AT508776B1 - Verfahren zum vorwärmen von glühgut in einer haubenglühanlage - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Vorwärmen von Glühgut (4, 5) in einer Haubenglühanlage mit das Glühgut (4, 5) unter einer Schutzhaube (7) in einer Schutzgasatmosphäre aufnehmenden Glühsockeln (1, 2) beschrieben, wobei das in einer Schutzhaube (7) einer Wärmebehandlung zu unterziehende Glühgut (4) mit Hilfe eines gasförmigen Wärmeträgers vorgewärmt wird, der in einem Kreislauf die Schutzhauben (7) von außen umspült und Wärme von einem in einer Schutzhaube (7) bereits wärmebehandelten Glühgut (5) aufnimmt und an ein vorzuwärmendes Glühgut (4) in einer anderen Schutzhaube (7) abgibt. Um eine vorteilhafte Nutzung der Wärmeenergie zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass zur Wärmebehandlung des Glühguts (4, 5, 6) wenigstens ein weiterer Glühsockel (3) mit einer von außen über Brenner (15) beheizbaren Schutzhaube (7) eingesetzt wird und dass die heißen Abgase von der Heizung dieser Schutzhaube (7) dem erwärmten Wärmeträger zur Vorwärmung des Glühguts (4) zugemischt werden.

Description

österreichisches Patentamt AT508 776B1 2011-04-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Vorwärmen von Glühgut in einer Haubenglühanlage mit das Glühgut unter einer Schutzhaube in einer Schutzgasatmosphäre aufnehmenden Glühsockeln, wobei das in einer Schutzhaube einer Wärmebehandlung zu unterziehende Glühgut mit Hilfe eines gasförmigen Wärmeträgers vorgewärmt wird, der in einem Kreislauf die Schutzhauben von außen umspült und Wärme von einem in einer Schutzhaube bereits wärmebehandelten Glühgut aufnimmt und an ein vorzuwärmendes Glühgut in einer anderen Schutzhaube abgibt.

[0002] Zur Wärmebehandlung von Glühgut, wie warm oder kalt verformte Bänder oder Drähte, wird das von einem Glühsockel aufgenommene Glühgut unter einer Schutzhaube in einer Schutzgasatmosphäre erwärmt, und zwar mit Hilfe einer über die Schutzhaube gestülpten Heizhaube, die beispielsweise über Gasbrenner beheizt wird. Bei der Wärmebehandlung verdampfen die am Glühgut anhaftenden Schmiermittelreste und werden mit einem Schutzgasteilstrom aus der Schutzhabe abgezogen. Nach der Wärmebehandlung wird das Glühgut wieder gekühlt. Um einen Teil der beim Kühlen des Glühguts anfallenden Wärme zum Vorwärmen von erst einer Wärmebehandlung zu unterziehendem Glühgut nützen zu können, ist es bei Haubenglühanlagen mit wenigstens zwei Glühsockeln bekannt, zwischen den Schutzhauben zweier Glühsockel, die einerseits bereits einer Wärmebehandlung unterworfenes, heißes Glühgut und anderseits einer solchen Behandlung auszusetzendes, kaltes Glühgut tragen, eine Strömungsverbindung zur Kreislaufführung eines gasförmigen Wärmeträgers zu schaffen, sodass die innerhalb der Schutzhaube mit dem heißen Glühgut vom Wärmeträger aufgenommene Wärme zum Vorwärmen des kalten Glühguts in der anderen Schutzhaube genützt werden kann, allerdings mit dem Nachteil, dass aufgrund der Kreislaufführung des Wärmeträgers die Gefahr besteht, dass beim Vorwärmen des kalten Glühguts abdampfendes Schmiermittel das wärmebehandelte, vom Schmiermittel gereinigte Glühgut wieder verunreinigt. Soll der unmittelbare Kontakt zwischen warmem und kaltem Schutzgas vermieden werden, ist ein aufwendiger zusätzlicher Wärmeaustausch zwischen den Schutzgasströmen notwendig. Außerdem müssen die Schutzgasströme durch große Öffnungen im Glühsockel geführt werden, was große Sicherheitsrisiken in sich birgt.

[0003] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs geschilderten Art zum Vorwärmen von Glühgut in einer Haubenglühanlage so auszugestalten, dass die zur Wärmebehandlung des Glühguts eingesetzte Energie vorteilhaft genützt werden kann, ohne die Gefahr einer Verunreinigung des einer Wärmebehandlung zu unterziehenden Glühguts in Kauf nehmen zu müssen.

