DE3942810A1 - Verfahren zur bereitstellung und verteilung von behandlungsgas bei waermebehandlungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Bereitstellung und Verteilung von Behandlungsgas bei Wärmebehandlungen, wobei das Behandlungsgas mit einer in einem Behandlungsofen angeordneten Katalysator-Retorte erzeugt wird. Ebenso betrifft die Erfindung eine entsprechend ausgestaltete Katalysator-Retorte.

Es sind eine Mehrzahl von Wärmebehandlungsverfahren und dabei insbesondere Wärmebehandlungen für metallische Werkstücke bekannt, die mit einer in den heißen Bereichen eines Wärmebehandlungsofens untergebrachten Katalysator- Retorte zur Behandlungsgaserzeugung (Schutz- und Reaktionsgase) arbeiten (siehe beispielsweise DE-OS 36 30 833). Diesen Retorten wird im Betrieb ein Einsatzgas zugeführt, daß sich in diesen aufgrund des dort befindlichen Katalysators und des vorhandenen Temperatur­ niveaus (etwa Ofentemperatur) in das gewünschte Behandlungsgas umsetzt. Das so entstandene Gas fließt dann direkt aus der Retorte dem Ofeninnenraum zu. Die Verfahren, die auf der Behandlungsgaserzeugung mit einer im Ofen angeordneten, unbeheizten oder zusätzlich noch beheizten Katalysator-Retorte beruhen, sind aus ökonomischer Sicht günstig, da keine eigenständige Einrichtung zur Behandlungsgaserzeugung notwendig ist. Ein Nachteil dieser Verfahren besteht jedoch in einer gewissen Unflexibilität bezüglich der Zuleitung und der Verteilung des in der Retorte produzierten Behandlungsgases, da eine entsprechende Katalysator- Retorte fest in dem zugehörigen Behandlungsofen installiert ist. Somit fließt das erzeugte Behandlungsgas an Ort und Stelle der Installation der Retorte dem jeweiligen Ofen zu, und es ist mit einer derartigen Retorte eben nur möglich, den mit dieser Retorte versehenen Ofen mit Behandlungsgas zu versorgen. Derartige, fest zu installierende, länglich rohrförmige, mit einer Eigenbeheizung ausgestattete Katalysator- Retorten sind beispielsweise der DE-OS 27 58 024 oder der DE-OS 36 32 577 zu entnehmen.

Soll mit dementsprechend konzipierten Katalysator- Retorten Behandlungsgas für andere Zwecke geliefert werden, so ist es bislang allenfalls bekannt, Behandlungsgas, das bereits aus der Retorte ausgetreten und den Ofeninnenraum erreicht hat, von dort wieder abzuziehen. Dieses Gas ist jedoch dann bereits mit im Ofeninnenraum enthaltenen Verunreinigungen belastet und muß in aller Regel einer Zwischenreinigung unterzogen werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein bezüglich der Gasbereitstellung und -verteilung verbessertes Verfahren beim Einsatz von schutzgaserzeugenden Katalysator-Retorten anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest ein Teil des in der Katalysator-Retorte entstehenden Behandlungsgases noch innerhalb der Retorte angesaugt und aus dieser und dem zugehörigen Behandlungs­ ofen herausgeführt wird und dieser Teil des Behandlungs­ gases an anderer Stelle einer Verwendung zugeführt wird.

Durch das Ansaugen von frisch entstandenem, noch unverschmutztem und unverbrauchtem Behandlungsgas noch innerhalb der erzeugenden Retorte und dessen Herausführen aus dem zugehörigen Ofen steht qualitativ hochwertiges Behandlungsgas zur Verfügung, das beliebig verteilt und eingesetzt werden kann. Dies entspricht praktisch der Situation, wie beim Vorhandensein eines eigenständigen Gasgenerators, dessen Anschaffungs- und Betriebskosten jedoch beträchtlich sind.

