Was ist ein Wärmebehandlungsofen?
Wärmebehandlungsöfen werden eingesetzt, um die Struktur und die Eigenschaften von Metallen durch Erhitzen und Abkühlen zu verbessern.
Die Wärmebehandlung umfasst das Abschrecken, das Eisen härtet, und das Anlassen, das ihm Zähigkeit verleiht. Die Technologie der Wärmebehandlung wurde entwickelt, um z. B. japanische Schwerter härter, schärfer und weniger bruchanfällig zu machen. Zu den Wärmebehandlungsöfen gehören Plattieröfen, Aufkohlungsöfen, Lötöfen und Glühöfen.
Wärmebehandlungsöfen bestehen aus einer Kombination von Heiz- und Kühlofen, was sich auf die Produktqualität auswirkt, sodass der am besten geeignete Wärmebehandlungsofen je nach Art des Produkts und des Produktionsvolumens ausgewählt werden muss.
Anwendungen von Wärmebehandlungsöfen
Wärmebehandlungsöfen werden in den folgenden Bereichen eingesetzt:
1. Lebensmittelindustrie
In den wärmeren Jahreszeiten wird das Problem der Bakterien, die Lebensmittelvergiftungen verursachen, angegangen. Viele Bakterien werden durch Wärmebehandlung abgetötet, weshalb Wärmebehandlungsöfen eingesetzt werden können. In Lebensmittelbetrieben werden die Produktionsanlagen bei ca. 130 °C für 30 Minuten sterilisiert.
2. Automobilindustrie
Wärmebehandlungsöfen werden als Technologie eingesetzt, um die hohe Steifigkeit von Fahrzeugen zu unterstützen. Die Produkte werden unter konstanter Temperaturkontrolle in Durchlauföfen des Typs Gitter oder Rolle wärmebehandelt.
Funktionsweise der Wärmebehandlungsöfen
Wärmebehandlungsöfen werden zum „Härten“, „Anlassen“, „Vergüten“ und „Beschichten“ von Stahl verwendet. Ein Wärmebehandlungsofen besteht aus einer Kombination von Heiz- und Kühlofen, und die Kombination bestimmt die Qualität. Wärmebehandlungsöfen können grob in „Verbrennungsöfen“ und „Elektroöfen“ unterteilt werden, die sich wie folgt unterscheiden:
1. Verbrennungsöfen
Die Brenner verbrennen Paraffin, Schweröl, Flüssiggas oder Stadtgas als Brennstoff.
2. Elektroöfen
Zur Erhöhung der Ofentemperatur werden Industrieheizungen verwendet, während für die punktgenaue Erwärmung Laser-, Spulen- und Strahlensysteme zur Verfügung stehen.
3. Heizöfen
Temperatur- und Zeitsteuerung sind wichtig, um eine gleichbleibende Produktqualität in Wärmeöfen zu gewährleisten. Die Temperatur wird von einem Temperaturschreiber überwacht, der den Bediener auf Abweichungen von den Temperaturbedingungen aufmerksam macht. Sobald die Bedingungen überschritten werden, kann das zu diesem Zeitpunkt im Ofen befindliche Produkt fehlerhaft sein.
4. Kühlöfen
Kühlöfen können „luftgekühlt“, „wassergekühlt“, „ölgekühlt“ oder „ofengekühlt“ sein, jeweils mit einer unterschiedlichen Kühlgeschwindigkeit. Bei der Ofenkühlung werden die Produkte, die den Ofen verlassen, auf natürliche Weise abgekühlt, ohne dass sie berührt werden, was den Effekt des Glühens hat.
Aufbau von Wärmebehandlungsöfen
In einem Wärmebehandlungsofen besteht die Wärmebehandlung aus einer Reihe von Erwärmungs- und Abkühlungsvorgängen, die je nach Art der Wärmebehandlungsanlage unterschiedlich ablaufen.
1. Chargen-Typ
Die zu behandelnden Produkte werden auf Rollen in den Ofen gelegt. Nach dem Erhitzen und Halten werden die Rollen entladen und mit Kühlmittel abgekühlt. Geeignet für kleine Mengen.
2. Kontinuierlicher Typ
Die Erwärmung und Abkühlung erfolgt kontinuierlich und kann als intermittierend oder rein kontinuierlich klassifiziert werden. Beim intermittierenden Typ sind die Heiz- und Kühlöfen voneinander getrennt, während es sich beim rein kontinuierlichen Typ um einen integrierten Typ handelt. Sie sind für große Verarbeitungsmengen geeignet.
Arten von Wärmebehandlungsöfen
1. Schmiedeofen
Materialien wie z. B. Stabstahl werden vor dem Schmieden auf eine geeignete Temperatur erhitzt, um sie plastisch zu machen.
2. Walzofen
Knüppel, Brammen und Knüppel werden auf einen plastischen Zustand erwärmt und zu Produkten wie Formstahl, Stabstahl, Walzdraht und Blechen gewalzt.
3. Standardisierungsofen
Zur Homogenisierung des Gefüges von Stahl, der beim Gießen oder Schmieden ungleichmäßig geworden ist, zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften und der Bearbeitbarkeit; wird auf eine Temperatur von ca. 800-900 °C erhitzt und an Luft abgekühlt; wird in Glühöfen verwendet.
4. Glühofen
Beseitigt die durch die Kaltbearbeitung entstandenen inneren Spannungen. Im Gegensatz zum Abschrecken wird es im Ofen erhitzt und dann langsam abgekühlt.
5. Abschreckofen
Der Stahl wird gehärtet, um ihn verschleißfester zu machen, und nach dem Erhitzen in einem Wasser- oder Ölbad abgeschreckt.
6. Vergütungsofen
Anlassöfen verleihen dem Stahl, der beim Abschrecken spröde geworden ist, Zähigkeit und beseitigen Restspannungen aus dem Abschreckprozess, um Abschreckrisse zu verhindern. Der abgeschreckte Stahl wird auf unter 700 °C erhitzt und an der Luft abgekühlt.
7. Aufkohlungsofen
Härtet die Stahloberfläche und sorgt für Verschleißfestigkeit. Der Stahl wird für eine bestimmte Zeit in einem aufkohlenden, endothermen metamorphen Gas erhitzt und dann auf eine Temperatur abgeschreckt, die etwas über der Austenit-Umwandlungstemperatur liegt, um Verformungen zu vermeiden.
8. Wärmebehandlungsofen für Aluminium
Beseitigt Verformungen, die durch die Bearbeitung und die Abkühlungsschrumpfung der Gussstücke verursacht werden, und gewährleistet durch die Homogenisierung des Gefüges einwandfreie mechanische Eigenschaften.