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

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

presentando una retorta (3) configurada en forma de cilindro, rodeada por una carcasa de horno (2) con dispositivo de calentamiento (5), que

a) encierra un espacio de tratamiento (6) para un lote (7) de piezas de trabajo,

b) está cerrada en un extremo mediante una base (9) de manera estanca a los gases, y conectada allí en lo que a la técnica de flujo se refiere, a al menos dos conducciones (11, 14) conductoras de gas que pueden cerrarse mediante respectivamente una compuerta de regulación (20, 21) y

c) presenta en el otro extremo una abertura de alimentación (10) que puede cerrarse de manera estanca a los gases,

donde para la refrigeración del lote (7) de piezas de trabajo se aspira un flujo de gas de la retorta (3), se conduce a través de un dispositivo de refrigeración externo, y a continuación se reconduce nuevamente a la retorta (3) y se hace circular un gas frío, caracterizado por que

d) la base (9) comprende una segunda base (9.1) configurándose un espacio intermedio, y este espacio intermedio está dividido mediante un primer espacio de volumen (16) y un segundo espacio de volumen (17) en dos espacios anulares separados entre sí de manera estanca a los gases, estando conectado el primer espacio de volumen (16) con la segunda conducción (14) y el segundo espacio de volumen (17) con la primera conducción (11), con lo que puede acelerarse la circulación del gas frío mediante un flujo de volumen de refrigeración de flujo ventajoso, y con ello un enfriamiento gradual del lote (7),

e) mediante las conducciones (11, 14) que unen los espacios de volumen (16, 17) o tubos de aspiración (19) puede aspirarse el gas caliente que se encuentra en la retorta (3) y puede evacuarse el gas aspirado a través del espacio anular interior de la base (9) configurada con doble pared, de la retorta (3),

f) el espacio anular interior está conectado a un refrigerador (12) que puede conducir el gas aspirado, donde el gas puede volver a entrar como gas de refrigeración en el espacio de tratamiento (6) de la retorta a través del espacio anular exterior de la base (9) de doble pared, de la retorta (3) mediante un soplador de gas de refrigeración (13) y

g) como resultado se crea una circulación de flujo tal en el interior de la retorta (3) que hace que la atmósfera de horno caliente pueda evacuarse de la zona interior del espacio de volumen encerrado por la retorta (3) y al mismo tiempo pueda reconducirse gas de refrigeración a la zona de borde exterior del espacio de volumen encerrado por la retorta, y en concreto con adición de los flujos de volumen del soplador de refrigeración externo por un lado y un dispositivo de circulación (8) dispuesto en la retorta (3) por otro lado.

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

Campo técnico

La invención se refiere a un horno de retorta para el tratamiento térmico, como por ejemplo, para el recocido brillante, la ignición bajo nitrógeno o nitrógeno/hidrógeno, la nitruración o carbonitruración de piezas de trabajo metálicas, donde el horno de retorta comprende esencialmente una carcasa de horno con retorta, un dispositivo de calentamiento, un dispositivo de circulación y un dispositivo de refrigeración asociado, y la retorta rodeada por una carcasa de horno tiene una configuración en forma de cilindro, y está cerrada en un extremo de manera estanca a los gases mediante una base, y conectada en lo que a técnica de flujo se refiere a al menos dos conducciones de guía de gas que pueden cerrarse mediante compuertas de regulación, que están conectadas por su parte con el dispositivo de refrigeración.

Estado de la técnica 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.

Además de ello, se divulga en el documento US 4.854.863 A, el manejo de un horno de retorta calentándolo con un flujo de gas que abastece la retorta, haciéndose circular dicho flujo de gas en el interior de la retorta.

Durante el funcionamiento de refrigeración, fluye aire ambiente al espacio de volumen que rodea la retorta, y la atmósfera del interior de la retorta se hace circular mediante una ranura anular, para aumentar el intercambio de calor con el revestimiento de la retorta.

