Verfahren zur Regelung einer Taupunkttemperatur eines Wärmebehandlungsofens

Abstract

 Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer Taupunkttemperatur eines Wärmebehandlungsofens (100) für eine Wärmebehandlung von Werkstücken (102), sowie einen Wärmebehandlungsofens (100) für eine Wärmebehandlung von Werkstücken (102), wobei Stickstoff und Luft dem Wärmebehandlungsofen (100) zugeführt werden und eine Menge an zugeführtem Stickstoff basierend auf einem in dem Wärmebehandlungsofen (100) bestimmten Ist-Wert der Taupunkttemperatur derart bestimmt wird, dass der Ist-Wert der Taupunkttemperatur durch die bestimmte Menge an zugeführtem Stickstoff auf einen Soll-Wert geregelt wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer Taupunkttemperatur eines Wärmebehandlungsofens für eine Wärmebehandlung von Werkstücken sowie einen Wärmebehandlungsofen für eine Wärmebehandlung von Werkstücken.

Stand der Technik

[0002] Bei der Wärmebehandlung von Werkstücken, insbesondere von Metallen, können bestimmte Werkstoffeigenschaften dadurch erzeugt werden, dass die Werkstücke gewissen Temperaturen oder Temperaturverläufen ausgesetzt werden. Verfahren der Wärmebehandlung sind beispielsweise das Glühen, das Härten oder das Anlassen, mit denen das Gefüge eines Metalls, also die Anordnung der enthaltenen Kristallite, gezielt beeinflusst werden kann. Eigenschaften wie Härtegrad, Zähigkeit, Kaltverformbarkeit oder Gefügehomogenität der Werkstücke können auf diese Weise planvoll gestaltet werden. Beispielsweise können die Komponenten von UHS-Stahl (Ultra hochfester Stahl) in Wärmebehandlungsanlagen austenitisiert und anschließend in einer Presse geformt und gleichzeitig abgekühlt und gehärtet werden. Bauteile mit einer Festigkeit □ 1450MPa können auf diese Weise gefertigt werden.

[0003] In solchen Wärmebehandlungsanlagen wird dabei meist eine Atmosphäre aus Luft genutzt, da die Werkstücke zumeist mit Zink oder AlSi beschichtet sind und somit einen Schutz gegen Oxidation aufweisen. An den gefertigten Werkstücken treten dabei allerdings vermehrt Schadensfälle in Form von Rissbildungen auf. Eine mögliche Ursache dieser Schäden ist ein erhöhter Anteil diffusiblen Wasserstoffs in Kombination mit der hohen Festigkeit und dem hohen Eigenspannungszustand der Werkstücke, wobei der Wasserstoff aus der feuchten Umgebungsluft in dem Wärmebehandlungsofen entsteht.

[0004] Die Aufgabe, die sich dem Fachmann nun stellt, ist es, eine Möglichkeit bereitzustellen, um die Bildung von Wasserstoff in Wärmebehandlungsöfen und damit verbundene Schäden an in den Wärmebehandlungsöfen gefertigten Werkstücken zu verhindern. Diese Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Regelung einer Taupunkttemperatur eines Wärmebehandlungsofens für eine Wärmebehandlung von Werkstücken sowie durch einen erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsofen für eine Wärmebehandlung von Werkstücken gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Im Zuge eines erfindungsgemäßen Verfahrens werden dem Wärmebehandlungsofen Stickstoff und Luft zugeführt, wodurch eine Stickstoff-Luft-Atmosphäre in dem Wärmebehandlungsofen erzeugt wird. Die Menge an zugeführtem Stickstoff wird dabei basierend auf einem in dem Wärmebehandlungsofen bestimmten Ist-Wert der Taupunkttemperatur bestimmt. Der Ist-Wert der Taupunkttemperatur wird durch diese bestimmte Menge an zugeführtem Stickstoff auf einen Soll-Wert geregelt. Der Soll-Wert der Taupunkttemperatur wird dabei zweckmäßig derart gewählt, dass keine oder kaum Bildung von Wasserstoff auftreten kann.

