DE174617C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- Λ* 174617 -KLASSE ABd. GRUPPE

wie Dampf o. dgl.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. September 1904 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf die Behandlung· von Metallstücken, insbesondere von Blechen und Platten aus Eisen bezw·. Stahl und bezweckt, diese durch Glühen weich zu 5. machen und gleichzeitig an der Oberfläche mit einer starken und haltbaren blaugefärbten Oxydschicht zu überziehen. Die Erfindung macht von der bekannten Maßnahme Gebrauch, die Werkstücke zum Zwecke des Glühens

ίο bezw. Oxydierens in einer Atmosphäre von hocherhitztem Wasserdampf schnell stark zu erhitzen, um eine Ausdehnung und sozusagen eine Öffnung der Poren des Metalles zu bewirken, durch welche es dem Dampf, ermöglicht wird, verhältnismäßig tief in sie einzudringen und stark oxydierend zu wirken. Durch vorliegende .Erfindung wird nun bezweckt, hochglanz polierte Bleche und andere Werkstücke zu behandeln, ohne daß diese Einbüße an ihrem Glanz erleiden und weder Zündern, Brandstellen oder mehrere Farben bekommen. Erreicht wird dies dadurch, daß die durch den Dampf o. dgl. von hoher Temperatur schnell stark erhitzten Werkstücke, von diesem Mittel umgeben, allmählich wieder abgekühlt werden, und zwar geschieht dies in der· Weise, daß der Dampf o. dgl. einem von der Zubringeseite her mit gleichmäßig abnehmender Temperatur beheizten Ofen von der Auslaßseite her zugeführt und auf seinem Wege nach der Zubringeseite stark erhitzt wird, so daß die beim Eintritt in die heißeste Zone schnell erhitzten Werkstücke, beim Durchwandern des Ofens vom oxydierend wirkenden Stoffe umgeben, allmählich abkühlen.

Auf der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform eines zur Ausübung der Erfindung geeigneten Ofens dargestellt.

Fig. ι ist ein senkrechter Schnitt durch einen Teil des Ofens nach der Linie 1-1 in

Fig- 3-Fig. ι a ist ein gleicher Schnitt, der den übrigen Teil des Ofens veranschaulicht.

Fig. 2 ist ein senkrechter Schnitt nach Linie 2-2 in Fig. 1.

Fig. 3 ist ein senkrechter Schnitt nach Linie 3-3 in Fig. 1.

Sämtliche Schnitte sind in der Richtung der dabeigezeichneten Pfeile gesehen gedacht.

Durch Anfügung der Fig. la linksseitig an Fig. ι wird ein Schnitt erhalten, welcher dem Ofen als Ganzes entsprechen würde. Aus diesem Schnitt ist ersichtlich, daß der Ofen im wesentlichen einen langgestreckten Kanal bildet, in welchen die Metallbleche an dem einen Ende eingeführt und aus welchem sie an dem anderen Ende entnommen werden. Der nach der Einführungsstelle hin gelegene Teil des Kanales soll nachstehend mit »Anlaßkammer« 4 bezeichnet werden, während für den anderen Teil die Bezeichnung »Kühlkammer« 6 gewählt worden ist.

Unterhalb der Anlaßkammer 4 liegt der Heizkanal 5 (Fig. 3), welcher diese Kammer und die sich daran unmittelbar anschließende Kühlkammer 6 beheizt. Die Beheizung erfolgt derartig, daß sie an der Einführungsstelle am stärksten ist und nach der Kühlkammer zu allmählich schwächer wird, so daß in dieser Kammer nur eine Hitze von

etwa ioo°G. herrscht. In dem Fundament 7 des Ofens, welcher vorzugsweise aus vollständigfeuerfesten Steinen hergestellt wird, sind Züge 8, 9 und IO vorgesehen, die in symmetrischer Anordnung in Reihen liegen und für die Führung der Heizgase dienen. Der an dem hinteren Ende des Ofens liegende Zug 8 und der an dem vorderen Ende desselben liegende Zug 10 münden in den Heizkanal 5, wobei der Zug 8 die Heizgase in denselben . an einem höher gelegenen Punkt abgibt, als dieselben aus dem Kanal 5 durch den Zug 10 entnommen werden.

Der Kanal 5 ist von einer reichlich dicken Platte 12 überdeckt, welche auf metallischen Platten 13 aufliegt, die das Mauerwerk 7 nach oben begrenzen.· Auf den Platten 13 ruhen die parallelen I-Eisen 14, 15, von welchen die außen liegenden I-Eisen 15 sich.

gegen die Seitenwand 17 stützen und Stopfbüchsen 16 tragen. Durch diese und die ferner ah den I-Eisen 15 befestigten Lagerböcke 18 sind Walzen 19 und 31 geführt, von denen die ersteren innerhalb der Anlaßkammer liegen und mit Höhlungen 20 versehen sind. Mittels dieser wird eine Wasserkühlung der Wellen erreicht, indem Wasser, welches durch Leitungen 22, 23 zugeführt wird, in Röhren 21. eindringt, welche in die Höhlungen 20 ragen.

