DE2748125C3

DE2748125C3 - Unterdruck-Aufkohlungsofen

Info

Publication number: DE2748125C3
Application number: DE2748125A
Authority: DE
Inventors: Katsuro Meguro Tokyo Nakamura
Original assignee: Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1976-10-28
Filing date: 1977-10-27
Publication date: 1982-04-29
Also published as: DE2748125A1; BR7707160A; JPS5428378B2; US4166610A; DE2748125B2; JPS5354136A; GB1568296A

Description

Die Erfindung betrifft einen Unterdruck-Aufkohlungsofen mit en.em im Ofen-Unterdruckkessel angeordneten Gebläse, dessen GebläsemGtor außerhalb des Ofen-Unterdruckkessels in einem am Ofen-Unterdruckkessel befestigten Unterdruckgefäß angeordnet ist.

Nach der AT-PS 2 01 631 beispielsweise ist der Motor des Gebläses, welches die Kob'ungsatmosphäre in dem mit Unterdruck arbeitenden Aufkohlungsofen fördert und zirkulieren läßt, ohne besondere weitere Maßnahmen außerhalb des Ofen-Unterdruckkessels in der Umgebungsluf: angeordnet Bei dieser Konstruktion ist die luftdichte Führung der Antriebswelle des Gebläses durch die Ofenv/and hindurch extrem schwierig, so daß die Gefahr besteht, daß Umgebungsluft in den Ofen-Unterdruckkessel eindringt und eine· Explosion verursacht Selbst wenn eine Explosion vermieden werden kann, so hat ein Eindringen von Umgebungsluft in den Ofen-Unterdruckkessel Änderungen der Konzentration der Kohlungsatmosphäre zur Folge, wodurch die Qualität der Einsatzhärtung wesentlich vermindert wird.

Bei einem Unterdruck-Aufkohlungsofen der eingangs genannten Art wie er beispielsweise aus der US-PS 32 19 331 oder der Zeitschrift »traitement thermique, No. 97, S. 65—71« bekannt ist, ist zwar das Dichtungsprobiem gelöst jedoch ergibt sich aufgrund der Anordnung des Motors in einem speziellen Unterdruckgefäß das Problem der Überhitzung des Motors.

Aus der DE-AS 20 63 776 ist es bekannt bei einem außerhalb des Ofen-Unterdruckkessels angeordneten Gebläsemotor den Gebläsemotor unten und um seinen Umfang herum zwecks Kühlung mit einem Wassermantel zu umgeben und in eine Schutzgasatmosphäre einzutauchen. Dabei grenzt der Wassermantel unmittelbar an den Deckel des Aufkohlungsofens an, und die Welle erstreckt sich mit Spiel durch einen Durchgang im Wassermantel in den mit Schutzgas gefüllten Kaum, in dem sich der Gebläsemotor befindet Auch bei dieser Anordnung ist die Abdichtung der Antriebswelle von großer Bedeutung und extrem schwierig.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei einem Unterdruck-Aufkohlungsofen der eingangs genannten Art eine Überhitzung des Gebläsemotors sicher zu vermeiden, ohne die Abdichtung der Welle in Frage zu stellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der im Unterdruckgefäß angeordnete Gebläsemotor in ein Kühlmedium untergetaucht ist und der Unterdruckraum des Ofens und die von dem Unterdruckgefäß gebildete Unterdruckkammer durch eine gemeinsame Trennwand voneinander getrennt sind, und daß das Kühlmedium seinerseits rückgekühlt ist

Trotz der Anordnung des Motors in einem Unterdruckgefäß für eine leichtere und bessere Abdichtung der Antriebswelle des Gebläses ist beim erfindungsgemäßen Unterdruck-Aufkohlungsofen eine ausreichende Kühlung des Gebläsemotors sichergestellt

Die Erfindung wird nun an einem Ausführungsbeispiel und anhand einer Figur, die einen Teilschnitt durch den interessierenden Teil des erfindungsgemäßen Unterdruck-Aufkohlungsofens zeigt näher erläutert.

Die Anordnung des Gebläsemotors 58 ist in der Figur veranschaulicht Der Ofen-Unterdruckkessel 34 ist mit einer oberen Öffnung 62 versehen, welche eine.i ringförmigen Flansch 63 aufweist auf den ein Deckel 64 gasdicht aufgesetzt ist.