Ya se ha propuesto varias veces para el caso de los hornos de retorta, aumentar primariamente el grado de rendimiento del tratamiento térmico. En los hornos de retorta no obstante, también es especialmente importante tras el calentamiento gradual uniforme a alcanzar de las piezas de trabajo a tratar térmicamente, la posterior refrigeración uniforme e intensiva de las piezas de trabajo, lo cual ha de examinarse de manera más profunda debido al paso de tratamiento improductivo en sí, donde en resumen se parte de lo siguiente.

Los hornos de retorta para el tratamiento térmico de piezas de trabajo metálicas comprenden una retorta rodeada por una carcasa de horno, que tiene una configuración en forma de cilindro y que está cerrada en un extremo mediante una base de manera estanca a los gases. Al mismo tiempo la retorta tiene una abertura de alimentación que sirve para introducir las piezas de trabajo a tratar térmicamente en la retorta o para extraer las piezas de trabajo tratadas térmicamente de la retorta a través de la abertura de alimentación. La abertura de alimentación puede cerrarse de manera estanca a los gases mediante una tapa, que está configurada preferiblemente de manera pivotante.

La carcasa del horno proporciona en todos los casos un espacio de volumen. Dentro de este espacio de volumen está dispuesta entre otros, la retorta, que pone a disposición por su parte un espacio de volumen, el espacio de 45 tratamiento térmico real. Dentro del espacio de volumen configurado por la carcasa de horno, se proporcionan junto con la retorta, además de ella, elementos de calentamiento, que en una utilización conforme a su uso del horno de retorta, sirven para un calentamiento gradual de la retorta y con ello del espacio de tratamiento encerrado por la retorta.

El tratamiento térmico de una pieza de trabajo se produce en todos los casos bajo la influencia de un gas. La retorta tiene por lo tanto preferiblemente en el lado de la base tubos de empalme de conexión que permiten la conexión de conducciones de guía de gas. A través de estas conducciones pueden dejarse entrar en el espacio de tratamiento definido por la retorta, gases y/o mezclas de gases a elección. Este tipo de gases pueden ser por ejemplo gases de tratamiento, gases de oxidación, gases de refrigeración y/o correspondientes mezclas de gases.

En el marco de una realización del procedimiento conforme a su uso, para el tratamiento térmico de piezas de trabajo metálicas, está previsto regularmente, que a un paso del procedimiento de calentamiento de la pieza de trabajo, le siga un paso de procedimiento en el que las piezas de trabajo se mantienen en uno o varios niveles de temperatura â?"dependientes del tratamiento térmico-y finalmente siga un paso de procedimiento de refrigeración de la pieza de trabajo.

Tanto al calentar, como también al refrigerar, se busca llevar a cabo el calentamiento o la refrigeración de la pieza de trabajo lo más rápida y uniformemente posible. Durante la fase de detención en un determinado nivel de temperatura, se busca dentro del lote una uniformidad de la temperatura lo mayor posible de las piezas de trabajo, 65 igualmente una disponibilidad de los gases en cada lugar del lote lo más uniforme posible. Para ello se hace circular la atmósfera que se encuentra en el interior de la retorta cerrada de manera estanca a los gases. Esto ocurre

mediante un dispositivo de circulación, que está dispuesto en todos los casos en el interior de la retorta.

Para lograr una circulación mejorada y una uniformidad de la atmósfera y la temperatura del horno, se conoce del estado de la técnica, la utilización de los llamados cilindros de guía de gas, que en combinación con el agregado de 5 circulación, garantizan una conducción forzada de la atmósfera del horno.

Según el estado de la técnica, se puede comprobar además, que la retorta está conectada en lo que a la técnica de flujo se refiere, a al menos una conducción de guía de gas, pudiéndose cerrar esta conducción mediante las llamadas compuertas de regulación. De esta manera, para la refrigeración de las piezas de trabajo, puede aspirarse por ejemplo gas de la retorta a través de una conducción de guía de gas, guiarse a través de un dispositivo de refrigeración y reconducirse a la retorta a través de una segunda conducción de guía de gas.

