AT 409 187 BAT 409 187 B
Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Überprüfung der Gasdichtheit des Glühraumes eines Ofens zur Wärmebehandlung von metallischem Glühgut unter Schutzgas, wobei der innerhalb eines Ofenraumes gasdicht abgeschlossene Glühraum mit einem Schutzgas unter einem Überdruck gegenüber dem Ofenraum beaufschlagt wird.The invention relates to methods for checking the gas tightness of the glow chamber of a furnace for the heat treatment of metallic annealing material under protective gas, wherein the glow chamber, which is sealed in a gas-tight manner within a furnace chamber, is subjected to a protective gas under an overpressure relative to the furnace chamber.
Um Sauerstoffreaktionen zu vermeiden, wird die Wärmebehandlung metallischen Glühgutes unter einer Schutzgasatmosphäre aus Wasserstoff, Stickstoff oder einem Gemisch aus Wasserstoff und Stickstoff durchgeführt. Zu diesem Zweck ist es beispielsweise zum Blankglühen von Metallbändern bekannt, Turmöfen vorzusehen, deren Ofenraum eine Muffel durchsetzt. Diese Muffelöfen haben den Vorteil, daß der Ofenraum mit Hilfe von Gasbrennern beheizt werden kann, ohne daß die Rauchgase die Schutzgasatmosphäre im Muffelinneren beeinträchtigen können. Der üblicherweise in der Muffel aufgebaute Überdruck des Schutzgases, der eine Verunreinigung des Schutzgases von außen verhindern soll, führt allerdings bei einem Leckwerden der Muffel zu einem Austritt des Schutzgases, das bei einem Wasserstoffanteil größer als 5 % brennbar ist und daher bei einem Austritt aus der Muffel ein Gefahrenpotential darstellt. Ähnliche Verhältnisse ergeben sich beim Auftreten von undichten Stellen bei Haubenöfen, die zur Wärmebehandlung des metallischen Glühgutes eine von außen beheizte Schutzhaube aufweisen, wobei die Schutzhaube mit Schutzgas unter Überdruck gegenüber dem die Schutzhaube umschließenden Ofenraum gefüllt wird. Überall dort, wo zur Wärmebehandlung eines metallischen Glühgutes ein eine Schutzgasatmosphäre aufweisender Glühraum innerhalb eines Ofenraumes angeordnet ist, sollte die Gasdichtheit des Glühraumes für einen ordnungsgemäßen Ofenbetrieb sichergestellt sein.In order to avoid oxygen reactions, the heat treatment of metallic annealing materials is carried out under a protective gas atmosphere made of hydrogen, nitrogen or a mixture of hydrogen and nitrogen. For this purpose, it is known, for example, for bright annealing metal strips, to provide door furnaces whose furnace space penetrates a muffle. These muffle furnaces have the advantage that the furnace space can be heated using gas burners without the flue gases being able to impair the protective gas atmosphere inside the muffle. The excess pressure of the protective gas, which is usually built up in the muffle and is intended to prevent contamination of the protective gas from the outside, leads to an escape of the protective gas if the muffle is leaked, which is flammable if the hydrogen content is greater than 5% and therefore if it emerges from the Muffle represents a potential hazard. Similar conditions arise when there are leaks in hood furnaces which have an externally heated protective hood for the heat treatment of the metallic annealing material, the protective hood being filled with protective gas under excess pressure relative to the furnace space surrounding the protective hood. Wherever an annealing chamber having a protective gas atmosphere is arranged within a furnace chamber for the heat treatment of a metallic annealing material, the gastightness of the annealing chamber should be ensured for proper furnace operation.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Überprüfung der Gasdichtheit des Glühraumes eines Ofens zur Wärmebehandlung von metallischem Glühgut unter Schutzgas unter der Bedingung zu schaffen, daß eine einfache Überprüfung der Gasdichtheit des Glühraumes möglich wird, ohne den Ofenbetrieb wesentlich zu stören.The invention is therefore based on the object to provide a method for checking the gas tightness of the glow space of a furnace for the heat treatment of metallic annealing material under protective gas on the condition that a simple check of the gas tightness of the glow space is possible without significantly disturbing the furnace operation.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß der Überdruck im Glühraum durch ein Absenken des Schutzgasdruckes und/oder eine Druckerhöhung im Ofenraum zu einem Unterdrück abgebaut und das Schutzgas des Glühraumes hinsichtlich allfälliger Veränderungen des Sauerstoffgehaltes bzw. des Partialdruckes des Sauerstoffes überwacht wird.The invention solves this problem in that the excess pressure in the annealing chamber is reduced to a negative pressure by lowering the protective gas pressure and / or an increase in pressure in the furnace chamber, and the protective gas in the annealing chamber is monitored for any changes in the oxygen content or partial pressure of the oxygen.