Aus diesen fließt das erwärmte Wasser in Tröge 24, 25 ab. Wie in Fig. 3 rechtsseitig dargestellt ist, können in den Trögen 25 die Lagerböcke 26 untergebracht werden.

Den Abschluß der Anlaßknmmer nach oben bewirkt die feuerfest gemauerte oder aus Asbestpräparaten hergestellte Decke 29, welche von flachen metallischen Platten 27 und stumpf zusammenstoßenden gewölbten Metallplatten 28 gestützt wird, auf welche Mannlochverschlüsse 39, 40 aufgesetzt werden.

Die Walzen 31 gleichen im wesentlichen den Wellen 19, sie liegen jedoch außerhalb der Anlaßkammer und sind daher nicht hohen Hitzegraden ausgesetzt, aus welchem Grunde von der Anbringung einer Wasserkühlung abgesehen werden kann.

Die im Ofen zu behandelnden Metallstücke werden durch Öffnungen 34 eingeführt, welche durch in Führungen 33 laufende Schieber 32 verschlossen werden können und oberhalb λνεΐ-cher ein durch Glasscheibe 37 verschlossenes Schaurohr 36 und ein Dunstabzug 38 angebracht ist. Ein Schornstein 30 sorgt für die Abführung der Gase, welche aus dem Heizkanal 5 austreten.

Die zur Abkühlung der behandelten Me-· tallstücke dienende Kammer 6 besitzt einen Trog 41, welcher mit Röhren 42 zur Zuführung von Wasser oder anderen Flüssig-

keiten versehen ist. Überschüssiges Wasser wird durch den linksseitig gezeichneten Ablauf 43 entfernt. Den Abschluß der Kammer 6 nach oben bildet eine Haube 45 ,. welche mit einem Flansch 47 an der Anlaßkammer des Ofens befestigt ist und einen schildförmigen, in das Wasser 44 tauchenden . Teil 46 besitzt. An diesem sitzen Lager 48, in welchen sich eine Welle 49 dreht. Weitere, durch Kettenräder 55 angetriebene Walzen 54 sind im Troge 41 in bekannter Weise in kreissegmentförmiger Anordnung untergebracht. Der Antrieb erfolgt von einer Welle 53" aus, die, wie die Welle 53, von einer beliebigen Kraftmaschine in Umdrehung versetzt werden kann.

Diese Welle 53 steht mittels Kegelrades 52 mit dem" Kegelrade 51 in Eingriff, das auf der den Ring 50 tragenden Welle 19 sitzt.

Der Arbeitsgang ist der folgende:

Die zu behandelnden Eisen- oder Stahlbleche werden zunächst auf die. vor dem vorderen Ende des Ofens befindlichen Walzen 31 gelegt und durch die Eiriiührungsöffnungen 34 hindurchgebracht. Auf . den Förderwalzen rücken die zu behandelnden Platten allmählich in der Anlaßkammer vor, die mit hocherhitztem Dampf angefüllt ist. Derselbe wird durch Verdampfung des im Troge 41 befindlichen Wassers erhalten, der in der Kühlungskammer 6 eine Temperatur von etwa 100⁰C besitzt. Von dieser Kammer strömt der Dampf in die Anlaßkammer 4, in welcher er, je weiter er in derselben vordringt, allmählich immer höher erhitzt wird, bis er, am vorderen Ende derselben angekommen, am höchsten erhitzt ist. In nächster Nähe der Einlaßöffnung 34 besitzt der Dampf eine Temperatur, die zwischen 480⁰C. und 870⁰C. betragen kann.

Es werden also die Platten bei der Ein-, führung in den Ofen durch die Einwirkung des heißen Dampfes schnell bis auf dunkle Rotglut erhitzt. Je weiter die Platten aber allmählich nach der Kühlkammer vorrücken, destomehr nimmt ihre Wärme ab, bis dieselbe beim Eintritt in die Kühlungskammer auf annähernd 100⁰C. heruntergegangen ist. In diesem Zustande gelangen die Platten dann in das im Trog 41 enthaltene Wasser, worauf sie dasselbe verlassen und auf den nahe dem Schornstein 30 befindlichen Walzen liegen ^1]0 bleiben, bis sie entfernt werden. Nach dem Durchgange durch das Wasser besitzen sie eine derartig niedrige Temperatur, daß die atmosphärische Luft, der sie dann ausgesetzt sind, dieselben nicht mehr bemerkbar angreifen kann.

Durch Anwendung der genannten hohen Temperaturen werden die Platten ausgeglüht und gleichzeitig oberflächlich mit einer Oxydhaut versehen. Daß diese ungewöhnlich ^lzt) gleichförmig in der Farbe, fest und unverhältnismäßig dick ist, ist nach Ansicht des Erfinders auf folgende Umstände zurückzuführen.

