ES2250700T3 - Metodo de tratamiento termico. - Google Patents

Abstract

Un método de tratamiento térmico, método en el cual un objeto/objetos se trata(n) térmicamente, método en el cual el tratamiento térmico tiene lugar en un horno de tratamiento térmico o similares, método en el cual, en relación con el tratamiento térmico, la transferencia térmica desde el objeto/los objetos se controla ajustando la velocidad de cambio de la temperatura del objeto/los objetos que se trata(n) térmicamente hasta el nivel deseado en diferentes fases de tratamiento térmico, método en el cual el procedimiento de enfriamiento se controla ajustando la capacidad de transferencia térmica para alcanzar los cambios de fase y/o la microestructura deseados, caracterizado porque en el método las diferentes fases de tratamiento térmico se llevan a cabo en el mismo horno de tratamiento térmico sin mover el objeto/los objetos desde el horno de tratamiento térmico antes de que se complete el tratamiento, de modo que el objeto/los objetos (12) que ha/han de tratarse térmicamente se transporta/transportan sobre una rejilla (13) del horno (10) de tratamiento térmico, el tratamiento térmico se lleva a cabo sobre el objeto/los objetos (12) que descansa/descansan sobre la rejilla (13) estacionaria y el objeto/los objetos (12) tratado/tratados térmicamente se recoge/recogen del horno (10) de tratamiento térmico.

Description

Método de tratamiento térmico.

La invención se refiere a un método de tratamiento térmico de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

En algunos métodos de tratamiento térmico conocidos de la técnica anterior, los objetos que se tratan térmicamente se calientan en primer lugar hasta una temperatura de endurecimiento, después de lo cual se enfrían, por ejemplo en baños de sal, aceite, plomo o agua o en aire en una partida para tratarse de una vez. Es necesario mantener los objetos calientes cuando se transportan al horno y hacia el enfriamiento y después de esto, además, por ejemplo, a un horno para recocido para alivio de la tensión, después de lo cual se enfrían, por ejemplo hasta temperatura ambiente.

El tratamiento térmico de tipo discontinuo también consume una cantidad considerable de energía, debido a que los objetos han de calentarse/enfriarse varias veces. Además, los muchos tratamientos y transportes requieren mucho trabajo. El transporte de objetos calientes también es problemático teniendo en cuenta la seguridad laboral.

Por otra parte, el aceite, la sal y el plomo usados en el enfriamiento son un residuo peligroso y como tal perjudicial para el medio ambiente. Además, los baños de aceite y sal envejecen durante el uso, por lo que estos medios de enfriamiento han de reemplazarse de vez en cuando. La Figura 2A muestra fases de un método de tratamiento térmico conocido de la técnica anterior. En la primera fase A, el horno de tratamiento térmico se carga y los objetos que han de tratarse térmicamente se ponen sobre la rejilla del horno. Después de esto, en la fase B, el horno se carga con energía y el horno se calienta para recocer los objetos. En la fase C, los objetos al rojo vivo se extraen del horno, por ejemplo mediante un vehículo con horquilla elevadora, después de lo cual se transportan a un depósito de enfriamiento con la ayuda de una grúa. En la fase D, los objetos enfriados se elevan desde el depósito de enfriamiento y en la fase E los objetos se transportan a la siguiente fase de tratamiento térmico, por ejemplo a un horno de tratamiento de atemperación. En la fase F el horno se carga con energía, el horno se calienta, los objetos se recuecen y se enfrían junto con el horno. Finalmente, en la fase G, después de que el horno se haya enfriado hasta una temperatura de, por ejemplo, 200ºC, los objetos se descargan del horno para enfriarse hasta temperatura ambiente.

Un problema relacionado con montajes de la técnica anterior es que la capacidad de enfriamiento no puede controlarse durante el procedimiento de enfriamiento.

US-A-4 168 993, US-A-5 125 948 y EP-A-410 510 se refieren a enfriar objetos longitudinales durante el traslado a través de una cubierta que comprende diversas estaciones de enfriamiento equipadas con medios que enfrían separadamente.

