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Einrichtung zur beschleunigten Abkühlung eines Ofens, insbesondere eines Turmofens
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur beschleunigten Abkühlung eines Ofens, insbesondere eines Turmofens, mit einem strömenden, gasförmigen Medium, vorzugsweise Luft, das ein Ventilator durch den Ofen treibt.
Einrichtungen zur raschen Abkühlung von Industrieöfen sind bekannt. Es gibt verschiedene thermische Behandlungsmethoden für metallische Werkstoffe, bei denen die Forderung besteht, das zu behandelnde Gut hermetisch von der umgebenden Atmosphäre abzuschliessen und zur Vermeidung von Re- aktionen des Gutes mit dem Sauerstoff der Luft kalt aus dem Ofen zu bringen. Natürliches Auskühlen von Öfen ist langwierig und äusserst unwirtschaftlich. Die Kühlperiode dauert unter Umständen mehrere Tage, je nach Grösse und Arbeitstemperatur des Ofens, die Folge ist ein gedehnter Arbeitsrhythmus. Man versuchte diesem Übelstand beispielsweise durch Anordnung von Kühlretorten zu begegnen. Während der Abkühlperiode zirkuliert ein Schutzgas im Ofen, das in der Kühlretorte ständig gekühlt wird. Zur Verbesserung des Schutzgasumlaufes kann ein Ventilator eingesetzt sein.
Kühlretorten wendet man vorzugsweise bei Öfen an, deren Arbeitsraum hermetisch von der umgebenden Atmosphäre abgeschlossen ist. So kann ein Schutzgas zirkulieren, bis der Arbeitsraum die vorbestimmte Temperatur erreicht hat. Im wesentlichen handelt es sich bei solchen Öfen um kleinere Einheiten, wie etwa Glühhauben.
In bestimmten Fällen ist es erwünscht, auch grosse Glühöfen in kurzer Zeit von der Arbeitstemperatur auf beispielsweise Raumtemperatur abzukühlen, um das Glühgut in den kalten Arbeitsraum einzubringen. An sich bekannte Turmöfen haben in ihrem Inneren einen Leitzylinder, der den Ofenraum in Heiz- und Arbeitsraum trennt und die Luftströmung bei ihrem Umlauf im Ofen leitet. Den Luftumlauf besorgt ein an der Ofensohle angeordneter Ventilator. Die einzige Öffnung des Turmofens zur Aufnahme des Glühgutes befindet sich am unteren Ende und ist von der Ofensohle verschlossen. Das obere Ende ist von einem Deckel verschlossen. Zum Zwecke des Chargierens wird die Ofensohle mit dem Ventilator entfernt. Während der Kühlperiode entsteht nur eine natürliche Luftbewegung innerhalb des Turmofens.
Infolge geringer Dichte warmer Luft wird diese in der oberen Zone des Turmofens ein Polster bilden und das Abkühlen verzögern. Daraus folgt, dass die Luft nur träge im Ofenraum zirkuliert. Die Abkühlzeit hat die Grössenordnung von 2 bis 3 Tagen. Ein anderer Nachteil ist die vollständige Auskühlung des Mauerwerkes im Turmofen. Zum Aufheizen des Turmofens auf die Betriebstemperatur werden daher erhebliche Energiemengen benötigt.
Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung, die es ermöglicht, auch grosse Öfen, insbesondere Turmöfen, gefahrlos für das Mauerwerk des Ofens, beschleunigt abzukühlen. Ferner bezweckt die Erfindung die Einsparung von Energie beim Aufheizen des Ofens für den folgenden Arbeitsgang.
Aufgabe der Erfindung ist es, zur Kühlung Luft anzusaugen und durch den Ofenraum zu drücken.
Besorgt wird der Luftumlauf von einem Ventilator, Ein im Mauerwerk verbleibendes Wärmepolster beschleunigt das Aufheizen des Ofens bei gleichzeitiger Einsparung von Energie.
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Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein längs der Ofenachse verschiebbarer Sperr- zylinder von in etwa lichter Weite des Leitzylinders, der während der Kühlperiode an dem, mit zwei oder mehreren, den Heiz- und Arbeitsraum überdeckenden, mit Stopfen verschliessbaren Öffnungen ver- sehenen Deckel des Turmofens anliegt und so den Heiz- und Arbeitsraum voneinander trennt. Der Sperr- zylinder ist mit den Stopfen fest verbunden. Zum Ansaugen der Luft durch die Öffnungen im Deckel und deren Transport durch den Heiz- und Arbeitsraum ist ein zentrisch zur Ofenachse in oder an einem der beiden Enden des Arbeitsraumes angeordneter Ventilator vorgesehen.