[0005] Die Erfindung eignet sich dabei für sämtliche Arten von Wärmebehandlungsöfen bzw. Wärmebehandlungsanlagen. Insbesondere kann der Wärmebehandlungsofen dabei als ein Drehtrommelofen, ein Rollenherdofen oder als Kammerofen ausgebildet sein.

Vorteile der Erfindung

[0006] Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass eine Atmosphäre eines Wärmebehandlungsofens aus Stickstoff und Luft besondere Vorteile aufweist.

[0007] Insbesondere wurde im Rahmen der Erfindung erkannt, dass besagte Atmosphärenzusammensetzung erhebliche Vorteile gegenüber einer reinen Stickstoff-Atmosphäre aufweist. Zwar kann eine reine Stickstoff-Atmosphäre in einem Wärmebehandlungsofen Bildung von Wasserstoff und somit die Aufnahme von Wasserstoff in die Werkstücke und Schäden an den Werkstücken verhindern, allerdings begünstigt eine Stickstoff-Atmosphäre die Bildung einer feinen Silizium-Nitridschicht auf den gefertigten Werkstücken, was wiederum zu einem erhöhten Verschleiß von Werkzeugen führt, mit denen die gefertigten Werkstücke bearbeitet werden (beispielsweise bei der Umformung von wärmebehandelten Blechen).

[0008] Durch die erfindungsgemäße Nutzung einer Stickstoff-Luft-Atmosphäre zur Regelung der Taupunkttemperatur des Wärmebehandlungsofens werden zum Einen die Bildung von Wasserstoff in dem Wärmebehandlungsofen und somit Schäden an gefertigten Werkstücken verhindert oder wenigstens reduziert. Zum Anderen wird durch den reduzierten Anteil an Stickstoff in der Atmosphäre des Wärmebehandlungsofens im Vergleich zur reinen Stickstoff-Atmosphäre die Reaktion des Stickstoffs mit den Werkstücken reduziert, wodurch die Bildung einer Silizium-Nitridschicht auf den Werkstücken und damit der verbundene erhöhte Verschleiß von Werkzeugen zur Bearbeitung der Werkstücke verhindert oder wenigstens reduziert wird.

[0009] Durch die erfindungsgemäße Zufuhr der bestimmten Menge an Stickstoff wird das Verhältnis der Stickstoff-Luft-Atmosphäre in Abhängigkeit von dem Ist-Wert der Taupunkttemperatur geändert. Somit wird letztendlich auch die Taupunkttemperatur geändert. Im Sinne der Erfindung kann die Taupunkttemperatur in dem Wärmebehandlungsofen demgemäß flexibel und zuverlässig eingestellt werden.

[0010] Die Erfindung eignet sich des Weiteren insbesondere als eine Maßnahme zu einem sogenannten Flue Gas Management System zur Reduzierung von Abgas induzierten Wasseranteilen in Wärmebehandlungsöfen.

[0011] Vorteilhafterweise wird dem Wärmebehandlungsofen getrocknete Luft zugeführt. Dabei kann dem Wärmebehandlungsofen ausschließlich getrocknete Luft oder eine Mischung aus (Umgebungs-) Luft und getrockneter Luft zugeführt werden. Durch den reduzierten Anteil an Wasser in getrockneter Luft kann der Bildung von Wasserstoff aus der Luft in dem Wärmebehandlungsofen weiter vorgebeugt werden.

[0012] Bevorzugt weist der Wärmebehandlungsofen zumindest eine Kammer oder Zone auf. Kammern können dabei beispielsweise physisch voneinander abgegrenzte Einheiten des Wärmebehandlungsofens sein. Zonen können beispielsweise auch als unterschiedliche Bereiche innerhalb einer Kammer ausgebildet sein, die keine feste Begrenzung zueinander besitzen. In den unterschiedlichen Kammern bzw. Zonen herrschen dabei insbesondere unterschiedliche Temperaturen und es laufen insbesondere unterschiedliche Verfahrensschritte der Wärmebehandlung der Werkstücke ab. Demgemäß können in den unterschiedlichen Kammern bzw. Zonen auch unterschiedliche Taupunkttemperaturen herrschen.

