DE102012009854A1 - Heat treating the strips, sheets or wires made of steel, in batch, in form of coil, comprises cooling the batch in first and second cooling phases, and discharging inert gas from furnace chamber in second cooling phase - Google Patents

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Frank Maschler
Gerhard Bußmann
Malte Fließ
Rolf Jansen
Gerald Zwickel
Helmut Mühlnickel
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Abstract

The method for heat treatment of strips, sheets or wires made of steel, in a batch, in the form of a coil under an inert gas in a furnace chamber, comprises cooling the batch in a first cooling phase and a second cooling phase with different cooling rates according to a heating phase, discharging inert gas from the furnace chamber in the second cooling phase and then cooling in a heat exchanger by delivering heat to a heat carrier, and recycling the inert gas in the furnace chamber. The heat carrier is a temperature-resistant liquid heat transfer medium such as thermal oil. The method for heat treatment of strips, sheets or wires made of steel, in a batch, in the form of a coil under an inert gas in a furnace chamber, comprises cooling the batch in a first cooling phase and a second cooling phase with different cooling rates according to a heating phase, discharging inert gas from the furnace chamber in the second cooling phase and then cooling in a heat exchanger by delivering heat to a heat carrier, and recycling the inert gas in the furnace chamber. The heat carrier is a temperature-resistant liquid heat transfer medium such as thermal oil. The batch is slowly cooled in the first cooling phase over several hours, and the inert gas, in the first cooling phase, delivers heat to the heat carrier present in the heat exchanger. The heat carrier flows into a first heat transfer circuit A by a first heat exchanger for decoupling heat on high temperature level of the batch or into a second heat transfer circuit B by a second heat exchanger for decoupling heat on a low temperature level of the batch. The decoupling of heat by the first heat exchanger integrated in the first heat transfer circuit A is started when the batch temperature is 550[deg] C. Heat is transferred to an energy conversion system, to convert the heat into electric energy, by the first heat exchanger integrated in the first heat transfer circuit A. The volume flow of the heat carrier in the first heat transfer circuit A is lower than the volume flow of the heat carrier in the second heat transfer circuit B. An independent claim is included for a system for heat treatment of strips, sheets or wires made of steel in a batch in the form of a coil under an inert gas in a furnace chamber.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zum Wärmebehandeln von Bändern, Blechen, oder Drähten aus Stahl in einer Charge in Form von mindestens einem Coil unter Schutzgas in mindestens einem Ofenraum (G1, G2), wobei die Charge nach mindestens einer Heizphase in einer ersten Kühlphase und einer anschließenden zweiten Kühlphase mit unterschiedlichen Kühlgeschwindigkeiten abgekühlt wird, wobei in der zweiten Kühlphase Schutzgas aus dem Ofenraum abgeführt und in einen Wärmetauscher unter Abgabe von Wärme an einen Wärmeträger abgekühlt und anschließend in den Ofenraum rückgeführt wird.The invention relates to a method and a plant for heat treating strips, sheets, or wires made of steel in a batch in the form of at least one coil under protective gas in at least one furnace chamber (G1, G2), wherein the batch after at least one heating phase in a first Cooling phase and a subsequent second cooling phase is cooled at different cooling rates, wherein in the second cooling phase shielding gas is removed from the furnace chamber and cooled in a heat exchanger with the release of heat to a heat transfer medium and then returned to the furnace chamber.

Viele Wärmebehandlungsprozesse in Industrieöfen erfolgen in einer Schutzgasatmosphäre bzw. unter Schutzgas, welches entsprechend den jeweiligen Anforderungen aus einem oder mehreren unterschiedlichen Gasen bestehen kann. Das Schutzgas kann beispielsweise neutrales Inertgas wie Stickstoff und/oder ein reduzierendes Gas wie Wasserstoff oder ein kohlenstoffhaltiges Gas oder eine Mischung von Gasen sein.Many heat treatment processes in industrial furnaces are carried out in a protective gas atmosphere or under protective gas, which may consist of one or more different gases according to the respective requirements. The shielding gas may be, for example, neutral inert gas such as nitrogen and / or a reducing gas such as hydrogen or a carbon-containing gas or a mixture of gases.

Ein wesentliches Wärmebehandlungsverfahren ist das Glühen von Coils unter Schutzgas, welches in der Regel in Haubenglühanlagen durchgeführt wird.An essential heat treatment process is the annealing of coils under protective gas, which is usually carried out in annealing annealing plants.

Eine Haubenglühanlage weist mindestens zwei Glühsockel auf, wobei jeder Glücksockel mit einer Schutzhaube einen Ofenraum bildet. Je nach Anforderung werden während der Wärmebehandlung über die Schutzhaube eine Heizhaube oder eine Kühlhaube gesetzt.A bell annealer has at least two glow sockets, with each lucky sock with a protective cover forming a furnace chamber. Depending on the requirements, a heating hood or cooling hood is placed over the protective cover during the heat treatment.

