DE507206C

DE507206C - Verfahren und Einrichtung zur Einsatzhaertung von Eisen mit fluessigen Zementationsmitteln

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Publication number: DE507206C
Application number: DEH107675D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1926-08-19
Filing date: 1926-08-19
Publication date: 1930-09-20
Also published as: FR659819A; GB312759A

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 20. SEPTEMBER 1930

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 18 c GRUPPE

Carl Hummel in Stuttgart

Während man früher die Einsatzhärtung durch Einpacken des Härtegutes in Einsatzpulver und Glühen der ganzen Packung durchführte, hat man neuerdings die Zementation durch Behandlung des Härtegutes in einer geschlossenen glühenden Retorte mittels kohlenstoffreicher Druckgase durchgeführt. Hauptsächlich hat man Ammoniakgas durch eine Säule leichtflüssiger Kohlenwasserstoffe, insbesondere Benzin, hindurchgeleitet, um das aufsteigende Ammoniakgas mit Benzindämpfen anzureichern. Das karburierte Gas leitet man dann in die Retorte, wo es in Stickstoff, Kohlenstoff und Wasserstoff gespalten wird, wobei der Stickstoff die Zementation des Eisens durch den Kohlenstoff fördert, während der Wasserstoff aus der Retorte durch eine Abzugsöffnung entfernt und zumeist als Kontrollflamme verbrannt wird. Ebenso ist es bekannt, das Zementationsmittel flüssig in Tropfenform in den Arbeitsraum einzubringen und dort zu vergasen.

Derartige Anlagen haben nun verschiedentliche Nachteile. So z. B. ist der Grad der Karburierung des Ammoniakgases ganz verschieden, je nachdem es durch eine hohe oder niedere Benzinsäule geleitet wird. Die Gasmischung wird also bei frisch mit Benzin gefülltem Karburator wesentlich kohlenstoffreicher sein als das .Karburiergas, das man erhält, wenn die Benzinfüllung zu einem großen Teil verdampft ist. Da der Kohlenstoff-

gehalt des Gases aber wesentlich die zur Zementation erforderliche Zeit bestimmt, so ist der Arbeiter dauernd genötigt, den Schwankungen der Gaszusammensetzung Rechnung zu tragen,, was für den Laien unmöglich ist und umständliche Meßvorrichtungen erfordert.

Weitere Schwankungen in der Gaszusammensetzung entstehen durch die ungleichmäßige \^ergasung des Benzins selbst. Diese sind nur sehr schwer auszugleichen, weil sie wesentlich von der Beschaffenheit des Benzins abhängig sind und sich durch Druckänderungen des Ammoniakgases, Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit usw. nicht ändern lassen.

Damit hängt wiederum der nachteilige Umstand zusammen, daß nur sehr leichtflüssige **° Kohlenwasserstoffe, Benzin, Benzol, Gasolin usw. zur Karburierung benutzt werden können, die sehr teuer sind und stets Explosionsgefahr in sich schließen.

Beim Einbringen des Zementationsmittels in den Arbeitsraum in Tropfenform erfolgt die \^rerdampfung oft nicht gleichmäßig, sondern schlagartig, so daß keine gleichmäßig geschwängerte Arbeitsluft entsteht, sondern Zonen mit stärkerer oder schwächerer Beladung an Kohlenstoff. Weiterhin bilden sich an der Verdampfungsstelle leicht Rückstände, die zur Verkrustung der Of enwandung führen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und

eine Einrichtung, welche die Anwendung von schweren flüssigen. Kohlenwasserstoffen (z. B. des billigen Teeröls) gestatten und eine stets gleichmäßige Gemischbildung sichern. Dadurch ist ein einfacher und wirtschaftlicher Härtevorgang gewährleistet. Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß der flüssige Kohlenwasserstoff mittels des die Zementation fördernden Druckgases (Stickstoff, ίο Ammoniak o. dgl.) in einer Zerstäubereinrichtung zerstäubt und in fein verteilter, aber flüssiger Form der Retorte zugeführt wird, wo er verdampft und in der bekannten Weise zerlegt wird. Die zementationsfördernde Wirkung der Druckgase ist an sich bekannt. Um den Zufluß des Kohlenwasserstoffes unabhängig von den Druckverhältnissen im Retortenraum konstant zu machen, ist eine Umführungsleitung vorgesehen, welche den oberen Teil des Kohlenwasserstoffbehälters mit dem Raum vor der Zerstäuberdüse bzw. der Retorte verbindet, so daß der auf dem Brennstoff ruhende Druck vor und hinter der Zerstäuberdüse stets ausgeglichen ist. So ist die Gemischbildung lediglich von dem Arbeitsdruck des Druckgases abhängig, nicht mehr aber von den Verhältnissen im Arbeitsraum. Außerdem aber geht die Zementation viel sicherer und eingehender vor sich, als bei Anwendung gasförmiger Kohlenwasserstoffe, weil die Vergasung erst in der Retorte selbst erfolgt, so daß der volle Kohlenwasserstoffgehalt der eingeblasenen Mischung zur Zementation dient.

