Horno de retorta calentado eléctricamente para el tratamiento térmico de piezas de trabajo metálicas.

Horno de retorta (1) calentado eléctricamente para el tratamiento térmico de piezas de trabajo metálicas,

• presentando una carcasa de horno (2) aislada térmicamente, que rodea un primer espacio de volumen (4), con un dispositivo de calentamiento (5) para la retorta (3) y un primer dispositivo de circulación (18.1) dentro de la retorta,

• donde la retorta (3) rodeada por el primer espacio de volumen (4) comprende un segundo espacio de volumen (17) que aloja los gases de protección y de reacción, que puede cerrarse de manera estanca a los gases mediante una puerta para la alimentación de un lote (14) de piezas de trabajo, como espacio de tratamiento o de lotes para el tratamiento térmico de las piezas de trabajo que se encuentran en un dispositivo de recepción de lotes

caracterizado por que

a) el dispositivo de calentamiento (5) presenta varios elementos de calentamiento (6) en forma de barra, orientados ortogonalmente con respecto a la extensión longitudinal de la retorta, que están dispuestos en el primer espacio de volumen (4) al menos reemplazables individualmente, mediante primeras aberturas (2.1) que pueden cerrarse, encastradas en la carcasa del horno (2) y

b) un segundo dispositivo de circulación (18.2) para la circulación del aire en el primer espacio de volumen (4), que está alojado en la carcasa del horno (2) y está dispuesto mediante una segunda abertura (23) que puede cerrarse de manera intercambiable como unidad constructiva, donde

c) los elementos de calentamiento (6) y el segundo dispositivo de circulación (18.2) están alojados en una disposición en el primer espacio de volumen (4) que conduce a una transmisión de calor uniforme a la retorta (3).

Horno de retorta calentado eléctricamente para el tratamiento térmico de piezas de trabajo metálicas

Campo técnico

La invención se refiere a un horno de retorta calentado eléctricamente para el tratamiento térmico, como por ejemplo para el recocido brillante, la ignición con nitrógeno o nitrógeno/hidrógeno, la nitruración o carbonitruración de piezas de trabajo metálicas, donde el horno de retorta comprende una carcasa de horno con retorta, un dispositivo de calentamiento y un dispositivo de circulación.

Estado de la técnica

En el documento DE 21 26 474 A1 ya se describió un horno eléctrico para tratamientos por calor y térmicos

con ciclo isotérmico, en el que el horno consiste en una construcción metálica con un revestimiento refractario, en el que hay colocada una retorta para el alojamiento de las piezas de trabajo que han de tratarse térmicamente. Para el mantenimiento de una presión de atmósfera de trabajo regulada, ya se conocen según éste, por un lado resistencias eléctricas controladas para el calentamiento, y por otro lado refrigeradores regulables para introducir aire de refrigeración entre la retorta y las paredes del horno.

Los hornos calentados y manejados de esta manera se continuaron perfeccionando hasta dar los llamados hornos de retorta.

En el documento US 4, 854, 863 A se divulga por ejemplo el manejo de un horno de este tipo calentándolo 25 con un flujo de gas que abastece la retorta, haciendo que este flujo de gas circule dentro de la retorta.

Este tipo de hornos de retorta para el tratamiento térmico de piezas de trabajo metálicas se conocen además por el estado de la técnica en diversas disposiciones, como por ejemplo según los documentos DE-AS 2 010 433, DE-OS 27 54034, DE 3028 952 C2, DE 31 43532 A1, DE 36 31389 C2 y DE 10338431 A1.

En este tipo de hornos de retorta para el tratamiento térmico de piezas de trabajo metálicas se conocen según el estado de la técnica en diversas disposiciones, como por ejemplo según los documentos DE-AS 2 010 433, DE-OS 27 54034, DE 3028 952 C2, DE 31 43532 A1, DE 36 31389 C2 y DE 10338431 A1.

Los dispositivos de calentamiento y dispositivos de circulación son especialmente importantes en los hornos de retorta, debido al calentamiento gradual uniforme a alcanzarse de las piezas de trabajo que han de tratarse en el interior de la retorta.