Die zu glühende Charge wird auf den Glühsockel platziert und mit der Schutzhaube gasdicht verschlossen. Die Heizhaube oder die Kühlhaube umgibt die Schutzhaube konzentrisch unter Bildung eines Zwischenraums. Die Heizhaube kann eine elektrische Beheizung oder brennstoffbetriebene Brenner aufweisen. Der Glühprozess erfolgt unter Schutzgas in Form von Wasserstoff. Die Kühlhaube weist in der Regel eine Luftkühlung auf, wobei in dem Zwischenraum eine Kühlluft-Strömung erzeugt wird.The batch to be annealed is placed on the glow base and closed gas-tight with the protective cover. The heating hood or the cooling hood concentrically surrounds the protective hood to form a gap. The heating hood may have an electric heater or fuel-powered burners. The annealing process takes place under protective gas in the form of hydrogen. As a rule, the cooling hood has air cooling, wherein a cooling air flow is generated in the intermediate space.

Der Glühprozess bzw. ein Glühzyklus ist in mindestens zwei Phasen geteilt und zwar in mindestens eine Heizphase und mindestens eine Kühlphase. In der Heizphase befindet sich eine Heizhaube auf dem Glühsockel über der Schutzhaube und erwärmt die Charge bzw. das Glühgut auf die entsprechende Glühtemperatur. Nach Beendigung der Heizphase wird die Heizhaube gezogen und eine Kühlhaube auf den Glühsockel aufgesetzt.The annealing process or an annealing cycle is divided into at least two phases, specifically in at least one heating phase and at least one cooling phase. In the heating phase, a heating hood is located on the glow base above the protective hood and heats the charge or the material to be annealed to the appropriate annealing temperature. After completion of the heating phase, the heating hood is pulled and placed a cooling hood on the glow base.

In der Heizphase als auch in der Abkühlphase ist die Einhaltung spezifischer Anwärm- und Abkühlgeschwindigkeiten erforderlich, daher erfolgt die Abkühlung der Charge bzw. des Glühgutes zunächst während einer ersten Kühlphase langsam mittels Luftkühlung der Kühlhaube (Langsamkühl-Phase). Diese Phase kann mehrere Stunden, beispielsweise 4 bis 6 Stunden, dauern. Nach einer vorgegebenen Prozesszeit kann in einer zweiten Kühlphase (Schnellkühl-Phase) eine Schnellkühleinrichtung mit einem externen Wärmetauscher in Form beispielsweise eines Wasser-Wärmetauschers, zugeschaltet werden. Der Wärmetauscher kann extern angeordnet sein oder auch intern im Sockel untergebracht sein.In the heating phase as well as in the cooling phase, the observance of specific heating and cooling rates is required, therefore, the cooling of the charge or the annealing initially takes place during a first cooling phase slowly by air cooling the cooling hood (slow cooling phase). This phase can take several hours, for example 4 to 6 hours. After a predetermined process time, in a second cooling phase (rapid cooling phase), a rapid cooling device with an external heat exchanger in the form of, for example, a water heat exchanger can be switched on. The heat exchanger can be arranged externally or be housed internally in the base.

Aus der Praxis bekannte Schnellkühleinrichtungen weisen eine Schutzgasleitung mit einem Ventilator, einem Wärmetauscher und die üblichen zugehörigen Regel- und Messorgane auf. Die Schutzgasleitung ist eingangsseitig und ausgangsseitig an den Glühsockel bzw. den Ofenraum angeschlossen.Fast-cooling devices known from practice have a protective gas line with a fan, a heat exchanger and the usual associated regulating and measuring devices. The inert gas line is connected on the input side and output side to the glow base or the furnace chamber.

Bei den bekannten Anlagen fördert der Ventilator das heiße Schutzgas bzw. die Schutzgasatmosphäre, beispielsweise Wasserstoff, aus dem Ofenraum heraus durch den wassergekühlten Wärmetauscher, wo die Prozesswärme bzw. die Abwärme der Charge auf niedrigem Temperaturniveau mittels Kühlwasser abgeführt wird. Das abgekühlte Schutzgas wird im geschlossenen Kreislauf zurück in den Ofenraum geleitet, wo das Schutzgas mit Hilfe einer sockelinternen Gasumwälzungseinrichtung um die Charge gewälzt wird, um diese abzukühlen.In the known systems, the fan promotes the hot shielding gas or the protective gas atmosphere, for example hydrogen, out of the furnace chamber through the water-cooled heat exchanger, where the process heat or the waste heat of the batch at a low temperature level is dissipated by means of cooling water. The cooled inert gas is passed in a closed circuit back into the furnace chamber, where the inert gas is circulated by means of an in-line gas circulating around the batch to cool it.

