<Desc/Clms Page number 1>
Elektrischer Blankgluhofen mit Schutzgasbetrieb.
Es sind bereits elektrische Blankglühöfen bekannt, bei denen das Glühgllt durch ein Schutzgas vor Oxydation geschützt wird. Diese Öfen haben sich im Betriebe gut bewährt, in gewissen Fällen aber werden folgende zwei Umstände nachteilig empfunden. Da ein Herausnehmen des Glühgutes aus dem Ofen erst erfolgen darf, nachdem der Ofen und das Glühgut sich vollkommen abgekühlt haben, so geht die zur Erwärmung des Mauerwerkes aufgewendete elektrische Energie jedesmal verloren, und da ferner im allgemeinen die Wärmeisolation des Ofens aus Gründen der Energieersparnis stark sein muss, so dauert die Abkühlung verhältnismässig lange Zeit. Solche Ofen können also nicht sehr hoch ausgenutzt werden.
Durch den Gegenstand vorliegender Erfindung werden diese Nachteile vermieden. Die Erfindung besteht darin, dass der während des Betriebes mit Schutzgas gefüllte Ofenmantel oben luftdicht abgeschlossen und unten offen ist, vorausgesetzt, dass das Schutzgas leichter als Luft ist.
Ist dagegen das Schutzgas schwerer als die Luft, so wird der Ofen unten luftdicht abgeschlossen und oben offen gelassen.
EMI1.1
wesentlichen gleichem Querschnitt an : der Ofen ist entweder mit einem zur Aufnahme des Glühgutes dienenden Tisch von solchen Abmessungen versehen, dass er durch die Abkülzone bis zur Heizzone des Ofens gebracht werden kann, oder das Glühgut kann durch Überstülpen des Ofenmantels eingebracht
EMI1.2
Bei den nachstehend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Aust'ührungsbeispMen ist angenommen, dass das verwendete Schutzgas leichter als die Luft ist.
In der Ausführungsform naeh Fig. 1 und 2 bedeutet /einen oben geschlossenen und unten offenen luftdichten Ofenmantel. Im oberen Teil des Mantels ist das Heizelement ; auf beliebige Weise eingebaut.
Das Heizelement kann aus einer Chromnickellegierung oder ähnlichen Widerstandsmaterialien, auch aus gewöhnlichem Eisen, Nickel od. dgl. hergestellt sein. Der Ofenmantel ist mit einer feuerfesten Aus-
EMI1.3
kann. Die Wärmeisolation kann in der nicht beheizten unteren Zone geringer bemessen sein als in der beheizten Zone. Das Schutzgas wird im allgemeinen dem oberen Ofenende durch ein Rohr 18 zugeführt.
Es durchdringt alle freien Räume des Mauerwerkes.' ! und tritt unten in das Rohr 19 ein, durch welches es von oben in den Glühraum 9 eingeführt wird. Das Glühgut wird mittels einer Tischplatte 4 eingebracht. die beispielsweise auf hydraulischem Wege durch die Abkühlzone hindurch soweit gehoben wird, bis das Glühgut in die beheizte Zone 9 gelangt. Die Tischplatte kann mit einer wärmeisolierenden Auf- maserung 6 bedeckt sein, so dass die tragende Tischplatte selbst nicht erwärmt wird ; die Tischplatte kann auch mit einer elektrischen Beheizung 5 versehen werden.
Nach beendeter Glühung wird die Platte -1 langsam oder stufenweise gesenkt. wodurch das Glühgut in immer kältere Zonen gelangt, in denen es sieh, noch von Schutzgas umgeben, abkühlen kann. Erst nach genügender Abkühlung wird die das Glühgut tragende Platte so weit gesenkt, dass das Glühgut ausgetragen werden kann.
Bei dieser Anordnung des Ofens wird erreicht, dass die in dem Mauerwerk der beheizten Zone aufgespeicherte Wärmeenergie im Ofen erhalten bleibt und dass Glühungen in viel kürzeren Abständen erfolgen können als bei den bisher bekannten Anordnungen. Es werden also eine erhebliche Ersparnis
<Desc/Clms Page number 2>
an elektrischer Energie und eine gute Ausnutzung des Ofens erreicht. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass ein Teil der Wärme, die das Glühgut beim Verlassen der Glühzone enthält, an die unteren Teile des Ofens abgegeben und von diesen aufgespeichert wird. Wird die nächste Charge von Glühgut eingebracht, so wird ein Teil der in den unteren Zonen des Ofens gespeicherten Wärme an das Glühgut abgegeben, so dass es bereits vorgewärmt in die eigentliche Glühzone gelangt.
