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Senkrechter Rohrofen zur Erhitzung von Metallgegenständen in einer
Atmosphäre von nicht oxydierenden Gasen. Die Erfindung bezieht sich auf die Behandlung
von Metallen durch Erhitzung, wie Verfahren zum Härten, Tempern, Glühen u. dgl.,
bei welchen die zu behandelnden Gegenstände in einer Kammer, die mit einem indifferenten
oder reduzierenden Gase beschickt ist, erhitzt und aus dieser in ein Ablöschbad
von C51, Wasser oder einer anderen Flüssigkeit abgeführt werden.
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Bei den bekannten Härteöfen dieser Art wird das nicht oxydierende
Gas unmittelbar in den Glühraum eingeleitet. Dies hat den Nachteil, daß die Gleichmäßigkeit
der Temperatur, welche für die gute Beschaffenheit der
in dem Ofen
behandelten Waren von wesentlicher Bedeutung ist, gestört wird, da das
käl-
tere Schutzgas, das sich mit der heißen Luft des Glühraums nur langsam
vermischt, Zonen ungleichförmiger Temperatur bildet. Dieser Übelstand kann auch
nicht dadurch vollständig behoben «-erden, daß, wie es bereits vorgeschlagen worden
ist. die zu glühenden Gegenstände in der Glühkammer drehbar aufgehängt «-erden,
so daß sie während des Glühprozesses eine Drehbewehung ausführen.
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Gemäß der Erfindung; wird eine völlig gleichmäßige Erhitzung und die
Vermeidung jeder Formveränderung sowie eines Oxydansatzes der zu behandelnden Gegenstände
dadurch erreicht, daß das Schutzgas nicht in die Glühkammer selbst, sondern in eine
in das Löschbad eintauchende untere Verlängerung der am oberen Ende gasdicht abgeschlossenen
Glühkammer, in welcher die zu glühenden Gegenstände drehbar aufgehängt sind, eingeführt
wird. Hierbei werden die kühlen Schutzgase bei ihrem Aufsteigen in die Glühzone
vorgewärmt und füllen diese mit gleichmäßiger hoher Temperatur aus, während die
kälteren Gasschichten die untere Rohrverlängerung bis zur Oberfläche des Löschbades
ausfüllen, ohne daß durch Gasbewegungen während des GIühprozessec die gleichförmige
Temperatur der Glühzone beeinträchtigt wird. Die Gegenstände befinden sich also
sowohl während des Glühens als auch beim Herabsenken in das Löschbad beständig in
einer nicht oxydierenden Atmosphäre und können nach Beendigung des Glühprozesses
derartig rasch durch die Rohrverlängerung hindurch in (las Löschbad eingesenkt werden,
claß die kühlere Temperatur, welche in der Rohrverlän ggerung herrscht, ohne Einfluß
auf sie bleibt.
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Vertikale Rohröfen, die mit einer unteren Verlängerung in das Ablösclibad
eintauchen und in welchen die zu glühenden Gegenstände drehbar aufgehängt werden,
sind bereits bekannt. Indes besaßen diese Ofen keine Vorrichtung zur Einleitung
eines nicht oxydierenden Gases, und die Glühkammer war oben offen, so daß die mit
dein Erfindungsgegenstand bezweckten Wirkungen nicht eintreten können.
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Zur näheren Erläuterung des Erfindungsgegenstandes ist in den beiliegenden
Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel desselben dargestellt, und zwar ist Abb. i ein
senkrechter Schnitt eines Ofens, der für die Hitzebehandlung kleiner Gegenstände
geignet ist.
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Abb. 2 ist eine Draufsicht nach Linie 2-2 der Abb. i.
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Abb. 3 ist ein Schnitt durch eine geeignete Verschlußplatte für das
obere Ende des Retortenrohres und Abb. .I eine Draufsicht derselben.
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Das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt einen verhältnismäßig kleinen
Ofen, der durch Verbrennung von Gas geheizt wird. Das Ofenrohr oder der Schacht
a. besitzt bei der dargestellten Ausführung zylindrische Gestalt, welche vorgezogen
wird, und ist getragen oder gelagert in einem Rohransatz h einer Plattform oder
Bodenplatte c, die in dem äußeren Gehäuse bzw. den Wänden d, etwa wie bei
e in Abb. i dargestellt. befestigt ist. Das Futter rund um das Ofenrohr a. kann
auf der Bodenplatte c in beliebiger Weise je nach dem Entwurf und der Anordnung
des Heizofens aufgebaut sein. Hier ist dasselbe als ein mittlerer Bau f (Abb. 2)
dargestellt, der den Verbrennungsraum g um die Kammer a freiläßt und von dem feuerbeständigen
Futter h fies Gehäuses d durch einen Raum j getrennt ist, der mit einer die Wärme
nicht leitenden Packung ausgefüllt ist. Durch den mittleren Bau f führt auf der
einen Seite eine Öffnung zti dem Verbrennungsraum zur Einfügung eines Brennerrohres
k oder mehrerer solcher, und auf der anderen Seite ist bei lfa ein Auslaßkanal aus
dem Verbrennungsraum angebracht. , Das Ofenrohr ist unter der mit dein Rohransatz
versehenen Platte c fortgesetzt und durch ein Bad von (51, Wasser oder einer anderen
Flüssigkeit abgeschlossen, welche beim Härten als Ablöschmittel dient: zu diesem
Zweck ist der Rohransatz h mit einem Flansch n versehen, an welchem ein Rohr o aus
Schmiedeeisen oder einem anderen geeigneten Stoff abnehmbar befestigt ist, das von
dem eigentlichen Ofen unmittelbar zu einem Flüssigkeitsverschluß oder einem Ablösclibacl
führt. Uni die Oxvdation der behandelten Gegenstände zu verhindern, wenn sie aus
"lein Ofenrohr in das Ablöschbad niedergelas3en werden, ist unmittelbar über dein
Bad ein Eimaß s vorgesehen für ein indifferentes Gas, wie z. B. Leuchtgas. Ebensogut
kann auch ein geeignetes Karburiermittel in die Kammer eingeführt werden, wie etwa
Steinkohlengas, das in Berührung mit Ammoniakdämpfen gebracht ist, oder ein Kohlenwasserstoff,
wie Petroleumdampf.
