DE1119573B - Temperaturregler fuer OEfen, insbesondere fuer Gluehoefen - Google Patents

Temperaturregler fuer OEfen, insbesondere fuer Gluehoefen

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DE1119573B
DE1119573B DEH40922A DEH0040922A DE1119573B DE 1119573 B DE1119573 B DE 1119573B DE H40922 A DEH40922 A DE H40922A DE H0040922 A DEH0040922 A DE H0040922A DE 1119573 B DE1119573 B DE 1119573B
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DE
Germany
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temperature
batch
furnace
radiator
furnace body
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Pending
Application number
DEH40922A
Other languages
English (en)
Inventor
Karl-Georg Redel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WC Heraus GmbH and Co KG
Original Assignee
WC Heraus GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of DE1119573B publication Critical patent/DE1119573B/de
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D11/00Process control or regulation for heat treatments
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00Control of temperature
    • G05D23/19Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1927Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors
    • G05D23/193Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces
    • G05D23/1931Control of temperature characterised by the use of electric means using a plurality of sensors sensing the temperaure in different places in thermal relationship with one or more spaces to control the temperature of one space
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00Control of temperature
    • G05D23/19Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/20Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature
    • G05D23/22Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature the sensing element being a thermocouple

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Description

  • Temperaturregler für Öfen, insbesondere für Glühöfen Die Erfindung bezieht sich auf einen Temperaturregler für öfen, insbesondere für Glühöfen, der vorzugsweise im Temperaturbereich unterhalb von 10000 C benutzt wird.
  • Es sind Temperaturregler für Glühöfen mit einem Temperaturfühler für die Oberflächentemperatur einer Charge bekannt, bei dem die Heizleistung zunächst abgeschaltet wird, wenn die Oberfläche der Charge die Solltemperatur erreicht hat. Die Temperatur der Charge kann sich während der Abschaltzeit der Heizleistung ausgleichen. Sie sinkt dabei ab. Durch einen Zeitschalter wird nach Ablauf einer einstellbaren Zeitspanne die Ofenheizung wieder so lange eingeschaltet, bis die Oberflächentemperatur der Charge wieder den Sollwert erreicht hat.
  • Es ist auch bekannt, bei direktem Wärmeübergang zwischen Heizkörper und Charge den Heizkörper selbst oder bei indirektem Wärmeübergang zwischen Heizkörper und Charge den Zwischenkörper, der zwischen Heizkörper und Charge angeordnet ist, zunächst auf eine höhere als die in der Charge gewünschte Temperatur aufzuheizen. Damit die Temperatur der Charge nicht den Sollwert überschreitet, wird die Heizleistung nach einer gewissen Zeitspanne reduziert. Als Temperaturregler verwendet man dabei einen solchen mit zwei Temperaturfühlern, von denen der eine dem Heizkörper zugeordnet ist und der andere die Temperatur der eingebrachten Charge mißt. Der Temperaturregler wird, nachdem die Heizkörpertemperatur auf eine höhere Temperatur als die Solltemperatur eingeregelt ist, mit oder ohne Verzögerungszeit auf den Temperaturfühler umgeschaltet, der die Temperatur der Charge mißt, so daß nach Ablauf der Verzögerungszeit der Temperaturregler nur zur Regelung der Chargentemperatur dient. Diese Verzögerungszeit oder die Höhe der Temperatur, die der Heizkörper maximal nach der Umschaltung besitzen darf, um eine übertemperatur in der Charge zu vermeiden, ist im wesentlichen in Abhängigkeit von der Solltemperatur der Charge und der Wärmekapazität der Charge einzustellen. Diese Abhängigkeit wird jedoch nicht automatisch erfaßt.
