CH304810A - Furnace with evacuable boiler room. - Google Patents

Furnace with evacuable boiler room.

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CH304810A
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CH
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antechamber
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Deutsche Gold-Und Sil Roessler
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Degussa
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B5/00Muffle furnaces; Retort furnaces; Other furnaces in which the charge is held completely isolated
    • F27B5/04Muffle furnaces; Retort furnaces; Other furnaces in which the charge is held completely isolated adapted for treating the charge in vacuum or special 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D7/00Forming, maintaining, or circulating atmospheres in heating chambers
    • F27D7/06Forming or maintaining special atmospheres or vacuum within heating chambers

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Description

  

  <B>Ofen mit</B>     evakuierbarem        Heizraum.       In vielen Zweigen der     Technik    spielen Ar  beitsvorgänge, die mit     einer        Wärmebehand-          lung    bei mehr oder weniger hohen Tempera  turen unter vielfältig verschiedenartigen Be  dingungen verbunden sind, eine ausschlag  gebende Rolle. Man ist daher seit längerer  Zeit bestrebt, derartige Arbeitsgänge, wie z. B.

         Blankglühen,    Giessen,     Schmelzen,    Sintern oder  auch bei erhöhten Temperaturen     verlaufende     chemische     Umsetzungen,    dadurch möglichst  einfach und     wirtschaftlich    zu gestalten, dass  man kontinuierlich arbeitende Ofenanlagen  benutzt, die unter     möglichst    geringem Ener  gie-     und    Zeitaufwand hohe Durchsätze gestat  ten.

   Aus diesem Grunde sind     für    Prozesse, die       unter        normalem    Druck, sei es an     Luft    oder in       Schutzgasatmosphäre,    durchgeführt werden  können, bereits     kontinuierlich    arbeitende Ofen  anlagen mit Erfolg entwickelt und     in    die       Technik        eingeführt    worden.

   Es hat sich jedoch       gezeigt,    dass die hier angewendeten     Verfah-          rensmassnahmen        und        Vorrichtungen    nicht  ohne weiteres auf solche Öfen zu übertragen  sind, die     unter        vermindertem    Druck, insbeson  dere im Grobvakuum,     Feinvakuurn    oder Hoch  vakuum, arbeiten.

   Nicht     zuletzt    deshalb hat  die Wärmebehandlung im Vakuum, besonders  aber im Hochvakuum, die     in    vielen Fällen  erst     zü    hochwertigen Produkten führt, noch  keinen breiten Eingang in die Arbeitsmethoden  der Technik     gefunden,    Es ist zwar schon be-         kannt,    auch bei     Vakuumöfen        Aufgabevorrich-          tungen    zu benutzen, die es gestatten,

   ohne       Öffnen    und     Belüften    der Öfen Legierungs  zusätze oder dergleichen     einer        Schmelze        zuzu-          geben..    Dabei werden solche Zusätze gleich  zeitig     mit    der     Beschickung    in den Ofenraum  eingeführt und in geeigneten Haltevorrich  tungen, die von     aussen    betätigt werden kön  nen, so lange festgelegt, bis sie in das  ' Schmelzgefäss eingebracht werden können.

    Derartige Vorrichtungen ermöglichen jedoch  keinen fortlaufenden Betrieb bei     Vakuiunöfen;          vielmehr    müssen auch diese Öfen nach Fertig  stellung einer jeden Charge geöffnet, wie  der neu     beschickt,    sodann geschlossen, ausge  pumpt, entgast und wieder aufgeheizt werden.  Besonders beider     Verwendung    von Heizleitern       für    sehr hohe Temperaturen, wie z. B.

   Gra  phit-,     l-folybdän-    oder     Wolframheizkörpern,        ist     die bisherige     Arbeitsweise    äusserst     unvor-          teilhaft,    da die Temperatur der Ofenanlage vor  dem Öffnen weitgehend herabgesetzt werden       muss,

      um eine Zerstörung der empfindlichen  Heizleiter bei der     Belüftung        mi        verhindern.     Bei     Hochtemperaturöfen        kann    diese     Abküh-          lung        gegebenenfalls    lange Zeit erfordern. Es  kommt noch hinzu, dass alle Teile des Ofens  bei jeder Belüftung Gase in grossen Mengen  absorbieren, die bei der Wiederinbetriebnahme  abgepumpt werden müssen.

   Zur Erreichung  hoher Vakua, wie sie für empfindliche Behand-           limgsgüter    unumgänglich notwendig sind, er  geben sich dabei sehr lange     Entgasungszeiten,     innerhalb derer der Ofen nicht     ausgenutzt     werden kann.  



  Die vorliegende     Erfindung    ermöglicht     nun     den Bau eines Ofens für den Betrieb im Hoch  vakuum, Feinvakuum oder auch im Grob  vakuum, der so ausgestaltet ist, dass der unter       Vakuum    stehende Heizraum periodisch be  schickt und entleert werden kann, ohne dass       für        die        Einführung          Beschickung     der Ofen stillgesetzt, abgekühlt und be  lüftet werden muss.  



