DE1114841B

DE1114841B - Continuously operating gas-fired annealing furnace

Info

Publication number: DE1114841B
Application number: DED13959A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Winfried Connert; Wilhelm Riemann
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority date: 1952-12-24
Filing date: 1952-12-24
Publication date: 1961-10-12

Description

Kontinuierlich arbeitender gasbeheizter Glühofen Die Erfindung betrifft einen kontinuierlich arbeitenden gasbeheizten Glühofen, in welchem, insbesondere an Stählen, genau festgelegte Glühprogramme durchgeführt werden können.Continuous Gas Fired Annealing Furnace The invention relates to a continuously operating gas-fired annealing furnace in which, in particular precisely defined annealing programs can be carried out on steels.

Bekanntlich ist es vornehmlich bei sogenannten Edelstählen notwendig, das Glühgut nacheinander genau einzuhaltenden Behandlungszeiten bei erhöhten Temperaturen, die ebenfalls genau einzuhalten sind, zu unterwerfen. Häufig wurden solche Behandlungen als sogenannte Stapelglühungen durchgeführt, wobei die Werkstücke, zu Einheiten von mehreren Tonnen zusammengefaßt entweder in einem temperaturregelbaren Ofen behandelt oder absatzweise durch verschieden erhitzte Zonen eines Ofens hindurchbewegt wurden. Diese Behandlungsart kann erhebliche Nachteile ergeben, weil die Temperaturen im Stapel verhältnismäßig schwer zu beherrschen sind, so daß im Stapelinnern andere Temperaturen herrschen als in den äußeren Lagen. Außerdem sind jeweils lange Behandlungszeiten erforderlich, um mit Sicherheit im gesamten Stapel eine einigermaßen gleichmäßige Temperatur erzielen zu können, und es müssen lange Zwischenzeiten eingeschaltet werden, wenn der Stapel von einer Behandlungstemperatur auf eine andere gebracht wird, weil sonst der erforderliche Temperaturausgleich nicht gewährleistet ist. Infolgedessen ergeben sich, abgesehen von qualitativen Nachteilen, Gesamtbehandlungszeiten von großer Dauer.As is well known, it is primarily necessary for so-called stainless steels the annealing material one after the other exactly to be adhered to treatment times at elevated temperatures, which must also be strictly adhered to. Such treatments were common carried out as so-called stack annealing, whereby the workpieces become units of several tons combined either in a temperature-controlled oven or moved intermittently through differently heated zones of an oven. This type of treatment can result in considerable disadvantages because the temperatures in the Stack are relatively difficult to control, so that other inside the stack Temperatures prevail than in the outer layers. In addition, there are long treatment times required to be reasonably uniform throughout the stack Temperature, and long intervals have to be switched on when the stack is brought from one treatment temperature to another because otherwise the required temperature compensation cannot be guaranteed. As a result, apart from qualitative disadvantages, there are total treatment times of great duration.

Nach einem nicht vorbekannten Vorschlag kann die Behandlungszeit herabgesetzt werden, indem das Glühgut fortschreitend durch einen zonenweise temperaturregelbaren Glühofen mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit hindurchgeführt wird, so daß sich die Aufheiz-, Halte- und Abkühlungszeiten zwangläufig ergeben. Zur Durchführung dieses Verfahrens ist es wichtig, daß Öfen zur Verfügung stehen, die eine sehr genaue Einhaltung der erforderlichen Temperaturen in den einzelnen Ofenzonen gewährleisten, wobei diese Temperaturen jeweils über die gesamte Zonenlänge des Ofens konstant sein müssen. Diese Forderungen sind um so schwieriger zu erfüllen, als es gemäß dem erwähnten, nicht vorbekannten Vorschlag unerheblich ist, daß lang gestrecktes Glühgut sich bei der kontinuierlichen Behandlung mit einzelnen Abschnitten in verschiedenen Behandlungszonen befindet.The treatment time can be reduced after a proposal that is not previously known by the annealing material progressively through a zone-wise temperature-controllable Annealing furnace is passed through at a predetermined speed so that the heating, holding and cooling times inevitably result. To carry out For this procedure it is important that furnaces are available that are very accurate Ensure compliance with the required temperatures in the individual furnace zones, these temperatures being constant over the entire zone length of the furnace must be. These requirements are all the more difficult to meet than they are according to the mentioned, not previously known proposal is irrelevant that elongated Annealing material is different in the continuous treatment with individual sections Treatment zones.