Eine Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens ist in der Zeichnung in beispielsweiser Ausführungsform dargestellt.

Aus einem Vorratsbehälter α fließt der flüssige Kohlenwasserstoff, z. B. Teeröl, durch eine Leitung b der Spritzdüse c einer Zerstäubervorrichtung d zu. In den Ringraum e zwischen der Spritzdüse c und der Zerstäuberdüse/ mündet die Druckleitung^ einer Druckgasanlage, meist einer Flaschenbatterie h. Der Druckgasstrom (Ammoniak, Stickstoff usw.) reißt in bekannter Weise das Teeröl von der Spritzdüse c durch die Zerstäuberdüse / hindurch und zerstäubt es. Das entstehende Gemisch wird durch ein Gemischrohr i in den Retortenraum k eingeblasen, der das Härtegut aufnimmt. Das Gemischrohr i ist auf seiner ganzen Länge mit einem weiteren Rohr I umgeben, so daß zwischen beiden ein ringförmiger Hohlraum m frei bleibt, der durch eine Rohrleitung η mit dem oberen Teil des Teerölbehälters a in freier Verbindung steht. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß ein z. B. durch die Vergasung des Gemisches von der Retorte k entstehender Überdruck gleichzeitig auf die Brennstoffsäule im Vorratsbehälter wie auch auf die Spritzdüse wirkt, so daß das Teeröl keinem Gegendruck ausgesetzt · ist, sondern stets seinem eigenen Gefälle entsprechend abfließt. Die Gefahr einer Ent- ?ündung des Teeröls in seinem Vorratsbehalter wird dadurch beseitigt, daß die vom Retortenraum herkommenden Gase sich der Strömungsrichtung des Gemisches entgegenbewegen müssen, wodurch die Fortpflanzung einer Zündung schon an sich erschwert, dadurch aber völlig verhindert wird, daß das durch die Expansion bei der Zerstäubung stark abgekühlte Gemisch den Retortengasen in solchem Maß die Wärme entzieht, daß eine Entzündung ausgeschlossen wird. Die das Gemischrohr umspülenden Retortengase bewirken gleichzeitig durch ihre Wärmeabgabe eine Konstanthaltung des Gemisches, das an sich zum Absetzen von flüssigem Teeröl an den Mischrohrwandungen neigt, aber durch die ständige Wärmezufuhr, die gegen die Retorte zu sich immer mehr verstärkt, am Niederschlag verhindert und allmählich in gasförmigen Zustand übergeführt wird. Das Gemischrohr i kann auch verkürzt werden oder ganz in Wegfall kommen, so daß die Zerstäubung unmittelbar in das Rohr I erfolgt. Um ein konstantes Gemisch zu erreichen, kann auch die Leitung («) an Stelle der Retorte (k) die Druckgasleitung (g) mit dem Behälter (a) verbinden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Einsatzhärtung von Eisen mit flüssigen Zementationsmitteln, die im Arbeitsraum vergast werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Zementationsmittel mit einem als Zementationsförderer bekannten Gase, wie z. B. Ammo- niak, nebeiförmig zerstäubt unter Druck in den Arbeitsraum eingeblasen wird.

2. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zerstäuber am Retortenkopf angeordnet ist, der einerseits mit einem Brennstoffvorratsbehälter, andererseits mit einer Druckgasanlage verbunden ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Anordnung eines Druckaus-gleichrohres (?i) zwischen der Retorte (k) oder der Druckgasleitung (g) und dem Brennstoffvorratsbehälter (α).

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckausgleichrohr erst kurz vor dem Zerstäuber (d) von dem das Gemisch vom Zerstäuber zur Retorte führenden Rohr (/) nach dem oberen Teil des Brennstoffvorratsbehälters (a) abzweigt.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 und 4,

dadurch gekennzeichnet, daß das Druckausgleichrohr (η) von einer Leitung (/) abzweigt, die in die Retorte mündend das zum Zerstäuber führende Gemischrohr (i) mit Zwischenraum umgibt.

6. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Anordnung einer Verbindungsleitung zwischen der Druckgasleitung (g) und dem Brennstoffvorratsbehälter (a).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

BERLIN. GEDRUCKT IN DKR H T-ICHSI