Un objetivo de la invención es proporcionar un método de tratamiento térmico que elimine, o al menos minimice, los problemas de los montajes conocidos de la técnica anterior, en particular evite trasladar o mover los objetos durante el tratamiento térmico.

Un objetivo de la invención es proporcionar un método de tratamiento térmico programable, en el que el tratamiento térmico tenga lugar de forma programable con las capacidades de transferencia térmica deseadas en diferentes intervalos de temperatura.

Un objetivo adicional de la invención es proporcionar un método de tratamiento térmico que imparta una buena calidad a los objetos que se tratan térmicamente.

Para alcanzar los objetivos mencionados anteriormente y los objetivos que resultan más tarde, el método de tratamiento térmico de acuerdo con la invención se caracteriza principalmente en lo que se presenta en la parte de caracterización de la reivindicación 1.

De acuerdo con la invención, ajustando la capacidad de transferencia térmica del objeto en la fase de enfriamiento (convección, radiación), es posible controlar/ajustar la velocidad de cambio de la temperatura del objeto que ha de enfriarse hasta el nivel deseado en diferentes fases de enfriamiento (tratamiento térmico). Este método permite que el procedimiento de enfriamiento se controle de modo que puedan alcanzarse los cambios de fases y/o las microestructuras deseados.

De acuerdo con una característica ventajosa de la invención, la velocidad de enfriamiento del objeto se ajusta cambiando la capacidad de transferencia térmica basada en convección y/o cambiando la capacidad de transferencia térmica por radiación. La transferencia térmica por radiación puede controlarse cambiando la absorción de radiación de las paredes del horno y cambiando (ajustando) las propiedades de absorción y/o convección de la radiación térmica del medio de transferencia térmica y su masa endotérmica. En relación con la invención, la velocidad de enfriamiento del horno y del objeto se regulan, por ejemplo, con la ayuda de la cantidad de aire insuflado en el horno y con el caudal de aire (aire/gas y/o aire/partícula). La capacidad de enfriamiento puede incrementarse por medio de una mezcla de líquido y gas o de aire y gas secundario. La mezcla de aire inyectado y líquido (y gas) también puede contener partículas sólidas. La capacidad de enfriamiento también puede ajustarse por medio de la temperatura de la mezcla que ha de insuflarse. La mezcla gaseosa que ha de insuflarse puede ser, por ejemplo, una mezcla de aire-agua, agua-dióxido de carbono, argón-ácido carbónico (o similares).

De acuerdo con una aplicación ventajosa de la invención, el objeto que ha de enfriarse se lleva desde el horno de tratamiento térmico a un espacio de enfriamiento (endurecimiento), lo más adecuadamente a una cámara de niebla, donde el objeto se enfría (endurece) de una manera controlada a la velocidad de enfriamiento deseada en diferentes intervalos de temperatura para alcanzar las propiedades deseadas del material. Ajustando/controlando la velocidad de cambio de la temperatura del objeto en diferentes intervalos de temperatura, es posible generar cambios de fases deseados en el material del objeto y producir microestructuras deseadas como resultado del tratamiento. La velocidad de enfriamiento del objeto se ajusta cambiando la capacidad de enfriamiento producida por el sistema. El enfriamiento del objeto/los objetos tiene lugar en una cámara de niebla, en la que el volumen/flujo másico necesario de una mezcla de aire/gas/líquido/partículas sólidas se alimenta para alcanzar la capacidad y velocidad de enfriamiento deseadas: Una aplicación muy ventajosa y medioambientalmente benigna es alimentar un aerosol de aire-agua, estando el agua en forma de gotas, en el espacio de enfriamiento a través de una o más toberas. Las toberas de enfriamiento también pueden dirigir el aerosol (flujo) de aire-agua (o, más comúnmente, gas-líquido-partículas sólidas) directamente al objeto. En esta aplicación de la invención, la velocidad de enfriamiento del objeto puede controlarse para tener lugar localmente, de modo que la velocidad de enfriamiento de las diferentes partes del objeto se ajuste dirigiendo chorros de aerosol de gas-líquido-partículas de enfriamiento intensificados localmente a las áreas deseadas del objeto, por ejemplo, aplicando, en un área deseada, el chorro de la tobera directamente y/o incrementando el caudal y la relación de mezcla de medio de enfriamiento (mezcla de gas-líquido-partículas) que choca con el objeto localmente, y/o las áreas en las que se desea frenar el flujo térmico pueden someterse a un flujo de medio de enfriamiento más débil, con lo que se usa o se usan en el flujo un caudal bajo y/o una relación de mezcla de transferencia térmica menos
eficaz.