Ist die Gasdichtheit des Glühraumes gegenüber dem Ofenraum durch undichte Stellen beeinträchtigt, so dringt aufgrund der zur Überprüfung der Gasdichtheit umgekehrten Druckverhältnisse Luft- bzw. Rauchgas aus dem Ofenraum durch die undichten Stellen in den Glühraum ein. Unabhängig davon, ob der mitgeführte gebundene oder freie Sauerstoff mit dem Schutzgas reagiert, kann die Veränderung des Sauerstoffgehaltes des Schutzgases bzw. des Partialdruckes des Sauerstoffes über geeignete Analyseeinrichtungen mit einer vergleichsweise großen Empfindlichkeit erfaßt werden, so daß über die sich allenfalls ergebenden Änderungen des Sauerstoffgehaltes des Schutzgases bzw. des Sauerstoffpartialdruckes im Glühraum die Gasdichtheit des Glühraumes mit einer ausreichenden Genauigkeit überprüft werden kann. Dazu ist lediglich ein Absenken des Schutzgasdruckes relativ zum Druck im Ofenraum erforderlich, was durch ein Absenken des Schutzgasdruckes und/oder eine Erhöhung des Druckes im Ofenraum erreicht werden kann. Da dieser Abbau des Überdruckes des Schutzgases zum Sicherstellen eines Unterdruckes gegenüber dem Ofenraum mit einem vergleichsweise geringen Aufwand und kurzfristig vorgenommen werden kann, wird der Ofenbetrieb durch diese Überprüfung der Gasdichtheit des Glühraumes kaum beeinträchtigt, zumal die Veränderungen des Sauerstoffgehaltes des Schutzgases bzw. des Sauerstoffpartialdruckes mit Hilfe wenigstens einer Lambda-Sonde einfach und genau ermittelt werden können. Damit werden vorteilhafte Voraussetzungen geschaffen, beim Auftreten von Undichtheiten durch eine regelmäßig wiederholte Überprüfung der Gasdichtheit des Glühraumes zeitgerecht eingreifen zu können.If the gas tightness of the glow chamber with respect to the furnace chamber is impaired by leaks, then air or flue gas from the furnace chamber penetrates into the glow chamber through the leaky points due to the reverse pressure conditions for checking the gas tightness. Regardless of whether the entrained bound or free oxygen reacts with the protective gas, the change in the oxygen content of the protective gas or the partial pressure of the oxygen can be detected with a comparatively high sensitivity by means of suitable analysis devices, so that any changes in the oxygen content of the resulting Shielding gas or the oxygen partial pressure in the glow chamber, the gas tightness of the glow chamber can be checked with sufficient accuracy. All that is required is a lowering of the protective gas pressure relative to the pressure in the furnace chamber, which can be achieved by lowering the protective gas pressure and / or increasing the pressure in the furnace chamber. Since this reduction of the excess pressure of the protective gas to ensure a negative pressure in relation to the furnace chamber can be carried out with comparatively little effort and at short notice, the furnace operation is hardly affected by this checking of the gas tightness of the annealing chamber, especially since the changes in the oxygen content of the shielding gas or the oxygen partial pressure also occur Can be easily and accurately determined with the help of at least one lambda probe. This creates advantageous prerequisites for being able to intervene in a timely manner if leaks occur by regularly checking the gas tightness of the glow chamber.
Um beim Auftreten von Leckstellen einen für die Messung der Veränderung des Sauerstoffgehaltes des Schutzgases bzw. des Sauerstoffpartialdruckes im Glühraum ausreichenden Sauerstoffeintrag durch die Leckstellen zu gewährleisten, ist für ein entsprechendes Druckgefälle zwischen dem Ofenraum und dem Glühraum zu sorgen, Wird für einen Unterdrück des Schutzgases im Glühraum gegenüber dem Druck im Ofenraum von wenigstens 3 mbar, vorzugsweise von wenigstens 5 mbar, gesorgt, so kann die Veränderung des Sauerstoffgehaltes des Schutzgases beim Auftreten von Leckstellen mit ausreichender Sicherheit erfaßt werden. 2In order to ensure sufficient oxygen entry through the leaks for measuring the change in the oxygen content of the shielding gas or the oxygen partial pressure in the annealing chamber, a corresponding pressure drop between the furnace chamber and the annealing chamber must be ensured If the annealing chamber is at least 3 mbar, preferably at least 5 mbar, in relation to the pressure in the furnace chamber, the change in the oxygen content of the protective gas when leaks occur can be detected with sufficient certainty. 2