[0013] Die erfindungsgemäße Regelung der Taupunkttemperatur wird dabei für die zumindest eine Kammer oder Zone durchgeführt. Je nach Länge und Größe der Wärmebehandlungsanlage kann die erfindungsgemäße Regelung der Taupunkttemperatur über den kompletten Wärmebehandlungsofen als eine Zone durchgeführt werden oder der Wärmebehandlungsofen kann in mehrere Zonen unterteilt werden, für welche jeweils die erfindungsgemäße Regelung der Taupunkttemperatur separat durchgeführt wird. Insbesondere wird die erfindungsgemäße Regelung der Taupunkttemperatur für jede Kammer oder Zone einzeln und unabhängig voneinander durchgeführt. Die Taupunkttemperatur jeder Kammer bzw. Zone kann dabei zweckmäßigerweise auf einen eigenen, individuellen Soll-Wert geregelt werden. Die Menge an zugeführtem Stickstoff wird dabei aufgrund des in der jeweiligen Kammer bzw. Zone erfassten Ist-Werts der Taupunkttemperatur und aufgrund des für die jeweilige Kammer bzw. Zone festgelegten individuellen SollWerts der Taupunkttemperatur bestimmt.

[0014] Bevorzugt wird zusätzlich zu der Menge an Stickstoff eine Menge an zugeführter Luft basierend auf dem in dem Wärmebehandlungsofen bestimmten Ist-Wert der Taupunkttemperatur derart bestimmt, dass der Ist-Wert der Taupunkttemperatur durch die bestimmte Menge an zugeführtem Stickstoff und an zugeführter Luft auf den Soll-Wert geregelt wird. Die Taupunkttemperatur kann somit noch flexibler geregelt werden. Des Weiteren kann somit auch das Verhältnis des Stickstoff-Luft-Gemischs in dem Wärmebehandlungsofen flexibler eingestellt werden und gegebenenfalls an unterschiedliche Werkstückmaterialien angepasst werden. Bevorzugt wird dabei ein oberer Grenzwert der Taupunkttemperatur durch die Menge an zugeführter Luft bestimmt. Alternativ oder zusätzlich wird bevorzugt ein unterer Grenzwert der Taupunkttemperatur durch die Menge an zugeführtem Stickstoff bestimmt. Der eingestellte Soll-Wert liegt dann innerhalb des Bereichs von unterem und oberem Grenzwert.

[0015] In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Taupunkttemperatur auf Soll-Werte zwischen -5°C und -60°C, insbesondere zwischen -10°C und -40°C, geregelt. Die Taupunkttemperatur kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens einerseits auf Soll-Werte geringer als eine minimal mögliche Taupunkttemperatur für eine reine Luftatmosphäre von ca. -10°C geregelt werden. Andererseits kann die Taupunkttemperatur auf Soll-Werte größer als eine Taupunkttemperatur für eine reine Stickstoff-Atmosphäre von ca. -60°C geregelt werden.

[0016] Vorzugsweise wird die Menge an Stickstoff mit hoher Geschwindigkeit dem Wärmebehandlungsofen zugeführt. Dadurch kann eine homogene Stickstoff-Luft-Atmosphäre in dem Wärmebehandlungsofen erzeugt werden. Die Erfassung des Ist-Werts der Taupunkttemperatur und somit die Analyse der Taupunkttemperatur können somit zuverlässiger und präziser durchgeführt werden. Des Weiteren können die Taupunkttemperatur im Speziellen sowie die Temperatur des Wärmebehandlungsofens im Allgemeinen homogen und ohne nennenswerte lokale Schwankungen eingestellt werden.

[0017] Insbesondere wird für die Zufuhr der Menge an Stickstoff ein Carbojet-Verfahren genutzt. Das Carbojet-Verfahren und zugehörige Carbojet-Düsen bzw. Carbojet-Lanzen werden durch die Anmelderin vertrieben. Dabei wird eine Eindüsung kleiner Mengen an Stickstoff mit hohen Geschwindigkeiten von bis zu 250-300m/s in einzelne Bereiche des Wärmebehandlungsofens ermöglicht. Mittels des Carbojet-Verfahrens können Genauigkeit von Analysegeräten sowie homogene Gas- und Temperaturverteilung nochmals verbessert werden. Für eine detaillierte Beschreibung eines Carbojet-Verfahrens sei beispielhaft auf die Druckschrift DE 10 2008 009 818 A1 verwiesen.

