DE1165630B

DE1165630B - Industrial furnace for the heat treatment of small pieces, especially metallic goods

Info

Publication number: DE1165630B
Application number: DEO6172A
Authority: DE
Inventors: Hans Stroh
Original assignee: IAOFUIA OFENBAU UNION GmbH
Current assignee: IAOFUIA OFENBAU UNION GmbH
Priority date: 1958-05-14
Filing date: 1958-05-14
Publication date: 1964-03-19

Description

Industrieofen zur Wärmebehandlung von kleinstückigem, insbesondere metallischem Gut Es ist bekannt, insbesondere metallisches Gut zur Erzielung eines bestimmten Materialgefüges in der Weise wärmezubehandeln, daß das Wärmgut zunächst auf eine vorbestimmte Temperatur erhitzt, danach auf eine bestimmte Temperatur abgekühlt und anschließend auf Temperatur gehalten, wieder erwärmt oder weiter abgekühlt wird. Zur Durchführung eines solchen Verfahrens sind Industrieöfen bekanntgeworden, die in Zonen unterschiedlicher Betriebstemperatur unterteilt sind. So ist in diesem Zusammenhang beispielsweise ein Industrieofen bekannt, bei dem das Wärmgut auf Unterlagen, beispielsweise Rosten oder Kisten, zu einzelnen Stapeln zusammengefaßt durch den Ofenraum bewegt wird, der seinerseits durch koaxial aneinander anschließende Räume zur Gutbeheizung, Gutschnellkühlung und Gutlangsamkühlung gebildet wird. Die Gutschnellkühlung erfolgt in einer durch Schieber gegenüber den benachbarten Behandlungsräumen abgetrennten Kammer durch Kühlgase, die senkrecht zur Gutförderrichtung auf den jeweiligen Gutstapel gerichtet sind. Nachteilig bei diesem Ofentyp ist der Umstand, daß die Gutstapel vergleichsweise lange in der Schnellkühlkammer verweilen müssen, bis annähernd der gesamte Stapelquerschnitt auf die gleiche Temperatur heruntergekühlt ist.Industrial furnace for the heat treatment of small pieces, in particular metallic goods It is known, in particular metallic goods to achieve a heat-treat certain material structure in such a way that the heat material first heated to a predetermined temperature, then cooled to a certain temperature and then kept at temperature, reheated or cooled further. To carry out such a process, industrial furnaces have become known which are divided into zones with different operating temperatures. So is in this one Connection known, for example, an industrial furnace, in which the heat material on documents, for example grids or boxes, combined into individual stacks by the Oven space is moved, which in turn by coaxially adjoining spaces for heating, rapid cooling and slow cooling of goods. The quick cooling of the goods takes place in one separated from the neighboring treatment rooms by slides Chamber by cooling gases, which are perpendicular to the direction of goods conveyance on the respective pile of goods are directed. The disadvantage of this type of furnace is the fact that the stack of goods have to stay in the rapid cooling chamber for a comparatively long time, up to approximately the entire stack cross-section has been cooled down to the same temperature.