  • Auch bei den bekannten Temperaturreglern, bei denen die bekannten Proportional-Integral-Differential-Regelwerke (PID-Regelwerke) benutzt werden, wird die zeitliche Regelcharakteristik von Hand eingestellt. Außerdem sind die bei Temperaturregelungen im Bereich unter 1000' C notwendigen Verzögerungszeiten so groß, daß diese Regelwerke nur mit erheblichem Aufwand für solche Temperaturregelungen eingesetzt werden können.
  • Bei der Erfindung handelt es sich um das Problem, die Ofentemperatur und die Temperatur der Charge einander anzugleichen. Ausgehend von einem Temperaturregler mit zwei TeraperatudäMern, von denen der eine die Ofentemperatur, der andere die Temperatur der Charge mißt, wird dies erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die, beiden Temperatuffühler in Reihenschaltung an den Eingang eines Regelwerkes angeschlossen sind. Bei dem Temperaturregler nach der Erfindung wird ein Summenwert gebildet aus dem Temperatursignal der Charge und dem Temperatursignal des Heizkörpers bzw. des Zwischenkörpers. Dieser Summenwert wird mit einem Sollsignal verglichen und in ein an sich bekanntes Regelwerk eingespeist, das zur Regelung der dem Heizkörper zugeführten Heizleistung dient, Der Vergleich zwischen dem Summenwert der beiden Regelsigaale und dem vorgegebenen Sollsignal kann kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen. Als Temperaturfühler kön-.neu beispielsweise Thermoelemente, Widerstandsthermometer od. dgL verwendet werden. Der vorgeschlagene Temperaturregler besitzt gegenüber den bekannten den Vorteil, daß die Zeit, nach der die Heizleistung des Heizkörpers vermindert werden muß, sowie auch der Betrag, um den die Heizleistung nach dieser Zeit reduziert werden muß, sich von selbst einstellt.
  • Ausbildungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 und 3.
  • Fig. 1 zeigt beispielsweise einen erfindungsgemäßen Temperaturregler für einen Glühofen; Fig. 2 zeigt hierfür den Temperaturverlauf von Chargen- und Heizkörper bzw. Zwischenkörper.
  • In dem gasdicht abgeschlossenen Ofenkörper 1 ist die Charge 2 angeordnet. über den Stutzen 3, in den ein Ventil 4 eingebaut ist, kann der Innenraum des Ofenkörpers 1 evakuiert oder mit Schutzgas gefüllt werden. Um den Ofenkörper ist der Heizkörper 5, beispielsweise eine stromdurchflossene Widerstands# spirale, angeordnet, die von einer Haube 6 aus wärmeisolierendem Werkstoff umgeben ist. Der Heizkörper5 wird über die Leitungen9 aus der Stromquelle 10 gespeist, deren Leistungsabgabe durch einen Motor 11 stufenlos regelbar ist. Als Temperaturfühler sind in dem Ausführungsbeispiel Therinoelemente 7, 8 eingezeichnet. Das Thermoelement 7 ist an der Außenwand des Ofenkörpers, der hier als Zwischenkörper wirkt - die Charge 2 wird also indirekt aufgeheizt -, und das Thermoelement 8 ist ,e selbst angeordnet. Die Thermoan der Charg elemente7,8 sind in Reihe geschaltet und ihre Anschlußpunkte an eine solche Stelle verlegt, daß diese gleichzeitig als Vergleichs-Kaltstelle dienen kann. Von einer regelbaren Spannungsquelle 12 wird eine Spannung geliefert, die entsprechend der gewünschten Chargentemperatur eingestellt werden kann. Die Differenzspannung aus der Summe der von den beiden Thermoelementen 7, 8 gelieferten Thermospannungen und der von der Spannungsquelle 12 gelieferten vorgegebenen Spannung wird auf den Eingang eines üblichen, an sich bekannten Regelwerkes 13 gegeben. Die Polung der Ausgangsspannung des Regelwerkes 13 ist gleich der Polung der in das Regelwerk eingespeisten Differenzspannung. Diese Ausgangsspaneben, der die nun- wird auf den Verstellmotor 11 geg Leistung der Stromquelle 10 regelt.