De acuerdo con una característica ventajosa adicional de la invención, la capacidad de radiación en las paredes del horno se ajusta cambiando las propiedades de absorción de la atmósfera y el revestimiento del horno (es decir cuán eficazmente el revestimiento capta ("chupa") o refleja la radiación térmica). La ecuación básica de radiación térmica se usa como una base aquí

Q = \delta \cdot \varepsilon \cdot A (T^{4}_{objeto} - T^{4}_{pared}), donde

\varepsilon = emisividad de la superficie del objeto

\delta = constante de Stefan-Bolzmann

A = área

T = temperatura

La capacidad de transferencia de radiación térmica de las superficies de las paredes del horno, por ejemplo, puede alterarse usando granos que están revestidos con diferentes tipos de revestimientos y cuyas propiedades de absorción de la radiación térmica difieren de las propiedades de absorción del horno.

De acuerdo con características ventajosas adicionales de la invención, un método de capacidad de transferencia térmica basado en radiación es alterar las propiedades de absorción de la radiación térmica de la mezcla gaseosa (inyección) que transfiere calor que se ha alimentado.

De acuerdo con una característica ventajosa adicional de la invención, la transferencia térmica por convección puede regularse alterando las propiedades de convección de la mezcla gaseosa que transfiere calor.

De acuerdo con una característica ventajosa adicional de la invención, alterando las propiedades de transferencia térmica de diferentes áreas de la superficie del objeto, es posible, si es necesario, igualar las distribuciones de temperaturas y las velocidades de enfriamiento del objeto. También es posible ajustar las propiedades de transferencia y radiación de calor cubriendo áreas deseadas del objeto que se está tratando térmicamente con una capa cerámica u otra correspondiente. Además, es posible crear localmente capacidades de enfriamiento de diferentes tamaños en el objeto controlando los caudales del gas de enfriamiento de diferentes modos sobre diferentes superficies.

De acuerdo con una característica ventajosa adicional de la invención, es posible controlar el procedimiento de enfriamiento basándose en resultados de medida, midiendo la temperatura con detectores que miden la temperatura sujetos, por ejemplo soldados, al objeto. Los detectores pueden situarse sobre la superficie del objeto y, cuando es necesario, la temperatura también puede medirse desde dentro del objeto con un detector de medida de la temperatura situado en un agujero taladrado en el objeto.

Con el método de tratamiento térmico de acuerdo con la invención, es posible ahorrar un cantidad considerable de energía (aproximadamente 20...30%) cuando el procedimiento de enfriamiento se detiene a una temperatura intermedia (en lugar de enfriar hasta temperatura ambiente). El método de tratamiento térmico de acuerdo con la invención elimina la necesidad de transportar el objeto al rojo vivo desde el horno hacia un depósito de enfriamiento o ducha de agua-aire o libremente al aire. Esto reduce la cantidad de trabajo requerida para el manejo de los objetos (cfr. las Figuras 2A y 2B).

La invención es adecuada, por ejemplo, para el método de tratamiento térmico de componentes de máquinas de fabricación de papel fuertemente cargadas hechas de material ferroso, por ejemplo alojamientos de cojinetes, partes de suspensión para rodillos articulados, y similares.

La invención se describirá ahora con más detalle con referencia a la figura del dibujo adjunto. Sin embargo, la invención no está estrictamente limitada a los detalles de la misma.

La Figura 1A muestra esquemáticamente un montaje de tratamiento térmico ejemplar de acuerdo con la invención.