  Der Ofen gemäss der Erfindung ist da  durch gekennzeichnet, dass dem Heizraum       mindestens    eine     evakiüerbare        Vorkammer    zu  geordnet     ist,    welche einerseits mit dem Heiz  raum     und    anderseits mit dem Freien,     unter          Zwischenschaltung    eines hermetisch abschlie  ssenden, von     aussen    steuerbaren Absperrorgans  derart verbunden ist,

   dass durch wechselweises       Öffnen    und Schliessen der     Absperrorgane          unter    jeweiligem     Evakuieren    der Vorkammer  vor dem Öffnen des Absperrorgans zum     Heiz-          raiun    ein     Durchschleusen    des     Gutes    durch die  Vorkammer ohne wesentliche Änderung des  Druckes     und    der Temperatur des Heizraumes  möglich ist, wobei eine von aussen steuerbare  Einrichtung zur Beförderung des Gutes zwi  schen der Vorkammer und dem     Heizrahm    an  geordnet     ist.     



  Die     Wärmebehandlung    in dem Ofen ge  mäss der Erfindung bietet gegenüber den bis  her bekannten     Vakuumöfen    ausserordentliche  Vorteile. Die     Beschickung    und Entleerung  kann vorgenommen werden, ohne dass der Ofen  abgeschaltet zu werden braucht.

   Es     ist    auch  nicht     notwendig,    das     Vakuum    aufzuheben     und     den     Heizraiun    zu     belüften.    Somit entfällt in       vorteilhafter    Weise jeder     Zeitaufwand    für das  Abkühlen     und    das erneute Auspumpen und  Ausgasen des eigentlichen Heizraumes.

   Da  der     Heizraiun    somit ständig auf der Arbeits  temperatur und unter Vakuum, gegebenen  falls auch     Hochvakuum,    gehalten werden  kann, ist es möglich, bei dem erfindungs  gemässen Ofen sehr hohe     Durchsatzgeschwin-          digkeiten    bei wirtschaftlichem Betrieb im    Hinblick auf den Energie- und Arbeitsauf  wand zu erzielen. Mit dem Ofen nach der vor  liegenden Erfindung lassen sich demnach auch  für die     Wärmebehandlung    im     Vakuum    bzw.  im Hochvakuum alle     Anforderungen    erfüllen,  die von der Technik an derartige Arbeitsvor  gänge gestellt werden.  



  Die beigefügte Zeichnung zeig einige  Ausführungsformen des Erfindungsgegen  standes. -     -          Fig.    1, 2 und 8 zeigen im Mittellängsschnitt  je eine     Ausführungsform    eines Ofens, wogegen  die     Fig.    3 bis 7 in grösserem Massstab je  eine Ausführungsform der Einrichtung zur  Beförderung des Gutes darstellen, und zwar  in gleicher     Darstellung    wie die erstgenannten  Figuren.  



       Fig.    9     zeigt.    in grösserem     Massstab    ein  Schleusenventil.  



  Bei der     Ausführungsform    nach     Fig.    1 weist  der Ofen einen Heizraum 1 auf, der mit Heiz  körpern 2 aus     C'sraphit,        Molybdän    oder  Wolfram beliebig ausgestattet sein kann. Der  Ofenkessel ist     vorteilhaft    doppelwandig     aus-          geführt,    so dass es gegebenenfalls möglich ist,  ihn intensiv zu kühlen. Weiterhin ist es zweck  mässig,, insbesondere für bei hohen Tem  peraturen arbeitende Öfen, im Innern des  Heizraumes Blenden 3, beispielsweise aus  Blechen mit blanker Oberfläche, als Strah  lungsschutz     für    die     Heizraumwandungen    vor  zusehen.

   Von besonderer     Bedeutung    sind der  artige Blenden zur Abschirmung der Zugänge  zum Ofenraum, sie sieh in axialer Richtung  vor und hinter     dem    Heizraum 1 befinden.     'Um     die Einführung und Entnahme der     Beschik-          kung    durch diese Zugänge zu     eimöglichen,     werden     dort    die Blenden beweglich, das heisst.  von aussen verschiebbar oder ausklappbar an  geordnet. Derartige bewegliche Blenden sind  in     Fig.    1 an je von aussen. drehbaren, zur Ofen  achse parallelen Achsen 4 bzw. 5 fliegend be  festigt     dargestellt.     



  Dem Heizraum 1 ist. am einen Ende eine  V     akutunkammer    6 vorgeschaltet, die mit einer  ebenfalls von aussen zu     betätigenden        Beschik-          kungsvorrichtung    7 versehen ist.     .Diese    er  möglicht es; einen Beschickungsbehälter 8, z: B.      einen Tiegel mit Schmelzgut, nach     Öffnung     des Schleusenventils 9 in die Heizkammer 1  einzuführen. Es ist     vorteilhaft,    die     Beschik-          hing    in der Vorkammer 6 zunächst weitgehend  zu entgasen, -um mit ihr keine grösseren Gas  mengen in die unter Vakuum oder sogar unter  Hochvakuum stehende Heizkammer 1 einzu  schleppen.