Es ist weiterhin bekannt, einen Durchlaufkühlofen, der hauptsächlich für die Entspannung und Abkühlung von Glasteilen in Glashütten bestimmt ist, in Decke und Boden mit kühlmitteldurchflossenen Bauteilen zu versehen und zusätzlich Mittel zum Einbringen von Kühlgasen in den Ofenraum vorzusehen. Auf diese Weise ist es möglich, das Behandlungsgut einmal direkt, nämlich im Wege der Konvektion durch die Kühlgase, und zum anderen indirekt im Wege der Strahlung durch die in Decke und Boden des Ofens vorgesehenen kühlmitteldurch$ossenen Bauteile einer Kühlwirkung zu unterwerfen.It is also known a continuous cooling furnace that mainly intended for the relaxation and cooling of glass parts in glassworks, in To provide ceiling and floor with components through which coolant flows and additionally To provide means for introducing cooling gases into the furnace space. In this way it is possible to use the item to be treated once directly, namely by means of convection through the cooling gases and, on the other hand, indirectly through radiation through the in Ceiling and floor of the furnace provided coolant through external components of a cooling effect to subjugate.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Industrieofen der eingangs erwähnten Art zur Wärmebehandlung von kleinstückigem, insbesondere metallischem Gut, beispielsweise Schmiedeteilen, wobei auch der Ofen nach der Erfindung aus koaxial aneinander anschließenden, durch Schieber voneinander getrennten Räumen mit unterschiedlichen Betriebstemperaturen und einem allen Räumen gemeinsamen Transportrollgang besteht. Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß der Raum zur Gutkühlung durch eine Kammerflucht aus mindestens zwei aneinander anschließenden, durch Schieber gegeneinander und gegenüber den angrenzenden Ofenraum abtrennbaren Kammern gebildet wird, wobei die Kammern in an sich bekannter Weise in den Wandungen, insbesondere in Decke und Boden kühlmitteldurchflossene Bauteile aufweisen und wobei weiterhin Mittel, insbesondere Wanddurchtrittsöffnungen und Rohrleitungen, zur Führung von die Kammern nacheinander in entgegengesetzter Richtung und senkrecht zur Gutförderrichtung durchströmenden Kühlgasen vorgesehen sind. Nach der Erfindung ist weiter vorgesehen, daß der den Ofen durchziehende Transportrollgang in Abschnitte mit veränderbaren Transportgeschwindigkeiten unterteilt ist. Auf diese Weise ist es nämlich möglich, das Wärmgut auf dem Wärmebehandlungsweg unterschiedlich schnell in der Weise zu bewegen, daß der jeweilige Gutstapel nach Erreichen der vorgeschriebenen Temperaturwerte beschleunigt in die jeweils benachbarte Behandlungskammer transportiert wird. Als im Rahmen der Erfindung liegend wird auch der Vorschlag angesehen, in den einzelnen Behandlungsräumen des Ofens Impulsgeber, insbesondere Thermoelemente für die folgerichtige Auslösung der Bewegungen der Rollgangsteile, Trennschieber u. dgl., sowie die Strömungsbeeinflussung der Kühlmittel anzuordnen. Die wesentlichsten Vorteile der Erfindung werden darin gesehen, daß die Verweilzeiten bei der Gutkühlung und damit die Transportunterbrechungen auf ein Minimum beschränkt werden und eine gleichmäßige Temperaturverteilung über den Querschnitt jedes Gutstapels auch in der kurzen Verweilzeit in den Kühlkammern erzielbar ist. Letzteres wird hauptsächlich dadurch erreicht, daß die senkrecht zur Gutförderrichtung gerichteten Kühlgase in den einander nachgeschalteten Kühlkammern in entgegengesetzter Richtung geführt werden. Das heißt, in der ersten Kühlkammer werden beispielsweise die obersten Teile jedes Gutstapels und in der folgenden Kammer die untersten Teile desselben zuerst von den kältesten Kühlgasen beaufschlagt. Die in Decke und Boden der Kühlkammern vorgesehenen kühlmitteldurchflossenen Bauteile bewirken überdies eine zusätzliche Kühlung der Kühlgase, wenn diese b,-im Ein- oder Austritt in den Kammern an ihnen vorbeiströmen.The present invention relates to an industrial furnace of the Type mentioned at the beginning for the heat treatment of small pieces, in particular metallic ones Good, for example forgings, the furnace according to the invention also being made of coaxial adjoining rooms separated by sliders with different Operating temperatures and a transport roller table common to all rooms. The invention is characterized in that the space for cooling the goods by a Chamber alignment of at least two adjoining, by slide against each other and chambers which can be separated off from the adjoining furnace space are formed, wherein the chambers in a known manner in the walls, especially in the ceiling and Have components through which coolant flows, and furthermore means, in particular Wall openings and pipelines for guiding the chambers one after the other flowing through in the opposite direction and perpendicular to the direction of material conveyance Cooling gases are provided. According to the invention it is further provided that the Transport roller conveyor running through the furnace in sections with variable transport speeds is divided. In this way it is namely possible to heat the material on the heat treatment route to move at different speeds in such a way that the respective stack of goods after Reaching the prescribed temperature values accelerates into the respective neighboring Treatment chamber is transported. Is also considered to be within the scope of the invention the suggestion, in the individual treatment rooms of the furnace, pulse generators, in particular thermocouples for the consistent triggering of the movements of the roller table parts, Slide gate and the like, as well as the flow influencing of the coolant to be arranged. The main advantages of the invention are seen in the fact that the residence times in product cooling and thus transport interruptions are reduced to a minimum and a uniform temperature distribution over the cross-section of each stack of goods can also be achieved in the short residence time in the cooling chambers. The latter will mainly achieved by the fact that the direction perpendicular to the material conveying direction Cooling gases in the downstream cooling chambers in opposite directions be guided. That is, in the first cooling chamber, for example, the top Divide each stack of goods and, in the following chamber, the lowest parts of the same first acted upon by the coldest cooling gases. The ones in the ceiling and In addition, components through which coolant flows are provided at the bottom of the cooling chambers an additional cooling of the cooling gases, if these b, -im entry or exit into the Chambers flow past them.