Die Charge wird während der zweiten Kühlphase (Schnellkühl-Phase) mit Hilfe des Schnellkühlers rasch abgekühlt. Die Schnellkühl-Phase dauert so lange an, bis eine gewünschte Endtemperatur der Charge erreicht wird. Danach wird diese Kühlphase beendet, die Kühlhaube gezogen und die Charge abgepackt.The batch is rapidly cooled during the second cooling phase (rapid cooling phase) with the aid of the rapid cooler. The rapid cooling phase continues until a desired final temperature of the batch is reached. Thereafter, this cooling phase is terminated, the cooling hood pulled and the batch packaged.

Bei Haubenglühanlagen zur Wärmebehandlung von Stahlband unter Schutzgas wird die Charge nach dem Glühprozess von ca. 600 bis 700°C auf ca. 120°C heruntergekühlt. Die dabei übertragene Wärmeenergie wird derzeit an die Hallenluft oder an das Kühlwasser abgegeben und liegt dort auf niedrigem Temperaturniveau vor, was eine effektive Nutzung erschwert.In bell annealing plants for the heat treatment of steel strip under protective gas, the batch is cooled down from approx. 600 to 700 ° C to approx. 120 ° C after the annealing process. The transferred thermal energy is currently delivered to the hall air or to the cooling water and is there at a low temperature level, which makes effective use difficult.

Die Nutzung der Kühlabwärme zur Heißwasserbereitung ist bekannt und auf einfache technische Art und Weise zu realisieren, allerdings fehlen meistens geeignete Abnehmer. The use of waste heat for hot water production is known and to realize a simple technical way, but usually lacks suitable customers.

Ferner sind Verfahren und Einrichtungen bekannt, die Wärme der abzukühlenden Charge zur Vorwärmung einer kalten Charge zu verwenden. Nachteilig ist dabei, dass der Vorwärmbetrieb stets zusätzliche Zeit benötigt und damit die Durchsatzleistung verringern kann.Furthermore, methods and devices are known to use the heat of the batch to be cooled for preheating a cold batch. The disadvantage here is that the preheating always requires additional time and thus can reduce the throughput.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgemäß darin, diese Mängel zu beheben. Insbesondere besteht die Aufgabe der Erfindung darin, die Nutzung von Hochtemperaturwärme für energetisch hochwertige Anwendungen zu ermöglichen, ohne die Durchsatzleistung der Anlage einzuschränken.The object of the invention is therefore to remedy these shortcomings. In particular, the object of the invention is to enable the use of high temperature heat for high-energy applications, without restricting the throughput of the system.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Anlage mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.The object is achieved by a method having the features of claim 1 and a system having the features of claim 7.

Erfindungsgemäß wird als Wärmeträger ein temperaturfester flüssiger Wärmeträger verwendet, der in Abhängigkeit von der Temperatur der Charge entweder in einem ersten Wärmeträger-Kreislauf A durch einen ersten Wärmeübertrager strömt, in dem Wärme auf hohem Temperaturniveau ausgekoppelt wird oder in einen zweiten Wärmeträger-Kreislauf B durch einen zweiten Wärmeübertrager strömt, in dem Wärme auf einem niedrigen Temperaturniveau ausgekoppelt wird.According to the invention, a heat-resistant liquid heat transfer medium is used, which flows as a function of the temperature of the charge either in a first heat transfer circuit A through a first heat exchanger in which heat is decoupled at a high temperature level or in a second heat transfer circuit B by a second heat exchanger flows in which heat is decoupled at a low temperature level.

Vorzugsweise wird als Wärmeträger Thermoöl verwendet.Preferably, thermal oil is used as the heat carrier.

Erfindungsgemäß wird in der ersten Kühlphase die Charge langsam über mehrere Stunden abgekühlt, wobei in der ersten Kühlphase das Schutzgas in dem Wärmetauscher Wärme an den Wärmeträger abgibt, der in dem ersten Wärmeträger-Kreislauf A durch den ersten Wärmeübertrager strömt, in dem Wärme auf hohem Temperaturniveau ausgekoppelt wird.According to the invention, the batch is cooled slowly over several hours in the first cooling phase, wherein in the first cooling phase, the protective gas in the heat exchanger releases heat to the heat transfer medium flowing in the first heat transfer circuit A through the first heat exchanger, in the heat at a high temperature level is decoupled.

Nach der Erfindung wird mit der Auskoppelung von Wärme mittels des im ersten Wärmeträger-Kreislauf A eingebundenen ersten Wärmeübertragers begonnen, wenn die Chargentemperatur mindestens 550°C beträgt.According to the invention, the decoupling of heat by means of the first heat transfer circuit A bound first heat exchanger is started when the batch temperature is at least 550 ° C.

Vorzugsweise wird mittels des im ersten Wärmeträger-Kreislauf A eingebundenen ersten Wärmeübertragers Wärme zu einer Energiewandlungsanlage übertragen, um Wärme in elektrische Energie umzuwandeln.Preferably, heat is transferred to an energy conversion system by means of the integrated in the first heat transfer circuit A first heat exchanger to convert heat into electrical energy.