[0004] Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass zur Wärmebehandlung des Glühguts wenigstens ein weiterer Glühsockel mit einer von außen über Brenner beheizbaren Schutzhaube eingesetzt wird und dass die heißen Abgase von der Heizung dieser Schutzhaube dem erwärmten Wärmeträger zur Vorwärmung des Glühguts zugemischt werden.

[0005] Da aufgrund dieser Maßnahme nicht nur ein Teil der beim Kühlen des Glühguts nach seiner Wärmebehandlung anfallenden Wärme für das Vorwärmen des noch nicht behandelten Glühguts genützt wird, sondern zusätzlich auch ein Teil der fühlbaren Abwärme der Abgase, die beim Erwärmen des vorgewärmten Glühguts auf die Behandlungstemperatur anfallen und eine höhere Temperatur als der Wärmeträger nach der Vorkühlung des Glühguts aufweisen, kann die eingesetzte Wärmeenergie besser genützt und das Glühgut rascher auf die Behandlungstemperatur erwärmt werden. Die beim Erwärmen des Glühguts auf seine Behandlungstemperatur anfallenden Gase werden dem bei der Vorkühlung des Glühguts erwärmten, gasförmigen Wärmeträger zugemischt und mit dieser Gasmischung, die gegenüber dem vorgewärmten Wärmeträger ein höheres Energiepotential aufweist, die Schutzhaube des Glühsockels zur Vorwärmung des Glühguts beaufschlagt. Wegen der Schutzhaubenbeaufschlagung mit dem Wärmeträgerstrom jeweils von außen ist eine Verunreinigung des Glühguts über den Wärmeträgerstrom ausgeschlossen. Der durch die Zumischung der Abgase zum Wärmeträgerstrom 1/5 österreichisches Patentamt AT508 776B1 2011-04-15 bedingte Gasüberschuss wird laufend aus dem Wärmeträgerkreislauf ausgeschieden, und zwar vorzugsweise aus dem nach der Vorwärmung des Glühguts abgekühlten Wärmeträgerstrom.

[0006] Zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens kann vorteilhaft von einer Haubenglühanlage mit das Glühgut unter einer Schutzhaube aufnehmenden Glühsockeln, mit den Schutzhauben zugeordneten Umwälzeinrichtungen für ein Schutzgas und mit einer Kreislaufführung für einen gasförmigen Wärmeträger ausgegangen werden, die die Schutzhauben mit Abstand umschließende Einhausungen und die Einhausungen miteinander zu einem Kreislauf zusammenfassende Strömungskanäle umfasst. Erfindungswesentlich ist, dass wenigstens ein weiterer Glühsockel mit einer Schutzhaube und einer die Schutzhaube umschließenden, durch Brenner beheizbaren Heizhaube vorgesehen ist, deren Abgasleitung in den Strömungskanal für den erwärmten Wärmeträger mündet, und dass der Strömungskanal für den gekühlten Wärmeträger mit einem Überschussauslass versehen ist, sodass sich die heißen Abgase aus der Heizhaube mit dem beim Vorkühlen des bereits wärmebehandelten Glühguts erwärmten Wärmeträger im Strömungskanal mischen und das vorzuwärmende Glühgut über die zugehörige Schutzhaube mit dem Gasgemisch beaufschlagt werden kann. Der Überschussauslass dient zum Abführen des aus dem Wärmeträgerkreislauf auszuscheidenden Gasüberschusses.

[0007] Zur Steuerung der Gasmischung innerhalb des Strömungskanals für den erwärmten Wärmeträger kann das für die Kreislaufführung des Wärmeträgers vorgesehene Kreislaufgebläse in Abhängigkeit vom Druck in diesem Strömungskanal angesteuert werden, wobei ein zumindest angenähert gleichbleibender Druck in diesem Strömungskanal angestrebt wird.

[0008] Anhand der Zeichnung wird das erfindungsgemäße Verfahren zum Vorwärmen von Glühgut näher erläutert, und zwar wird eine erfindungsgemäße Haubenglühanlage zum Vorwärmen von Glühgut in einem schematischen Vertikalschnitt gezeigt.