[0018] Vorzugsweise wird der Wärmebehandlungsofen mittels zumindest eines vormischenden Brenngas-Sauerstoff-Brenners, insbesondere zumindest eines Wasserstoff-Sauerstoff-Brenners, betrieben. Vormischenden Brenngas-Sauerstoff-Brenner zeichnen sich durch eine besonders hohe Wärmeübertragungseffizienz aus. Einem Brennerkopf des vormischenden Brenngas-Sauerstoff-Brenners wird dabei bereits ein Gasgemisch aus Brenngas und Sauerstoff zugeführt und nicht erst in dem entsprechenden Brennerkopf erzeugt. Vormischende Brenner erzeugen besonders harte Flammen, die sich dazu eignen, größere Oberflächenbereiche, die auch Vertiefungen oder andere Unregelmäßigkeiten aufweisen können, aufzuschmelzen. Entsprechende Brenner sind auch als sogenannte Hydropox-Brenner bekannt und werden unter dieser Markenbezeichnung durch die Anmelderin vertrieben. Für eine detaillierte Beschreibung des Hydropox-Brenners sei beispielhaft auf das Datenblatt "HYDROPOX®. Optimal glass surface treatment with pre-mixing hydrogen/oxygen burners." der Anmelderin verwiesen.

[0019] Die Nutzung eines vormischenden Brenngas-Sauerstoff-Brenners für den Wärmebehandlungsofen beeinflusst die Taupunkttemperatur in dem Wärmebehandlungsofen erheblich. Mittels der Erfindung kann die Taupunkttemperatur eines Wärmebehandlungsofens mit vormischendem Brenngas-Sauerstoff-Brenner einfach und zuverlässig geregelt werden.

[0020] Es sei angemerkt, dass die Erfindung nicht auf die Nutzung von vormischenden Brenngas-Sauerstoff-Brenner beschränkt ist, sondern auch für die Nutzung von beispielsweise außenmischenden Brennern geeignet ist. Alternativ oder zusätzlich ist beispielsweise auch die Nutzung eines Oxyfuel-Brenners möglich. Im Gegensatz zu herkömmlichen Verbrennungsverfahren dient bei einem Oxyfuel-Brenner nicht Luft, sondern ein sauerstoffreiches Gas, insbesondere (nahezu) reiner Sauerstoff als Oxidator.

[0021] Vorteilhafterweise werden die Werkstücke in dem Wärmebehandlungsofen für die Wärmebehandlung schnell erhitzt. Dieses Vorgehen ist als "Rapid Heating" bekannt. Da Werkstücke für ein "Rapid Heating" Verfahren in kurzer Zeit auf sehr hohe Temperaturen erhitzt werden, eignen sich insbesondere vormischende Brenngas-Sauerstoff-Brenner, insbesondere Hydropox-Brenner, für ein "Rapid Heating" Verfahren. Durch die schnelle Erhitzung wird die Taupunkttemperatur innerhalb des Wärmebehandlungsofens erheblich beeinflusst. Daher ist die Erfindung besonders geeignet für ein "Rapid Heating" Verfahren.

[0022] Bevorzugt werden in dem Wärmebehandlungsofen lokal unterschiedliche Werkstoffeigenschaften durch lokale Wärmebehandlung erzeugt. Dieses Vorgehen ist allgemein als "Tailored Properties" bekannt. Beispielsweise können dabei bestimmte Bereiche eines Werkstücks pressgehärtet ausgebildet werden, und andere Bereiche können derart ausgebildet werden, dass diese eine Duktilität aufweisen und somit mehr Energie durch plastische Verformung absorbieren können.