Vorzugsweise ist der Volumenstrom des Wärmeträgers im ersten Wärmeträger-Kreislauf A deutlich geringer als der Volumenstrom der Wärmeträger im zweiten Wärmeträger-Kreislauf B, um die Kühlleistung auf das technologisch notwendige Maß zu begrenzen und um den Wärmeträger maximal zu erwärmen.Preferably, the volume flow of the heat carrier in the first heat transfer circuit A is significantly lower than the volume flow of the heat transfer in the second heat transfer circuit B, to limit the cooling capacity to the technologically necessary level and to heat the heat transfer maximum.

Die Erfindung beinhaltet ferner eine Anlage zum Wärmebehandeln von Bändern, Blechen, oder Drähten aus Stahl in einer Charge in Form von mindestens einem Coil unter Schutzgas in mindestens einem beheizbaren Ofenraum. An den Ofenraum ist eine Schutzgasleitung S eingangs- und ausgangsseitig angeschlossen, derart dass Schutzgas aus dem Ofenraum abgeführt und in einen Wärmetauscher unter Abgabe von Wärme an einen Wärmeträger abgekühlt und anschließend in den Ofenraum rückgeführt wird.The invention further includes a plant for heat treating strips, sheets, or wires of steel in a batch in the form of at least one coil under protective gas in at least one heatable furnace chamber. To the furnace chamber a protective gas line S input and output connected, so that protective gas discharged from the furnace chamber and cooled in a heat exchanger with the release of heat to a heat transfer medium and then returned to the furnace chamber.

Die Anlage ist dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher einen Wärmeträger-Zufluss und einen Wärmeträger-Abfluss aufweist, welche in Abhängigkeit von der Temperatur der Charge entweder mit mindestens einem ersten Wärmeträger-Kreislauf A oder einem zweiten Wärmeträger-Kreislauf B verbindbar sind, dass in dem ersten Wärmeträger-Kreislauf A ein erster Wärmeübertrager zum Auskoppeln von Wärme auf einem hohen Temperaturniveau eingebunden ist und dass sich in dem zweiten Wärmeträger-Kreislauf B ein zweiter Wärmeübertrager zum Auskoppeln von Wärme auf einem niedrigen Temperaturniveau eingebunden ist.The plant is characterized in that the heat exchanger has a heat carrier inflow and a heat carrier outflow, which are connectable depending on the temperature of the charge either with at least one first heat transfer circuit A or a second heat transfer circuit B that in the first heat transfer circuit A, a first heat exchanger for coupling heat is integrated at a high temperature level and that in the second heat transfer circuit B, a second heat exchanger for coupling heat is integrated at a low temperature level.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung sind in dem Wärmetauscher der Wärmeträger-Zufluss und der Wärmeträger-Abfluss mittels Dreiwegeventilen mit dem ersten Wärmeträger-Kreislauf A oder dem zweiten Wärmeträger-Kreislauf B verbunden.In a preferred development, the heat carrier inflow and the heat carrier outflow are connected by means of three-way valves to the first heat transfer circuit A or the second heat transfer circuit B in the heat exchanger.

Vorzugsweise weisen der erste Wärmeträger-Kreislauf A und der zweite Wärmeträger-Kreislauf B geregelte Überströmventile auf.The first heat transfer circuit A and the second heat transfer circuit B preferably have regulated overflow valves.

Eine wesentliche Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass die Wärmetauscher sämtlicher Ofenräume in einer Anlage an den ersten Wärmeträger-Kreislauf A und den zweiten Wärmeträger-Kreislauf B angeschlossen sind. An essential development of the invention consists in that the heat exchangers of all furnace chambers are connected in a system to the first heat transfer circuit A and the second heat transfer circuit B.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung erläutert.The invention will be explained below with reference to a preferred embodiment in conjunction with the drawing.

Die Zeichnung zeigt inThe drawing shows in

1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Anlage zum Wärmebehandeln von Bändern, Blechen oder Drähten aus Stahl. 1 a schematic representation of an embodiment of a system for heat treating strips, sheets or wires made of steel.

Es handelt sich um eine Haubenglühanlage mit acht Glühsockeln, von denen zwei Glühsockel G1, G2 schematisch dargestellt sind. Auf den Glühsockeln befindet sich je eine Charge unter Schutzgas in einem Ofenraum, der mittels einer nicht dargestellten Schutzhaube gebildet wird. Während einer Heizphase befindet sich eine nicht dargestellte Heizhaube auf dem Glühsockel über der Schutzhaube und erwärmt die Charge bzw. das Glühgut auf die entsprechende Glühtemperatur.It is a Bebelglühanlage with eight Glühsockeln, of which two Glühsockel G1, G2 are shown schematically. On the Glühsockeln is ever a batch under protective gas in a furnace chamber, which is formed by means of a protective cover, not shown. During a heating phase, a heating hood, not shown, is located on the heating base above the protective hood and heats the charge or the annealed material to the corresponding annealing temperature.