En el marco de una realización del procedimiento conforme a su uso, para el tratamiento térmico de piezas de trabajo metálicas mediante un horno de retorta descrito anteriormente, se hace necesario separar las conducciones de guía de gas frente al espacio interior de la retorta, para evitar que entren gases en el espacio interior de la retorta 15 o que la atmósfera de gas que se encuentra en el espacio interior de la retorta salga a través de las conducciones de guía de gas. Para llevar a cabo una separación de las conducciones de guía de gas frente al espacio interior de la retorta, se conocen del estado de la técnica las llamadas compuertas de regulación, que están configuradas en la correspondiente conducción de guía de gas como discos dispuestos de manera pivotante. Estos discos pueden girarse al menos a razón de 90º , y pueden llevarse de esta manera a una posición abierta o cerrada. En la posición cerrada, la sección transversal del flujo de la conducción de guía de gas está esencialmente cerrada, de manera que se logra una separación de la conducción de guía de gas con respecto al espacio interior de la retorta. En la posición abierta la sección transversal del flujo de la conducción de guía de gas está esencialmente liberada, de manera que hay configurada en lo que a la técnica del flujo se refiere, una conexión entre la conducción de guía de gas por un lado, y el espacio interior de la retorta por otro lado.

En este caso también han resultado eficaces, las compuertas de regulación ya conocidas del estado de la técnica para cerrar las conducciones de guía de gas conectadas en lo que a la técnica de flujo se refiere a la retorta del horno de retorta.

Generalmente las compuertas de regulación son conocidas en conducciones de guía de flujo, como se describen según el documento EP 684 414 A1, para la reducción de la sección transversal del flujo de una conducción. En este caso puede minimizarse la superficie de la sección transversal de válvulas en el estado de apertura devolviéndolas a un espacio de recepción. En relación con el problema que ha de solucionarse aquí, se infiere para este tipo de compuertas de regulación una nueva utilización ventajosa para hornos de retorta genéricos.

Además de ello, ya se describió según el documento DE 103 12 650 B3, un horno de tratamiento térmico, particularmente un horno de sinterización por presión con una carcasa de horno y una jaula de aislamiento sujetada y rodeada con separación por la carcasa del horno, que forma un espacio de caldera, y una mufla dispuesta en el interior de la jaula de aislamiento que rodea el lote... [Seguir leyendo]

1. Horno de retorta (1) para el tratamiento térmico de piezas de trabajo metálicas, presentando una retorta (3) configurada en forma de cilindro, rodeada por una carcasa de horno (2) con dispositivo de calentamiento (5) , que a) encierra un espacio de tratamiento (6) para un lote (7) de piezas de trabajo, b) está cerrada en un extremo mediante una base (9) de manera estanca a los gases, y conectada allí en lo que a la técnica de flujo se refiere, a al menos dos conducciones (11, 14) conductoras de gas que pueden cerrarse mediante respectivamente una compuerta de regulación (20, 21) y c) presenta en el otro extremo una abertura de alimentación (10) que puede cerrarse de manera estanca a los gases, donde para la refrigeración del lote (7) de piezas de trabajo se aspira un flujo de gas de la retorta (3) , se conduce a través de un dispositivo de refrigeración externo, y a continuación se reconduce nuevamente a la retorta (3) y se hace circular un gas frío, caracterizado por que d) la base (9) comprende una segunda base (9.1) configurándose un espacio intermedio, y este espacio intermedio está dividido mediante un primer espacio de volumen (16) y un segundo espacio de volumen (17) en dos espacios anulares separados entre sí de manera estanca a los gases, estando conectado el primer espacio de volumen (16) con la segunda conducción (14) y el segundo espacio de volumen (17) con la primera conducción (11) , con lo que puede acelerarse la circulación del gas frío mediante un flujo de volumen de refrigeración de flujo ventajoso, y con ello un enfriamiento gradual del lote (7) , e) mediante las conducciones (11, 14) que unen los espacios de volumen (16, 17) o tubos de aspiración (19) puede aspirarse el gas caliente que se encuentra en la retorta (3) y puede evacuarse el gas aspirado a través del espacio anular interior de la base (9) configurada con doble pared, de la retorta (3) , f) el espacio anular interior está conectado a un refrigerador (12) que puede conducir el gas aspirado, donde el gas puede volver a entrar como gas de refrigeración en el espacio de tratamiento (6) de la retorta a través del espacio anular exterior de la base (9) de doble pared, de la retorta (3) mediante un soplador de gas de refrigeración (13) y g) como resultado se crea una circulación de flujo tal en el interior de la retorta (3) que hace que la atmósfera de horno caliente pueda evacuarse de la zona interior del espacio de volumen encerrado por la retorta (3) y al mismo tiempo pueda reconducirse gas de refrigeración a la zona de borde exterior del espacio de volumen encerrado por la retorta, y en concreto con adición de los flujos de volumen del soplador de refrigeración externo por un lado y un dispositivo de circulación (8) dispuesto en la retorta (3) por otro lado.