[0009] In der Zeichnung sind drei Glühsockeln 1,2, 3 einer Haubenglühanlage zur chargenweisen Aufnahme des Glühguts 4, 5, 6 dargestellt. Jedem Glühsockel 1, 2, 3 ist eine das Glühgut 4, 5, 6 nach außen abschließende Schutzhaube 7 zugeordnet, in der in bekannter Weise ein Schutzgas mit Hilfe eines Gebläses 8 entsprechend den Strömungspfeilen 9 umgewälzt wird. Diese Schutzhauben 7 sind innerhalb von Einhausungen 10 angeordnet, die miteinander über Strömungskanäle 11, 12 für einen gasförmigen Wärmeträger verbunden sind. Der als Wärmetauschhaube ausgebildeten Einhausung 10 für den Glühsockel 1 ist ein Kreislaufgebläse 13 für eine Kreislaufströmung des Wärmeträgers über die Strömungskanäle 11 und 12 zugeordnet. Während die Wärmetauschhaube des Glühsockels 1 lediglich zur Beaufschlagung der diesem Glühsockel 1 zugehörigen Schutzhaube 7 dient, sind die Einhausungen 10 der beiden anderen Glühsockeln 2 und 3 als Heizhauben 14 ausgebildet, die vorzugsweise mit Gas betriebene Brenner 15 aufweisen um das Glühgut 5, 6 durch eine Beaufschlagung der jeweiligen Schutzhaube 7 mit den heißen Brennergasen auf die vorgegebene Behandlungstemperatur zu erwärmen. Die Wärmeübertragung erfolgt dabei von den heißen Brennergasen über die Schutzhaube 7 auf das innerhalb der Schutzhaube 7 umgewälzte Schutzgas und von diesem Schutzgas auf das Glühgut 5 bzw. 6. Zum Unterschied zu herkömmlichen Heizhauben weisen die Heizhauben 14 der erfindungsgemäßen Glühhaubenanlage eine Anschlussleitung 16 an den Strömungskanal 11 und eine in den Strömungskanal 12 mündende Abgasleitung 17 auf. Mit Hilfe von Steuerklappen 18 kann der jeweilige Strömungsweg für den Wärmeträger festgelegt werden.

[0010] Im dargestellten Betriebszustand der Haubenglühanlage wird der gasförmige Wärmeträger mit Hilfe des Kreislaufgebläses 13 zwischen der Einhausung 10 des Glühsockels 1 und der Heizhaube 14 des Glühsockels 2 im Kreislauf geführt, wobei jedoch die Brenner 15 der Heizhaube 14 abgeschaltet sind, nachdem das Glühgut 5 über die Brenner 15 auf die Behandlungstemperatur erwärmt worden und zur Kühlung bereit ist. Der durch die Anschlussleitung 16 aus dem Strömungskanal 11 in die Heizhaube 14 des Glühsockels 2 strömende Wärmeträger wird daher über die Schutzhaube 7 dieses Glühsockels 2 unter eine Vorkühlung des Glühguts 5 erwärmt, um seine Wärme an das Glühgut 4 auf dem Glühsockel 1 abzugeben, das kalt auf den Glühsockel 1 aufgebracht wurde und somit durch die Beaufschlagung der Schutzhaube 7 mit dem erwärmten Wärmeträger vorgewärmt wird. Während die bei der Abkühlung des Glühguts 5 2/5 österreichisches Patentamt AT508 776B1 2011-04-15 auf dem Sockel 2 gewonnene Wärme zur Vorwärmung des kalten Glühguts 4 auf dem Glühsockel 1 genützt wird, wird ein vorgewärmtes Glühgut 6 auf dem Glühsockel 3 über die Heizhaube 14 auf die Behandlungstemperatur erwärmt, indem die Schutzhaube 7 für das Glühgut 6 mit den heißen Gasen der Brenner 15 beaufschlagt wird. Die Steuerklappe 18 in der Anschlussleitung 16 ist für diesen Heizbetrieb zu schließen. Die Abgase aus der Heizhaube 14 des Glühsockels 3 werden daher über die Abgasleitung 17 dem Strömungskanal 12 zugeführt, in dem sich der im Kreislauf zwischen den Einhausungen 10 der Glühsockel 1 und 2 im Kreislauf geführte Wärmeträger mit den Abgasen mischt, um die Vorwärmung des kalten Glühguts 4 auf dem Glühsockel 1 mit den Mischgasen vorzunehmen, dem aufgrund der Zumischung der Abgase aus der Heizhaube 14 des Glühsockels 3 mehr Energie zugeführt wird, als der bei der Vorkühlung des Glühguts 5 auf dem Glühsockel 2 erwärmte Wärmeträger aufweist, sodass die für die Wärmebehandlung des Glühguts 6 eingesetzte Wärmeenergie vorteilhaft genützt werden kann. Kommen mehrere Glühsockel zum Erwärmen des Glühguts auf die Behandlungstemperatur zum Einsatz, so werden die Abgase aus all den Heizhauben dieser Glühsockel vorteilhaft in den Strömungskanal 12 für den erwärmten Wärmeträger eingeleitet.