In dem Ofenraum wird die Charge nach der Heizphase in einer ersten Kühlphasen und einer anschließenden zweiten Kühlphase mit unterschiedlichen Kühlgeschwindigkeiten abgekühlt, wobei sowohl in der ersten als auch in der zweiten Kühlphase Schutzgas aus dem Ofenraum G1, G2 abgeführt und in einen Wärmetauscher 1 unter Abgabe von Wärme an einen Wärmeträger abgekühlt und anschließend in den Ofenraum G1, G2 rückgeführt wird.In the furnace chamber, the charge is cooled after the heating phase in a first cooling phases and a subsequent second cooling phase with different cooling rates, both in the first and in the second cooling phase inert gas discharged from the furnace chamber G1, G2 and into a heat exchanger 1 is cooled with the release of heat to a heat transfer medium and then returned to the furnace chamber G1, G2.

An jeden Ofenraum ist je eine Schutzgasleitung S eingangs- und ausgangsseitig derart angeschlossen, dass ein Schutzgasstrom abgeführt, einem Wärmetauscher 1 zugeführt, mittels eines temperaturfesten flüssigen Wärmeträgers abgekühlt und von einem Ventilator 11 im Kreislauf in den jeweiligen Ofenraum rückgeführt wird. Als Wärmeträger wird ein Thermoöl verwendet.At each furnace space is a respective protective gas line S input and output side connected such that a protective gas stream removed, a heat exchanger 1 fed, cooled by a heat-resistant liquid heat carrier and a fan 11 recycled in the cycle in the respective furnace chamber. As a heat carrier, a thermal oil is used.

Jeder Wärmetauscher 1 weist einen Wärmeträger-Zulauf 1a und einen Wärmeträger-Rücklauf 1b auf. Bei dem in 1 links dargestellten Glühsockel G1 ist der Wärmeträger-Rücklauf 1b an den heißen Strang 2 eines Wärmeträger-Kreislaufes A angeschlossen. Der Wärmeträger-Zulauf 1a ist an den kalten Strang 3 des Wärmeträger-Kreislaufes A angeschlossen. Der Wärmeträger-Kreislauf A dient dazu, Wärme auf einem hohen Temperaturniveau auszukoppeln. Von dem Schutzgas wird Wärme in einer ersten Kühlphase, einer Langsamkühl-Phase, an den heißen Thermoöl-Kreislauf A abgeben und ausgekoppelt. In hohem Temperaturbereich (Chargentemperatur größer als 550°C) wird über mehrere Stunden Wärme mit einer hohen Temperatur ausgekoppelt. Über der SchutzKühlphase befindet sich die KühlhaubeEvery heat exchanger 1 has a heat carrier inlet 1a and a heat transfer return 1b on. At the in 1 On the left side glow base G1 is the heat transfer return 1b in the hot thread 2 a heat transfer circuit A connected. The heat carrier inlet 1a is on the cold strand 3 the heat transfer circuit A connected. The heat transfer circuit A is used to decouple heat at a high temperature level. The shielding gas releases heat in a first cooling phase, a slow cooling phase, to the hot thermal oil circuit A and decouples it. In a high temperature range (batch temperature greater than 550 ° C) is coupled out for several hours heat at a high temperature. Above the protective cooling phase is the cooling hood

Während einer zweiten Kühlphase, einer Schnellkühl-Phase, gibt das Schutzgas Wärme auf einem niedrigen Temperaturniveau an den Wärmeträger ab, der in einem Wärmeträger-Kreislaufes B bzw. Thermoöl-Kreislauf B strömt. Bei dem in 1 rechts dargestellten Glühsockel G2 ist der Wärmeträger-Rücklauf 1b an den heißen Strang 5 des Wärmeträger-Kreislaufes B angeschlossen. Der Wärmeträger-Zulauf 1a ist an den kalten Strang 4 des Wärmeträger-Kreislaufes B angeschlossen.During a second cooling phase, a rapid cooling phase, the protective gas releases heat at a low temperature level to the heat carrier, which flows in a heat transfer circuit B or thermal oil circuit B. At the in 1 On the right hand glow socket G2 is the heat transfer return 1b in the hot thread 5 connected to the heat transfer circuit B. The heat carrier inlet 1a is on the cold strand 4 connected to the heat transfer circuit B.

Das Thermoöl wird in dem Wärmeträger-Kreislauf A und Wärmeträger-Kreislauf B mittels je einer Förderpumpe 6 umgewälzt.The thermal oil is in the heat transfer circuit A and heat transfer circuit B by means of a respective feed pump 6 circulated.