Hiedurch wird eine weitere Ersparnis an Energie erzielt.
Bei dieser Anordnung wird eine Verunreinigung der Schutzatmosphäre mit Luft lediglich durch die Verschiedenheit des spezifischen Gewichtes von Schutzgas und Luft verhindert. In Fällen, in denen dies nicht ausreichend erscheint, kann das untere Ende des Ofens beispielsweise in eine Öltasse oder sonstige Abschlussvorrichtung eintauchen, so dass das frische Glühgut durch diesen besonderen Verschluss eingebracht werden muss.
In Fig. 3 und 4 ist eine Ausführungsform des Blankglühofens dargestellt, die für Blockwärme- öfen geeignet ist.
Es ist bekannt, dass in Blockwärmeöfen eine erhebliche Verzunderung des eingesetzten Glühgutes stattfindet, die unter Umständen 2% oder mehr des Glühgutes betragen kann. Es ist natürlich auch möglich, aus einem Ofen der vorbeschriebenen Bauart das Glühgut heiss auszutragen. Während des Heissmachens des Blockes 8 werden Oxydation und Abbrand vermieden und erst in dem Augenblick, in dem der heisse Block in die Walzen gebracht werden soll, verlässt er die Schutzatmosphäre und ist somit auch erst von diesem Augenblick an der Oxydation und dem Abbrand ausgesetzt. Bei einer derartigen Arbeitsweise ist es nicht erforderlich, unter der beheizten Zone 9 des Ofens noch eine unbeheizte Zone von erheblicher Höhe anzubringen, da in diesem Falle das Wärmegut heiss ausgetragen werden soll.
Um während der Glühperiode den Verbrauch an Schutzgas so gering wie möglich zu halten, kann die Anordnung etwa in der Weise getroffen werden, dass das zu wärmende Glühgut 8 auf einen Untersatz 4 aufgesetzt wird, der inmitten einer öl-oder Sandtasse ? steht. Wird dann der Ofen 1, der mit dem Mauer- werk 3 und dem Heizelement 2 verbunden ist, über das Glühgut gestülpt, so setzt sich der untere Rand des Ofenmantels in diese Tasse und bewirkt dadurch einen vollkommenen Abschluss des Ofeninneren gegen die Aussenluft.
Die in den Fig. 5,6 und 7 dargestellte Ausführungsform kann für die grössten Durchsatzmengen ausgeführt werden und arbeitet zugleich mit einer inneren Wärmerückgewinnung, wodurch eine weit- gehende Ersparnis an elektrischer Energie erreicht wird, so dass das elektrische Glühverfahren mit jedem andern Glühverfahren auch für geringstwertiges Glühgut wettbewerbsfähig wird.
In Fig. 5 stellt 1 einen luftdichten, oben geschlossenen, unten offenen Ofenmantel dar, in den eine feuerfeste Ausmauerung 3 eingebaut ist, die in ihrer oberen Zone auf der Innenseite ein elektrisches Heiz- element 2 trägt. Die innere Oberfläche des feuerfesten Mauerwerkes mit dem Heizelement kann sich entweder unmittelbar dem eigentlichen Glühraum 9 zuwenden oder aber es kann noch ein zweiter luft- dichter Metallbehälter 10 eingebaut sein, der den eigentlichen Glühraum 9 umschliesst, so dass also zwei
EMI2.1
Am höchsten Punkt der beheizten Zone sind beispielsweise zwei oder mehrere Kettenräder 11 angeordnet, die entweder auf gemeinsamer Achse sitzen oder fliegend auf zwei von aussen her luftdicht eingeführten Achsstümpfen 12 angeordnet sein können. Über die Kettenräder sind endlose Ketten 13 geführt, die unterhalb der unteren Ofenöffnung über zwei oder mehrere weitere Kettenräder 14 geführt und straff gehalten sind. Die unteren oder auch sämtliche Kettenräder werden gleichsinnig in langsame
Umdrehungen versetzt, so dass die Ketten 13 auf der einen Seite aufwärts, auf der andern abwärts wandern.
Die einzelnen Ketten können beispielsweise durch durchgehende Bolzen oder Stangen 15 verbunden sein, an denen das Glühgut 8 angehängt wird ; oder die Ketten selbst können mit geeigneten Haken, Ösen od. dgl. versehen sein. Bei der dargestellten Anordnung werden an die die einzelnen Ketten 1 : 3 ver- bindenden Stangen 15 Blechpaket 8 angehängt, die allmählich durch die unbeheizte Zone in die beheizte
Zone 9 wandern und aus dieser in die unbeheizte Zone zurückkehren. In der unbeheizten Zone stehen sieh also die kalt aufsteigenden und die warm herunterkommenden Teile des Glühgutes unmittelbar gegen- über, so dass die warm herunterkommenden Teile ihre Wärme an die kalt aufsteigenden Teile abgeben können.