Das Ziel der Erfindung ist es, einen Ofen anzugeben, der den genannten Forderungen in jeder Hinsicht möglichst weitgehend genügt.The aim of the invention is to provide a furnace which has the aforesaid Requirements in every respect as far as possible is sufficient.

Es ist an sich bekannt, die Temperatur in Glühöfen mit dem Mittel der Abgasumwälzung zu beherrschen. Dies ist sowohl bei Öfen für das Stapelglühen wie auch bei Durchlauföfen der Fall. Zur Trennung der einzelnen Glühzonen in solchen Öfen ist es bekannt, Gewölbeeinziehungen vorzusehen, die die Gasräume des Ofens und damit die einzelnen Behandlungszonen möglichst weitgehend voneinander trennen. Die Gewölbeeinziehungen werden. hierbei so weitgehend vorgesehen, dalS nur ein Abstand zwischen Gewölbeeinziehung und Transportrollen verbleibt, der eben groß genug ist, um das im Ofen zu behandelnde Gut von Zone zu Zone befördern zu können. Weiter ist es bekannt, die Verbrennungsabgase aus dem Ofen abzuziehen und sie mittels eines Abgasumwälzers unter so starkem Überdruck wieder in den Ofen einzuleiten, daß eine scharfe Trennung der Ofenzonen entsteht. Hierbei soll es möglich sein, auf Gewölbeeinziehungen ganz zu verzichten und die einzelnen Glühzonen lediglich durch die unter Überdruck eingeleiteten Gase aufrechtzuerhalten.It is known per se, the temperature in annealing furnaces with the means to control exhaust gas circulation. This is the case with furnaces for batch annealing as is the case with conveyor ovens. To separate the individual glow zones into such It is known for furnaces to provide vaulted indentations which form the gas spaces of the furnace and thus separate the individual treatment zones from one another as much as possible. The vault indentations are. in this case so largely provided that only one distance remains between the vault and the transport rollers, which is just big enough in order to be able to convey the goods to be treated in the oven from zone to zone. Next is it is known to extract the combustion gases from the furnace and use a To introduce the exhaust gas circulator back into the furnace under such strong overpressure that a there is a sharp separation of the furnace zones. It should be possible to use vaults To do without completely and the individual glow zones only by being under overpressure to maintain the introduced gases.

Schließlich ist es bekannt, die aus dem Ofen abgezogenen Verbrennungsgase durch einen oder mehrere Brenner erneut aufzuheizen und sie sodann dem Ofen wieder zuzuführen. Hierbei ist die Strömungsrichtung der heißen Gase im Ofen in einzelnen Zonen zur Gutförderrichtung gleichsinnig und in anderen Zonen gegensinnig.Finally, it is known that the combustion gases withdrawn from the furnace reheat them by one or more burners and then put them back in the oven to feed. The flow direction of the hot gases in the furnace is detailed here Zones in the same direction as the direction of goods conveyance and in opposite directions in other zones.

Gemäß der Erfindung wurde erkannt, daß es zur Erfüllung der oben aufgestellten Forderungen wichtig ist, daß die einzelnen Ofenzonen bereits durch das an sich bekannte Mittel der Gewölbeeinziehungen voneinander getrennt werden und däß jede einzelne Zone mit in sich geschlossener Gasumwälzung arbeitet, wobei der Ofen in jeder Zone nach dem Gegenstromprinzip arbeitet, d. h., daß der Gasstrom und die Glühgutförderrichtung in allen Zonen einander entgegengerichtet sind.According to the invention it was recognized that it is necessary to meet the above stated It is important that the individual furnace zones are already known by what is known Means of vault retractions are separated from each other and that each one Zone with closed gas circulation works, with the furnace in each zone according to the countercurrent principle works, d. that is, the gas flow and the direction of annealing material conveyance in all zones is opposite to one another.

Dementsprechend wird gemäß der Erfindung ein kontinuierlich arbeitender, gasbeheizter Ofen für die Durchführung von Glühprogrammen, insbesondere an Stählen, mit zwei oder mehreren Zonen mit in sich geschlossener Gasumwälzung vorgeschlagen, der dadurch gekennzeichnet ist, daß in jeder durch an sich bekanntes Einziehen des Gewölbes gebildeten Zone Absaugeanschlußkanäle an der Glühguteinlaufseite und Druckanschlußkanäle an der Glühgutauslaufseite angeordnet sind.Accordingly, according to the invention, a continuously operating, Gas-heated furnace for the implementation of annealing programs, especially on steels, proposed with two or more zones with self-contained gas circulation, which is characterized in that in each by known pulling in the Vault formed zone suction connection channels on the annealing material inlet side and pressure connection channels are arranged on the annealing material outlet side.