2. Horno de retorta (1) según la reivindicación 1, caracterizado por que h)

la primera y la segunda compuertas de regulación (20, 21) forman cada una una carcasa (36) que comprende un espacio de recepción (33) , en el que una tapa (25) puede mmoverse introduciéndose de tal manera, que la sección transversal del flujo de cada conducción (11, 14) queda completamente liberada en la posición abierta de la tapa (25) y i) el primer espacio de volumen (16) y el segundo espacio de volumen (17) conducen en lo que a técnica de flujo se refiere en colaboración con las funciones de la tapa (25) que liberan completamente la sección transversal de flujo de cada conducción (11, 14) en la posición abierta de la tapa (25) , a una circulación ventajosa del flujo del gas frío, y con ello a un enfriamiento gradual rápido del lote (7) .

3. Horno de retorta según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que el diámetro exterior de la segunda base (9.1) de la base (9) tiene un tamaño menor que el diámetro interior de la retorta (3) .

4. Horno de retorta según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el primer espacio de volumen exterior (16) está conectado en lo que a técnica de flujo se refiere, al soplador de gas de refrigeración externo (13) a través de la segunda conducción (14) .

5. Horno de retorta según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el segundo espacio de volumen interior (17) está conectado en lo que a la técnica de flujo se refiere, a un dispositivo de refrigeración externo (12) a través de la primera conducción (11) .

6. Horno de retorta según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que el segundo espacio de volumen interior (17) está conectado a los tubos de aspiración (19) , que están unidos con el espacio de tratamiento (6) rodeado por la retorta (3) .

7. Horno de retorta según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que el primer espacio de volumen

(16) y el segundo espacio de volumen (17) están divididos por un anillo (18) en dos espacios anulares separados entre sí de manera estanca a los gases.

8. Horno de retorta según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que la tapa (25) movible en el 65 espacio de recepción (33) de la carcasa (36) de cada una de las compuertas de regulación (20, 21) presenta un brazo pivotante (22) , que está dispuesto de manera pivotante en un brazo de sujeción (27) alrededor de un punto de 9

giro (32) .

9. Horno de retorta según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que el brazo pivotante (22) está

dispuesto de manera pivotante en > 90º en el brazo de sujeción (27) . 5

10. Horno de retorta según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que el brazo pivotante (22) está conectado a un accionamiento (28) .

11. Horno de retorta según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que el accionamiento (28) está 10 formado por un cilindro de accionamiento neumático.

12. Horno de retorta según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que la carcasa (36) está dispuesta mediante una primera unión por brida (23) y una segunda unión por brida (24) de manera desacoplable en cada una de las conducciones (11, 14) .

13. Horno de retorta según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por que la carcasa (36) presenta una abertura de instalación (34) que puede cerrarse mediante una compuerta (35) .

14. Horno de retorta según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado por que el accionamiento (28) está

dispuesto sobre la compuerta (35) y presenta un vástago de émbolo (29) que atraviesa de manera estanca a los gases la compuerta (35) , el cual está articulado mediante un elemento de acoplamiento (30) del vástago de émbolo (29) y un ojal (30) del brazo pivotante (22) para el accionamiento de la tapa (25) .