La Figura 1B muestra esquemáticamente una posible fase de enfriamiento en el montaje de tratamiento térmico ejemplar de la Figura 1A.

Las Figuras 1C y 1D son ilustraciones esquemáticas del principio de la temperatura y la capacidad de enfriamiento del objeto.

La Figura 2A muestra esquemáticamente un procedimiento de tratamiento térmico de tipo discontinuo de acuerdo con la técnica anterior.

La Figura 2B muestra esquemáticamente un procedimiento de tratamiento térmico de acuerdo con la invención.

Las Figuras 2C-2E muestran esquemáticamente una modalidad ejemplificadora ventajosa de la invención, en la que se usa una cámara de niebla.

La Figura 3A muestra esquemáticamente una modalidad ejemplificadora para controlar el procedimiento de tratamiento térmico de acuerdo con la invención.

La Figura 3B muestra esquemáticamente una modalidad ejemplificadora para controlar la aplicación de acuerdo con las Figuras 2C-2E.

De acuerdo con la invención, ajustando la capacidad de transferencia térmica de enfriamiento en el objeto (convección, radiación), la velocidad de cambio de la temperatura del objeto que se endurece (apaga) se controla/ajusta hasta el nivel deseado en diferentes fases de tratamiento térmico. Este método permite que el procedimiento de enfriamiento se controle de modo que puedan alcanzarse la fase deseada y/o cambios microestructurales - una modalidad del mismo se muestra esquemáticamente en la Figura 1A. En la curva de tratamiento térmico mostrada esquemáticamente en la Figura 1A, el tiempo t se sitúa en el eje horizontal y la temperatura T en el eje vertical. Las temperaturas y los tiempos de tratamiento mencionados en la siguiente descripción son solamente ejemplares y las temperaturas y los tiempos de tratamiento térmico dependen naturalmente de los procedimientos de tratamiento térmico, de los objetos que han de tratarse y de sus materiales y propiedades deseadas.

De acuerdo con la Figura 1A, la temperatura del objeto/los objetos que se trata(n) térmicamente se eleva en primer lugar hasta la temperatura de tratamiento T_{1} (por ejemplo, hasta una temperatura austenitizante de 920ºC (normalización, temperatura de recocido de perlitización)) con la velocidad de elevación deseada (20...80ºC/h, por ejemplo, 40ºC/h).

1)

Tiempo de mantenimiento t_{1}; el objeto/los objetos se mantiene(n) a la temperatura de mantenimiento T_{1} en cuestión dependiendo del procedimiento de tratamiento térmico durante el tiempo de mantenimiento deseado (por ejemplo, grosor de la pared 100 mm, 4h). En el punto (1) se inicia el procedimiento de enfriamiento/ajustado.

1-2)

Fase; disminución de la temperatura del objeto a la velocidad deseada desde la temperatura T_{1} hasta la temperatura T_{2} por encima de la temperatura de cambio de fase, durante el período de tiempo T_{2}. En esta fase, la temperatura se disminuye según sea necesario para alcanzar una temperatura uniforme en el objeto. Desde el punto (2) al punto (3), período de tiempo t_{3}, la temperatura del objeto se iguala, si es necesario, con lo que la capacidad térmica del objeto se minimiza antes del enfriamiento/disminución rápida de la temperatura.

3)

El objeto/los objetos tiene(n) una temperatura uniforme, es decir su temperatura es = T3.

3)

El enfriamiento/(endurecimiento) del objeto/los objetos se inicia con la capacidad de enfriamiento deseada. La capacidad de enfriamiento está determinada por el tipo deseado de microestructura, las propiedades deseadas, dependiendo de la microestructura en la fase de inicio, y de la composición del material.

3)-4)

El tiempo de enfriamiento es t_{4}. Entre las fases 3-4 del procedimiento de enfriamiento, también puede haber etapas de temperatura constante y/o varias etapas de velocidad de enfriamiento diferentes, de lo que se muestra un ejemplo en la Figura 1B.

