DD222640A1

DD222640A1 - Gasschleuseneinsatz fuer durchlaufoefen

Info

Publication number: DD222640A1
Application number: DD25586283A
Authority: DD
Inventors: Detlef Tredup; Hans-Peter Haebler
Original assignee: Elektroglas Ilmenau Veb
Priority date: 1983-10-21
Filing date: 1983-10-21
Publication date: 1985-05-22

Abstract

Zahlreiche thermisch-technologische Prozesse erfordern definierte und reproduzierbare Ofenatmosphaeren. Zur Aufrechterhaltung solcher Atmosphaeren werden vielfach Gasschleusen in den Ofenein- und -ausgaengen angeordnet. Zur Reduzierung des Gasverbrauches besitzen die Gasschleusen Einsaetze, vornehmlich aus Kupfer mit hoher Sauerstoffbindungskraft. Die bekannten Loesungen haben den Nachteil, dass sie funktionell verschiedene Unzulaenglichkeiten aufweisen. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass die gefundene Loesung aus leicht auswechselbaren weitgehend schraub- und nietfreien Elementen aufgebaut und in der Hoehe verstellbar ist. Die sauerstoffabsorbierende Flaeche des Einsatzelementes (5) ist dort am groessten, wo die Ofenatmosphaere am wirksamsten Einfluss nimmt. Dieser Einsatz (5) kann z. B. plissee- oder maeanderfoermig gestaltet und auch perforiert sein. Das sich loesende Oxid kann durch ein Schutzsieb (3) aufgefangen werden. Ausserdem ist der Gasschleuseneinsatz mit einer stroemungs- und waermemaessigen Barriere (4) ausgeruestet.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Zahlreiche thermisch-technologische Prozesse erfordern definierte und reproduzierbare Ofenatmosphären. Die Ein- und Ausgänge bei Durchlaufofen sind deshalb mit Gasschleusen ausgerüstet, die in bekannter Weise einen sogenannten Gasschleier bilden. Unterstützt und zur Reduzierung des Schleusengasverbrauches wird diese Anordnung durch einen in die Schleuse einsetzbaren Schleuseneinsatz, vornehmlich aus Kupferblech mit hoher Sauerstoffaffinität zur zusätzlichen Bindung der Sauerstoffspuren, die z.B. durch das Gut in den Ofeneingang gelangen. .

Die Erfindung findet Anwendung im industriellen Ofenbau, insbesondere bei Hochtemperatur-Durchlauföfen z.B. für den Einsatz zur Herstellung von Glas-Metallverbindungen in der Gehäusefertigung mikroelektronischer Bauelemente.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei den bekannten technischen Lösungen sind die aus Kupferblech gefertigten Einzelteile der Gasschleuseneinsätze massiv und fest miteinander verbunden. Diese Ausführung erfüllt ungenügend die Erfordernisse bezüglich der chemischtechnologischen Funktion.

Im einzelnen ist das dadurch bedingt, daß der Schleuseneinsatz gleichförmig in Ofenachs- bzw. Transportrichtung des Gutes aufgebaut ist, obwohl er in dieser Richtung differenzierte Funktionen zu erfüllen hat. Der Teil des Einsatzes, der sich zum Ofeninneren hin befindet, wird stark durch Strahlung und Konvektion erwärmt, wirkt demgemäß besonders aktiv bezüglich der Sauerstoffbindung. . .

Die sauerstoffabsorbierende Fläche muß deshalb hier groß sein — z. B. durch Anordnung vieler Elemente in kleineren Abständen

i zueinander oder durch eine spezielle Gestaltung zur Erreichung großer Oberflächen der Elemente, was bisher unberücksichtigt 'blieb, so daß die volle Wirkungsweise nicht gewährleistet war.

J Gleichermaßen unzulänglich wirkt die kompakte Gestaltung dieser Elemente. Dadurch kann sich nur eine schwache konvektive Komponente ausbilden, was sich nachteilig sowohl hinsichtlich der Wärmeübertragung als auch des strömungsmäßigen Ausgleiches auswirkt.

Das sich bildende Oxid blättert bei entsprechender Dicke im allgemeinen partiell ab und fällt ungehindert auf das im technologischen Prozeß herzustellende Produkt. Die Qualität kann dadurch stark gemindert bzw. das Erzeugnis unbrauchbar werden.

Die starre Anordnung der Schleusenelemente erfordert zur Erreichung optimaler freier Ofenquerschnitte für das Ofengut, bei unterschiedlicher Guthöhe, verschiedene Gasschleuseneinsätze.

Ziel der Erfindung '

Die Erfindung setzt sich das Ziel, eine technische Lösung zu schaffen, die die chemisch-technologische Funktionsweise hinsichtlich der größeren Sauerstoffbindung, des strömungstechnischen Ausgleiches in dem Schleuseneinsatz, der Wärmeblockade nach außen und des Auffangens der abblätternden Oxidteile verbessert.

Außerdem wurde versucht den Aufbau des Schleuseneinsatzes·so zu gestalten, daß die physikalisch-chemischen Eigenschaften der eingesetzten Werkstoffe optimaler genutzt werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Es wurde gefunden, daß sich der Gebrauchs- und Funktionswert von Gasschleüseneinsätzen in Durchlaufofen bedeutend erhöht, wenn sie in der Weise aufgebaut werden, daß die aktiv, sauerstoffbindende Fläche des Einsatzes dort am größten ist, wo auch die Ofenatmosphäre mit ihrer Temperatur am stärksten auf den Gasschleuseneinsatz wirkt. Dieses wird erreicht, indem die sauerstoffabsorbierenden Elemente relativ dicht aufeinander folgen oder z. B. plissee- bzw. mäanderförmig gestaltet werden, wobei die aktiv wirkende Fläche in Richtung zum Ofeneingang bzw.^-ausgang jeweils abnimmt, beispielsweise dadurch erreichbar, daß die Elemente in ihrem Abstand zueinander weiter auseinander liegen. Die Elemente sind insgesamt leicht ' auswechselbar gestaltet.