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Das obere Ende des Ofenrohres a. ist mit einer Verschlußvorrichtung
versehen, die bei dem Ausführungsbeispiel eine Kranzplatte t mit einem Sitz 2t.
für eine Deckelplatte v besitzt. Letztere besitzt ein Fenster aus Glimmer oller
einem anderen geeigneten Stoff, auch kann darin ein Raum wie bei x zur Aufnahme
eines Pyrometers vorgesehen sein. In dem Deckel kann ferner ein Auslaß y angebracht
sein mit einem Rohr und enem Hahn, der die Ableitung der Gase aus der Kammer a regelt.
Das Gas kann auch am oberen Ende des Auslaßrohres verbrannt und der Zug des Rohres
dazu
benutzt werden, jedes Entweichen von Gas am Umfange des Deckels zu verhindern, ohne
daß es nötig wäre, die Kranzplatte und Deckelplatte zu verbolzen und abzudichten.
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Die zu behandelnden Gegenstände werden in dem Kammerrohr in beliebiger
Weise aufgehängt, wobei sie durch die Aufhängung außer Berührung mit den Wänden
des Rohres gehalten werden, z. B. können sie in einem Korb aus schwer schmelzbarem
Draht oder feuerfestem Material untergebracht werden, welcher mittels Drähten durch
eine Öffnung z, die, falls erforderlich, abgedichtet wird, in der Deckelplatte
v am oberen Ende des Rohres a
aufgehängt ist.
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An dem Aufhängedraht kann ein Kragen oder Anschlag befestigt sein,
um das Verschlußstück am oberen Ende der Kammer zu fassen oder anzuheben, wenn der
Korb gehoben wird, um das Gut in den Ofen zu befördern. Dites kann auch zur Abführung
des Gutes dienen, oder das Gut kann durch ein Mannloch oder auf andere Weise aus
dem Ablöschgefäß herausgenommen werden.
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Zweckmäßig wird ein Kugellager oder ein ähnliches Lager am oberen
Ende des Aufhängedrahtes oder ein anderes Mittel angebracht, so daß der Korb während
der Erhitzung frei in Drehung versetzt werden kann, oder wenn ein Klavierdraht benutzt
wird, kann er mit einem drehbaren Kopf versehen sein, so daß er gedrillt oder gewirbelt
werden kann, um d G ,
as ut in hin und her schwingende Bewegung zu versetzen,
so daß eine gleichmäßige Erhitzung gesichert wird.
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Das Gut wird indem oberen Teil des Rohres a erhitzt und, wenn die
gewünschte Temperatur erreicht ist oder die Dauer der Behandlung beendet ist, wird
es in den unteren Teil des Rohres und in das Ablöschbad herabgesenkt. Der gekühlte
oder mit einem Wassermantel umgebene untere Teil des Rohres trennt die Kammer von
dem Bade und verhindert eine unzweckmäßige Erhitzung des Bades durch die Kammer,
die durch dasselbe verschlossen wird. Sollen Schnelldrehstähle der Hitzebehandlung
unterworfen werden, welche zwecks Ablöschung gewöhnlich mit einem Hochdruckluftgebläse
behandelt werden, so kann man das gleiche Ergebnis ohne Oxydation erreichen, wenn
man ein Gebläse von indifferentem Gas gegen das Gut anschlagen läßt und diesen Vorgang
in dem gekühlten bzw. mit Wassermantel versehenen Teil des Rohres bzw. der Kammer
zwischen dem Beheizungsteil und dem Flüssigkeitsbehälter stattfinden läßt. Diese
Behandlung kann besonders vorteilhaft z. B. in dem Fall sein, wenn es sich um große
Stahlrohre handelt.
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Ein Vorwärmen des Stahles kann in dem oberen Teil desselben Rohres
bzw, der Kammer a. stattfinden vermöge der natürlichen Temperatursteigerung in diesem
Teil, aber, falls gewünscht, kann auch ein zweiter Ofen benutzt werden, der einen
verlängerten Oberteil des Rohres umgibt und diesem jede gewünschte Vorwärmetemperatur
verleiht.