   Auch am andern Ende der     Heiz-          kammer    1. befindet sich ein Schleusenventil  10, das eine Entnahmekammer 11 verschliess  bar mit der Heizkammer 1 verbindet. Die Ent  nahmekammer '11 ist mit einer Entnahme  vorrichtung 12 versehen, beispielsweise in Ge  stalt eines von aussen     absenkbaren    Kolbens,  der zur Entnahme     durch    das geöffnete Schleu  senventil 10 in die Heizkammer 1 eingeführt  werden kann und dort den Beschickungsbehäl  ter aufnimmt. Die Halterung und .Zentrie  rung des     Beschickungsbehälters    8 im Heiz  raum kann in beliebiger Weise, z.

   B. durch  eine ebenfalls von aussen zu betätigende     Halte-          v        orrichtung    13, vorgenommen werden. Die  Heizkammer 1 ist ebenso wie die Vorkammer  6 und die Entnahmekammer 11 mit Anschlüs  sen 15, 14 und 16 für den Anschluss von     Va-          kuumpiunpen    versehen. Zur     Beobachtung    des  Chargier- bzw. Entnahmevorganges und zur  Durchführung von Temperaturmessungen be  findet sich am Ofenkessel ein Schauloch 17.  



  Nach der in     Fig.    2 veranschaulichten Aus  führungsform     kan    der Ofen auch derart aus  gestaltet werden, dass die Beschickung, z. B.  das     Schmelzgrit,    das periodisch in den     Heiz-          raum    eingeführt     wird,    in diesem in eine Ko  kille vergossen werden kann. Auch die Ko  kille kann periodisch in eine entsprechend  dimensionierte     Vakuimikammer    ausgefahren  und nach Belüftung aus dieser entnommen  werden. Als Wärmebehandlungsraum ist eine  Heizkammer 18 vorgesehen, die mit einer     Heiz-          vorrichtung    19 versehen ist.

   Die.     Heizvorrich-          tung    19 umschliesst einen Schmelztiegel 20 und  ist gegen den Wärmebehandlungsraum in an  sich bekannter Weise isoliert. Sie ist an einer  waagrechten, drehbaren     Achse    21 befestigt       -und    mitsamt dem Schmelztiegel 20 durch Dre  hen der Achse 21 kippbar angeordnet. Das  Drehen der Achse 21 erfolgt von aussen mit    Hilfe eines an der Achse 21 befestigten       Schneckenrädsegmentes    22 über eine mit die  sem in Eingriff stehende     Schneckenspindel    23.  



  Unterhalb der Heizvorrichtung 19 befin  det sich eine senkrechte Kokille 24, die er  forderlichenfalls mit Hilfe der     Heizvorrich-          tung    25 erhitzt und gegen den Ofenraum  durch die     Ummantelung    26 isoliert sein kann.  Die     Einbringung    des Schmelzgutes in die       Heizvorrichtung    erfolgt nach vorherigem       Evakuieren    einer     Vorkammer    27 mit Hilfe  einer     Beschickungsvorrichtung    28 nach öff  nen eines von aussen     betätigbaren    Schleusen  ventils 29, wobei das Schmelzgut in den um  90  gekippten Schmelztiegel 20 eingeschoben  wird.

   Nach Beendigung des Gusses und ge  gebenenfalls Erkalten des     Kokilleninhaltes     wird die Kokille 24 nach Ausschwenken einer  von aussen bewegbaren Blende 30 und Öffnen  eines Schleusenventils 31 in eine evakuierte  Entnahmekammer 32 ausgefahren, wozu eine  Entnahmevorrichtung 33 dient, die in ähn  licher Weise ausgestaltet sein kann, wie in       Fig.    1 bezüglich der Vorrichtung 12 beschrie  ben wurde. Aus der Entnahmekammer 32  kann die Kokille mit dem     Gussstück    nach Ab  kühlung und Belüftung der Kammer ent  nommen werden.

   Darauf wird diese wiederum  evakuiert und auf     umgekehrtem    Wege eine  frische Kokille für einen neuen     Güss    in den  Heizraum eingeführt, nachdem die Kammer  27 ebenfalls erneut mit frischem Schmelzgut  beschickt ist. Stattdessen kann auch der ent  leerte     Schmelztiegel    20 über die Beschickungs  vorrichtung 28 durch die Vorkammer 27     ent-          nommeu    und ein neuer Tiegel     mit    Schmelzgut  umgekehrt in die     Heizvorrichtung    19     einge-          führt    werden.

   Diese Arbeitsweise empfiehlt  sich besonders bei pulverförmigem oder     klein-          stückigem    Schmelzgut. Der Schmelz- und  Giessvorgang lässt sich auch bei dieser Aus  führungsform des Ofens durch in geeigneter  Weise angebrachte Schaulöcher 34 beobachten.  