[0011] Der durch die Einleitung der Abgase aus der Heizhaube 14 des Glühsockels 3 in den Kreislauf des Wärmeträgers anfallende Gasüberschuss wird über einen Überschussauslass 19 aus dem Wärmeträgerkreislauf ausgeschieden, und zwar aus dem Strömungskanal 11 für den abgekühlten Wärmeträger, um das Überschussgas mit einem möglichst niedrigen Energieniveau abzuführen. Die Steuerung der Gasströme erfolgt einerseits über die Steuerklappen 18 und anderseits über den Druck im Strömungskanal 12 für den erwärmten Wärmeträger. Dieser Druck im Strömungskanal 12 wird über eine entsprechende Ansteuerung des Kreislaufgebläses 13 weitgehend konstant gehalten.

[0012] Der Strömungskanal 12 für den erwärmten Wärmeträger ist mit dem Überschussauslass 19 des Strömungskanals für den abgekühlten Wärmeträger des Wärmeträgerkreises über eine Klappe 20 verbunden. Diese Klappe 20 wird geöffnet, wenn die als Wärmetauschhaube dienende Einhausung 10 des Glühsockels 1 noch nicht in Betrieb genommen wurde, sodass die Abgase der Heizhaube 14 des Glühsockels 3 über den Überschussauslass 19 durch einen an den Überschussauslass 19 angeschlossenen Kamin abgezogen werden können.

[0013] Nach der Wärmebehandlung des Glühguts 6 auf dem Glühsockel 3 werden die Einhausungen 10 der Glühsockel 1 und 2 sowie die Schutzhaube 7 des Glühsockels 2 abgenommen. Das vorgekühlte Glühgut 5 wird mit Hilfe einer Kühlhaube abschließend gekühlt, bevor es durch kaltes, einer Wärmebehandlung zu unterwerfendes Glühgut ersetzt wird. Nach einem entsprechenden Auswechseln der Einhausungen 10 kann somit wiederum das kalte Glühgut vorgewärmt und das vorgewärmte Glühgut 4 auf dem Glühsockel 1 auf die Behandlungstemperatur erwärmt werden, wie dies bereits beschrieben wurde. Zu diesem Zweck sind die Einhausung 10 mit dem Kreislaufgebläse 13 auf den Glühsockel 2 und die Heizhaube 14 des Glühsockels 2 auf den Glühsockel 1 aufzusetzen. 3/5

Claims (3)

1. österreichisches Patentamt AT508 776B1 2011-04-15 Patentansprüche 1. Verfahren zum Vorwärmen von Glühgut (4, 5) in einer Haubenglühanlage mit das Glühgut (4, 5) unter einer Schutzhaube (7) in einer Schutzgasatmosphäre aufnehmenden Glühsockeln (1, 2), wobei das in einer Schutzhaube (7) einer Wärmebehandlung zu unterziehende Glühgut (4) mit Hilfe eines gasförmigen Wärmeträgers vorgewärmt wird, der in einem Kreislauf die Schutzhauben (7) von außen umspült und Wärme von einem in einer Schutzhaube (7) bereits wärmebehandelten Glühgut (5) aufnimmt und an ein vorzuwärmendes Glühgut (4) in einer anderen Schutzhaube (7) abgibt, dadurch gekennzeichnet, dass zur Wärmebehandlung des Glühguts (4, 5, 6) wenigstens ein weiterer Glühsockel (3) mit einer von außen über Brenner (15) beheizbaren Schutzhaube (7) eingesetzt wird und dass die heißen Abgase von der Heizung dieser Schutzhaube (7) dem erwärmten Wärmeträger zur Vorwärmung des Glühguts (4) zugemischt werden.
2. 2. Haubenglühanlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit das Glühgut (4, 5) unter einer Schutzhaube (7) aufnehmenden Glühsockeln (1, 2), mit den Schutzhauben (7) zugeordneten Umwälzeinrichtungen für ein Schutzgas und mit einer Kreislaufführung für einen gasförmigen Wärmeträger, die die Schutzhauben (7) mit Abstand umschließende Einhausungen (10) und die Einhausungen (10) miteinander zu einem Kreislauf zusammenfassende Strömungskanäle (11, 12) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein weiterer Glühsockel (3) mit einer Schutzhaube (7) und einer die Schutzhaube (7) umschließenden, durch Brenner (15) beheizbaren Heizhaube (14) vorgesehen ist, deren Abgasleitung (17) in den Strömungskanal (12) für den erwärmten Wärmeträger mündet, und dass der Strömungskanal (11) für den gekühlten Wärmeträger mit einem Überschussauslass (19) versehen ist.
3. 3. Haubenglühanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreislaufführung für den Wärmeträger wenigstens ein in Abhängigkeit vom Druck im Strömungskanal (12) für den erwärmten Wärmeträger steuerbares Kreislaufgebläse (13) aufweist. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 4/5