Möglichkeiten der weiteren Ausgestaltung des erfindungs­ gemäßen Verfahrens, bzw. vorteilhafte spezielle Anwendungen des gemäß der Erfindung verfügbaren Behandlungsgases sind in den entsprechenden Unteransprüchen beschrieben.

Eine zur Durchführung des vorliegenden Verfahrens geeignete Katalysator-Retorte mit einem mit Katalysatormaterial ausgefüllten Bereich und einer Zuleitung für Einsatzgas sowie Austrittsöffnungen für das erzeugte Behandlungsgas zeichnet sich dadurch aus, daß in und an der Retorte ein Abzugsrohr derart installiert ist, daß das innenseitige, offene Rohrende so positioniert ist, daß es von frisch entstehendem Behandlungsgas umgeben wird und das andere Rohrende aus der Retorte und der zugehörigen Ofenanlage herausreicht.

Im folgenden soll beispielhaft auf Varianten der Erfindung näher eingegangen und deren Durchführung anhand der Figur, die eine entsprechend der Erfindung umgestaltete Katalysator-Retorte zeigt, genauer beschrieben werden.

Die Figur zeigt eine in einem Ofen von einer Ofenwand 6 zur anderen Ofenwand 7 installierte, längliche, etwa zylinderförmige Katalysator-Retorte 1. Diese ist außerhalb des Ofens mit einer Zuleitung 8 für das Einsatzgas versehen, das zum Beispiel aus einem Gemisch aus Erdgas und Luft bestehen kann. Das Innenvolumen der Retorte 1 ist zu einem großen Teil mit Katalysatormaterial 9 gefüllt, das für die Umsetzung des über die Zuleitung 8 zuzuführenden Einsatzgases im Behandlungsgas sorgt. An dem der Zuleitung 8 gegenüberliegenden Ende der Retorte sind daher Austrittsöffnungen 10 für das umgesetzte Gas vorgesehen. Das Einsatzgas durchläuft im Betrieb das in der Retorte 1 befindliche Katalysatormaterial 9, in dem es in das gewünschte Behandlungsgas umgesetzt wird, und tritt als solches dann durch die Gasaustrittsöffnungen 10 in den heißen Innenraum des Behandlungsofens ein. Zentral in der Katalysator-Retorte 1 kann eine Eigenbeheizung 15 der Retorte eingebaut sein, die aus einem Brenner mit Brenngasgemisch-Zufuhr 16 und Abgasableitung 17 bestehen kann.

Gemäß der Erfindung ist nun in der Katalysator-Retorte 1 ein Absaugrohr 2 angeordnet, mit dessen Hilfe frisch erzeugtes Behandlungsgas am Ende der Durchlaufstrecke des Einsatzgases durch das Katalysatormaterial 9 aus dem Innenraum des Katalysatorrohres angesaugt und aus der Retorte sowie der gesamten Ofenanlage herausbefördert werden kann. Dazu ist außerhalb des Ofens am Abzugsrohr 2 eine Pumpe 3 mit variabel einstellbarer Saugleistung angeordnet, die gleichzeitig auch für den Weitertransport des abgesaugten Behandlungsgases sorgt. An die Pumpe 3 schließt sich eine Leitung 7 an, mit der das abgesaugte Gas beliebig weitergeleitet werden kann und in die beliebig weitere Gaskomponenten beispielsweise über eine Zufuhrleitung 5 zugeführt werden können. Bei der Zugabe einer weiteren Gaskomponente zum abzusaugenden Behandlungsgas kann in besonders vorteilhafter Weise die ansaugende Wirkung eines injizierten Gasstrahls in Leitung 7 für die Ansaugung des Behandlungsgases aus der Retorte ausgenutzt werden, wodurch eine Pumpe entfallen kann.