4)

Enfriamiento rápido intensificado, es decir la disminución de la temperatura puede detenerse por debajo de la temperatura T_{4} del intervalo de cambio de fase en cuestión.

4)-5)

La temperatura se disminuye para alcanzar una temperatura intermedia T_{5}, período de tiempo t_{5}.

5)

El procedimiento de enfriamiento se detiene. La temperatura en cuestión está por encima, por ejemplo, de la temperatura a la que se forma la martensita, evitando de ese modo, por ejemplo, el inicio de una reacción martensítica.

5)-6)

El tiempo de mantenimiento T_{6} de la temperatura constante t_{6}, tiempo de mantenimiento por medio del cual se iguala la temperatura del objeto. Con el tiempo de mantenimiento t_{6}, es posible afectar a las propiedades microestructurales deseadas (tiempo de procesamiento de las reacciones). Por este medio también es posible afectar a las propiedades microestructurales producidas en las siguientes fases de tratamiento térmico.

6)-7)

Elevación de la temperatura del objeto/los objetos desde la temperatura T_{6} hasta la temperatura T_{7} (por ejemplo hasta temperatura de atemperación o temperatura de apagado y atemperación) con la velocidad de elevación de temperatura (por ejemplo 30ºC/h) deseada para la siguiente fase de tratamiento térmico, período de tiempo t_{7}.

7)-8)

Tiempo de mantenimiento t_{8} a la temperatura T_{7}, T_{8} (por ejemplo, temperatura de atemperación, ajuste del nivel de tensión residual hasta el nivel deseado) requerido para el tratamiento térmico en múltiples fases.

8)-9)-10)

Disminución de la temperatura del objeto/los objetos desde la temperatura T_{8} hasta la temperatura T_{9} -> T_{10b} a la velocidad deseada; la velocidad de enfriamiento puede variar en diferentes intervalos de temperatura (por ejemplo, de acuerdo con el nivel deseado de tensión residual del objeto), períodos de tiempo t_{9}, t_{10}.

La Figura 1A muestra un procedimiento de tratamiento térmico bifásico. El mismo montaje puede aplicarse por supuesto en el tratamiento térmico con, por ejemplo, tres o más fases, donde, en primer lugar, por ejemplo, se lleva a cabo enfriamiento, a continuación apagado y atemperación y a continuación recocido para alivio de la tensión.

8)-9)-10a)

Disminución de la temperatura de la segunda fase de tratamiento térmico a la velocidad deseada hasta la temperatura intermedia T_{10a} en el tratamiento térmico con tres o más fases. Después de que la temperatura intermedia T_{10a} se haya alcanzado, la temperatura del objeto se iguala y el tratamiento térmico se continúa con la fase 3. El ciclo 6)-10a) se repite con nuevos valores fijados.

La Figura 1B muestra un ejemplo en el que la fase de enfriamiento 3-4 se detiene a una temperatura intermedia entre las fases 3.1 y 3.2.

Las Figuras 1C-1D son ilustraciones esquemáticas del principio de la temperatura y la capacidad de enfriamiento del objeto. En la Figura 1C, la temperatura T del objeto se sitúa en el eje vertical y el tiempo t en el eje horizontal. Según se muestra en la Figura 1C, una curva 51 que representa la temperatura del objeto empieza a caer desde la temperatura de calentamiento, punto 1, y la temperatura de enfriamiento se altera después del punto 2 y adicionalmente en el punto 3 para alcanzar las propiedades del material deseadas. En la Figura 1D, el tiempo t está situado en el eje horizontal y la capacidad de enfriamiento t y el flujo térmico q están situados en el eje vertical. La capacidad de enfriamiento P y el flujo térmico q como una función de tiempo t están representados por la curva 52 y las fases de temperatura 1, 2, 3 mostradas en la Figura 1C están marcadas en relación con la curva con números correspondientes. De acuerdo con las Figuras 1C-1D, el enfriamiento intensificado, curvas 51, 52, del objeto/los objetos puede pararse a una temperatura deseada del objeto, cuando se proporciona el aerosol de enfriamiento en la capa, ilustrado con más detalle con relación a las Figuras 2C y 2E, disminuyendo o cerrando los flujos de las toberas y disminuyendo la relación de la mezcla de líquido-partículas.