An Hand der Zeichnungen, die in schematischer Darstellung in F i g. 1 einen Längsschnitt durch den wesentlichsten Teil, in F i g. 2 einen Querschnitt durch eine Kühlkammer des erfindungsgemäßen Ofens darstellt und die in F i g. 3 an Hand einer Temperaturkurve den Temperaturverlauf während der Wärmebehandlung des Gutes erkennen läßt, sei die Erfindung beispielhaft erläutert.With reference to the drawings, which are shown schematically in FIG. 1 shows a longitudinal section through the most essential part, in FIG. 2 a cross section represents by a cooling chamber of the furnace according to the invention and the in F i g. 3 the temperature profile during the heat treatment using a temperature curve of the goods can be seen, the invention is explained by way of example.

Der in der Zeichnung dargestellte Ofen weist einen Wärmraum 1, zwei nachgeschaltete Kühlkammern 2 und 3 sowie daran anschließend einen Raum 4 zum Halten der Temperatur auf. Sämtliche der vorerwähnten Behandlungsräume sind koaxial aneinander angeschlossen und durch einen gemeinsamen Rollgang 5 miteinander verbunden. Der Rollgang 5 kann dabei in Abschnitte mit veränderbaren Transportgeschwindigkeiten unterteilt sein. Durch einen Schieber oder eine Tür 10 ist der Raum 1 auslaufseitig abschließbar. Die Kühlkammern 2 und 3 sind gegeneinander und gegenüber den benachbarten Behandlungsräumen durch Schieber 20, 21 und 30 abschließbar. Die Schieberbewegung wird in Abhängigkeit von in den einzelnen Behandlungsräumen angeordneten nermoelementen 12, 22, 32 und 42 gesteuert. Das Thermoelement 42 ist auch als Impulsgeber für die Strömungsbeeinflussung der für die Beaufschlagung der Kühlkammern 2 und 3 bestimmten Kühlmedien vorgesehen. Den vorerwähnten Thermoelementen fällt auch die Aufgabe zu, als Impulsgeber für die geschwindigkeitsunterschiedliche Betätigung der einzelnen Teile des Rollganges 5 zu dienen. In diesem Zusammenhang ist es wesentlich, daß - in Förderrichtung gesehen - das jeweils erste Thermoelement den ihm zugeordneten Stromkreis erst dann schließen kann, wenn das zweite Element den seinen bereits geschlossen hat. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß bei der Gutförderung der Wärmgutstapel vom Raum 1 in die Kammer 2 oder von dieser in die Kammer 3 derselbe den vorhergehenden Raum bereits verlassen hat.The furnace shown in the drawing has a heating space 1, two downstream cooling chambers 2 and 3 and, subsequently, a space 4 for maintaining the temperature. All of the aforementioned treatment rooms are coaxially connected to one another and connected to one another by a common roller table 5. The roller table 5 can be divided into sections with variable transport speeds. Room 1 can be locked on the outlet side by means of a slide or a door 10. The cooling chambers 2 and 3 can be locked from one another and from the adjacent treatment rooms by means of slides 20, 21 and 30 . The slide movement is controlled as a function of nermo elements 12, 22, 32 and 42 arranged in the individual treatment rooms. The thermocouple 42 is also provided as a pulse generator for influencing the flow of the cooling media intended to act on the cooling chambers 2 and 3. The aforementioned thermocouples also have the task of serving as a pulse generator for the actuation of the individual parts of the roller table 5 at different speeds. In this context it is essential that - viewed in the conveying direction - the first thermocouple in each case can only close the circuit assigned to it when the second element has already closed its own. In this way it is ensured that when the material is conveyed, the stack of heat material from space 1 into chamber 2 or from this into chamber 3 has already left the previous space.