Die beiden Kanäle stehen über einen Abgasumwälzer, beispielsweise in Form eines Ventilators, miteinander in Verbindung, und zwar derart, daß dieser Umwälzer am Ende des Absaugekanals und am Anfang des Druckkanals eingeschaltet ist. Eine derartige Anordnung bietet die Möglichkeit, die Temperatur in den einzelnen Zonen auf das genaueste einzuregeln. Darüber hinaus wird auf diese Weise die Aufrechterhaltung einer gewünschten Ofenatmosphäre in jeder Zone ermöglicht, und zwar auch in denjenigen Zonen, die im Zuge des Glühprogramms schwächer beheizt werden als die benachbarten Zonen oder überhaupt nicht.The two channels are above an exhaust gas circulator, for example in the form of a fan, in connection with one another in such a way that this The circulator at the end of the suction channel and at the beginning of the pressure channel is switched on. Such an arrangement offers the possibility of the temperature in the individual To regulate zones in the most precise way. In addition, doing this is maintaining allows a desired furnace atmosphere in each zone, including those Zones that are less heated in the course of the glow program than the neighboring ones Zones or not at all.

Zur erneuten Erhitzung der Verbrennungsabgase wird vorgeschlagen, auch beim erfindungsgemäßen Ofen Brenner im Abgasdruckkanal und/oder an den Abgaseintrittskanälen zu den einzelnen Zonen anzuordnen. Weiter wird vorgeschlagen, in den Anschlußkanälen zu den einzelnen Zonen Regelorgane, insbesondere Drosselklappen, vorzusehen, mit deren Hilfe die transportierte Abgasmenge auf den erforderlichen Wert eingestellt werden kann.To reheat the combustion exhaust gases, it is suggested that also with the furnace according to the invention burner in the exhaust gas pressure channel and / or on the exhaust gas inlet channels to be arranged for the individual zones. It is also proposed in the connection channels to provide control organs, in particular throttle valves, for the individual zones whose help set the amount of exhaust gas transported to the required value can be.

Schließlich hat es sich als vorteilhaft erwiesen, an den Gewölbeeinziehungen beweglich aufgehängte Abschlußeinrichtungen, vorzugsweise in Form von Blechen, vorzusehen, um auf diese Weise die einzelnen Glühzonen noch besser voneinander zu trennen.Finally, it has proven to be beneficial on the vault indentations movably suspended closing devices, preferably in the form of metal sheets, are to be provided, in order to better separate the individual glow zones from one another in this way.

Mit dem erfindungsgemäßen Ofen ist es möglich, in jeder Zone eine vorbestimmte Temperatur auf wenige Grade genau einzuhalten, und zwar auch dann, wenn beispielsweise eine benachbarte Zone mit einer Temperatur gefahren wird, deren Höhe wesentlich von der der anderen Nachbarzone abweicht. Es sind Temperaturdifferenzen zwischen hintereinanderliegenden Zonen von 150 bis 200° C im praktischen Betrieb ohne weiteres einzuhalten, obwohl das Glühgut kontinuierlich von einer Zone in die andere bewegt wird und somit eine entsprechende Durehtrittsöffnung für das Gut zwischen den einzelnen Zonen vorhanden sein muß.With the furnace according to the invention it is possible to have one in each zone to maintain a predetermined temperature to within a few degrees, even then, if, for example, an adjacent zone is driven at a temperature whose Height differs significantly from that of the other neighboring zone. There are temperature differences between successive zones from 150 to 200 ° C in practical operation without further ado, although the annealing material is continuously moving from one zone to the other is moved and thus a corresponding passage opening for the good between must be present in the individual zones.

In der Zeichnung ist schematisch eine bevorzugte Ausführungsform des Ofens gemäß der Erfindung dargestellt. An Hand dieser Zeichnung wird nachfolgend die Wirkungsweise und der Aufbau des Ofens erläutert.In the drawing, a preferred embodiment of the Furnace shown according to the invention. This drawing is used below explains the mode of operation and the structure of the furnace.

Abb. 1 ist ein axialer Längsschnitt; Abb.2 ist ein Längsschnitt durch die Umwälzkanäle.Fig. 1 is an axial longitudinal section; Fig.2 is a longitudinal section through the circulation channels.