[0023] Möglichkeiten zur Erzeugung von "Tailored Properties", also von derartigen lokal unterschiedlichen Eigenschaften, können beispielsweise eine gezielte Beeinflussung von Legierungsbestandteilen entsprechender Halbzeuge sein, eine Herstellung sogenannter "Tailored Welded Blanks", also Platinen, die aus unterschiedlichen Werkstoffen gefügt sind, partielles (örtliches) Erwärmen mittels induktiver oder konduktiver Erwärmungstechnologien, eine partielle Temperierung bestimmter Bereiche der Presshärtewerkzeuge durch lokales Beheizen, ein partielles Anlassen pressgehärteten Bauteile und/oder Maskieren bestimmter Bauteilbereiche um Erwärmung (und damit Austenitisierung) zu unterdrücken.

[0024] Somit können in unterschiedlichen Bereichen bzw. Zonen des Wärmebehandlungsofens, in denen die jeweiligen unterschiedlichen Eigenschaften der Werkstücke erzeugt werden, unterschiedliche Temperaturen und unterschiedliche Taupunkttemperaturen herrschen. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens können besonders einfach die Taupunkttemperaturen der einzelnen Zonen individuell und unabhängig voneinander geregelt werden.

[0025] In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Wärmebehandlungsofen für eine bereichsweise Austenitisierung genutzt. Dieses Vorgehen ist allgemein als "Tailored Austenitizing" bekannt. Analog zu einem "Tailored Properties" Verfahren können auch bei einem "Tailored Austenitizing" Verfahren unterschiedliche Zonen des Wärmebehandlungsofens unterschiedliche Temperaturen und unterschiedliche Taupunkttemperaturen aufweisen. Daher ist das erfindungsgemäße Verfahren auch für die Regelung der Taupunkttemperaturen im Zuge eines "Tailored Austenitizing" Verfahren besonders geeignet.

[0026] Die Erfindung betrifft weiterhin einen Wärmebehandlungsofen für eine Wärmebehandlung von Werkstücken. Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsofens ergeben sich aus der obigen Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens in analoger Art und Weise sowie aus dem untigen Ausführungsbeispiel, wobei die dort gezeigten Merkmale auch in Alleinstellung oder in anderen Kombinationen eingesetzt werden können.

[0027] Die Erfindung und ihre Vorteile werden nun anhand der beigefügten Zeichnung weiter erläutert. In dieser zeigt

Figur 1

schematisch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsofens für eine Wärmebehandlung von Werkstücken und

Figur 2

schematisch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens als ein Blockschaltbild.

[0028] Eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsofens für eine Wärmebehandlung von Werkstücken ist in Figur 1 schematisch dargestellt und mit 100 bezeichnet. Der Wärmebehandlungsofen ist in diesem Beispiel als ein Rollenherdofen 100 ausgebildet.

[0029] Auf einer Vielzahl von Rollen 103 werden Werkstücke 102 durch den Rollenherdofen 100 (in Figur 1 von links nach rechts) transportiert.

[0030] Der Rollenherdofen 100 weist dabei zwei Zonen auf.(1 01 a und 101 b), die wärmebehandlungstechnisch voneinander abgegrenzt sind. In den beiden Zonen 101 a und 101 b laufen dabei zwei unterschiedliche Prozessschritte der Wärmebehandlung der Werkstücke 102 ab. Die Zone 101 a weist einen vormischenden Brenngas-Sauerstoff-Brenner 105 (nur schematisch dargestellt) auf. Der vormischende Brenngas-Sauerstoff-Brenner 105 ist in diesem Beispiel als vormischender Wasserstoff-Sauerstoff-Brenner, insbesondere als Hydropox Brenner, ausgebildet. Der Hydropox Brenner 105 erzeugt in der Zone 101 a eine vergleichsweise hohe Temperatur. Beim Durchlaufen der Zone 101 a werden Werkstücke 102 dabei zunächst in kurzer Zeit auf eine hohe Temperatur erhitzt, insbesondere gemäß einem "Rapid Heating" Verfahren. Anschließend durchlaufen die Werkstücke 102 die Haltezone 101 b und werden darin homogenisiert.