Sobald ein Metallblech mit Dampf in Berührung tritt, welcher die genannten hohen Hitzegrade besitzt, dehnt es sich aus und öffnet sozusagen seine Poren, wodurch dem. Dampf, der bekanntlich stark oxydierende Eigenschaften besitzt, das Eindringen in tiefere Schichten der Obefläche des Bleches erleichtert bezw. erst ermöglicht wird.

Sollte durch Zufall das Metall in dem

ίο Augenblicke, in welchem es das Wasser erreicht, eine ioo° C. übersteigende Temperatur besitzen, so wird es beim Verlassen des Wassers sicher nuriOO°C. Wärme besitzen. Der Oxydationsprozeß ist also praktisch genommen bereits vorher vollendet, ehe das Metall das Wasser verläßt, da heißes oder kochendes Wasser bekanntlich nur äußerst schwach oxydierend auf Eisen und Stahl einwirkt. Infolgedessen wird die unmittelbar darauf folgende Trocknung des Metalls am Ausgange des Troges 41 den Grad der Oxydation nicht merklich beeinflussen können.

Auffallend und sehr vorteilhaft ist der Umstand, daß der Hochglanz, den die Bleche vor Beginn der Behandlung gegebenenfalls erhalten haben, durch letztere kaum merklich herabgestimmt wird, während doch gerade die Behandlung solcher Bleche in Ofen anderer Art bisher ganz allgemein zur Zerstörung des Glanzes geführt hat, so' daß nach dem Anlassen nachpoliert werden mußte, was, abgesehen von den Kosten, meist zur Beschädigung der Anlauffarbe führt. Der Umstand, daß dies alles durch das neue Verfahren vermieden wird, ist mit Recht als ein großer Erfolg anzusehen. Derselbe wird dadurch verständlich, daß die Erwärmung der Bleche mittels des trockenen hocherhitzten Dampfes in dem Äugenblick ganz plötzlich-erfolgt, in welchem sie in den Ofen gebracht Werden.. Diese Einwirkung des Dampfes dauert jedoch nur ganz kurze Zeit, denn unmittelbar darauf findet die allmähliche Abkühlung derselben statt. .

Die Walzen 31 sind in einem mäßigen Abstand von dem Ende der Anlaßkammer gelagert (Fig. 2) und werden ebenfalls von der darunter befindlichen Heizvorrichtung erwärmt, unabhängig von der Temperatur, welche die in der Anlaßkammer liegenden Walzen 19 besitzen. Der Zweck dieser Anordnung besteht darin, die Bleche vor der Erwärmung in der Anlaßkammer noch besonders vorzuwärmen, indem man dieselben über die Walzen 31 leitet. Dies empfiehlt sich aus dem Grunde, weil sich gezeigt hat, daß die Bleche, in unvorgewärmtem Zustande in die Anlaßkammer eingeführt, einen.zu starken Temperaturabfall hervorrufen, so daß der in dieser Kammer enthaltene Dampf sich unter Bildung feiner Bläschen und Tropfen als Wasser auf den Blechen' niederschlägt, wodurch eine ungünstige Einwirkung auf Beschaffenheit und Farbe derselben erfolgt.

Claims (5)

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zum Glühen und oberflächlichen Oxydieren von vorwiegend blattförmigen Eisen- und Stahlstücken in einem oxydierend wirkenden Stoffe, wie Dampf oder dergl., dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke durch den Dampf oder dergl. von hoher Temperatur schnell stark erhitzt werden, .um dann, von diesem Mittel umgeben, allmählich wieder abzukühlen.

2. Verfahren zum Glühen und oberflächlichen Oxydieren von vorwiegend blattförmigen Eisen- und Stahlstücken in einem oxydierend wirkenden Stoffe-, wie Dampf oder dergl., dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpf oder dergl. dem von der Zubringeseite her mit gleichmäßig abnehmender Temperatur beheizten Ofen von der Auslaßseite her zugeführt und auf seinem Wege nach der Zubringeseite stark erhitzt wird, so daß die beim Eintritt in die heißeste Zone schnell erhitzten Werkstücke, beim Durchwandern des Ofens vom oxydierend wirkenden Stoffe umgeben, allmählich abkühlen.

3. Ofen zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an eine kanalförmige Anlaßkammer (4), in welcher die Erhitzung und die darauf folgende Abkühlung der Werkstücke erfolgt, eine Kühlkammer (6) mit einem gleichzeitig zur Dampferzeugung dienenden Flüssigkeitsabschluß (44) angeschlossen ist.

4. Ofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Förderung der Werkstücke in den Ofen hinein und durch die Anlaß- und Kühlkammer hindurch Förderwalzen (19, 31, 54) vorgesehen sind.

5. Ofen nach Anspruch 1 bis 4, da-'durch gekennzeichnet, daß zur Vorwärmung

der Werkstücke die den Zuführtisch bildenden , vor der Zubringestelle (34) des Ofens befindlichen Förderwalzen (31) beheizbar sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.