert gas, comprises producing inert gas atmosphere in chamber of heat treatment furnace by fluidized carbon dust, and introducing material in furnace chamber and then subjecting to thermal treatment

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2570503A2 (en) * 2011-09-15 2013-03-20 Benteler Automobiltechnik GmbH Method and device for heating a pre-coated steel circuit board

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11149327B2 (en) 2019-05-24 2021-10-19 voestalpine Automotive Components Cartersville Inc. Method and device for heating a steel blank for hardening purposes

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