[0031] Um zu verhindern, dass sich in den Zonen 101 a bzw. 101 b aus feuchter Umgebungsluft Wasserstoff bildet, der in die Werkstücke 102 aufgenommen werden kann und somit zu Rissbildungen in den Werkstücken 102 beiträgt, ist der Rollenherdofen 100 dazu eingerichtet, eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen, welche in Figur 2 schematisch als ein Blockschaltbild dargestellt ist. Im Zuge dessen wird die Taupunkttemperatur in jeder der Zonen 101 a und 101 b separat voneinander geregelt.

[0032] Dazu weist jede der Zonen 101 a und 101 b jeweils Messinstrumente 110a bzw. 110b auf, die mit einer Recheneinheit 120, insbesondere einer Steuereinheit, beispielsweise einem Steuerschrank, verbunden sind, angedeutet durch Bezugszeichen 110. In Verfahrensschritt 201 wird dabei mittels der Messinstrumente 110a bzw. 110b jeweils ein Ist-Wert der Taupunkttemperatur der Zonen 101 a und 101 b bestimmt.

[0033] Aufgrund der bestimmten Ist-Werte der Taupunkttemperatur für die Zonen 101 a und 101 b wird in Schritt 202 in dem Steuergerät 120 eine Menge an getrockneter Luft und eine Menge an Stickstoff bestimmt. Somit wird ein Stickstoff-Luft-Gemisch bestimmt, welches die Atmosphäre der jeweiligen Zone 101 a bzw. 101 b des Rollenherdofens 100 bildet. Je nach Luft-Anteil bzw. Stickstoff-Anteil des Stickstoff-Luft-Gemischs wird die Taupunkttemperatur der jeweiligen Zone verändert. Die Menge an getrockneter Luft und die Menge an Stickstoff werden dabei derart bestimmt, dass der Ist-Wert der Taupunkttemperatur der jeweiligen Zonen 101 a und 101 b auf einen vorgegebenen Soll-Wert geregelt wird. Die Soll-Werte für die beiden Zonen 101 a und 101 b können sowohl gleich als auch unterschiedlich sein.

[0034] Das Steuergerät 120 steht mit einer Gasregeleinheit 130 in Verbindung, angedeutet durch Bezugszeichen 125. Die Gasregeleinheit führt die bestimmte Menge an Stickstoff und getrockneter Luft den Zonen 101 a und 101 b zu. Dafür weist der Rollenherdofen 100 einen Behälter für getrocknete Luft 140 und einen Behälter für Stickstoff 150 auf, die jeweils über Leitungen 141 bzw. 151 mit der Gasregeleinheit 130 verbunden sind. Die Leitung 151 enthält einen Verdampfer 160. Die Gasregeleinheit 130 ist über Leitungen 130a bzw. 130b mit den Zonen 101 a bzw. 101 b verbunden und führt den Zonen 101 a bzw. 101 b in Schritt 203 die Menge an getrockneter Luft und Stickstoff zu. Die Mengen an getrockneter Luft und Stickstoff können dabei jeweils über separate Leitungen den Zonen 101 a bzw. 101 b zugeführt werden oder über eine oder mehrere gemeinsame Leitungen pro Zone. Werden die Mengen an Stickstoff und getrockneter Luft den Zonen 101 a bzw. 101 b über separate Leitungen zugeführt, können die Mengen an Stickstoff insbesondere über ein Carbojet-Verfahren mit hohen Geschwindigkeiten den Kammern 101a bzw. 101b zugeführt werden.

[0035] Angedeutet durch Bezugszeichen 204 beginnt das Verfahren wieder bei Schritt 201 mit dem Bestimmen der Ist-Werte der Taupunkttemperaturen der Zonen 101 a und 101 b des Rollenherdofens 100. Die Taupunkttemperaturen werden somit kontinuierlich überwacht und in Echtzeit auf die vorgegebenen Soll-Werte geregelt.