Das abgesaugte, frisch entstandene Behandlungsgas kann, da es noch keinerlei Verunreinigungen enthält, für alle Zwecke in der gleichen Wärmebehandlungsanlage, in der es erzeugt wurde, oder in einer benachbarten Anlage, in der ebenfalls entsprechendes Behandlungsgas benötigt wird, angewendet werden. Die letztgenannte Variante kann dabei so weitgehend ausgestaltet sein, daß das gesamte Schutzgas für mehrere gleichzeitig und benachbart betriebene Wärmebehandlungsanlagen in dieser Weise erzeugt werden kann. Insbesondere in dieser Ausbildung liefert das erfindungsgemäße Verfahren erhebliche Vorteile, da nur eine entsprechend dimensionierte Katalysator-Retorte für mehrere Wärmebehandlungsanlagen zu installieren ist und sich vergleichbare Möglichkeiten wie bei einem eigenständigen Gasgenerator ergeben.

Jedoch hat auch die Anwendung des erfindungsgemäßen Vorgehens an nur eine Wärmebehandlungsanlage Vorteile. Beispielsweise hat das Abziehen von Behandlungsgas und dessen Wiederzufuhr in einem gewissen Abstand von der zu erzeugenden Retorte insbesondere bei Anwendung in Durchlauföfen zur Folge, daß eine homogene Behandlungsgasatmospäre in einem größeren Bereich des Durchlaufofens erreicht werden kann. Ebenso ist die Anwendung von erfindungsgemäß gewonnenem Schutzgases, insbesondere zur Spülung von Ofenein- und Austritts­ schleusen vorteilhaft, da dadurch eigenständige Einrichtungen für diesen Zweck, beispielsweise eine Stickstoffgasversorgung, entfallen können.

Insgesamt kann abschließend festgestellt werden, daß die vorliegende Erfindung eine Vielzahl von neuen, vorteilhaften Möglichkeiten bei der Durchführung von Wärmebehandlungen liefert und zum Teil grundlegend neue Konzeptionsmöglichkeiten für entsprechende Anlagen eröffnet.

Claims (7)

1. Verfahren zur Bereitstellung und Verteilung von Behandlungsgas bei Wärmebehandlungen, wobei das Behandlungsgas mit einer in einem Behandlungsofen angeordneten Katalysator-Retorte erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des in der Katalysator-Retorte entstehenden Behandlungsgases noch innerhalb der Retorte angesaugt und aus dieser und dem zugehörigen Behandlungsofen herausgeführt wird und dieser Teil des Behandlungsgases an anderer Stelle einer Verwendung zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Retorte abgezogene Behandlungsgas dem gleichen Behandlungsofen an anderer Stelle wieder zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das abgezogene Behandlungsgas in die Ofeneintritts­ schleuse und/oder die Ofenaustrittsschleuse eingeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das abgezogene Behandlungsgas mit Abstand von der erzeugenden Retorte wieder in den gleichen Ofenbereich eingeführt wird, um in diesem Ofenbereich eine sehr homogene Behandlungsgasatmosphäre zu erzeugen.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das abgezogene Behandlungsgas in anderen, der erzeugenden Wärmebehandlungsanlage benachbarten Einrichtungen einer Anwendung, insbesondere einer weiteren Wärmebehandlung, zugeführt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das abgezogene Behandlungsgas außerhalb des Ofens durch die Zufuhr eines weiteren Gases oder weiterer Gase in seiner Zusammensetzung verändert wird und dann seiner weiteren Anwendung zugeführt wird.

7. Katalysator-Retorte zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einem mit Katalysatormaterial ausgefüllten Bereich (9) und einer Zuleitung für Einsatzgas (8) sowie Austrittsöffnungen (10) für das Behandlungsgas in das Ofeninnere, dadurch gekennzeichnet, daß in und an der Retorte ein Abzugsrohr (2) derart installiert ist, daß das innenseitige, offene Rohrende im Betrieb von gerade entstandenem Behandlungsgas umgeben ist und das andere Rohrende aus der Retorte und der zugehörigen Ofenanlage herausreicht.