Der langgestreckte Ofen 1 ist mit einem Rollgang 2 zur Förderung des Glühgutes in Achsrichtung des Gutes ausgerüstet. Das Gut wird von diesem Rollgang vom Eintrittsende 3 zum Austrittsende mit einer bestimmt regelbaren Geschwindigkeit gefördert. Der Ofenraum 1 ist durch Einziehungen 4 des Ofenmauerwerkes in einzelne Zonen 5, 6, 7 usw. unterteilt.The elongated furnace 1 is equipped with a roller table 2 for promoting the Annealed goods equipped in the axial direction of the goods. The goods are from this roller table from the inlet end 3 to the outlet end with a certain controllable speed promoted. The furnace chamber 1 is separated by indentations 4 of the furnace masonry Zones 5, 6, 7, etc. divided.

Erfindungsgemäß ist jede dieser einzelnen Zonen mit einer in sich geschlossenen Abgasumwälzung versehen. Zu diesem Zweck sind, wie insbesondere aus Abb. 2 ersichtlich, unterhalb des eigentlichen Ofens 1 zwei nebeneinanderliegende Kanäle vorgesehen, und zwar ein Abgasabsaugekanal 8 und ein Abgasdruckkanal9, die sich parallel zur Ofenachse erstrecken. Am Ende sind die beiden Kanäle, wie bei 10 und 11 angedeutet, zusammengeführt. An dieser Stelle befindet sich der Abgasumwälzer 12 in Form eines Ventilators. Dieser saugt das Gas aus dem Kanal 8 ab und drückt es in den Kanal 9 hinein.According to the invention, each of these individual zones is provided with a closed exhaust gas circulation. For this purpose, as can be seen in particular from Fig. 2, two adjacent channels are provided below the actual furnace 1, namely an exhaust gas suction channel 8 and an exhaust gas pressure channel 9, which extend parallel to the furnace axis. At the end, the two channels, as indicated at 10 and 11 , are brought together. The exhaust gas circulator 12 is located at this point in the form of a fan. This sucks the gas out of the channel 8 and pushes it into the channel 9.

Jede einzelne Zone ist sowohl an den Kanal 8 als auch an den Kanal 9 angeschlossen. Die Anordnung ist hierbei so getroffen, daß beispielsweise bei der Zone 5 der Anschluß13 an den absaugenden Kanal 8 an der Glühguteinlaufseite angeordnet ist, während der Anschluß 14, durch den das Abgas vom Kanal 9 aus in die Zone 5 hineingedrückt wird, sich an der Glühgutauslaufseite befindet. Die Abgasbewegung in der Zone ist daher der Vorschubrichtung des Glühgutes entgegengesetzt. Genauso, wie dies für die Zone 5 beschrieben ist, sind auch die Anschlüsse in den anderen Zonen vorgesehen.Each individual zone is connected to both channel 8 and channel 9. The arrangement is such that, for example, in zone 5, connection 13 to the suction channel 8 is arranged on the annealing material inlet side, while connection 14, through which the exhaust gas is pressed from channel 9 into zone 5, is located on the annealing material outlet side is located. The movement of the exhaust gas in the zone is therefore opposite to the direction of advance of the material to be annealed. Exactly as described for zone 5, the connections are also provided in the other zones.

Zur Regelung der den einzelnen Zonen zugeführten und abgesaugten Abgasmenge sind in den Kanälen 13 und 14 Regelorgane, vorzugsweise in der Form von Drosselklappen 15 vorgesehen.To regulate the amount of exhaust gas fed to and extracted from the individual zones, regulating elements, preferably in the form of throttle valves 15, are provided in the channels 13 and 14.

Um die Temperatur des den einzelnen Zonen wieder zugeführten Abgases zu beeinflussen, sind im Kanal 9 Zusatzbrenner 16 und 17 vorgesehen, die nach Bedarf an- und abgestellt bzw. geregelt werden können. Es wäre natürlich möglich, auch mit mehr als zwei Brennern im Kanal 9 zu arbeiten. Zusätzlich sind an der Eintrittsstelle der Kanäle 14 in die Ofenzonen Brenner 18 vorgesehen, die dazu dienen, die Temperatur des umgewälzten Gases von der jeweiligen im Kanal 9 herrschenden Temperatur auf die Solltemperatur der einzelnen Zonen zu bringen.In order to influence the temperature of the exhaust gas fed back into the individual zones, additional burners 16 and 17 are provided in the duct 9, which can be switched on and off or regulated as required. It would of course be possible to work with more than two burners in channel 9. In addition, burners 18 are provided at the entry point of the channels 14 into the furnace zones, which serve to bring the temperature of the circulated gas from the respective temperature prevailing in the channel 9 to the target temperature of the individual zones.