La Figura 2A muestra las fases de un método de tratamiento térmico conocido de la técnica anterior. En la primera fase A, un horno 10 de tratamiento térmico se carga. Los objetos 12 que han de tratarse, los objetos que se han llevado cerca del horno 10 mediante un vehículo 11 con horquilla elevadora o similares, se ponen sobre una rejilla 13 del horno 10. Después de esto, en la fase B, el horno 10 se carga con energía, según se muestra por la flecha 15, y el horno 10 se calienta para recoger los objetos 12. En la fase C, los objetos 12 al rojo vivo son transportados a un depósito 16 de enfriamiento, por ejemplo mediante un vehículo 11 con horquilla elevadora, desde el cual los objetos 12 se mueven hacia el depósito 16 de enfriamiento con la ayuda de una grúa 14 o similares y en la fase D los objetos 12 enfriados se elevan desde el depósito 16 de enfriamiento y en la fase E los objetos 12 son transportados hacia el horno de la siguiente fase de tratamiento térmico, por ejemplo a un horno 17 de atemperación, después de lo cual, en la fase F, el horno se carga con energía 15. El horno 17 se calienta, los objetos 12 se recuecen y se enfrían junto con el horno 17. Finalmente, en la fase G, después de que el horno 17 se haya enfriado hasta una temperatura de, por ejemplo, 200ºC, los objetos 12 se descargan del horno 17. Los objetos 12 han sido desplazados, por ejemplo en el vehículo 11 con horquilla elevadora, para enfriarse hasta temperatura ambiente.

En cambio, en un montaje de acuerdo con la invención, el montaje que se muestra en la Figura 2B, los objetos 12 que han de tratarse térmicamente son transportados en la primera fase R con un vehículo 11 con horquilla elevadora o similares sobre una rejilla 13 de un horno 10 de tratamiento térmico, en la fase S el horno 10 se carga con energía 15 y se lleva a cabo el tratamiento térmico, por ejemplo por medio de un procedimiento de tratamiento térmico de acuerdo con la Figura 1A. En la fase T, los objetos 12 tratados térmicamente son extraídos del horno 10, por ejemplo con el vehículo 11 con horquilla elevadora.

En una aplicación ventajosa de la invención mostrada en las Figuras 2C-2E, se usa enfriamiento en cámara de niebla, en cuya aplicación el espacio de enfriamiento, es decir endurecimiento, es un espacio semicerrado, en el que el objeto/los objetos se introduce(n) para ser endurecido(s)/enfriado(s). Una nube de gas-partículas de enfriamiento se alimenta a la cámara 30 de niebla a través de una o más toberas 31. En la Figura 2C, la cámara de niebla está marcada con el número de referencia 30. La cámara 30 de niebla comprende un grupo de tubos 36 distribuidores y mezcladores 32. Un flujo de partículas, gas y líquido se hace pasar a los mezcladores 32 desde los conductos 33, 34, 35. A partir de las toberas 31 del grupo de tubos 36 distribuidores, el medio de enfriamiento se insufla en la cámara 30 de niebla. El flujo de escape de gas está marcado con una flecha 37 de referencia, flujo de escape de gas que se hace pasar a la succión 38 de gas de escape. La Figura 2D muestra esquemáticamente una estructura de tobera usada, de acuerdo con la invención, junto con una cámara 30 de niebla, tobera que se ha conectado a un mezclador 32, donde los chorros de líquido, gas y partículas que pasan a través de los conductos 33, 34 y 35 se mezclan de modo que se alcance la composición deseada para ser alimentada a la cámara 30 a través e una tobera 31. La cámara 30 puede tener la forma geométrica de un cilindro o una cámara y el espacio de apagado puede ser un espacio semicerrado o un espacio equipado de otro modo con desgasificación apropiada. Las toberas 31 usadas junto con la cámara 30 de niebla pueden estar fijas y la tobera 31 genera un aerosol de gas-líquido-partículas y el ajuste de la mezcla y el flujo tiene lugar al principio del grupo de tubos distribuidores que conectan las toberas 31. Las toberas 31 pueden ser ajustables y pueden usarse toberas 31 fijas o móviles para dirigir el flujo, y el ajuste y el control de la conformación de la abertura del flujo y el chorro de flujo se llevan a cabo por medio de un controlador 39 y el ajuste y el control tienen lugar en el mezclador 32. El mezclador 32 puede ser un mezclador que puede controlarse continuamente o fijarse en valores correctos por adelantado, y es posible formar una identidad ajena a la intermediación del mezclador 32 y la tobera 31, entidad que se mueve con la ayuda de los movimientos de los montajes hacia el lugar deseado y en la dirección de insuflación deseada en la cámara 30 de niebla. La Figura 2E muestra esquemáticamente toberas 31 conectadas a un tubo 36 distribuidor, tubo 36 distribuidor por el que se hace conducir un flujo a través de un mezclador 32, en el que los flujos se conducen a través de los conductos 33, 34, 35 para ser insuflados en una cámara 30 de niebla a través de las toberas 31.

