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Gegenstände aus Metall werden häufig vor der Benutzung oder vor der Weiterverarbeitung, z. B. einer bildsamen Verformung, einer Erhitzung unterzogen, die im allgemeinen Zunderbildung verursacht. Zur
Verhinderung der Zunderbildung sind bereits verschiedene Verfahren bekannt, für die es kennzeichnend ist, dass bei ihrer Anwendung die Heizgase gespalten werden und dann mit einer geringeren Luftmenge verbrennen als zur vollständigen Verbrennung des nicht gespalteten Heizgases theroretisch erforderlich wäre. Das auf diese Weise gewonnenen Gas wird zur Bildung der das zu erhitzende Einsatzmaterial umgebenden Schutzschicht verwendet.
Die im Schutzgas verbliebene brennbare Heizgasmenge wird später mit Sekundärluft verbrannt, wodurch auch der durch das partielle Verbrennen verursachte Wärmeausfall ersetzt wird.
Die bisherigen, eine Zunderbildung verhindernden Verfahren besitzen aber die nachteilige Eigenschaft, dass der zufolge der partiellen Verbrennung auftretende Wärmemangel im weiteren Verlauf des Verfahrens nicht voll ersetzt werden kann und dass demzufolge auch die fehlende Wärme zum Erreichen einer entsprechenden Temperatur von aussen zugeführt werden muss.
Auch ist es schwierig, bei den bisher bekannten Verfahren das Schutzgas auf der Oberfläche des
Einsatzmaterials zu erhalten.
Bei den für die bekannten Verfahren gebräuchlichen Ofen ist wegen der schlechten Wärmeübergabe- und Strömungsverhältnisse der Ofenwirkungsgrad nicht befriedigend.
Die Erfindung zielt auf die Schaffung eines Ofens zur zunderfreien Erwärmung von Metallgegenständen unter Schutzatmosphäre ab, wobei in der ersten Stufe im Ofen eine für die zunderfreie Erwärmung geeignete Ofenatmosphäre durch unvollkommene Verbrennung eines Brennstoffes erzeugt wird, die in einer zweiten Stufe einer Nachverbrennung unterworfen wird, deren Nutzwärme dem Wärmegut durch Strahlung zugeführt wird.
Das Wesentliche eines solchen Ofens besteht darin, dass oberhalb der Brenner für die unvollständige Verbrennung des Brennstoffs zur Erzeugung der Schutzatmosphäre in derselben Ofenwand auch die Rauchgas-Abzugskanäle vorgesehen sind, so dass das über das Wärmegut strömende Schutzgas an der dieser Wand gegenüberliegenden Ofenwand nach oben und unter dem Ofengewölbe zu den Abzugskanälen zurückströmt und mittels der Sekundärluft, die durch im Ofengewölbe, vorzugsweise in Nähe der Abzugskanäle, vorgesehene Austrittsöffnungen zugeführt wird, nachverbrannt wird. Hiebei kann das Gewölbe aus mit Rillen versehenen Steinen bestehen, wobei die Rillen nebeneinandergesetzter Steine Leitungen für die Zufuhr der Sekundärluft bilden.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der in den Zeichnungen dargestellten beispielsweisen Ausführungsform näher erläutert. Fig. 1 zeigt den Querschnitt des erfindungsgemässen Ofens. Fig. 2 ist der Horizontalschnitt eines Abschnitts des in Fig. l dargestellten Ofens. Fig. 3 zeigt die perspektivische Ansicht eines beim Aufbau eines Teiles des Gewölbes der erfindungsgemässen Ofen verwendeten Steines. Fig. 4 ist die perspektivische Ansicht eines beim Aufbau eines andern Teiles des Gewölbes verwendeten Steines.
Das Heizgas wird durch ein Rohr --1--, das Spaltmittel durch ein Rohr-2 und 3-vorgewärmt in den Mischkopf des Brenners --4-- eingeführt. Kaltluft strömt durch ein Rohr-5-im Gleichstrom in einen Rekuperator--6--und schützt diesen vor überhitzung. Das zu erhitzende Einsatzmaterial kann sich in bewegtem oder ruhendem Zustand befinden. Die aus dem Brenner --4-- darüber strömende Schutzgasschicht trifft an der gegenüberliegenden Wand des Arbeitsraumes mit dem aus einem Hilfsbrenner --4a-- strömenden, reichlich Luft enthaltenden Rauchgas zusammen und streicht am Gewölbe des Ofens entlang zu seiner Ofenwand, in der der Brenner --4-- angeordnet ist.