Die Gutstapel sind beim Ausführungsbeispiel mit der Bezugsziffer 6 bezeichnet.In the exemplary embodiment, the stacks of goods are identified by the reference number 6 designated.

Die Decken der Kühlkammern 2 und 3 sind mit 23 bzw. 33 bezeichnet. Sie sind ebenso wie die Böden der Kammern und gegebenenfalls wie die übrigen Wandungsteile sowie auch die Schieber mit kühlmitteldurchflossenen Bauteilen versehen. Für die Zu-und Ableitung eines gasförmigen Kühlmediums sind Leitungen 24 und 34 bzw. 25 und 35 vorgesehen, die in die Kühlkammern hinein- bzw. aus diesen herausführen. Aus der Zeichnung ist ersichtlich (vgl. insbesondere F i g. 1), daß die Leitungen für das gasförmige Kühlmittel so angeordnet sind, daß in der ersten Kammer die kältesten Kühlgase den Gutstapel von oben und in der zweiten Kühlkammer die kältesten Kühlgase den Gutstapel zunächst von unten her beaufschlagen. Aus der Zeichnung ist weiter ersichtlich, daß die Kühlgasführung durch Decke und Boden der Kühlkammern erfolgt, in der - wie vorerwähnt - kühlmitteldurchflossene Bauteile angeordnct sind und auf diese Weise beim Kammereinend Kammeraustritt eine zusätzliche Kühlung der Kühlgase erfolgt.The ceilings of the cooling chambers 2 and 3 are denoted by 23 and 33, respectively. They are just like the bottoms of the chambers and, if necessary, like the other wall parts as well as the slides with components through which coolant flows. For the Lines 24 and 34 and 25, respectively, are supply and discharge lines for a gaseous cooling medium and 35 are provided which lead into and out of the cooling chambers. It can be seen from the drawing (see in particular FIG. 1) that the lines for the gaseous coolant are arranged so that the coldest in the first chamber Cooling gases the stack of goods from above and the coldest cooling gases in the second cooling chamber first press on the stack of goods from below. From the drawing is further it can be seen that the cooling gas is routed through the ceiling and floor of the cooling chambers, in which - as mentioned above - components through which coolant flows are arranged and on this way an additional cooling of the cooling gases at the chamber end chamber exit he follows.

Als Kühlmedium wird vorzugsweise Rauchgas verwendet, das in einen (nicht dargestellten) Rekuperator bereits wärmeausgenutzt und damit abgekühlt ist. Dasselbe wird über die Leitung 7 dem Kamin zugeführt. Bei 70 kann die Leitung 7 angezapft und mit der oder den Rückleitungen 71 verbunden sein. Auf diese Weise kann ein in den Kreislauf dieses Mediums eingeschalteter Ventilator 72 laufend so viel Rauchgas für den Kühlkreislauf ansaugen, wie durch Undichtigkeiten verlorengeht.Flue gas is preferably used as the cooling medium, which is in a (not shown) recuperator is already used heat and thus cooled. The same is fed to the chimney via line 7. At 70, line 7 be tapped and connected to the return line (s) 71. In this way can a fan 72 switched on in the circuit of this medium continuously so Suck in a lot of flue gas for the cooling circuit, which is lost through leaks.

