-
Indirekt beheizter Ofen zur Wärmebehandlung von Werkstoffen in einer
Schutzgasatmosphäre Die Erfindung bezieht sich auf einen indirekt beheizten Ofen
zur Wärmebehandlung von Werkstoffen, dessen Innenraum eine Einrichtung zur Erzeugung
einer Schutzgasatmosphäre durch Teilverbrennung von kohlenwasserstoffhaltigen Gasen
mit Luft in Anwesenheit eines vorzugsweise nickelhaltigen Katalysators enthält.
Bei einer Reihe bekannter Öfen dieser Art wird das Schutzgas in von dem Ofen baulich
getrennten Anlagen erzeugt. Es ist auch bekannt, im Innenraum eines Ofens eine topfförmige
Verbrennungsretorte anzordnen, in der durch Teilverbrennung von kohlenwasserstoffhaltigen
Gasen mit Luft ein Schutzgas erzeugt wird, das durch Wanddurchbrüche der Verbrennungsretorte
in den benachbarten, das Glühgut enthaltenden Raum strömt. Bei dieser Vorrichtung
zur Erzeugung des Schutzgases sollen mit Hilfe eines Ventilators die Reaktionskomponenten
intensiv verwirbelt werden. Damit läßt sich jedoch erfahrungsgemäß nicht verhindern,
däß ein ungünstig großer Teil des teilzuverbrennenden Gases sich vor der Reaktion
mit dem Luftsauerstoff aufspaltet und einen schädlich hohen Anteil an Ruß entstehen
läßt. Dies kann darauf zurückgeführt werden, daß die mit wirtschaftlich vertretbare
Abmessungen aufweisenden Ventilatoren erzielbare Verwirbelung unter Berücksichtigung
der gegebenen Temperaturverhältnisse nicht ausreicht, die Teilverbrennung ablaufen
zu lassen, bevor ein unerwünscht starkes Aufspalten des Gases stattgefunden hat.
Auch die Anwendung von für solche Anlagen schon vorgesehenen Katalysatoren bringt
keine wesentliche Verbesserung, weil in derartigen Wirbelsystemen der Katalysator
zumindest für beachtlich große Anteile der durchströmenden Gasmenge nicht rechtzeitig
wirksam wird. Es ist übrigens auch bekannt, für die Erzeugung von Schutzgasen, die
beim Glühen Werkstücke entzundern bzw. ihre Entkohlung verhindern, bedarfsweise
nickelhaltige Katalysatoren zu verwenden.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zur Erzeugung
eines Schutzgases in bezug auf die Arbeitsweise und den Raumbedarf zu verbessern,
um sie einem indirekt beheizten Ofen der eingangs umschriebenen Art so einzugliedern,
daß mit geringem apparativen Aufwand und Energieeinsatz eine hochwertige Schutzgasatmosphäre
aufrechterhalten werden kann. Dies wird erfindungsgemäß im wesentlichen durch eine
sich in den Ofenraum erstreckende, in der Reaktionszone den Katalysator enthaltende
rohrförmige Brennkammer erreicht, der einendig das Gas-Luft-Gemisch zuströmt und
die andernends zum Ofenraum hin offen ist. Bei einer solchen Anordnung kann die
Flammentemperatur der Teilverbrennung zwischen 800 und 1600° C liegen, während die
Ofentemperatur 600 bis 1100° C betragen mag. Bei diesen Temperaturen wird eine überhitzung
des Rohres, in dem das Schutzgas erzeugt wird, vermieden. Die bei der Teilverbrennung
freiwerdende Wärme wird außerdem unmittelbar zur Beheizung des Ofenraumes genutzt.
Ferner ist gewährleistet, daß das in den Ofenraum einströmende Schutzgas im wesentlichen
eine der Ofentemperatur entsprechende Temperatur hat, so daß keinerlei Gefahr besteht,
daß etwa die zu behandelnden Werkstücke mit dem Schutzgas kaltgeblasen werden.
-
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Anlage zur Erzeugung des Schutzgases
als in dem Ofenraum liegendes, in der Reaktionszone den Katalysator enthaltendes
Rohr läßt es nach einem weiteren Merkmal zu, die rohrförmige Brennkammer als Einbaueinheit
für vorhandene Öfen auszubilden. Im übrigen ist es nicht entscheidend, welche Lage
das die Brennkammern bildende Rohr innerhalb des Ofenraumes einnimmt. Man kann das
Rohr beispielsweise an einer den Ofenraum begrenzenden Wand aufhängen, doch läßt
es sich auch auf einer Auflageranordnung des Ofenraumes abstützen.