La Figura 3A representa el control del método de tratamiento térmico. Datos 22 de carga relativos a los objetos que han de tratarse térmicamente y parámetros 23 del horno se introducen en una unidad 20 de control. La temperatura interior 24 y sobre la superficie 25 del objeto/los objetos situado(s) en el horno 21 se verifica y los datos se alimentan a la unidad 20 de control. La unidad 20 de control procesa los datos y, con el control 28, controla 26 el volumen de flujo y la temperatura (V1/T1) del aire 31 de enfriamiento alimentado a un mezclador 25 y el flujo másico 27 (o volumen de flujo) y la temperatura (m2/T2) de un aditivo posiblemente mezclado con el medio de enfriamiento. Un ventilador (caudal) 32 de enfriamiento del horno se controla con el control 29. Si es necesario, datos de temperatura del aire 31 de enfriamiento y el aditivo 27 mezclado se miden y se proporcionan a la unidad 20 de control. Los datos de tratamiento térmico procedentes de la unidad 20 de control también se transmiten y se usan para informes de tratamiento térmico asociados con un sistema 30 de calidad.

La Figura 3B muestra un esquema de control para la modalidad ejemplificadora de acuerdo con las Figuras 2C-2E. En esta aplicación, el enfriamiento de un objeto caliente significa que la energía térmica de transferencia térmica del objeto se retira del objeto a la capacidad de transferencia térmica deseada. De acuerdo con la figura, se forma un modelo 41 térmico del objeto basándose en la propiedad 42 térmica del material, el propio objeto 43 (forma, masa, temperatura de comienzo, material) y sobre la curva 44 de enfriamiento del objeto, después de lo cual se determina la capacidad 45 de enfriamiento necesaria, cuando los datos se combinan con los datos 46 del medio de enfriamiento y los datos 47 del mezclador de la tobera. Después de esto, se proporcionan el volumen y el flujo másico necesarios como una función 48 del tiempo verificado sobre la base de los datos 49 de medida obtenidos mediante una medida 53 de la temperatura. Después de esto, se lleva a cabo el control y el ajuste 54 de las toberas en cada mezclador. Basándose en la capacidad 45 de enfriamiento necesaria y las conexiones 49 de medida, se determinan informes 55 de calidad, informes de calidad con cuya ayuda es posible hacer más preciso el parámetro de control y ajuste y recibir datos relativos a las temperaturas medidas del objeto/los objetos.