Ein Teil der Wärme wird auch an die benachbarten Wände des Ofeninneren abgegeben, so dass diese eine höhere Temperatur erhalten und dadurch ihrerseits zur Vorwärmung des aufsteigenden Gutes beitragen.
Da im allgemeinen die als Schutzgas verwendeten Gase oder Dämpfe eine bessere Wärmeleitfähig- keit besitzen als Luft, kann es zweckmässig sein, den äusseren Mantel 1 aussen noch mit einer weiteren Wärmeisolierschichte 16, beispielsweise aus Kieselgur od. dgl. zu umgeben.
In Blankglühöfen, die nach Besetzen, Füllen mit Schutzgas und Durchführung der Glühung jeweils vollkommen erkalten müssen, bis das Glühgut ausgetragen und eine neue Beschickung eingebracht werden kann, müssen auf die Tonne Glühgut für eine Glühtemperatur von etwa 800 C etwa 300 bis 400 Kilo- wattstunden aufgewendet werden. Bei kontinuierlichen Blankglühofen, die das Glühgut fortlaufend
<Desc/Clms Page number 3>
durchwandern, so dass zwar die im Ofen selbst aufgespeicherte Wärme dauernd erhalten bleibt, die vom heissen Glühgut mit herausgebrachte Wärme jedoch verloren geht, sind etwa 200 bis 250 Kilowattstunden auf die Tonne Glühgut für eine Temperatur von 800 C aufzuwenden.
Dagegen kann bei Ofen nach der Erfindung ein Energieverbrauch pro Tonne Glühgut für 800 C Glühtemperatur von etwa 100 bis 120 Kilowattstunden, bei sorgfältiger Bauweise in grossen Einheiten sogar noch wesentlich weniger erreicht werden.
Die jeweilig zweckmässigste Einrichtung zum Tragen und Bewegen des Glühgutes im Ofen richtet sich nach der Form des Glühgutes.
<Desc / Clms Page number 1>
Electric blank furnace with protective gas operation.
Electric bright annealing furnaces are already known in which the annealing glass is protected from oxidation by a protective gas. These ovens have proven themselves in operation, but in certain cases the following two circumstances are felt to be disadvantageous. Since the annealing material can only be removed from the furnace after the furnace and the annealing material have completely cooled down, the electrical energy used to heat the masonry is lost each time, and since the furnace is generally well insulated for reasons of energy saving must be, the cooling takes a relatively long time. Such ovens can therefore not be used very highly.
These disadvantages are avoided by the subject matter of the present invention. The invention consists in that the furnace jacket, which is filled with protective gas during operation, is hermetically sealed at the top and open at the bottom, provided that the protective gas is lighter than air.
If, on the other hand, the protective gas is heavier than the air, the furnace is hermetically sealed at the bottom and left open at the top.
EMI1.1
essentially the same cross-section: the furnace is either provided with a table that is used to hold the annealing material and has dimensions such that it can be brought through the cooling zone to the heating zone of the furnace, or the annealing material can be introduced by slipping the furnace jacket over it
EMI1.2
In the embodiments described below and shown in the drawing, it is assumed that the protective gas used is lighter than air.
In the embodiment according to FIGS. 1 and 2, / means an airtight furnace jacket which is closed at the top and open at the bottom. In the upper part of the jacket is the heating element; built in in any way.
The heating element can be made of a chromium-nickel alloy or similar resistance materials, including ordinary iron, nickel or the like. The furnace jacket is equipped with a refractory
EMI1.3
can. The thermal insulation in the unheated lower zone can be smaller than in the heated zone. The protective gas is generally supplied to the upper end of the furnace through a pipe 18.
It penetrates all free spaces in the masonry. ' ! and enters the tube 19 below, through which it is introduced into the glow space 9 from above. The material to be annealed is introduced by means of a table top 4. which, for example, is lifted hydraulically through the cooling zone until the annealing material reaches the heated zone 9. The table top can be covered with a heat-insulating grain 6, so that the supporting table top itself is not heated; the table top can also be provided with an electrical heater 5.
After the annealing has ended, the plate -1 is lowered slowly or in stages. whereby the annealing material gets into ever colder zones, in which it can be seen, still surrounded by protective gas, to cool down. Only after sufficient cooling is the plate carrying the annealing material lowered so that the annealing material can be discharged.