  Bei der Ausführungsform nach     Fig.    3 be  deutet 35 den untern Teil einer     evakuierbaren     Vorkammer, wie z. B. der     Entnahmekammer    11  oder 32 der     Ausführungsformen    nach den       Fig.    1 bzw. 2. Innerhalb dieser Vorkammer      befindet sich     ein    Hubstempel 36, der zur Ent  nahme einer     Kokille    oder eines Schmelztiegels       aus    dem Ofenraum oder auch zur     Durch-          führung    entsprechend umgekehrter Arbeits  gänge     dienen    kann.

   Der Hubstempel ist au       einer    Wandermutter 37 befestigt, die mit  zwei senkrechten,     innerhalb    des Vorkammer  teils 35 gelegenen Spindeln 38 und 39 im Ein  griff steht. Die Spindeln sind durch den  Boden des Kammerteils 35 drehbar aber luft  dicht schliessend hindurchgeführt und über ein  Zahnradgetriebe 40 gemeinsam mit einem Mo  tor 41 verbunden, so dass durch Laufenlassen  des Motors im einen oder andern Drehsinn der  Stempel 36 gehoben oder     gesenkt    werden kann.

    Vermöge     dieser        Anordnung    der Spindeln kann  das eigentliche Transport- oder Beschickungs  element, welches mit dem Stempel verschoben  werden soll, wesentlich kürzer gehalten wer  den, als     wenn    der gesamte     Spindelantrieb          ausserhalb    der Vorkammer     angeordnet    und  nur der Hubstempel durch deren Wand     hin-          durchgeführt    wäre.

   Die Folge davon ist, dass  eine wesentlich bessere und sichere Führung  des Hubstempels gewährleistet werden kann,  die gerade bei der Beschickung verhältnis  mässig empfindlicher Apparaturen, wie sie  derartige     Hochvakuumöfen    darstellen, eine  wesentliche Rolle spielt.    Bei der     Ausführungsform    gemäss     Fig.    4 ist  wieder im     Vorkammerteil    35 ein Hubstempel  angeordnet, dessen Schaft     irrmittelbar    als       Schraubenspindel    ausgebildet ist, welche mit  einer drehbar, aber     unverschiebbar    innerhalb  des Kammerteils 35 gelagerten     #vf.utter    43 in  Eingriff steht.

   Die Mutter 43 ist als     Schnek-          kenrad    ausgebildet und steht mit einer     Schnek-          kenspindel    44 in Eingriff, welche von der       Kammeraussenseite    in nicht dargestellter  Weise drehbar ist.    Bei der Ausführungsform nach     Fig.    5 ist       wiederum.    im     Vorkammerteil    35 ein Hubstem  pel 45 heb-     und    senkbar gelagert und mittels  seitlichen Rollen 46 geführt.

   Am     intern    Ende  des Stempels greift ein     Seilzug    47 an, der  über     Umlenkrollen    48 zu     einer    Winde 49     ge-          führt    ist. Die Winde ist von der Kammer-         aussenseite    drehbar, so dass durch deren Be  tätigung der Stempel gehoben und gesenkt  werden kann.  



  Bei der     Ausführungsform    nach     Fig.    6, die  sich durch besondere Einfachheit auszeichnet,  lässt sich die     Bewegung    eines Hubstempels 50  im     Vorkammerteil    35 hydraulisch     bewerkstel-          ligen,    indem dieser     Vorkammerteil    35 als dop  pelseitig wirksamer Zylinder ausgebildet ist,  in welchem ein am untern     Schaftende    des  Stempels 50 sitzender Kolben 51 gelagert ist.  Oben ist der Zylinder durch eine Querwand  52 nach dem Ofenraum hin verschlossen, durch       welehe    der     Hubstempelschaft    hindurchgeführt  ist.

   Das     Druckmedium    kann durch Rohrstut  zen 53 und 54 in den Zylinder eingelassen  bzw. aus diesem ausgelassen werden, so dass  der Stempel 50     wahlweise    gehoben und ge  senkt werden kann.    Bei der Ausführungsform nach     Fig.    7 be  steht der besondere Vorteil, dass jegliche     öff-          nung    in der     Vorkammerwand    für die Durch  führung bewegter Teile fortfallen kann.

   Bei  dieser Ausführungsform ist. ein Hubstempel  55 im     Vorkammerteil    35 durch elektromagne  tische Einwirkung bewegbar, indem aussen ein  den     Vorkammerteil    35 umgebender, ringförmi  ger Elektromagnet 56 mit nicht gezeichnetem       Rückschliiss    auf- und abwärts bewegbar ge  führt ist. Dieser Elektromagnet 56 wirkt auf  ein mit dem     Hubstempelschaft    fest verbun  denes     Kernstüek    57 ein und vermittelt so die  Bewegung des Hubstempels. Diese Ausbildung  der     Transport-    bzw.     Beschiekungsvorrichtung     zeichnet sich durch hervorragende Betriebs  sicherheit aus.  



