DE102005025827B3

DE102005025827B3 - Low heat loss furnace system, e.g. for annealing metallic articles, comprises at least two furnaces located in common housing and separated by intermediate wall with compensator folds

Info

Publication number: DE102005025827B3
Application number: DE200510025827
Authority: DE
Inventors: Winfried Dipl.-Ing. Sommereisen
Original assignee: Otto Junker GmbH
Current assignee: Otto Junker GmbH
Priority date: 2005-06-02
Filing date: 2005-06-02
Publication date: 2006-12-21
Anticipated expiration: 2025-06-03

Abstract

In a furnace system (1) consisting of at least two furnaces (2), each with a furnace cavity (3) having at least one closable access opening (4), the furnaces are located in a common housing (5) with adjacent cavities separated by a gas-tight intermediate wall (6) having compensator folds.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ofensystem bestehend aus wenigstens zwei Öfen, wobei die Öfen jeweils einen Ofenraum mit wenigstens einer verschließbaren Zugangsöffnung umfassen.The The invention relates to a furnace system consisting of at least two furnaces, wherein the ovens each comprise a furnace chamber with at least one closable access opening.

Derartige Ofensysteme sind in den unterschiedlichsten Ausführungen seit langem aus der Praxis bekannt, vgl. z.B. DE 429441 C . Ein typisches Einsatzgebiet solcher Ofensysteme ist die Wärmebehandlung von metallischem Gut aller Art, beispielsweise in einer Glühbehandlung. Wärmebehandlungen dieser Art finden in der Regel in einer Inertgasatmosphäre statt, um Oxidationen an der Oberfläche des zu behandelnden metallischen Gutes zu minimieren bzw. zu vermeiden.Such furnace systems have long been known in practice in a variety of designs, cf. eg DE 429441 C , A typical field of application of such furnace systems is the heat treatment of metallic material of all kinds, for example in an annealing treatment. Heat treatments of this type usually take place in an inert gas atmosphere in order to minimize or avoid oxidations on the surface of the metallic material to be treated.

Während des Betriebes werden die einzelnen Öfen des Ofensystems zu unterschiedlichen Zeiten beladen und entladen, wobei jeweils Luft in den Ofenraum eintritt. Um während des Beladungsvorgangs die in anderen Öfen des Ofensystems ablaufende Wärmebehandlung nicht zu beeinträchtigen, ist es daher unerlässlich, die Ofenräume der einzelnen Öfen atmosphärisch strikt voneinander zu trennen. Dies erfolgt bei den aus dem Stand der Technik bekannten Systemen dadurch, dass jeder Ofen ein eigenes gasdicht verschließbares Gehäuse aufweist, welches nach erfolgter Ofenbeschickung mit Inertgas gefüllt werden kann.During the Operation will be the individual ovens loaded and unloaded at different times, wherein in each case air enters the furnace chamber. To during the Loading process occurring in other furnaces of the furnace system heat treatment not to affect is it is therefore essential the oven rooms the individual ovens atmospheric strictly separate from each other. This is done at the off The technology known systems in that each oven has its own gastight sealable casing which are filled with inert gas after the furnace has been charged can.

Ofensysteme dieser Bauart haben aufgrund der großen Gehäuseflächen jedoch den Nachteil, im Betrieb hohe Wärmeverluste zu erleiden. Diese können nur durch eine aufwendige Isolation der Gehäusewand gemindert werden, was wiederum mit hohen Investitionskosten verbunden ist. Ferner benötigen Ofensysteme dieser Art stets eine große Stellfläche.furnace systems This type, however, have the disadvantage in operation due to the large housing surfaces high heat losses to suffer. these can only be mitigated by a complex insulation of the housing wall, which again associated with high investment costs. Further, furnace systems require this kind always a big one Footprint.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Ofensystem der eingangs genannten Art anzugeben, welches sich gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Systemen durch verringerte Anlagenkosten auszeichnet.It is therefore an object of the invention, a furnace system of the aforementioned Specify type, which is compared to those of the prior art known systems characterized by reduced system costs.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Ofensystem mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteils des Patentanspruches 1 dadurch gelöst, dass die Öfen in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, wobei jeweils benachbart angeordnete Ofenräume durch eine gasdichte Zwischenwand voneinander getrennt sind und dass die Zwischenwand Kompensatorfaltungen aufweist.The Task is according to the invention with a Furnace system with the features of the characterizing part of claim 1 solved by that the ovens in a common housing are arranged, each adjacent furnace chambers arranged through a gas-tight partition are separated from each other and that the Intermediate wall Kompensatorfaltungen.