  • Es wird vorausgesetzt, daß der Heizkörper 5 bzw. der als Zwischenkörper wirkende Ofenkörper 1 nach einer Reduzierung der Heizleistung genügend schnell abkühlt. Die Wärmeträgbeit des Heizkörpers bzw. des Zwischenkörpers muß gering sein gegenüber der Wärmeträgheit der Charge. Kann diese Bedingung in besonderen Fällen nicht oder nur in grober Annäherung erfüllt werden, so kann, wie in Fig. 1 gezeigt, ein Gebläse 14 über einen Stutzen 15 angeschlossen werden. Das Gebläse 14 bläst den Heizkörper 5 und/oder den Ofenkörper 1 mit Kaltluft an, wobei die Luftmenge des Gebläses 14 in Ab- hängigkeit von einem Ofenkörpersignal steuerbar ist. Die vom Gebläse 14 eingeblasene Luft kann beispielsweise aus den öffnungen 16 aus dem Innenraum der Haube 6 austreten oder mittels einer Pumpe abgesaugt werden.
  • In Fig. 2 ist der zeitliche Temperaturverlauf im Glühofen bei indirektem Wärmeübergang zwischen Charge und Heizkörper dargestellt. Auf der Abszisse ist die Zeit, auf der Ordinate die Größe der Temperatursignale aufgetragen. Die Kurve X, zeigt den zeitlichen Temperaturverlauf im Ofenkörper, die Kurve X, den zeitlichen Temperaturverlauf in der Charge, die Kurve X, die eingestellte Temperatur, auf die die Charge aufgeheizt werden soll. Kurve X,. entspricht der Sigtialgröße der eingestellten Solltemperatur; X4 zeigt den zeitlichen Verlauf der Summenkurve der Temperaturwerte X" und X.. Aus der Fig. 2 geht hervor, daß der Ofenkörper sich im Gegensatz zur Charge zunächst schnell auffieizt. Nach Ablauf einer Zeit t, ist der Summenwert der Signalgröße, gebildet aus dem Temperatursignal vom Ofenkörper und dem Temperatursignal von der Charge, gleich der Signalgröße der vorgegebenen Solltemperatur der Charge. Bei weiterem Temperaturanstieg der Charge und des Ofenkörpers über die Größe des Summenwertes der beiden Signale wird der Wert des eingestellten Sollsignals wesentlich überschritten. Eine solche überschreitung wird jedoch sofort rückgängig gemacht durch Reduzierung der dem Heizkörper und damit der dem Ofenkörper zugeführten Energie. Der vorgeschlagene Temperaturregler bewirkt also, daß die Größe des Summenwertes aus den Signalen von Ofenkörper und Charge stets etwa gleich der der Solltemperatur entsprechend verdoppelten Signalgröße ist. Wie der Verlauf der Kurven X, und X, zeigt, nähern sich beide Kurven asymptotisch der Kurve X, der eingestellten Solltemperatur. Dies ist nach einer Zeit t. der Fall. Nach Ablauf dieser Zeit t., ist die Temperaiur der Charge so weit an die vorgegebene Solltemperatur herangeführt, daß sie innerhalb der zulässigen Abweichungen liegt.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Temperaturregler für öfen, insbesondere Glühöfen, mit zwei Temperaturfühlern, von denen der eine der Ofenheizung zugeordnet ist und der andere die Temperatur des eingebrachten Gutes mißt, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Temperaturfühler (7, 8) in Reihenschaltung an den Eingang des Regelwerkes (13) angeschlossen sind.
  2. 2. Temperaturregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Temperaturfühler für die Chargen-, die Heizkörper- bzw. die Zwischenkörpertemperatur Thermoelemente, Widerstandsthermometer od. dgl. und als Sollwertgeber eine einstellbare Spannungsquelle vorgesehen sind. 3. Temperaturregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Kühlen des Heizkörpers und/oder des Ofenkörpers ein Gebläse vorgesehen ist, das in Abhängigkeit von der Ofentemperatur gesteuert wird.
  3. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 967 117.
DEH40922A 1960-11-11 1960-11-11 Temperaturregler fuer OEfen, insbesondere fuer Gluehoefen Pending DE1119573B (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2056484A5 (en) * 1969-07-28 1971-05-14 Lucas Industries Ltd Silicon nitride powder
FR2299674A2 (fr) * 1975-01-28 1976-08-27 Piezo Ceram Electronique Procede et dispositif de regulation pour fours electriques

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE967117C (de) * 1937-12-23 1957-10-03 Siemens Ag Verfahren zum Aufheizen, insbesondere zur elektrischen Aufheizung von Werkstuecken erheblicher Staerke

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