Beide Thermoöl-Kreisläufen A und B weisen geregelte Überströmventile 7 bzw. 8 auf, welche dazu dienen, die Umwälzung sicherzustellen, selbst wenn kein Glühsockel zu den Thermoöl-Kreisläufen A, B zugeschaltet ist.Both thermal oil circuits A and B have regulated overflow valves 7 respectively. 8th on, which serve to ensure the circulation, even if no Glühsockel is connected to the thermal oil circuits A, B.

Der Thermoöl-Kreislauf A weist auf der heißen Seite einen Wärmeübertrager 9 in Form einer Wärmeauskopplung zu einer Energiewandlungsanlage auf, in der die Wärme in mechanische bzw. elektrische Leistung, z. B. zu einem Dampfkraft-Prozess, umgewandelt wird.The thermal oil cycle A has a heat exchanger on the hot side 9 in the form of a heat extraction to an energy conversion system in which the heat into mechanical or electrical power, z. B. to a steam power process is converted.

Der kalte Thermoöl-Kreislauf B weist auf seiner heißen Seite eine Rückkühlanlage 10 gegen Luft, Wasser oder ähnliches auf.The cold thermal oil circuit B has a recooling system on its hot side 10 against air, water or similar.

Erfindungsgemäß ist der Wärmeträger-Zufluss 1a und der Wärmträger-Abfluss 1b eines jeden Wärmetauschers 1 mittels Dreiwegeventilen 12 mit dem Thermoöl-Kreislauf A und dem Thermoöl-Kreislauf B verbunden.According to the invention, the heat carrier inflow 1a and the heat sink drain 1b of each heat exchanger 1 by means of three-way valves 12 connected to the thermal oil circuit A and the thermal oil circuit B.

Im hohen Temperaturbereich, d. bei Chargentemperatur höher als ca. 550°C, sind die Dreiwegeventile 12 so geschaltet, dass der heiße Thermoöl-Kreislauf A bedient wird (1 links). Das Thermoöl hat eine hohe Temperatur von max. 350°C. Die Wärme wird an die Energiewandlungsanlage 9 ausgekoppelt und das Thermoöl wird entsprechend abgekühlt.In the high temperature range, d. at batch temperature higher than about 550 ° C, are the three-way valves 12 switched so that the hot thermal oil circuit A is operated ( 1 Left). The thermal oil has a high temperature of max. 350 ° C. The heat is transferred to the energy conversion plant 9 decoupled and the thermal oil is cooled accordingly.

Um die Kühlleistung auf das technologisch notwendige Maß zu begrenzen und um das Thermoöl maximal zu erwärmen, ist erfindungsgemäß der Volumenstrom im Thermoöl-Kreislauf A deutlich geringer als im Thermokreis-Kreislauf B.In order to limit the cooling capacity to the technologically necessary level and to heat the thermal oil as much as possible according to the invention, the volume flow in the thermal oil circuit A is significantly lower than in the thermocycle B.

Ist die Charge auf dem Glühsockel so weit abgekühlt, dass die Kühlung mit maximaler Intensität erfolgen kann (Schnellkühl-Phase), wird der Wärmetauscher 1 durch Umschaltung der Dreiwegeventile 12 aus dem Thermoöl-Kreislauf B bedient, (1 rechts). Für die maximale Kühlleistung ist der hier umgewälzte Volumenstrom des Thermoöls deutlich größer als im Thermoöl-Kreislauf A. Das Thermoöl wird im Thermoöl-Kreislauf B über eine Rückkühlanlage 10 abgekühlt und erneut dem Glühsockel zugeführt.If the charge on the glow base has cooled down so far that the cooling can take place with maximum intensity (rapid cooling phase), the heat exchanger becomes 1 by switching the three-way valves 12 operated from the thermal oil cycle B, ( 1 right). For the maximum cooling capacity, the volume flow of the thermal oil circulated here is significantly greater than in the thermal oil circuit A. The thermal oil is in the thermal oil circuit B via a recooling system 10 cooled and fed again to the base.

Sämtliche Glühsockel einer Anlage sind an die beiden Thermoöl-Kreisläufe A und B angeschlossen.All glow plugs of a system are connected to the two thermal oil circuits A and B.

Mit dem Verfahren nach der Erfindung können beachtliche Vorteile erzielt werden:

  • – Bereitstellung von Hochtemperatur-Abwärme;
  • – Keine Nachteile in der Durchsatzleistung;
  • – Die grundsätzliche Anordnung von einem Wärmetauscher pro Glühsockel bleibt erhalten.
Considerable advantages can be achieved with the method according to the invention:
  • - provision of high-temperature waste heat;
  • - No disadvantages in throughput;
  • - The basic arrangement of a heat exchanger per annealing base is retained.

Hinzu kommt, dass die Prozesse auf den Glühsockeln unabhängig voneinander ablaufen können.In addition, the processes on the glow sockets can run independently of each other.