Durch die Gasdichtigkeit der Zwischenwand können die einzelnen Öfen des Ofensystems wie bei den aus dem Stand der Technik bekannten Systemen voneinander unabhängig betrieben, insbesondere also beschickt und entladen werden.By the gas tightness of the intermediate wall, the individual stoves of the Furnace system as in the systems known from the prior art from each other independently operated, in particular so be charged and discharged.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Ofensystems liegt darin, dass durch Integration der einzelnen Öfen in ein gemeinsames Gehäuse bei jeweils benachbart angeordneten Öfen die beiden einander zugewandten Außenflächen durch eine gemeinsame Zwischenwand ersetzt ist. Da diese im isolierten Gesamtgehäuse angeordnet ist, entfallen hier somit aufwendige Isolierungsmaßnahmen. Dabei werden desto größere Kostenvorteile erzielt, je mehr Öfen in ein gemeinsames Gehäuse in der erfindungsgemäßen Weise integriert werden. Aufgrund der im Vergleich zu konventionellen Ofensystemen mit gesonderten Gehäusen erheblich reduzierten Außenfläche, sind auch die Wärmeverluste im Betrieb reduziert, was zu einem besonders wirtschaftlichen Betrieb des Ofensystems beiträgt. Schließlich wird die durch das erfindungsgemäße Ofensystem beanspruchte Stellfläche optimal genutzt.Of the particular advantage of the furnace system according to the invention lies in that by integrating the individual ovens into a common housing at each adjacent stoves the two outer surfaces facing each other by a common Intermediate wall is replaced. Since these are arranged in the isolated overall housing is, thus eliminating costly isolation measures. In doing so, the greater the cost advantages scored, the more stoves in a common housing in the manner according to the invention to get integrated. Because of compared to conventional Furnace systems with separate housings considerably reduced outer surface, are also the heat losses reduced in operation, resulting in a particularly economical operation contributes to the furnace system. After all is the by the furnace system according to the invention claimed footprint optimally used.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zwischenwand aus einem austhenitischen Stahl hergestellt ist. Diese Stähle zeichnen sich durch eine besonders hohe Temperaturbeständigkeit und Langlebigkeit aus und sind somit für einen Dauereinsatz in einem Ofen gut geeignet. Die üblichen Kompensatormaterialien wie zum Beispiel Gewebe mit Teflonbeschichtung o.ä. können aufgrund der hohen beidseitigen thermischen Belastung (max. 550°C) nicht verwendet werden.To an advantageous embodiment of the invention is provided that the intermediate wall is made of austenitic steel is. These steels are characterized by a particularly high temperature resistance and longevity and are thus for continuous use in one Oven well suited. The usual Compensator materials such as tissue with Teflon coating etc. can due the high double-sided thermal load (max 550 ° C) is not be used.

Dadurch, dass die Zwischenwand erfindungsgemäß Kompensatorfaltungen aufweist ist sichergestellt, dass die im Betrieb erfolgende thermische Ausdehnung der Zwischenwand derart kompensiert werden kann, dass es nicht zu einer Veränderung ihrer Außenabmessungen kommt, wodurch die gasdichte Verbindung zwischen der Zwischenwand und der kalten Gehäusewand zerstört werden würde.Thereby, that the intermediate wall according to the invention has Kompensatorfaltungen it is ensured that the thermal expansion occurring during operation the partition can be compensated so that it does not a change their external dimensions comes, creating the gas-tight connection between the intermediate wall and the cold housing wall destroyed would become.