El experto parte de que los hornos de retorta pueden calentarse mediante elementos de calentamiento eléctricos o mediante quemadores de gas. El dispositivo de calentamiento está dispuesto habitualmente, según el estado de la técnica evaluado, en el espacio entre la carcasa del horno, que presenta en el lado interior un aislamiento térmico, y la retorta.

En el caso de los quemadores de gas, la llama produce en el espacio entre la carcasa del horno y la retorta, un flujo 45 de gas; como consecuencia de este flujo de gas se produce el calentamiento de la retorta por radiación y convección, con lo que se realiza un calentamiento uniforme de la retorta.

En el caso de los hornos de retorta calentados eléctricamente, los elementos de calentamiento eléctricos también se disponen en el espacio entre la carcasa del horno y la retorta. Los elementos de calentamiento tienen por ejemplo una configuración en forma de meandro y se guían interiormente en la carcasa del horno, para calentar uniformemente las piezas de trabajo a tratar en el espacio del horno de la retorta, por ejemplo a los deseados 650 º C. La transmisión del calor de los elementos de calentamiento a la retorta se produce en este caso no obstante, solo mediante radiación, la proporción convectiva que contribuye decisivamente a uniformizar en el calentamiento por gas, está ausente en el caso del calentamiento eléctrico.

Para la circulación intensiva y que comprende la totalidad del material a tratar, de la atmósfera del horno dentro de la retorta, se utilizan dispositivos de circulación eficaces, cuya combinación funcional tiene que estar ajustada en lo que a técnica de calentamiento se refiere con los dispositivos de calentamiento. De esta manera, según el estado de la técnica ha parecido ventajoso llevar a cabo la circulación de la atmósfera del horno en el espacio del horno dentro de la retorta. Como consecuencia se han utilizado regularmente dentro de la retorta las correspondientes instalaciones, como agregados de circulación y medios auxiliares de conducción de gas.

Descripción de la invención

Es tarea de la invención aumentar en el caso de hornos de retorta calentados eléctricamente el grado de rendimiento del tratamiento térmico mediante un calentamiento gradual más uniforme de la retorta, y con ello

también de los lotes de las piezas de trabajo, que se encuentran en el interior de la retorta, así como impedir mediante un calentamiento lo más uniforme posible de la retorta un sobrecalentamiento local y tensiones térmicas, las cuales tienen consecuencias negativas para la durabilidad de la retorta.

Esta tarea se soluciona según la invención en el caso de un horno de retorta para el tratamiento térmico de piezas de trabajo metálicas, -el cual presenta una carcasa de horno aislada térmicamente con dispositivo de calentamiento para la retorta y un primer dispositivo de circulación dentro de la retorta, que rodea un primer espacio de volumen, -donde la retorta rodeada por el primer espacio de volumen abarca un espacio de tratamiento o de lote para el tratamiento térmico de piezas de trabajo que se encuentran en un dispositivo de recepción de lotes, que aloja los gases de protección y de reacción de manera estanca a los gases, que puede cerrarse mediante una puerta para la alimentación de un lote de piezas de trabajo, por que a) el dispositivo de calentamiento presenta varios elementos de calentamiento en forma de barras, orientados ortogonalmente con respecto a la extensión longitudinal de la retorta, que están dispuestos en el primer espacio de volumen al menos intercambiables individualmente mediante primeras aberturas que pueden cerrarse, encastradas en la carcasa del horno, y b) un segundo dispositivo de circulación para hacer circular el aire en el primer espacio de volumen, está alojado por la carcasa del horno y está dispuesto mediante una segunda abertura que puede cerrarse de manera intercambiable como unidad constructiva, donde c) los elementos de calentamiento y el dispositivo de circulación están alojados en una disposición en el primer espacio de volumen, que conduce a una transmisión del calor uniforme a la retorta.

Según las reivindicaciones 2 a 4, la invención se configura para que los elementos de calentamiento presenten una extensión longitudinal que supere el diámetro de la retorta, que los elementos de calentamiento presenten una zona no calentada, por ejemplo central, con respecto a su extensión longitudinal y/o que se proporcionen al menos dos elementos de calentamiento por cada lado longitudinal de la retorta.