Im Rahmen der Erfindung sind Abwandlungen möglich. So kann nach Beendigung der Heizphase die Heizhaube gezogen und während der ersten und/oder der zweiten Kühlphase eine Kühlhaube auf den Glühsockel aufgesetzt werden, mittels der die Charge zusätzlich mittels Luft gekühlt wird. Bezugszeichenliste 1 Wärmetauscher 1a Wärmeträger-Zufluss 1b Wärmeträger-Abfluss 2 heißer Strang des Wärmeträger-Kreislaufes A 3 kalter Strang des Wärmeträger-Kreislaufes A 4 kalter Strang des Wärmeträger-Kreislaufes B 5 heißer Strang 5 des Wärmeträger-Kreislaüfes B 6 Förderpumpe 7 Überströmventil im Wärmeträger-Kreislaufes A 8 Überströmventil im Wärmeträger-Kreislaufes B 9 Wärmeübertrager 10 Rückkühlanlage 11 Ventilator 12 Dreiwegeventil Variations are possible within the scope of the invention. Thus, after completion of the heating phase, the heating hood pulled and during the first and / or the second cooling phase, a cooling hood are placed on the glow base, by means of which the charge is additionally cooled by means of air. LIST OF REFERENCE NUMBERS 1 heat exchangers 1a Heat carrier inflow 1b Heat carrier outflow 2 Hot Strand of Heat Transfer Circuit A 3 Cold Heat Transfer Circuit A strand 4 cold strand of heat transfer cycle B 5 hot strand 5 of the heat transfer air circulation B 6 feed pump 7 Overflow valve in the heat transfer circuit A 8th Overflow valve in the heat transfer circuit B 9 Heat exchanger 10 Cooling system 11 fan 12 Three-way valve

Claims (10)