Ein eine Unterdruckkammer bildendes Unterdnjckgefäß 57, das auf dem Deckel 64 gelagert ist weist etnen Außenmantel und einen Innenmantel auf. Der Außenmantel besteht aus einem zylindrischen Sockel 65. der am Deckel 64 gelagert ist und einen oberen Stirnflansch 67 aufweist sowie aus einem glockenförmigen Mantel 66 mit einem unteren Stirnflansch 68. der fest und gasdicht über ein Zwischenstück 69 gegen den unteren Stirnflansch 67 des Sockels 65 festgelegt ist Der innere Mantel besteht aus einem Sockel 71, der fest an dem plattenförmigen Zwischenstück 69 gelagert ist und einer Abdeckung 73, welche fest und flüssigkeitsdicht über eine Lagerplatte 72 für den Gebläsemotor 58 am Sockel 71 festgeleg! ^;.st Der Gebläsemotor 58 ist an der Lagerplatte 72 im Inneren der Abdeckung 73 gelagert

und mit einer Anschlußplatte 70 an der Oberseite des glockenförmigen Mantels 66 durch Zuleitungen elektrisch leitend verbunden, weiche sich durch eine öffnung 73a in der Oberseite der Abdeckung 73 hindurch erstrecken.

Die Öffnung 73a kann auch zur Einführung eines Kühlmediums 74 wie isolierende- Kühlöl in die Abdeckung 73 dienen, wobei der Gebläsemotor 58 in das Kühlmedium eingetaucht ist Eine Wasserkühlschlange 75 ist innerhalb der Abdeckung 73 angeordnet,

um normalerweise das Kühlöl 74 seinerseits rückzukühlea

Eine Antriebsweile 76 des Gebläsemotors 58 erstreckt sich durch eine Öffnung in der Lagerplatte 72 nach unten in den Sockel 71 hinein, wobei eine mechanische Dichtung 77 an der Antriebswelle 76 vorgesehen und an der unteren Fläche der Lagerplatte 72 gelagert ist. um ein Auslaufen von Kühlöl 74 aus dem Bereich der Abdeckung 73 in den Sockel 71 zu vermeiden. Die Antriebswelle 51 eines Gebläses 48 mit den Gebläseschaufeln 49 erstreckt sich durch einen Kragen 84 in einem Kühlmantel 60 in die Unterdruckkammer 57 nach oben und ist durch ein oberes Lager 78 und ein unteres Lager 79 abgestützt. Das obere Ende der Antriebswelle 51 isr drehfest mit dem unteren Ende der Antriebswelle 76 des Gebläsemotors 58 über eine Kupplung 80 verbunden. Der Wärmeeinfall am Gebläse 48 von der Hochtemperatur-Kohlungsatmosphäre innerhalb einer Wärmekammer 2 im Ofen-Unterdruckkessel 34 wird durch die Antriebswelle 51 des Gebläses 48 in das Kühlwasser abgeleitet, welches in dem Kühlmantel 60 ,zirkuliert, wobei die Bodenseite des Kühlmantels 60 von der Wärmekammer 2 durch einen Wärmeisolierungsring 85 in einem geeigneten Abstand

gehalten ist.

In dem äußeren Sockel 65 ist eine umgekehrt schlüsselfcrmig ausgebildete Schleuderscheibe 32 an der Antriebsweile 51 des Gebläses 48 gelagert Ein vorzugsweise kreisförmiger Ring 83 ist auf dem Deckel 5 64 koaxial zur Antriebswelle 51 angeordnet und begrenzt einen Ölspeicher 83a zwischen der Außenseite des Ringes 83 und der Innenwand des Sockels 65.

Die Unterdruckkammer 57 steht mit dem Ofen-Unterdruckkessel 34 durch nicht näher dargestellte Verbindungikanäle in Verbindung, so daß der Druck in der Unterdruckkammer 57 demjenigen im Unterdruckkessel 34 angeglichen ist Der innere Sockel 71 ist mit Öffnungen 81 versehen, durch wei.he hindurch die Kupplung 80 im Inneren des Sockels /1 m—uierbar und demontierbar ist Als Folge hiervon ist der · . :k an der