With this arrangement of the furnace it is achieved that the thermal energy stored in the masonry of the heated zone is retained in the furnace and that annealing can be carried out at much shorter intervals than with the previously known arrangements. So there will be a significant saving
<Desc / Clms Page number 2>
of electrical energy and a good utilization of the furnace. Another advantage is that part of the heat that the annealing material contains when it leaves the annealing zone is given off to the lower parts of the furnace and is stored by them. When the next batch of annealing material is introduced, part of the heat stored in the lower zones of the furnace is transferred to the annealing material, so that it reaches the actual annealing zone, already preheated.
This results in a further saving in energy.
With this arrangement, contamination of the protective atmosphere with air is prevented only by the difference in specific gravity of protective gas and air. In cases where this does not seem sufficient, the lower end of the furnace can, for example, dip into an oil cup or other closing device, so that the fresh annealing material has to be introduced through this special closure.
3 and 4 show an embodiment of the bright annealing furnace which is suitable for block heating furnaces.
It is known that in block heating furnaces there is considerable scaling of the annealing material used, which under certain circumstances can amount to 2% or more of the annealing material. It is of course also possible to discharge the hot material from a furnace of the type described above. While the block 8 is being heated, oxidation and burn-off are avoided and only at the moment when the hot block is to be brought into the rollers does it leave the protective atmosphere and is therefore only exposed to oxidation and burn-off from this moment on. With such a method of operation, it is not necessary to attach an unheated zone of considerable height under the heated zone 9 of the furnace, since in this case the material to be heated should be discharged hot.
In order to keep the consumption of protective gas as low as possible during the annealing period, the arrangement can be made such that the annealing material 8 to be heated is placed on a base 4, which is in the middle of an oil or sand cup? stands. If the furnace 1, which is connected to the masonry 3 and the heating element 2, is then placed over the material to be annealed, the lower edge of the furnace shell is placed in this cup and thereby completely closes the furnace interior from the outside air.
The embodiment shown in FIGS. 5, 6 and 7 can be carried out for the largest throughput quantities and at the same time works with internal heat recovery, which results in a substantial saving in electrical energy, so that the electrical annealing process can also be used with any other annealing process the lowest value annealing material becomes competitive.
In FIG. 5, 1 represents an airtight furnace jacket, closed at the top and open at the bottom, in which a refractory lining 3 is installed, which carries an electrical heating element 2 in its upper zone on the inside. The inner surface of the refractory masonry with the heating element can either face the actual glow space 9 directly or a second airtight metal container 10 can be installed, which encloses the actual glow space 9, so that two
EMI2.1
At the highest point of the heated zone, for example, two or more chain wheels 11 are arranged, which either sit on a common axis or can be arranged overhung on two stub axles 12 introduced airtight from the outside. Endless chains 13 are guided over the chain wheels and are guided below the lower furnace opening over two or more additional chain wheels 14 and are kept taut. The lower chain wheels or all of the chain wheels turn into slow ones in the same direction
Revolutions offset so that the chains 13 move upwards on one side and downwards on the other.
The individual chains can be connected, for example, by continuous bolts or rods 15 to which the annealing material 8 is attached; or the chains themselves can be provided with suitable hooks, eyes or the like. In the arrangement shown, laminated stacks 8 are attached to the rods 15 connecting the individual chains 1: 3 and gradually pass through the unheated zone into the heated one
Hike zone 9 and return from this to the unheated zone. In the unheated zone, you can see the cold rising and the warm falling parts of the annealing material directly opposite, so that the warm falling parts can transfer their heat to the cold rising parts.
Part of the heat is also given off to the neighboring walls of the interior of the furnace, so that these receive a higher temperature and thus contribute to the preheating of the rising material.
Since the gases or vapors used as protective gas generally have a better thermal conductivity than air, it can be useful to surround the outer jacket 1 with a further heat insulating layer 16, for example made of kieselguhr or the like.
In bright annealing furnaces, which have to cool down completely after being filled, filled with protective gas and annealing carried out, until the annealing material can be discharged and a new charge can be brought in, about 300 to 400 kilowatt hours must be per ton of annealing material for an annealing temperature of around 800 C are expended. With continuous bright annealing furnaces, the annealing material is continuously
<Desc / Clms Page number 3>
wander through so that the heat stored in the furnace itself is permanently retained, but the heat brought out by the hot annealing material is lost, around 200 to 250 kilowatt hours must be spent on the ton of annealing material for a temperature of 800 C.
In contrast, in the furnace according to the invention, an energy consumption per ton of annealing material for an annealing temperature of 800 ° C. of about 100 to 120 kilowatt hours can be achieved, with a careful construction in large units even significantly less.
The most appropriate device for carrying and moving the annealing material in the furnace depends on the shape of the annealing material.