  In Verbindung mit den     Beschickungs-    und       Transporteinrichtungen    hat es sich als zweck  mässig erwiesen, in den Öfen feststellbare Vor  richtungen, wie z. B. Klapptische, zum Auf  setzen bzw. Halten des Glühgutes vorzusehen,       wie    eine solche beispielsweise in     Fig.    8 darge  stellt ist. Hier bedeutet 58 den Ofenkörper,  in dessen Innern sich die     Heizvorrichtung    59  befindet. Unterhalb des Heizraumes ist ein  hufeisenförmiger Klapptisch 60 angeordnet,  der eine     Aussparung    für den Durchgang des      Hubstempels 61 trägt und das im     Glühraum     befindliche Gut aufnehmen und haltern kann.  



  Die Beschickung des     Tiegels    kann entgegen  der Darstellung in     Fig.    2 auch durch eine  auf dem Deckel des Ofens oder einer andern  geeigneten Stelle desselben angebrachte Be  schickungskammer erfolgen.  



  Das in     Fig.    9 dargestellte Schleusenventil  weist einen quer     zuun        Durchschleusumgskanal     62     angeordneten    Absperrschieber 63 auf, der  fliegend an einer Zahnstange 64 sitzt. Letztere  ist längsverschiebbar in einem Querkanal 65  gelagert und steht mit einem     Zahnritzel    66 in  Eingriff. Dieses sitzt auf einer drehbar ge  lagerten Welle 67, die durch eine Stoffbüchse  68 hindurch nach aussen geführt ist und am  .freien Ende eine     Handkurbel    69 trägt.  



  Durch Drehen der Handkurbel 69 lässt sich  der Absperrschieber 63 von der in     Fig.    9 dar  gestellten Schliesslage in eine, den Schleusen  kanal 62 freigebende     Offenlage        verschieben     und nach Durchschleusen des Gutes durch  Drehen der Handkurbel 69 in der entgegen  gesetzten Richtung wieder in die Schliesslage  verbringen, in welcher der Schleusenkanal 62  luftdicht durch den Absperrschieber 63 ver  schlossen ist.



  <B> Oven with </B> evacuable boiler room. In many branches of technology, work processes that are associated with heat treatment at more or less high temperatures under a variety of different conditions play a crucial role. It is therefore endeavored for a long time, such operations, such. B.

         Bright annealing, casting, melting, sintering or chemical reactions that take place at elevated temperatures can be made as simple and economical as possible by using continuously operating furnace systems that allow high throughputs with as little energy and time as possible.

   For this reason, continuously operating furnace systems have already been successfully developed and introduced into technology for processes that can be carried out under normal pressure, be it in air or in a protective gas atmosphere.

   It has been shown, however, that the procedural measures and devices used here cannot simply be transferred to ovens that operate under reduced pressure, in particular in a rough vacuum, fine vacuum or high vacuum.

   Not least because of this, heat treatment in a vacuum, but especially in a high vacuum, which in many cases only leads to high-quality products, has not yet found wide acceptance in the working methods of technology. It is already known that feeding devices can also be used with vacuum furnaces use that allow

   without opening and ventilating the furnaces alloy additives or the like to add to a melt .. Such additives are introduced into the furnace chamber at the same time as they are charged and fixed in suitable holding devices that can be operated from the outside until they can be introduced into the 'melting vessel.

    However, such devices do not allow continuous operation in vacuum furnaces; Rather, these ovens must also be opened after each batch has been completed, like the newly charged one, then closed, pumped out, degassed and reheated. Especially when using heating conductors for very high temperatures, such as B.

   Graphite, l-folybdenum or tungsten heating elements, the previous mode of operation is extremely disadvantageous, since the temperature of the furnace system must be largely reduced before opening,

      to prevent destruction of the sensitive heating conductors during ventilation mi. In the case of high-temperature furnaces, this cooling process can take a long time. In addition, all parts of the furnace absorb large quantities of gases each time it is ventilated, which must be pumped out when it is started up again.

   In order to achieve high vacuums, which are indispensable for sensitive items to be treated, there are very long degassing times during which the furnace cannot be used.



  The present invention now enables the construction of a furnace for operation in high vacuum, medium vacuum or even in rough vacuum, which is designed so that the heating room under vacuum can be periodically sent and emptied without charging the furnace for the introduction must be shut down, cooled down and ventilated.



  The furnace according to the invention is characterized in that at least one evakuiable antechamber is assigned to the heating room, which is connected on the one hand to the heating room and on the other hand to the open air, with the interposition of a hermetically sealed, externally controllable shut-off device in such a way that

   that by alternately opening and closing the shut-off devices while evacuating the antechamber before opening the shut-off device to the heating room, it is possible to pass the goods through the antechamber without a significant change in the pressure and temperature of the heating room, with an externally controllable device for transport of the goods between the antechamber and the heating frame is arranged.