Bezugszeichenliste

[0036] 

100

Wärmebehandlungsofen, Rollenherdofen

101a

Heizzone 1

101b

Heizzone 2

102

Werkstücke

103

Rollen

105

vormischender Brenngas-Sauerstoff-Brenner, Hydropox-Brenner

110

Datenverbindung

110a, 110b

Messinstrumente

120

Recheneinheit, Steuereinheit

125

Datenverbindung

130

Gasregeleinheit

130a, 130b

Gasleitungen

140

Behälter für trockene Luft

150

Behälter für Stickstoff

160

Verdampfer

141, 151

Gasleitungen

201 bis 204

Verfahrensschritte

Ansprüche

1. Verfahren zur Regelung einer Taupunkttemperatur eines Wärmebehandlungsofens (100) für eine Wärmebehandlung von Werkstücken (102), dadurch gekennzeichnet, dass

- Stickstoff und Luft dem Wärmebehandlungsofen (100) zugeführt werden und

- eine Menge an zugeführtem Stickstoff basierend auf einem in dem Wärmebehandlungsofen (100) bestimmten Ist-Wert der Taupunkttemperatur derart bestimmt wird (202), dass der Ist-Wert der Taupunkttemperatur durch die bestimmte Menge an zugeführtem Stickstoff auf einen Soll-Wert geregelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei dem Wärmebehandlungsofen (100) getrocknete Luft zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Wärmebehandlungsofen (100) zumindest eine Kammer oder Zone (101 a, 101 b) aufweist und die Regelung der Taupunkttemperatur für die zumindest eine Kammer oder Zone (101 a, 101 b) durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zusätzlich zu der Menge des Stickstoffs eine Menge an zugeführter Luft basierend auf dem in dem Wärmebehandlungsofen (100) bestimmten Ist-Wert der Taupunkttemperatur derart bestimmt wird (202), dass der Ist-Wert der Taupunkttemperatur durch die bestimmte Menge an zugeführtem Stickstoff und zugeführter Luft auf den Soll-Wert geregelt wird.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein oberer Grenzwert der Taupunkttemperatur durch die Menge an zugeführter Luft bestimmt wird.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein unterer Grenzwert der Taupunkttemperatur durch die Menge an zugeführtem Stickstoff bestimmt wird.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Taupunkttemperatur auf Soll-Werte zwischen -5°C und -60°C, insbesondere zwischen -10°C und -40°C, geregelt wird.

8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Menge an Stickstoff mit hoher Geschwindigkeit dem Wärmebehandlungsofen (100) zugeführt wird.

9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Wärmebehandlungsofen (100) mit zumindest einem vormischenden Brenngas-Sauerstoff-Brenner (105) betrieben wird.

10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Werkstücke (102) in dem Wärmebehandlungsofen (100) für die Wärmebehandlung schnell erhitzt werden.

11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei in dem Wärmebehandlungsofen (100) lokal unterschiedliche Eigenschaften des Wärmebehandlungsgutes erzeugt werden.

12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Wärmebehandlungsofen (100) für eine bereichsweise Austenitisierung genutzt wird.

13. Wärmebehandlungsofen (100) für eine Wärmebehandlung von Werkstücken (102), dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmebehandlungsofen (100) Mittel aufweist, um

- dem Wärmebehandlungsofen Luft und Stickstoff zuzuführen (130, 130a, 130b, 140, 141, 150, 151) und

- eine Ist-Taupunkttemperatur des Wärmebehandlungsofens durch eine Menge an zugeführtem Stickstoff auf einen Soll-Wert zu regeln (110a, 110b, 120, 130, 130a, 130b, 150, 151).

14. Wärmebehandlungsofen (100) nach Anspruch 13, wobei der Wärmebehandlungsofen zumindest eine Kammer oder Zone (101 a, 101 b) aufweist und Mittel aufweist, um eine Ist-Taupunkttemperatur der zumindest einen Kammer oder Zone (101 a, 101 b) durch eine Menge an zugeführtem Stickstoff auf einen Soll-Wert zu regeln.

15. Wärmebehandlungsofen (100) nach Anspruch 13 oder 14, wobei der Wärmebehandlungsofen (100) zumindest einen vormischenden Brenngas-Sauerstoff-Brenner (105) aufweist.

Zeichnung