Oberfläche des Kühlöles 74 in dt^r A _*ckung 73

derselbe wie derjenige Druck. d^ar auf "^: - .nechanische Dichtung 77 wirkt so daß ein- 7»^x..iax>ige Arbeitsweise der mechanischen Dichinn? ' sichergestellt ist. Im Betrieb ist die Höhe Jes Unterdruckes in der Unterdruckkammer 57, weiui.e den Gebläsemotor 58 umschließt, dieselbe wie im Unterdruckkessel 34. da eine Verbindung zwischen der Kammer 57 und dem Kessel 34 besteht Beim Lauf des Gebläsemotors 5ί>. der stets durch das Kühlöl 74 gekühlt wird, welches seinerseits durch das in der Kühlschlange 75 zirkulierende Kühlwasser rückgekühlt wird, wird das Gebläse 48 mit hoher Drehzahl gedreht so daß die Kohiungsatmosphäre in der Wärmekammer 2 in Bewegung versetzt und zirkuliert wird. Die \όπ den Schaufein 49 aufgenommene und durch die Antriebswelle 51 des Gebläses 48 weitergeleitete Wärme wird durch das Kühlwasser abgeleitet welches im Kühlmantel 60 zirkuliert. Auf diese Weise treten keine nachteiligen Einflüsse der Hochtemperatur-Kohlungsatmosphäre in der Wärmekammer 2 auf den Gebläsemotor 58 auf. Darüberhinaus ist der Gebläsemotor 58 in das Kühlmedium oder Kühlöl 74 eingetaucht und so im Inneren der Abdeckung 73 gekühlt, so daß selbst unter extrem schwierigen Bedingungen, also bei extrem hoher Temperatur und extrem niedrigem Druck eine unzuträgliche Erwärmung der Windungen des Gebläsemotors 58, Funkenüberschläge zwischen den Windungen und ein Zusammenbruch der Isolation infolge von in der Ofenatmosphäre schwebenden Kohlenstoffpartikeln vermieden sind.

Ein Auslaufen von Kühlmedium oder Kühiöl 74 aus der Abdeckung 73 in den Sockel 71 wird durch die mechanische Dichtung 77 wirksam vermieden. Darüberhinaus stehen in der erläuterten Weise der Sockel 71 durch die Öffnungen 81 und die Abdeckung 73 durch die Öffnung 73a in ihrer Oberseite miteinander in Verbindung, so daß der auf das Kühlöl 74 in der Abdeckung 73 wirkende Druck derselbe Druck ist der auf die Unterseite der .:^^h^i.;^!.jn Dichtung 77 wirkt. Dennoch etwa aus der Abdeckung 73 in der ickel 71 ausströmendes Kühlöl 74 trifft auf die Schleuc scheibe 82 an der Antriebswelle 51 des Gebläses 48, so daß Lecköi in dem Ölspeicher 83a gesammelt wird, ohne entlang der Antriebswelle 51 in das Unterdruckgefäß 34 abströmen zu können.

Die Erfindung weist somit e'ie Reihe wesentlicher Vorteile auf.

Der Gebläsemotor ist in einer Unterdruckkammer untergebracht, welche denselben Unterdruck wie das Unterdruckgefäß aufweist in dem die Wärmekammer angeordnet ist Darüberhinaus ist der Gebiäse"iotor im Kühlmedium untergetaucht, welches seinerseits durch Kühlwasser rückgekühlt ist Daher kann sicher eine Explosion der entflammbaren Ko'- -ingsgase bei vermindertem Druck infolge von Funkenbildung an den Bindungen des Gebläsemotors vermieden werden.

Da der Gebläsemotor im Kühlmedium untergetaucht und in der Unterdruckkammer eingeschlossen ist. kann der be; Unterdruck arbeitende Gebläsemotor zwangsgekühlt werden, so daß selbst bei vermindertem Druck der Gebläsemotor über lange Zeit hinweg mit hoher Geschwindigkeit laufen kann. Darüberhinaus kann die den Gebläsemoior umgebende Unterdruckkammer einfach an dem Ofen-Unterdruckkessel montiert werden, so daß eine sichere Bewegung und Zirkulation der Kohiungsatmosphäre sichergestellt ist. Weiterhin sind die Wartung des Gebläses und des Gebläsemotors wesentlich vereinfacht. Leckströmungen des Kühlmediums in dem den Gebläsemotor umgebenden Mantel in den daran anschließenden Sockel hinein können sicher vermieden werden. Nicht zuletzt können auch nachteilige Wärmeeinflüsse auf den Gebläsemotor durch Oie von den Schaufeln und der Nabe des Gebläses durch dessen Antriebswelle, die an der Antriebswelle des Gebläsemotors befestigt ist, übertragene Wärme sicher dadurch vermieden werden, daß die Antriebswelle durch das Kühlwasser zwangsgekühlt wird, welches in dem die Antriebswelle umgebenden Wassermantel zirkuliert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Unterdruck-Aufkohlungsofen mit einem im Ofen-Unterdruckkessel angeordneten Gebläse, dessen Gebläsemotor außerhalb des Ofen-Unterdruckkessels in einem am Ofen-Unterdruckkessel befestigten Unterdruckgefäß angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet.daß der im Unterdruckgefäß (57) angeordnete Gebläsemotor (58) in ein Kühlmedium untergetaucht ist und der Unterdruckraum des Ofens und die von dem Unterdruckgefäß (57) gebildete Unterdruckkammer durch eine gemeinsame Trennwand (64) voneinander getrennt sind, und daß das Kühlmedium seinerseits rückgekühlt ist