Infolge raschen Vorbeiströmens der
Kühlluft am Mauerwerk erfährt dieses oberflächlich eine starke Abkühlung, die sich aber nicht in glei- chem Masse in das Innere des Mauerwerkes fortsetzt. Begünstigend für die Erhaltung eines Wärmepolsters wirkt die Isolierung des Mauerwerkes gegen die Aussenluft. Das oberflächig kühle Mauerwerk gestattet es, den Arbeitsraum so lange auf der technologisch geforderten Temperatur zu halten, bis das Glühgut in den Ofen eingebracht ist.
Die im Mauerwerk gespeicherte Wärme dringt, bedingt durch das Temperaturgefälle zwischen
Ofenfläche und Innerem des Mauerwerkes zur Oberfläche vor und erwärmt diese. Folglich wird die zur
Erreichung der Arbeitstemperatur erforderliche Heizleistung wesentlich geringer sein, als dies bei aus- gekühltem Mauerwerk der Fall wäre. Selbstverständlich ist dieser Effekt auch mit einer Verkürzung der
Aufheizzeit des Ofens verbunden.
In vorteilhafter Weise ist die heisse Abluft zum Aufheizen eines zweiten Ofens zu verwenden, wel- ches zu weiterer Einsparung von Energie führt.
Die Erfindung soll nachstehend an Hand eines in den Zeichnungen abgebildeten Ausführungsbei- spieles, einen Turmofen darstellend, erläutert werden. Es zeigen : Fig. l einen Längsschnitt des Turmofens, Fig. 2 Draufsicht auf den Ofen, Fig. 3 den Sperrzylinder in räumlicher Darstellung.
Zur Erzeugung einer günstigen Luftströmung im Turmofen ist zentrisch zur Ofenachse ein Leitzylinder 4 angeordent. Im Heizraum 10, gebildet zwischen Leitzylinder 4 und dem Mauerwerk 1 des Turmofens, wird die im Turmofen zirkulierende Luft erhitzt und in den Arbeitsraum 11 befördert. Den Luftumlauf besorgt der Ventilator 9. Zur Ein- und Ausbringun g des Glühgutes wird die Ofensohle 3 mitsamt dem Ventilator 9 entfernt.
Zur Verbesserung des Luftumlaufes im Turmofen während der Abkühlperioden sind in dessen Deckel 2 zwei, mittels Stopfen 8 verschliessbare Öffnungen 7 vorgesehen. An den Stopfen 8 ist ein Sperrzylinder 5 befestigt. Eine nicht dargestellte Hebevorrichtung entfernt die Stopfen 8 aus den Öffnungen 7 und befördert gleichzeit den auch während der Heizperioden im Ofen verbleibenden Sperrzylinder 5 an der Unterseite des Deckels 2. Der Sperrzylinder 5 ist konzentrisch zum Leitzylinder 4 angeordnet und hat etwa dessen lichte Weite, so dass der Sperrzylinder 5 leicht im Leitzylinder 4 gleitet. Die Leitbleche 6 des Sperrzylinders 5 durchstossen die Öffnungen 7 undtrennendenheiz-vom Arbeitsraum 10, 11.
Jetzt saugt der Ventilator 9 durch einen Teil der Öffnungen 7 über den Sperrzy- linder 5 Kaltluft (Pfeilunterbrochen) in den Arbeitsraum 11 und drückt die sich erhitzende Luft (Pfeil-Vollstrich) durch den Heizraum 10. Die erhitzte Luft verlässt den Turmofen durch den andern Teil der Öffnungen 7. Während ihres Durchlaufes erhitzt sich die Luft stark und kühlt den Arbeitsraum 11 und den Heizraum 10. Infolge des raschen Luftwechsels wird die Oberfläche des Mauerwerkes l kräftig gekühlt. Im Innern des Mauerwerkes 1 verbleibt aber eine erhebliche Restmenge von Wärme, die den später folgenden Aufheizvorgang unterstützt. Nun wird die Ofensohle 3 wie eingangs beschrieben entfernt, der Turmofen geleert und frisch chargiert.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur beschleunigten Abkühlung eines Ofens, insbesondere eines Turmofens, in dem zentrisch zur Ofenachse ein Leitzylinder und ein Ventilator ander Ofensohle angeordnet ist, gekennzeichnet durch einen längs zur Ofenachse verschiebbaren Sperrzylinder (5) von in etwa lichter Weite des Leitzylinders (4), der während der Kühlperiode an dem, mit zwei oder mehreren, den Heiz- und Arbeitsraum (10, 11) überdeckenden, mit Stopfen (8) verschliessbaren Öffnungen (7) ver- sehenem Deckel (2) des Turmofens anliegt und so den Heiz-und Arbeitsraum (10, 11) voneinander trennt.