  The heat treatment in the furnace according to the invention offers extraordinary advantages over the previously known vacuum furnaces. Loading and unloading can be carried out without having to switch off the furnace.

   It is also not necessary to break the vacuum and ventilate the heating room. This advantageously eliminates the need for any time spent cooling and renewed pumping out and outgassing of the actual boiler room.

   Since the heating room can thus be kept constantly at the working temperature and under vacuum, if necessary also high vacuum, it is possible to achieve very high throughput rates with the furnace according to the invention with economical operation in terms of energy and labor . With the furnace according to the present invention, therefore, all requirements for heat treatment in a vacuum or in a high vacuum can be met that are placed on such Arbeitsvor processes by technology.



  The accompanying drawing shows some embodiments of the subject invention. 1, 2 and 8 each show an embodiment of an oven in a central longitudinal section, whereas FIGS. 3 to 7 each show an embodiment of the device for conveying the goods on a larger scale, in the same representation as the first-mentioned figures.



       Fig. 9 shows. a sluice valve on a larger scale.



  In the embodiment of FIG. 1, the furnace has a heating chamber 1, which can be equipped with heating bodies 2 made of C'sraphite, molybdenum or tungsten as desired. The furnace kettle is advantageously double-walled so that it may be possible to cool it intensively. It is also useful, especially for ovens operating at high temperatures, in the interior of the boiler room screens 3, for example made of metal sheets with a bare surface, as a radiation protection for the boiler room walls.

   The screens for shielding the entrances to the furnace chamber are of particular importance; they are located in front of and behind the heating chamber 1 in the axial direction. In order to allow the load to be introduced and removed through these entrances, the panels are movable there, that is to say. Can be moved from the outside or folded out in an organized manner. Such movable panels are in Fig. 1 on each from the outside. rotatable axes 4 and 5 parallel to the furnace axis are shown on the fly.



  The boiler room 1 is. at one end a V acute chamber 6 is connected upstream, which is provided with a loading device 7 which can also be operated from the outside. .This makes it possible; a charging container 8, for example a crucible with melting material, to be introduced into the heating chamber 1 after the lock valve 9 has been opened. It is advantageous to initially largely degas the feed in the antechamber 6, in order not to drag large amounts of gas into the heating chamber 1, which is under vacuum or even under high vacuum.

   At the other end of the heating chamber 1 there is also a sluice valve 10 which connects a removal chamber 11 with the heating chamber 1 in a closable manner. The Ent acquisition chamber '11 is provided with a removal device 12, for example in the form of a lowerable piston from the outside, which can be inserted into the heating chamber 1 for removal through the open Schleu senventil 10 and receives the Beschickungsbehäl ter there. The bracket and .Zentrie tion of the loading container 8 in the heating room can be in any way, for.

   B. by a holding device 13, which can also be operated from the outside, can be carried out. The heating chamber 1, like the antechamber 6 and the removal chamber 11, is provided with connections 15, 14 and 16 for the connection of vacuum pumps. There is a viewing hole 17 on the furnace chamber for observing the charging or removal process and for performing temperature measurements.



  According to the embodiment illustrated in FIG. 2, the furnace can also be designed in such a way that the charge, e.g. B. the fused grit, which is periodically introduced into the boiler room, can be potted in this in a Ko kille. The Ko kille can also be periodically extended into an appropriately sized vacuum chamber and removed from it after ventilation. A heating chamber 18, which is provided with a heating device 19, is provided as the heat treatment space.

   The. Heating device 19 encloses a crucible 20 and is insulated from the heat treatment space in a manner known per se. It is attached to a horizontal, rotatable axis 21 -and together with the crucible 20 by Dre hen the axis 21 is tiltable. The axis 21 is rotated from the outside with the aid of a worm wheel segment 22 attached to the axis 21 via a worm spindle 23 which is in engagement with the SEM.



  Below the heating device 19 there is a vertical mold 24 which, if necessary, can be heated with the aid of the heating device 25 and insulated from the furnace space by the casing 26. The melting material is introduced into the heating device after prior evacuation of an antechamber 27 with the aid of a charging device 28 after opening an externally actuated lock valve 29, the melting material being pushed into the crucible 20 tilted by 90 °.

   After the casting is complete and the contents of the mold have cooled down, if necessary, the mold 24 is extended into an evacuated removal chamber 32 after swiveling out an externally movable shutter 30 and opening a lock valve 31, for which purpose a removal device 33 is used, which can be designed in a similar way as in Fig. 1 with respect to the device 12 was described ben. From the removal chamber 32, the mold with the casting can be removed after cooling and ventilation of the chamber.

   This is then evacuated in turn and, in the opposite direction, a fresh mold for a new casting is introduced into the heating room after the chamber 27 has also been charged again with fresh melt material. Instead, the emptied crucible 20 can also be removed via the charging device 28 through the antechamber 27 and a new crucible with melted material can be reversed into the heating device 19.