-
In der Zeichnung ist ein erfindungsgemäß ausgebildeter Ofen zur Wärmebehandlung
von Werkstücken im Längsschnitt dargestellt.
-
Es sei zunächst erwähnt, daß die Ausbildung des Ofens an sich nicht
einen Gegenstand der Erfindung bildet. Vielmehr können dabei alle bekannten Öfen
oder Ofenanlagen zur' Anwendung kommen, die in der einschlägigen Technik zur Wärmebehandlung,
beispielsweise zur zunderfreien oder entkohlenden Wärmebehandlung von Werkstücken
gebräuchlich sind.
-
Dem Ausführungsbeispiel liegt ein insgesamt mit 1 bezeichneter Ofen
herkömmlicher Bauart zugrunde,
der mit Aufstellfüßen 2 versehen
ist, mit denen er auf dem Boden 3 eines Aufstellungsraumes ruht. Der eigentliche
Ofenraum ist mit 5 bezeichnet und weist eine Beschickungsöffnung auf, die durch
einen Verschluß 4 verschlossen werden kann. Da es sich bei dem Ofen um einen indirekt
beheizten Ofen handelt, ist der eigentliche Ofenraum von dem Heizraum 8 getrennt.
Wie die Beheizung des Ofens erfolgt, ist an sich gleichgültig; erwähnt sei beispielsweise
die Beheizung mit Gas, wobei, die Gasflammen in den Heizraum 8 schlagen können.
Daneben ist aber auch die Beheizung mit elektrischer Energie möglich. Der Heizraum
8 ist zu den Außenwandungen hin durch eine Ausmauerung 7 begrenzt. Es bleibt noch
nachzutragen, daß die zu behandelnden Werkstoffe auf dem Boden 6 des Ofenraumes
5 gelagert werden können.
-
In - dem Ofenraum. 5 wird..erfindungsgemäß das Schutzgas erzeugt,
wofür die nachfolgend zu schildernde Einrichtung bestimmt ist. Die Einrichtung zur
Erzeugung von Schutzgasen innerhalb des - Ofenraumes 5 besteht aus einem Rohrabschnitt
9, der in Längsrichtung des Ofenraumes liegend angeordnet ist und .an seinem aus
dem Ofenraum herausragenden Ende eine Zuleitung 10 für kohlenwasserstoffhaltiges
Gas und eine weitere Zuleitung 11 für Luft besitzt. Den Zuleitungen- nachgeschaltet
sind im Innern des Rohres liegende Brennöffnungen 12, die aber noch vor dem Katalysator
14 liegen, der den größten Teil des Innenraumes des Rohres 9 ausfüllt, wobei es
sich im gewählten Ausführungsbeispiel um einen nickelhaltigen Katalysator handelt.
Das Rohr 9 besitzt an seinem äußeren freien Ende im Ofenraum 5 liegend eine Austrittsöffnung
15 für die erzeugten Schutzgase. Eine Aufhängung 13 trägt das Rohr 9. Die wärmezubehandelnden
Werkstoffe sind der Einfachheit halber in der Zeichnung fortgelassen.
-
Die dargestellte Ausführung ist nur eine beispielsweise Verwirklichung
der Erfindung und diese nicht darauf beschränkt. Vielmehr sind noch mancherlei andere
Ausführungen und Anwendungen möglich. So kann insbesondere die Einrichtung zur Erzeugung
der Schutzgase, die im Ofenraum 5 untergebracht ist, eine abweichende Ausbildung
und Anordnung erhalten. Beispielsweise braucht sie nicht, wie dargestellt, aufgehängt
zu werden, sondern kann auch auf Lagerffächen des Ofenraumes ruhen. Bei Bedarf ist
es auch möglich, ein und demselben Ofenraum mehrere, vorzugsweise gleichgestaltete
Einrichtungen zur Erzeugung der Schutzgase zuzuordnen. Auch kann die Einrichtung
zur Erzeugung von Schutzgasen bei anderen an sich bekannten, indirekt beheizten
Öfen zur Wärmebehandlung von Werkstoffen Verwendung finden. Dabei ist es ein Vorteil,
daß die im wesentlichen aus dem Rohr 9 und den Zuleitungen 10 und 11 bestehende
Einrichtung auch bei schon im Betrieb befindlichen älteren Öfen nachträglich eingebaut
werden kann.