Mit diesen Mitteln ist es möglich, in jeder Zone eine vorbestimmte Temperatur genauestens einzuhalten. Der größte Teil der Abgasumwälzmenge wird in der Zone 5 erzeugt, und zwar durch die Brenner 19, die der Aufheizung des eingeförderten kalten Glühgutes dienen.With these means it is possible to have a predetermined one in each zone Maintain exact temperature. Most of the exhaust gas recirculation is in the zone 5 generated, namely by the burner 19, the heating of the conveyed serve cold items.

In den nachfolgenden Zonen sind nur wenige oder unter Umständen sogar überhaupt keine Brenner erforderlich, die unmittelbar den Ofenraum bzw. das Glühgut beheizen. In Zonen, in denen das Glühgut gemäß dem einzuhaltenden Glühprogramm abgekühlt werden soll, können Abkühleinrichtungen in Form von Luft- oder wassergekühlten Kühlrohren vorgesehen sein.There are only a few or possibly even in the following zones No burners at all required, which directly enclose the furnace chamber or the material to be annealed heat. In zones in which the material to be annealed has cooled down in accordance with the annealing program to be followed cooling devices in the form of air or water-cooled cooling tubes can be used be provided.

Für den Betrieb des Ofens ist es wichtig, daß eine Gasbewegung von einer Zone zur anderen unterbunden ist. Dies ist bereits im wesentlichen in ausreichender Form erreicht durch die geschlossene Umwälzung des Abgases in jeder einzelnen Zone und die zu diesem Zweck angeordneten Anschlußkanäle 13 und 14. Es kann indes zweckmäßig sein, zusätzliche Sicherungen vorzusehen, die einen Austausch mit der Außenluft und zwischen den einzelnen Zonen untereinander verhindern. Zu diesem Zweck kann bei 20 am Eintrittsende und bei 21 am Austrittsende ein Luftschleier vorgesehen werden, der senkrecht auf das ein- und ausgeförderte Glühgut aufstößt. Die Luftschleier schließen die Ofenatmosphäre auch bei geöffneten Türen weitgehend von der Außenluft ab. Zwischen den einzelnen Zonen können außerdem an den Gewölbeeinziehungen 4 beispielsweise Bleche 22 aus hitzebeständigem Werkstoff beweglich aufgehängt sein, die, vom Glühgut angehoben, seine Fortbewegung nicht behindern, jedoch Längsströmungen des Gases von Zone zu Zone verhindern.It is important for the furnace to operate that there is movement of gas from one zone to the other is prevented. This is already essentially sufficient Form achieved by the closed circulation of the exhaust gas in each individual zone and the connecting channels 13 and 14 arranged for this purpose. It can, however, be expedient be to provide additional fuses that allow an exchange with the outside air and prevent each other between the individual zones. To this end can an air curtain is provided at 20 at the inlet end and at 21 at the outlet end perpendicular to the annealing material conveyed in and out belching. The air curtains largely close the furnace atmosphere, even when the doors are open from the outside air. Between the individual zones can also be at the vault indentations 4, for example, sheets 22 made of heat-resistant material can be suspended so that they can move, which, when raised by the material to be annealed, do not hinder its movement, but longitudinal currents of the gas from zone to zone.

Wie ohne weiteres verständlich, können die einzelnen Zonen praktisch in beliebiger Anzahl in Achsrichtung hintereinandergereiht werden. Infolgedessen ist es möglich, für jede Glühgutlängsabmessung und für jedes gewünschte Glühprogramm die Ofenlänge auszuwählen, die den gewünschten Durchsatz gewährleistet.As can be easily understood, the individual zones can be practical can be lined up in any number in the axial direction. Consequently it is possible for every length of annealing material and for every desired annealing program select the furnace length that will ensure the desired throughput.

Claims

CLAIMS: 1. A continuous gas-heated oven for the implementation of Glühprogrammen, in particular steel, with two or more zones with a self-contained gas circulation, data carried in that formed in each through per se known retraction of the arch zone Absaugeanschlußkanäle at the Glühguteinlaufseite and the pressure connection channels are arranged on the annealing material outlet side.

2. Oven according to claim 1, characterized by a burner in the exhaust gas pressure channel and / or at the exhaust gas inlet ducts to the individual zones.

3. Oven according to claim 1 and 2, characterized by control elements, in particular throttle valves, in the connection channels to the individual zones.

4. Oven according to claim 1 to 3, characterized in that Closing devices suspended movably at the vaulted openings, preferably in the form of sheets are provided. Publications considered: German Patent Nos. 728 367, 479 851, 722 948, 812 453; Austrian patent specification No. 167 413.