   This working method is particularly recommended for powdery or small pieces of melt. The melting and casting process can also be observed in this embodiment of the furnace through inspection holes 34 made in a suitable manner.



  In the embodiment of FIG. 3 be 35 indicates the lower part of an evacuable antechamber, such. B. the removal chamber 11 or 32 of the embodiments according to FIGS. 1 or 2. Inside this antechamber there is a lifting ram 36 which is used to remove a mold or a crucible from the furnace space or to carry out correspondingly reverse operations can.

   The lifting ram is attached to a traveling nut 37, which is a grip with two vertical spindles 38 and 39 located within the prechamber part 35. The spindles are rotatably guided through the bottom of the chamber part 35, but are air-tight, and are jointly connected to a motor 41 via a gear transmission 40, so that the ram 36 can be raised or lowered by running the motor in one direction or the other.

    By virtue of this arrangement of the spindles, the actual transport or loading element that is to be moved with the punch can be kept much shorter than if the entire spindle drive were arranged outside the antechamber and only the lifting punch would be passed through its wall.

   The consequence of this is that a much better and more reliable guidance of the lifting ram can be guaranteed, which plays an essential role in the loading of relatively moderately sensitive apparatus, such as those represented by high vacuum ovens. In the embodiment according to FIG. 4, a lifting ram is again arranged in the antechamber part 35, the shaft of which is designed as a screw spindle, which engages with a vf.utter 43 that is rotatably but immovably mounted within the chamber part 35.

   The nut 43 is designed as a worm wheel and is in engagement with a worm spindle 44 which is rotatable from the outside of the chamber in a manner not shown. In the embodiment of FIG. 5 is again. in the antechamber part 35 a Hubstem pel 45 can be raised and lowered and guided by means of lateral rollers 46.

   At the internal end of the ram, a cable 47 engages, which is led to a winch 49 via pulleys 48. The winch can be rotated from the outside of the chamber, so that the ram can be raised and lowered by actuating it.



  In the embodiment according to FIG. 6, which is characterized by its particular simplicity, the movement of a lifting ram 50 in the prechamber part 35 can be accomplished hydraulically in that this prechamber part 35 is designed as a double-sided cylinder in which a cylinder at the lower shaft end of the ram 50 seated piston 51 is mounted. At the top, the cylinder is closed by a transverse wall 52 towards the furnace space, through which the lifting ram shaft is passed.

   The pressure medium can zen 53 and 54 through Rohrstut in the cylinder or be discharged from this, so that the punch 50 can optionally be raised and lowered ge. The embodiment according to FIG. 7 has the particular advantage that any opening in the antechamber wall for the passage of moving parts can be omitted.

   In this embodiment is. a lifting ram 55 in the prechamber part 35 movable by electromagnetic action by the outside of a ring-shaped electromagnet 56 surrounding the prechamber part 35 with a non-illustrated return path which can be moved up and down. This electromagnet 56 acts on a core piece 57 firmly connected to the lifting ram shaft and thus mediates the movement of the lifting ram. This training of the transport or loading device is characterized by excellent operational reliability.



  In connection with the loading and transport facilities, it has proven to be useful, in the ovens detectable before directions, such. B. Folding tables to put on or to hold the material to be annealed, such as such for example in Fig. 8 Darge provides. Here, 58 means the furnace body, inside of which the heater 59 is located. A horseshoe-shaped folding table 60 is arranged below the heating room, which has a recess for the passage of the lifting ram 61 and can accommodate and hold the goods located in the glowing room.



  The charging of the crucible can, contrary to the illustration in FIG. 2, also be carried out by a loading chamber attached to the lid of the oven or another suitable location.



  The sluice valve shown in FIG. 9 has a gate valve 63 which is arranged transversely to the passage 62 and which sits overhung on a toothed rack 64. The latter is mounted to be longitudinally displaceable in a transverse channel 65 and is in engagement with a pinion 66. This sits on a rotatably ge superimposed shaft 67, which is guided through a sleeve 68 to the outside and a hand crank 69 at the .frei end.