Die Kompensatorfaltungen der Zwischenwand, die als V-Nuten ausgebildet sein können, sind dabei beispielsweise kreuzweise zueinander unter Ausbildung von Kreuzungsöffnungen angeordnet, wobei die Kreuzungsöffnungen durch flexible Dichtungselemente abgedichtet sind.The Compensator folds of the intermediate wall, which are formed as V-grooves could be, are, for example, crosswise to each other under training from intersection openings arranged, with the crossing openings sealed by flexible sealing elements.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:in the The invention is based on an embodiment drawing closer explained. Show it:

1 ein erfindungsgemäßes Ofensystem, bestehend aus drei linear angeordneten Öfen, mit Zwischenwänden in schematisierter Seitenansicht, 1 an inventive furnace system, consisting of three linearly arranged ovens, with partitions in a schematic side view,

2 eine Zwischenwand des Ofensystems aus 1 mit Kompensatorfaltungen in Frontalansicht, 2 an intermediate wall of the furnace system 1 with compensator folds in front view,

3a–c ein Ausschnitt aus einer Zwischenwand nach 3a -C a section of an intermediate wall after

2 mit sich kreuzenden Kompensatorfaltungen in Frontalansicht, Schnittansicht und perspektivischer Ansicht 2 with intersecting compensator folds in frontal view, sectional view and perspective view

4 ein Flächenelement, welches zu einem flexiblen Dichtungselement zum Einsatz in einer Zwischenwand nach 2 umformbar ist. 4 a surface element which according to a flexible sealing element for use in a partition after 2 is deformable.

Das in 1 dargestellte Ofensystem 1 besteht aus drei Öfen 2. Die Öfen 2 umfassen jeweils einen Ofenraum 3 mit wenigstens einer verschließbaren Zugangsöffnung 4. Erfindungsgemäß sind die Öfen in einem nach außen hin isolierten gemeinsamen Ofengehäuse 5 angeordnet, wobei die jeweils benachbart angeordneten Ofenräume 3 durch eine gasdichte Zwischenwand 6 voneinander getrennt sind.This in 1 shown furnace system 1 consists of three ovens 2 , The ovens 2 each include a furnace room 3 with at least one lockable access opening 4 , According to the invention, the ovens are in an outwardly insulated common oven housing 5 arranged, wherein the respectively adjacent furnace chambers 3 through a gas-tight partition 6 are separated from each other.

Durch die in ein gemeinsames Ofengehäuse 5 integrierten Öfen 2 ist die wärmeabstrahlende Außenfläche gegenüber Ofensystemen konventioneller Bauart erheblich reduziert. Dadurch sind auch die Wärmeverluste im Betrieb vermindert, was zu einer verbesserten Energieausnutzung und darüber hinaus zu einer optimierten Ausnutzung der Stellfläche des Ofensystems 1 führt.Through the in a common oven housing 5 integrated ovens 2 the heat radiating outer surface is considerably reduced compared to furnace systems of conventional design. As a result, the heat losses are reduced during operation, resulting in improved energy utilization and beyond to an optimized utilization of the footprint of the furnace system 1 leads.

Eine der Zwischenwände 6 des Ofensystems ist in 2 in Frontalansicht dargestellt. Vorliegend ist die Zwischenwand aus einem austhenitischen Stahl, vorzugsweise einem Chrom-Nickel-Stahl, gefertigt. Wie in 2 gezeigt, umfasst die Zwischenwand 6 in regelmäßigen Abständen kreuzweise zueinander angeordnete Kompensatorfaltungen 7a, 7b. Bei einer Wandbreite von beispielsweise ca. 7 m und einer Höhe von ca. 3,5 m sind die Kompensatorfaltungen vorzugsweise im gegenseitigen Abstand von jeweils ca. 1 m angeordnet und müssen bei Einsatz eines Chrom-Nickel-Stahles und einer Temperatur von 550°C eine Wärmedehnung von ca. Δ1 10 mm/m aufnehmen.One of the intermediate walls 6 of the furnace system is in 2 shown in frontal view. In the present case, the partition is made of an austenitic steel, preferably a chromium-nickel steel. As in 2 shown, includes the intermediate wall 6 at regular intervals crosswise arranged Kompensatorfaltungen 7a . 7b , With a wall width of, for example, about 7 m and a height of about 3.5 m, the compensator folds are preferably arranged at a mutual distance of about 1 m each and must when using a chromium-nickel steel and a temperature of 550 ° C. absorb a thermal expansion of approx. Δ1 10 mm / m.