Según las reivindicaciones 5 y 6 la invención se perfecciona además porque el dispositivo de circulación presenta un agregado de circulación y un dispositivo de guía y/o el dispositivo de guía se encuentra en una disposición que con respecto a la extensión longitudinal de la retorta provoca una circulación con orientación transversal del aire en el espacio del horno.

El dispositivo de calentamiento según el horno de retorta según la invención, tiene por lo tanto una pluralidad de elementos de calentamiento. Éstos tienen respectivamente una configuración en forma de barras, donde con respecto a su extensión longitudinal, están orientados esencialmente de manera perpendicular, es decir, ortogonalmente con respecto a la extensión longitudinal de la retorta. En este caso pueden proporcionarse por cada lado longitudinal de la retorta una pluralidad de elementos de calentamiento individuales. Se prefiere la utilización de tres elementos de calentamiento individuales en forma de barra por cada lado longitudinal de la retorta, es decir, de en total seis elementos de calentamiento.

El dispositivo de calentamiento configurado según la invención posibilita a diferencia de las conducciones de calentamiento configuradas en forma de meandro conocidas del estado de la técnica, un calentamiento gradual más 45 uniforme y con ello mejorado del espacio del horno, lo que de manera ventajosa conduce a un calentamiento gradual más uniforme de las piezas de trabajo a ser tratadas térmicamente dispuestas en la retorta. Debido a este calentamiento gradual más uniforme se dan esencialmente dos ventajas. Por un lado, el calentamiento gradual más uniforme de la retorta, conduce a una carga mínima inducida térmicamente en comparación con el estado... [Seguir leyendo]

1. Horno de retorta (1) calentado eléctricamente para el tratamiento térmico de piezas de trabajo metálicas, presentando una carcasa de horno (2) aislada térmicamente, que rodea un primer espacio de volumen (4) , con un dispositivo de calentamiento (5) para la retorta (3) y un primer dispositivo de circulación (18.1) dentro de la retorta, donde la retorta (3) rodeada por el primer espacio de volumen (4) comprende un segundo espacio de volumen (17) que aloja los gases de protección y de reacción, que puede cerrarse de manera estanca a los gases mediante una puerta para la alimentación de un lote (14) de piezas de trabajo, como espacio de tratamiento o de lotes para el tratamiento térmico de las piezas de trabajo que se encuentran en un dispositivo de recepción de lotes

caracterizado por que

a) el dispositivo de calentamiento (5) presenta varios elementos de calentamiento (6) en forma de barra, orientados ortogonalmente con respecto a la extensión longitudinal de la retorta, que están dispuestos en el primer espacio de volumen (4) al menos reemplazables individualmente, mediante primeras aberturas (2.1) que pueden cerrarse, encastradas en la carcasa del horno (2) y b) un segundo dispositivo de circulación (18.2) para la circulación del aire en el primer espacio de volumen (4) , que está alojado en la carcasa del horno (2) y está dispuesto mediante una segunda abertura (23) que puede cerrarse de manera intercambiable como unidad constructiva, donde c) los elementos de calentamiento (6) y el segundo dispositivo de circulación (18.2) están alojados en una disposición en el primer espacio de volumen (4) que conduce a una transmisión de calor uniforme a la retorta (3) .

2. Horno de retorta según la reivindicación 1, caracterizado por que los elementos de calentamiento (6) presentan una extensión longitudinal que supera el diámetro de la retorta (3) .

3. Horno de retorta según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que los elementos de calentamiento (6) 30 presentan con respecto a su extensión longitudinal una zona (11) no calentada y central.

4. Horno de retorta según una de las reivindicaciones de 1 a 3, caracterizado por que se proporcionan al menos dos elementos de calentamiento (6) por cada lado longitudinal de la retorta (3) .

5. Horno de retorta según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el segundo dispositivo de circulación (18.2) presenta un agregado de circulación (19) y un dispositivo de guía (20) .

6. Horno de retorta según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que el dispositivo de guía (20) se encuentra en una disposición que provoca la circulación transversal del aire en el primer espacio de volumen (4) , 40 orientada con respecto a la extensión longitudinal de la retorta (3) .