Verfahrenstechnik Gut gemischte Atmosphäre

Seit 1994 bietet der Lohnwärmebehandler Kaarinan Karkaisutyöt Oy Wärmebehandlungen für seine Kunden in ganz Finnland an. Unter anderem führt das Unternehmen für seine Auftraggeber Nitrierprozesse durch. Dabei werden Stahl-Bauteile im Topfofen bei Temperaturen von 570 bis 600 °C nitrocarburiert, indem man Ammoniak, Stickstoff und Kohlendioxid zuführt.

2014 stand der Bau eines neuen Topf­ofens für Nitrierprozesse an. Das im Südwesten Finnlands angesiedelte Unternehmen entschloss sich, dabei auf eine neue Technik zu setzen. In enger Zusammenarbeit mit den Experten von Linde wurde der Ofen mit der Carbojet-Hochgeschwindigkeits-Gaseindüsung ausgestattet. Damit konnte man von vornherein auf den Einbau von Ventilatoren sowie eines Leitzylinders verzichten. In herkömmlichen Wärmebehandlungsöfen werden diese Komponenten für den Ni­trierprozess eingesetzt. Sie sollen bei den hier stattfindenden thermochemischen Prozessen einen guten Gasaustausch in unmittelbarer Nähe der Bauteile gewährleisten.

Ventilatoren sind überflüssig

Carbojet dagegen stellt eine stabile Ofenatmosphäre auch ohne Ventilatoren sicher. Das System besteht aus einer oder mehreren Lanzen mit Verrohrung und Gasregelstrecke. Die Anzahl der Lanzen ist abhängig von der Größe des Ofens und dem bestehenden Gasbedarf. Durch das Eindüsen kleinerer Stickstoffmengen mit hohen Geschwindigkeiten in definierte Bereiche des Ofens erzeugt das System eine intensive Durchmischung der Ofenatmosphäre. Das stellt eine homogene Gas- und Temperaturverteilung und damit eine hohe Produktqualität der behandelten Bauteile sicher.

Ist ein Ofen von vornherein auf den Betrieb mit der Carbojet-Hochgeschwindigkeits-Gaseindüsung ausgelegt, wird die Wirtschaftlichkeit der Lösung optimal ausgeschöpft. Denn Investitionen für die Anschaffung der Ventilatoren und Leitzylinder sind hier ebenso wie die Ausgaben für deren Betrieb überflüssig. Und auch die kosten- und zeitintensive Wartung der Ventilatoren entfällt, wodurch sich die Anlagenverfügbarkeit erhöht.

Durch den Verzicht auf den Leitzylinder und den verkürzten Deckel wurde die Ofenraumausnutzung von den üblichen circa 65 Prozent auf ungefähr 85 Prozent verbessert. Hieraus folgert ein entsprechend niedrigerer spezifischer Energiebedarf. Gleichzeitig gewährleistet Carbojet durch den optimierten physikalischen und thermodynamischen Ablauf der Wärmebehandlung eine hohe Produktqualität. Das bestätigen auch die Ergebnisse bei Kaarinan Karkaisutyöt Oy: Die behandelten Bauteile verfügen über eine sehr gleichmäßige Nitrocarburierschicht. Seit April dieses Jahres ist der in Kooperation mit den Linde-Experten konstruierte Ofen bei dem Kunden im Einsatz.

Das Einsatzspektrum von Carbojet ist breit. So eignet sich die Lösung beispielsweise für das kohlenstoffgeregelte Glühen von Rohren in Durchlauföfen sowie für den Einsatz in Kammer- oder auch Drehrohröfen. Dabei bietet Linde die Option, bereits bestehende Öfen nachträglich mit der wirtschaftlichen Technologie auszurüsten. Für jede Anwendung und jeden Ofen wird eine Lösung entwickelt.