Simultane Verwendung des Wirbelgases für Beheizung und Fluidisierung in Wirbelbett-Öfen

P. Sommer

doi:10.1515/htm-1989-440610

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Simultane Verwendung des Wirbelgases für Beheizung und Fluidisierung in Wirbelbett-Öfen

P. Sommer
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From the journal HTM Journal of Heat Treatment and Materials Volume 44 Issue 6

P. Sommer: Simultane Verwendung des Wirbelgases © Carl Hanser Verlag, München 1989 P. Sommer Simultane Verwendung des Wirbelgases für Beheizung und Fluidisierung in Wirbelbett-Öfen* Zur Fluidisierung von Wirbelbett-Öfen ist eine permanente Gaszufuhr erforderlich. Es wird beschrieben, wie das Gas zur Fluidisierung simultan auch zur Beheizung verwendet werden kann. Auf die dabei auftretenden Randbedingungen wird hin-gewiesen. Einer verbesserten Wirtschaftlichkeit steht eine Ein-schränkung in der Anwendbarkeit gegenüber. Eine direkte Gas-beheizung kommt vorrangig für Glühprozesse kurzer Dauer in Betracht. Demnach ist die kontinuierliche Draht-Wärmebe-handlung ein potentieller Anwendungsbereich. Durch die Wir-belpuls-Technik ist auch bei unterstöchiometrischem Betrieb so-wohl eine Atmosphärenkontrolle als auch Temperaturregelung möglich. Zudem wird der Gesamtgasverbrauch reduziert. Permanent gas supply is required for the fluidization of fluid-ized-bed furnaces. The way in which the fluidizing gas can si-multaneously be used for also heating the equipment is de-scribed. Reference is made to the conditions occurring in this connection. Improved efficiency has to be weighed against re-stricted applicability. Direct gas heating should be mainly con-sidered for annealing operations of short duration. Conse-quently, the continuous wire heat treatment is a potential application field. By means of fluid-pulse technique both atmo-sphere control and temperature control are possible even with understoichiometric operation. Moreover, total gas consump-tion is reduced. 1 Einleitung Seit sechs Jahren werden Wirbelbett-Öfen als Produktions-anlagen in Wärmebehandlungsbetrieben eingesetzt. Grundle-gende Betrachtungen und Verfahrensbeschreibungen sind in der Vergangenheit mehrfach publiziert worden, auf eine nochmalige Darstellung wird deshalb verzichtet [1-4]. Das Bauteilspektrum in der betrieblichen Anwendung ist sehr vielfältig und erfährt zudem ständige Erweiterungen. Einige Schwerpunkte der Einsatzgebiete sind in Tabelle 1 in einer Übersichtsdarstellung enthalten. Während das Härten und Anlassen von Aluminium-Preßmatrizen aus Warmarbeitstahl heute schon zu den Klassikern der Wärmebehandlung zu zählen ist, sind in den vergangenen Jahren schwerpunktmä-ßig die Prozeß- und Anlagenautomatisation, der Erhalt abso-lut blanker Oberflächen, die Gaseinsparung und die Ent-* Vorgetragen von P. Sommer auf dem 44. Härterei-Kolloquium, 5.-7. Oktober 1988 in Wiesbaden. Tabelle i. Einsatz- und Anwendungsgebiete indirekt beheizter Wirbel-bett-Öfen Table 7. Application of indirect heated Jluidized-bed furnaces Härten und Anlassen von legiertem Werkzeugstahl Blankhärten von Präzisionswerkzeugen (ohne Nachbearbeitung) Härten und Anlassen von Kaltfließpreßwerkzeugen aus Schnellarbeitsstahl Härten von Handwerkzeugen (Meißel, Schraubendreher, etc.) aus un- bzw. mittellegiertem Werkzeugstahl Computergestütztes AcrN-Aufkohlen Rückkohlen von Feingußteilen Carbonitrieren von Prägewalzen Nitrocarburieren und Oxidieren (Witrox-Verfahren) Lösungsglühen und Ausscheidungshärten von Bauteilen der Flugzeugindustrie wicklung völlig neuer Konzepte der Beheizung vorangetrie-ben worden. 2 Grundlagen der direkten Gasbeheizung Der flexible Einsatz eines Wirbelbett-Ofens sowohl hinsicht-lich der Temperatur als auch der Gasatmosphäre macht die Trennung von Fluidsationsgas und Heizgas zwingend erfor-derlich. Die Beheizungsquelle liegt demnach außerhalb der Retorte. In der Vergangenheit sind immer wieder Ver-suche unternommen worden, das Fluidisierungsgas simul-tan auch als Heizquelle zu verwenden [5, 6]. Für nahezu alle Anwendungen, die in Tabelle 1 aufgelistet sind, hat sich diese Technologie nicht durchsetzen können und wird auch nicht mehr in Betracht gezogen. Dennoch gibt es sehr viele Anwendungen, die hinsichtlich der Ofenatmosphäre nicht die Anforderungen stellen, die z. B. beim Härten fertigbearbeiteter Werkzeuge, beim Auf-kohlen in regelbaren Atmosphären oder beim Nitrocarburie-ren notwendig sind. Hierzu zählen Glühprozesse kurzer Dauer z. B. Drahtglühungen, Glühprozesse für bestimmte Bauteile im Rohzustand, z. B. Gußstücke und Vormaterial. Nicht selten werden derartige Wärmebehandlungen heute ohne jegliche Atmosphärenkontrolle und mit mäßiger Tem-peraturgleichmäßigkeit durchgeführt. In diesen Fällen bietet ein direkt gasbeheiztes Wirbelbett wirtschaftliche Vorteile bei gleichzeitiger Verbesserung der Temperaturgleichmäßigkeit. Gegenüber der getrennten Engergiezufuhr bei konventio-nellen Wirbelbett-Öfen stellt die Verwendung eines Gas/ Lutt-( iemisches zur simultanen Beheizung und Fluidisierung völlig andere Anforderungen an die Regelungstechnik. Um 356 HTM 44(1989)6

Online erschienen: 2021-04-17

Erschienen im Druck: 1989-12-01

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