  By turning the hand crank 69, the gate valve 63 can be moved from the closed position shown in FIG. 9 into an open position releasing the lock channel 62 and, after the goods have been passed through, by turning the hand crank 69 in the opposite direction, they return to the closed position. in which the lock channel 62 is closed airtight by the gate valve 63 ver.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Ofen mit evakuierbarem Heizra-un zur Wärmebehandlung eines eingesetzten Gutes unter Vakuum, dadurch gekennzeichnet, dass dem Heizraum mindestens eine evakuierbare Vorkammer zugeordnet ist, welche einerseits mit dem Heizraum und anderseits mit dem Freien, unter Zwischenschaltung eines her metisch abschliessenden, von aussen steuerbaren Absperrorgans derart verbunden ist, PATENT CLAIM Oven with evacuable heating for the heat treatment of an inserted product under vacuum, characterized in that at least one evacuable antechamber is assigned to the heating room, which on the one hand connects to the boiler room and on the other to the outside, with the interposition of a heretically closing, externally controllable shut-off device is so connected dass durch wechselweises Öffnen und Schliessen der Absperrorgane unter jeweiligem Evakuieren der Vorkammer vor dem Öffnen des Absperr- organes zum Heizraum ein Ditzchschleusen des Gutes durch die Vorkammer ohne wesentliche Änderung des Druckes und der Temperatur des Heizraumes möglich ist, wobei eine von aussen steuerbare Einrichtung zur Beförde rung des Gutes zwischen der Vorkammer und dem Heizraum angeordnet ist. UNTERANSPRÜCHE 1. that by alternately opening and closing the shut-off devices while evacuating the antechamber before opening the shut-off device to the heating room, a Ditzch sluice of the goods through the antechamber is possible without a significant change in the pressure and temperature of the heating room, with an externally controllable device for conveyance tion of the goods is arranged between the antechamber and the boiler room. SUBCLAIMS 1. Ofen nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass er zwei Vorkammern auf weist, von denen die eine zum Einbringen des zu behandelnden Gutes in den Heizraum und die andere zum Entfernen des behandelten Gutes aus dem Heizraum eingerichtet ist. 2. Ofen nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Absperrorgane als Schleusenventile ausgebildet sind. 3. Ofen nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorkammer ziun Ent gasen des in ihr befindlichen, zu behandelnden Gutes eingerichtet ist. 4. Oven according to patent claim, characterized in that it has two antechambers, one of which is set up for introducing the items to be treated into the heating room and the other for removing the treated items from the heating room. 2. Oven according to patent claim, characterized in that the shut-off devices are designed as lock valves. 3. Oven according to claim, characterized in that the antechamber ziun Ent gassing of the goods to be treated located in it is set up. 4th Ofen nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Vorkammer und dem Heizraum mindestens eine beweglich gelagerte Blende angeordnet ist, welche von aussen in eine den Durchgang zwischen Vor kammer und Heizrauen freigebende und von dieser wieder in die vorherige Lage bewegbar ist. 5. Oven according to patent claim, characterized in that at least one movably mounted screen is arranged between the antechamber and the heating space, which can be moved from the outside into a passage between the antechamber and the heating chamber and from there back into the previous position. 5. Ofen nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass er im Heizraum einen kippbaren Schmelzbehälter zum Schmelzen des zu behandelnden Gutes aufweist und eine von aussen betätigbare Einrichtung zum Kippen und Wiederaufrichten des Schmelzbehälters angeordnet ist, und dass die Einrichtung zur Beförderung des Gutes derart gestaltet und angeordnet ist, dass sie das Durchschleusen einer Giesskokille durch die Vorkammer hin durch ermöglicht, Furnace according to patent claim, characterized in that it has a tiltable melting container in the heating room for melting the goods to be treated and an externally actuatable device for tilting and re-erecting the melting container is arranged, and that the device for conveying the goods is designed and arranged in such a way that that it enables a casting mold to be passed through the antechamber, wobei die Giesskokille nach Einbringen in den Heizraum in eine zum Ein giessen des Inhaltes des Schmelzgefässes in des sen Kipplage geeignete Stellung gelangt-. 6. Ofen nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Einrichtung zur Be förderung des Gutes zwischen der Vorkammer und dem Heizraum einen Hubstempel auf weist, der in der Vorkammer beweglich ge lagert -und von aussen steuerbar ist. 7. Ofen nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Antriebsorgane des Hubstempels mindestens zum Teil inner halb der Vorkammer befinden: B. wherein the casting mold after being introduced into the heating room in a position suitable for pouring the contents of the melting vessel into its tilted position. 6. Oven according to claim, characterized in that the device for loading the goods between the antechamber and the heating chamber has a lifting ram which is movably stored in the antechamber and can be controlled from the outside. 7. Oven according to dependent claim 6, characterized in that the drive elements of the lifting ram are at least partially within the antechamber: B. Ofen nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubstempel unter dem Einfluss mechanischer-- Antriebsorgane steht. 9. Ofen nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubstempel unter dem Einfluss hydraulischer Antriebsorgane steht. 10. Ofen nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichent, dass der Hubstempel unter dem Einfluss elektromagnetischer Antriebs organe steht. Oven according to dependent claim 6, characterized in that the lifting ram is under the influence of mechanical drive elements. 9. Oven according to dependent claim 6, characterized in that the lifting ram is under the influence of hydraulic drive elements. 10. Oven according to dependent claim 6, characterized in that the lifting ram is under the influence of electromagnetic drive organs.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1149036B (en) * 1956-02-23 1963-05-22 Siemens Ag High vacuum furnace
DE1160777B (en) * 1959-05-15 1964-01-02 Dr Karl Hintenberger Electrically heatable vacuum furnace for ceramic goods
DE1183927B (en) * 1962-03-23 1964-12-23 Heraeus Gmbh W C Thermal radiation protection device for vacuum ovens

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