Dabei hat neben der Strahlungs-, die konvektive Komponente derr Ofenatmosphäre sowohl temperatur- als auch strömungsmäßig einen bedeutenden Anteil, so daß es von Vorteil ist, daß das bzw. die sauerstoffabsorbierenden Elemente ganz oder teilweise, gleich- oder ungleichförmig perforiert werden mit Ausnahme des letzten bzw. der beiden letzten Querelemente aus der Richtung des Ofeninneren gesehen, um hier eine strömungs- und wärmemäßige Blockade bzw. eine Abschirmung zum jeweiligen Ofenausgang aufzubauen

Gleichzeitig werden dadurch die energetischen Verluste vermindert.

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Um eine möglichst einfache Regenerierung bzw. Aktivierung der sauerstpffabsorbierenden Flächen vornehmen zu können, sind dieElementez. B. einleg- oder steckbar, weitgehend ohne feste Verbindungen ausgelegt.

Bei einem längeren Betrieb wird das an der Oberfläche entstehende Oxid aufgrund der zunehmenden Dicke abblättern. Deshalb sind an der Unterseite vorzugsweise bei den Querelemeriten Fangtaschen bzw. ein engmaschiges Schutzsieb ganzflächig unterhalb des Schleuseneinsatzes angeordnet, das die Oxidteilchen auffängt. Die Fangtaschen bzw. das Schutzsieb bestehen aus nicht oxidierenden Werkstoffen, z. B. Edelstahl.

Der Gasschleuseneinsatz ist außerdem so gestaltet, daß er in der Höhe leicht umrüstbar ist, d. h. entsprechend der Guthöhe

kann jeweils ein optimal angepaßter freier Kanalquerschnitt erreicht werden. .

In bekannter Weise kann die Schleuse zusätzlich von oben und/oder unten mit einem technologischen Arbeitsgas beströmt werden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird an einem Beispiel erläutert.

Der Gasschleuseneinsatz besteht im vorliegenden Fall aus einem gewinkelten Rahmen 1, der an dem Ende, das zum Ofeninneren liegt mit Distanzstücken 2 zusammengehalten wird.

Im Inneren des Rahmens ist ein relativ engmaschiges Schutzsieb 3 zum Auffangen der abblätternden Oxidteilchen angeordnet.

Zum Ofenausgang hin ist der Schleuseneinsatz mit einem einfach gewinkelten Querelement 4 versehen, das die Funktion einer Strömungs- und Wärmebarriere gegenüber der Ofenatmosphäre besitzt. Der mäanderförmig gestaltete perforierte Cu-Blechstreifen 5 ist das eigentliche sauerstoffabsorbierende Element des Glasschleuseneinsatzes.

Die Radien der mäanderförmigen Biegungen werden vorliegend in Richtung zum Ofenausgang größer und damit auch der Abstand der Schenkel voneinander, entsprechend wird die sauerstoffabsörbierende Fläche pro Längeneinheit des Gasschleuseneinsatzes kleiner. Die Perforation erhöht die Wirkung der Konvektions- und Strahlungskomponente auf den mäanderförmigen Cu-Blechstreifen und damit die funktioneile Wirksamkeit des Schleuseneinsatzes.

Die Höhenverstellung bzw. Arretierung des Gasschleuseneinsatzes erfolgt mittels der Rahmenstützen 6 und der Splinte 7.

Claims

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Erfindungsansprüche:

1. Gasschleuseneinsatz für Durchlauföfen, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz aus mehreren weitgehend schraub- und nietfreien Elementen aufgebaut und in der Höhe verstellbar ist, wobei die sauerstoffabsorbierende(n) Fläche(n) der bzw. des Einsatzeiemente(s) (5) dort am größten ist, wo die Ofenatmosphäre mit ihrer Temperatur am stärksten Einfluß nimmt und ein Auffangen der abblätternden Oxidteilchen ermöglicht.
2. Gasschleuseneinsatz für Durchlaufofen nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das sauerstoffabsorbierende Einsatzelement (5) oder bei mehreren, die Einsatzelemente z. B. plisseeartig oder mäanderförmig gestaltet sind und aus einem oder mehreren Werkstoffen besteh(t)en.
3. Gasschleuseneinsatz für Durchlaufofen noch Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. die Einsatzelement(e) (5) ganz oder teilweise, gleich- oder ungleichförmig perforiert sind, wobei die Form der Perforationslöcher eine beliebige Geometrie aufweisen kann.
4. Gasschleuseneinsatz für Durchlaufofen nach Punkt 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar unter dem sauerstoffabsorbierenden Einsatzelement (5), bei mehreren unter diesen eine Oxidfangvorrichtung z. B. in Form eines engmaschigen Schutzsiebes (3) angeordnet ist. .
5. Gasschleuseneinsatz für Durchlaufofen nach Punkt 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasschleuseneinsatz eine strömungs- und wärmemäßige Barriere (4) in Richtung zum Ofenausgang besitzt, z. B. in Form eines gewinkelten Elementes (4).

. Hierzu 1 Seite Zeichnungen