Claims (15)

1. Un método de tratamiento térmico, método en el cual un objeto/objetos se trata(n) térmicamente, método en el cual el tratamiento térmico tiene lugar en un horno de tratamiento térmico o similares, método en el cual, en relación con el tratamiento térmico, la transferencia térmica desde el objeto/los objetos se controla ajustando la velocidad de cambio de la temperatura del objeto/los objetos que se trata(n) térmicamente hasta el nivel deseado en diferentes fases de tratamiento térmico, método en el cual el procedimiento de enfriamiento se controla ajustando la capacidad de transferencia térmica para alcanzar los cambios de fase y/o la microestructura deseados, caracterizado porque en el método las diferentes fases de tratamiento térmico se llevan a cabo en el mismo horno de tratamiento térmico sin mover el objeto/los objetos desde el horno de tratamiento térmico antes de que se complete el tratamiento, de modo que el objeto/los objetos (12) que ha/han de tratarse térmicamente se transporta/transportan sobre una rejilla (13) del horno (10) de tratamiento térmico, el tratamiento térmico se lleva a cabo sobre el objeto/los objetos (12) que descansa/descansan sobre la rejilla (13) estacionaria y el objeto/los objetos (12) tratado/tratados térmicamente se recoge/recogen del horno (10) de tratamiento térmico.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el método comprende las siguientes fases:

a)

que el procedimiento de calentamiento/enfriamiento se detenga a una temperatura intermedia para igualar la distribución de temperatura del objeto,

b)

el procedimiento de enfriamiento se detiene a una temperatura intermedia por encima de la temperatura de cambio de fase para igualar la temperatura,

c)

que después de la fase de enfriamiento el procedimiento de enfriamiento se detiene a una temperatura intermedia y el tratamiento se continúa con la siguiente fase de tratamiento térmico,

d)

que la fase de enfriamiento puede comprender una o más temperaturas intermedias y/o secuencias de velocidad de enfriamiento que varían en duración y en nivel de temperatura,

e)

el procedimiento de enfriamiento se detiene a una temperatura intermedia antes del comienzo de la siguiente fase de tratamiento térmico.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque en el método la capacidad de transferencia térmica del objeto/los objetos que se trata(n) térmicamente se ajusta por medio de convección.

4. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque se regulan las propiedades de convección del medio de transferencia térmica.

5. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque se ajustan las propiedades de cambio de fase endotérmico del medio de transferencia térmica.

6. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque en el método la capacidad de transferencia térmica del objeto/los objetos que se trata(n) térmicamente se ajusta por medio de radiación.

7. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque en el método la velocidad de enfriamiento del objeto que se trata térmicamente se ajusta cambiando la capacidad de transferencia térmica basada en convección y/o la capacidad de transferencia térmica por radiación.

8. Un método de acuerdo con la reivindicación 6 ó 7, caracterizado porque en el método la capacidad de transferencia térmica por radiación se controla cambiando la absorción de radiación de las paredes del horno.

9. Un método de acuerdo con la reivindicación 6 ó 7, caracterizado porque en el método la capacidad de transferencia térmica por radiación se controla cambiando las propiedades de absorción de radiación térmica del medio de transferencia térmica.

10. Un método de acuerdo con la reivindicación 6 ó 7, caracterizado porque en el método la capacidad de transferencia térmica por radiación y/o la capacidad de transferencia térmica basada en convección se controlan cambiando la masa endotérmica del medio de transferencia térmica.

11. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque en el método se ajustan la cantidad y el caudal del medio de transferencia térmica insuflado en el horno.

12. Un método de acuerdo con la reivindicación 6 ó 7, caracterizado porque en el método la capacidad de radiación y/o la convección se ajustan por medio de la composición del medio de transferencia térmica.

13. Un método de acuerdo con la reivindicación 6 ó 7, caracterizado porque en el método la capacidad de radiación se ajusta cambiando las propiedades de absorción del revestimiento del horno y/o del medio de transferencia térmica.

14. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1-13, caracterizado porque en el método las propiedades de transferencia térmica y radiación del objeto se ajustan cubriendo áreas deseadas del objeto que se trata térmicamente con una capa que cambia dichas propiedades y/o controlando los caudales del medio de tratamiento térmico de diferentes modos sobre diferentes superficies del objeto.

15. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1-14, caracterizado porque en el método el procedimiento de transferencia térmica se controla basándose en resultados de medida obtenidos midiendo la temperatura del objeto/los objetos que se trata(n) térmicamente.