Wie in den Ausschnittsdarstellungen der 3a–c erkennbar, sind die Kompensatorfaltungen 7a, 7b vorliegend als V-Nuten abgebildet, wobei die Kreuzungsöffnungen 8 entsprechend quadratisch geformt sind. Um gleichwohl die geforderte Gasdichtigkeit der Zwischenwand 6 sicherzustellen, ist jede Öffnung 8 durch ein Dichtungselement 9 abgedichtet, welches sternförmig in die Äste der beiden sich kreuzenden Kompensatorfaltungen 7a, 7b hineinragt. Im einzelnen umfasst jedes Dichtungselement 9 vier drachenviereckförmige Sektionen 9a–d mit jeweils einer zentralen Faltung 10a–d entlang der Symmetrieachse jeder Sektion 9a–d und weiteren, die Sektionen trennenden Faltungen 11a–c. Das Dichtungselement 9 kann aus einem in 4 dargestellten Flächenelement gefertigt werden, welches an den gestrichelt gezeichneten Faltungslinien jeweils abwechselnd nach oben bzw. nach unten zu falten ist.As in the cut-outs of the 3a C are recognizable, the compensator folds 7a . 7b represented here as V-grooves, wherein the intersection openings 8th are shaped accordingly square. Nevertheless, the required gas-tightness of the partition 6 is every opening 8th through a sealing element 9 sealed, which star-shaped in the branches of the two intersecting Kompensatorfaltungen 7a . 7b protrudes. In detail, each sealing element comprises 9 four dragon quadrangular sections 9a -D each with a central folding 10a -D along the symmetry axis of each section 9a -D and others, the sections separating folds 11a c. The sealing element 9 can be made from a 4 shown surface element to be produced, which is to be folded at the dashed lines folding lines in each case alternately upwards or downwards.

Im Falle der Wärmeausdehnung der Zwischenwand verringert sich der jeweilige Öffnungswinkel α der V-Nuten und die Tiefe der nutförmigen Kompensatorfaltungen 7a, 7b vergrößert sich. Entsprechend verringert sich der Faltungswinkel β der Sektionen 9a–d des Dichtungselementes 9, so dass die Außenkanten 12a–d der Sektionen 9a–d weiterhin dicht an den Nutwänden der Kompensatorfaltungen 7a, 7b anliegen.In the case of thermal expansion of the intermediate wall, the respective opening angle α of the V-grooves and the depth of the groove-shaped Kompensatorfaltungen reduced 7a . 7b increases. Accordingly, the folding angle β of the sections is reduced 9a -D of the sealing element 9 so that the outer edges 12a -D of the sections 9a -D continue close to the groove walls of Kompensatorfaltungen 7a . 7b issue.

Claims

Furnace system ( 1 ) consisting of at least two ovens ( 2 ), whereby the furnaces ( 2 ) each have a furnace space ( 3 ) with at least one lockable access opening ( 4 ), characterized in that the furnaces ( 2 ) in a common housing ( 5 ), in each case adjacently arranged furnace spaces ( 3 ) by a gas-tight partition ( 6 ) are separated from each other and that the intermediate wall ( 6 ) Compensator folds ( 7a . 7b ) having.

Furnace system according to claim 1, characterized in that the compensator folds ( 7a . 7b ) of the partition ( 6 ) crosswise to each other to form intersection openings ( 8th ) are arranged, the crossing points by flexible sealing elements ( 9 ) are sealed.

Furnace system according to claim 1 or 2, characterized in that the compensator folds ( 7a . 7b ) are formed as V-grooves with variable opening angle (α).