Von den Kühlkammern 2 und 3 ist jede für die Kühlung des Behandlungsgutes auf eine bestimmte Temperatur ausgelegt; so die erste beispielsweise zur Kühlung von etwa 1000° auf 800° C und die zweite von 800° auf etwa 650° C. Die Kühlwirkung in den Kammern wird erreicht durch die in Decke und Boden angeordneten kühlmitteldurchflossenen Bauteile (indirekte Kühlung im Wege der Strahlung) und durch die über die Leitungen 24, 25 und 34, 35 geführten Kühlgase (direkte Kühlung durch Konvektion). Je nach den metallurgischen Erfordernissen können auch mehr als zwei Kühlkammern hintereinander angeordnet werden.Each of the cooling chambers 2 and 3 is designed to cool the material to be treated to a specific temperature; The first, for example, for cooling from around 1000 ° to 800 ° C and the second from 800 ° to around 650 ° C. The cooling effect in the chambers is achieved by the components in the ceiling and floor through which coolant flows (indirect cooling by means of radiation) and by the cooling gases conducted via lines 24, 25 and 34, 35 (direct cooling by convection). Depending on the metallurgical requirements, more than two cooling chambers can be arranged one behind the other.

Eine entsprechend den Vorschlägen nach der Erfindung ausgebildete Einrichtung, die in der Zeichnung dargestellt ist, arbeitet wie folgt: Die Thennoelemente 12, 22, 32, 42 werden auf die Werte eingestellt, die zur Erzielung des gewünschtn Betriebsergebnisses erforderlich sind. Ist das Gut im Wärmraum 1 der Anlage auf Temperatur, dann spricht das Thermoelement 12 an. Dieses kann seinen Stromkreis zur Beeinflussung von Transportrollgang und Trennschiebern aber erst dann schließen, wenn die Kammer 2 frei von Gut ist. Ist der Stromkreis geschlossen, dann öffnen sich die Türen 10, 20, und die betreffenden Rollgangsteile werden auf Schnellgang eingeschaltet, so daß der Gutstapel 6 in die Kühlkammer 2 gelangen kann. Entsprechend erfolgt auch die Weiterbeförderung des Gutstapels 6 in die Kammer 3 und aus dieser heraus in den Behandlungsraum 4. A device designed according to the proposals according to the invention, which is shown in the drawing, operates as follows: The Thennoelements 12, 22, 32, 42 are set to the values which are necessary to achieve the desired operating result. If the material in the heating chamber 1 of the system is at temperature, the thermocouple 12 responds. This can only close its circuit to influence the transport roller table and slide gate when the chamber 2 is free of material. If the circuit is closed, the doors 10, 20 open and the relevant roller table parts are switched on to high speed so that the stack of goods 6 can get into the cooling chamber 2. Correspondingly, the stack of goods 6 is also conveyed further into the chamber 3 and out of this into the treatment room 4.

Claims

Claims: 1. Industrial furnace for the heat treatment of small pieces, in particular metallic goods, for example forgings, according to a predetermined Temperature curve, with the heat material on substrates, for example grids or boxes, moved through the furnace chamber in individual stacks and heated one after the other, cooled and reheated or held at temperature and continuing the furnace consists of coaxially adjoining one another, separated from one another by slides Rooms with different operating temperatures and one common to all rooms Transport roller table od by a chamber alignment consisting of at least two adjoining slides formed chambers separable from one another and from the adjacent furnace space is, the chambers in a known manner in the walls, in particular coolant flowing through the ceiling and floor Have components and furthermore means, in particular wall openings and pipelines, to guide the chambers one after the other in the opposite direction and vertically cooling gases flowing through the material conveying direction are provided.

2. Industrial furnace according to claim 1, characterized in that the conveyor roller conveyor running through the furnace is divided into sections with variable transport speeds.

3. Industrial furnace according to claims 1 and 2, characterized in that pulse generators, in particular thermocouples for the consistent triggering of the movements of the roller table parts, slide gate and the like, and the flow control of the coolant are arranged in the individual treatment rooms of the furnace. Considered publications: German Patent Nos. 915 493, 563 378, 722 948, 740 025, 563 975; German utility model No. 1756 746; USA: Patent Nos. 2,746,740, 1,869,597 , 2,777,683, 1999,832.