Die zum Nachbrennen nötige, durch ein Rohr--Sa-einströmende Sekundärluft wird in einem das Gewölbe tragenden Rohr --8-- erwärmt und tritt durch mit Rillen --9-- versehene Gewölbesteine (Fig. 3) an der Unterseite des Gewölbes aus.
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--6-- austretendenRohr --13- nutzbar gemacht, beispielsweise in Form der durch das Rohr --14-- austretenden warmen Luft, die dem Hilfsbrenner zugeführt wird.
Das Ofengewölbe besteht aus Steinen-15 und 16-der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Formen. Die Rillen--17--der nebeneinander gesetzten bzw. gepressten Steine--15, 16--sind in einer zur Aufnahme der Luftleitungsrohre-8--geeigneten Weise ausgebildet. Die Rillen--9-der Gewölbesteine-15-und die übrigen Steine bilden nebeneinandergesetzt Löcher zur Zufuhr der Sekundärluft. Nach dem Zusammenbau der Steine-15 und 16-und dem Einsetzen der Rohre-8--ist das Gewölbe auch als einheitlicher Bauteil herstellbar und als solcher auf den Ofen aufsetzbar bzw. im Falle eines Schadhaftwerdens von diesem abhebbar und durch einen gleichen ersetzbar.
Der erfindungsgemässe Ofen zeichnet sich durch die folgenden Vorteile'aus :
Die Spaltung des mit wenig, aber vorgewärmter Luft partiell verbrannten und ebenfalls vorgewärmten Heizgases und die dadurch bewirkte Bildung eines Schutzgases ist ohne Schwierigkeiten einstellbar. Der Wärmeinhalt der solcherart entstandenen Gase und auch ihre Verbrennungstemperatur im Laufe des Verbrennens ist günstig. Die verhältnismässig dicke und leuchtende Flammenschicht und das darauf folgende vollkommene
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Verbrennen gewährleistet das Erwärmen des Einsatzmaterials auf die Arbeitstemperatur.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass statt der bei den bisher bekannten Freiflammenöfen üblichen einer entlang der Brenngasströme auftretenden maximalen Wärmeabgabe folgenden, rasch abnehmenden Wärmeabgabe die erfindungsgemäss quergerichtete und im Kreis erfolgende Flammen- und Rauchgasführung die beste Wärmeausnutzung gewährleistet, welche auch in Längsrichtung des Ofens erhalten bleibt bzw. je nach Bedarf eingestellt werden kann. Auf diese Weise kann auch entlang der gesamten Ofenlänge die gleiche Erhitzungsgeschwindigkeit aufrechterhalten und die Leistung wesentlich erhöht werden.
Die erfindungsgemässe Ausgestaltung des Gewölbes übt einen günstigen Einfluss auf die Lebensdauer des Ofens aus, weil das Gewölbe im Fall eines Schadhaftwerdens ohne Abbau sonstiger Ofenteile innerhalb von Stunden entfernt und durch ein anderes Gewölbe ersetzt und auf diese Weise die Betriebsfähigkeit des Ofens innerhalb von Stunden wieder hergestellt werden kann. Die erwähnte Reduktion der Gewölbetemperatur und die erfindungsgemässe Durchführung der Spaltung und der Verbrennung des Rauchgases gestaltet den Betrieb über Erwarten wirtschaftlich.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Ofen zur zunderfreien Erwärmung von Metallgegenständen unter Schutzatmosphäre, wobei in einer ersten Stufe im Ofen eine für die zunderfreie Erwärmung geeignete Ofenatmosphäre durch unvollkommene Verbrennung eines Brennstoffs erzeugt wird, die in einer zweiten Stufe einer Nachverbrennung unterworfen wird,
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oberhalb der Brenner (4) für die unvollständige Verbrennung des Brennstoffs zur Erzeugung der Schutzatmosphäre in derselben Ofenwand auch die Rauchgas-Abzugskanäle (10) vorgesehen sind, so dass das über das Wärmgut strömende Schutzgas an der dieser Wand gegenüberliegenden Ofenwand nach oben und unter dem Ofengewölbe zu den Abzugskanälen zurückströmt und mittels der Sekundärluft, die durch im Ofengewölbe, vorzugsweise in Nähe der Abzugskanäle, vorgesehene Austrittsöffnungen (9) zugeführt wird,
nachverbrannt wird.