Verfahren zum Wärmebehandeln von Bändern, Blechen, oder Drähten aus Stahl in einer Charge in Form von mindestens einem Coil unter Schutzgas in mindestens einem Ofenraum (G1, G2), wobei die Charge nach mindestens einer Heizphase in einer ersten Kühlphase und einer anschließenden zweiten Kühlphase mit unterschiedlichen Kühlgeschwindigkeiten abgekühlt wird, wobei in der zweiten Kühlphase Schutzgas aus dem Ofenraum (G1, G2) abgeführt und in einen Wärmetauscher (1) unter Abgabe von Wärme an einen Wärmeträger abgekühlt und anschließend in den Ofenraum (G2, G2) rückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Wärmeträger ein temperaturfester flüssiger Wärmeträger verwendet wird, der in Abhängigkeit von der Temperatur der Charge entweder in einem ersten Wärmeträger-Kreislauf A durch einen ersten Wärmeübertrager (9) zum Auskoppeln von Wärme auf hohem Temperaturniveau oder in einen zweiten Wärmeträger-Kreislauf B durch einen zweiten Wärmeübertrager (10) zum Auskoppeln von Wärme auf einem niedrigen Temperaturniveau strömt.Process for the heat treatment of strips, sheets or wires of steel in a batch in the form of at least one coil under protective gas in at least one furnace space (G1, G2), the charge having at least one heating phase in a first cooling phase and a subsequent second cooling phase is cooled in the second cooling phase inert gas from the furnace chamber (G1, G2) and in a heat exchanger ( 1 ) is cooled with release of heat to a heat transfer medium and then returned to the furnace chamber (G2, G2), characterized in that a heat-resistant liquid heat transfer medium is used as a function of the temperature of the charge either in a first heat transfer circuit A through a first heat exchanger ( 9 ) for decoupling heat at a high temperature level or in a second heat transfer circuit B by a second heat exchanger ( 10 ) flows to extract heat at a low temperature level. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Wärmeträger Thermoöl verwendet wird.A method according to claim 1, characterized in that is used as the heat transfer thermal oil. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Kühlphase die Charge langsam über mehrere Stunden abgekühlt wird und dass in der ersten Kühlphase das Schutzgas in dem Wärmetauscher (1) Wärme an den Wärmeträger abgibt, der in dem ersten Wärmeträger-Kreislauf A durch den ersten Wärmeübertrager (9) zum Auskoppeln von Wärme auf hohem Temperaturniveau strömt.A method according to claim 1 or 2, characterized in that in the first cooling phase, the charge is cooled slowly over several hours and that in the first cooling phase, the protective gas in the heat exchanger ( 1 ) Gives off heat to the heat carrier, which in the first heat transfer circuit A through the first heat exchanger ( 9 ) flows to the coupling of heat at a high temperature level. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Auskoppelung von Wärme mittels des im ersten Wärmeträger-Kreislauf A eingebundenen ersten Wärmeübertrager (9) begonnen wird, wenn die Chargentemperatur mindestens 550°C beträgt.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that with the decoupling of heat by means of the first heat transfer circuit A integrated first heat exchanger ( 9 ) is started when the batch temperature is at least 550 ° C. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des im ersten Wärmeträger-Kreislauf A eingebundenen ersten Wärmeübertragers (9) Wärme zu einer Energiewandlungsanlage übertragen wird, um die Wärme in elektrische Energie umzuwandeln.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that by means of the integrated in the first heat transfer circuit A first heat exchanger ( 9 ) Heat is transferred to an energy conversion plant to convert the heat into electrical energy. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstrom des Wärmeträgers im ersten Wärmeträger-Kreislauf A deutlich geringer ist als der Volumenstrom der Wärmeträger im zweiten Wärmeträger-Kreislauf B.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the volume flow of the heat carrier in the first heat transfer circuit A is significantly lower than the volume flow of the heat transfer medium in the second heat transfer circuit B. Anlage zum Wärmebehandeln von Bändern, Blechen, oder Drähten aus Stahl in einer Charge in Form von mindestens einem Coil unter Schutzgas in mindestens einem beheizbaren Ofenraum (G1, G2), wobei an den Ofenraum (G1, G2) eine Schutzgasleitung (S) eingangs- und ausgangsseitig angeschlossen ist, derart, dass Schutzgas aus dem Ofenraum (G1, G2) abgeführt und in einen Wärmetauscher (1) unter Abgabe von Wärme an einen Wärmeträger abgekühlt und anschließend in den Ofenraum (G1, G2) rückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (1) einen Wärmeträger-Zufluss (1a) und einen Wärmeträger-Abfluss (1b) aufweist, welche in Abhängigkeit von der Temperatur der Charge entweder mit mindestens einem ersten Wärmeträger-Kreislauf A oder einem zweiten Wärmeträger-Kreislauf B verbindbar sind, dass in dem ersten Wärmeträger-Kreislauf A ein erster Wärmeübertrager (9) zum Auskoppeln von Wärme auf einem hohen Temperaturniveau und dass in dem zweiten Wärmeträger-Kreislauf B ein zweiter Wärmeübertrager (10) zum Auskoppeln von Wärme auf einem niedrigen Temperaturniveau eingebunden sind.Plant for the heat treatment of strips, sheets or wires of steel in a batch in the form of at least one coil under protective gas in at least one heatable furnace space (G1, G2), wherein an inert gas line (S) is input to the furnace space (G1, G2) and output side is connected, such that protective gas from the furnace chamber (G1, G2) dissipated and in a heat exchanger ( 1 ) is cooled with the release of heat to a heat transfer medium and then returned to the furnace chamber (G1, G2), characterized in that the heat exchanger ( 1 ) a heat carrier inflow ( 1a ) and a heat transfer effluent ( 1b ), which are connectable depending on the temperature of the charge either with at least one first heat transfer circuit A or a second heat transfer circuit B that in the first heat transfer circuit A, a first heat exchanger ( 9 ) for coupling heat at a high temperature level and that in the second heat transfer circuit B, a second heat exchanger ( 10 ) are integrated for coupling out heat at a low temperature level. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Wärmetauscher (1) der Wärmeträger-Zufluss (1a) und der Wärmeträger-Abfluss (1b) des mittels Dreiwegeventilen (12) mit dem ersten Wärmeträger-Kreislauf A oder dem zweiten Wärmeträger-Kreislauf B verbunden sind.Plant according to claim 7, characterized in that in the heat exchanger ( 1 ) the heat carrier inflow ( 1a ) and the heat transfer effluent ( 1b ) of the means of three-way valves ( 12 ) are connected to the first heat transfer circuit A or the second heat transfer circuit B. Anlage nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmeträger-Kreislauf A, und der zweite Wärmeträger-Kreislauf B geregelte Überströmventile (7, 8) aufweisen.Plant according to claim 7 or 8, characterized in that the first heat transfer circuit A, and the second heat transfer circuit B controlled overflow valves ( 7 . 8th ) exhibit. Anlage nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscher (1) sämtlicher Ofenräume (G1, G2) in einer Anlage an den ersten Wärmeträger-Kreislauf A und den zweiten Wärmeträger-Kreislauf B angeschlossen sind.Installation according to one of claims 7 to 9, characterized in that the heat exchanger ( 1 ) of all furnace chambers (G1, G2) are connected in a system to the first heat transfer circuit A and the second heat transfer circuit B.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2669389A1 (en) * 2012-05-29 2013-12-04 Bilstein GmbH & Co. KG Method and assembly for recovering data thermal energy in the heat treatment of cold rolled steel strips in a hood type annealing furnace
EP4098963A1 (en) * 2021-06-02 2022-12-07 Linde GmbH Method for heating a furnace

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2669389A1 (en) * 2012-05-29 2013-12-04 Bilstein GmbH & Co. KG Method and assembly for recovering data thermal energy in the heat treatment of cold rolled steel strips in a hood type annealing furnace
EP4098963A1 (en) * 2021-06-02 2022-12-07 Linde GmbH Method for heating a furnace
WO2022253468A1 (en) * 2021-06-02 2022-12-08 Linde Gmbh Method for heating a furnace

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