-
Haubenglühofen mit Zwangsumwälzung eines Schutzgases Die Erfindung
betrifft einen Haubenglühofen mit Zwangsumwälzung eines Schutzgases unter einer
Schutzgashaube durch einen am Ofenboden angeordneten Umwälzer mit einem den Umwälzer
umgebenden Diffusor und Konvektoren mit spiralig nach außen gekrümmten Rippen zwischen
den aufeinanderliegenden Glühgutbunden, welche gemeinsam außer einem inneren Raum
für das abwärts strömende Schutzgas einen äußeren Raum für das aufwärts strömende
Schutzgas bilden, der außen von der Schutzgashaube begrenzt wird, und mit einem
Stauorgan auf dem obersten Glühgutbund. In ihm werden Blechbunde geglüht, welche
die zum Glühen notwendige Wärme von einem Schutzgas empfangen, das mit hoher Geschwindigkeit
umgewälzt wird und die Wärme durch Konvektion an das Glühgut abgibt.
-
Bei den bekannten Haubenglühöfen ist die Umlenkung des außen aufsteigenden
Schutzgases in die Konvektoren der sich einstellenden Gasströmung überlassen. Selbst
dort, wo die Konvektorlamellen in den Gasstrom hineinragen, ist die Verteilung der
zugeführten Wärme, also des heizenden Schutzgasstromes, nicht gesteuert. Infolgedessen
tritt eine schnelle Aufheizung der oberen Lagen oder Bunde ein, während die unteren
Glühgutstücke in der Erwärmung zurückbleiben. Da aber alle Teile des Glühgutes dem
erforderlichen Glühvorgang unterzogen werden müssen, also mindestens eine bestimmte
Zeit einer gewissen Mindesttemperatur ausgesetzt sein müssen, wird der Zeitaufwand
für den gesamten Glühvorgang im Ofen erheblich erhöht, was darin resultiert, daß
die Ausstoßleistungen des Ofens stark gedrosselt werden. Eine Umlenkung eines Teiles
der Gase unmittelbar über dem Diffusor durch einen den untersten Glühgutbund mit
seinen Lamellen direkt tragenden Konvektor konnte keine Abhilfe schaffen, da diese
Gase nicht genügend aufgeheizt sind.
-
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, durch zweckentsprechende
Einrichtungen das umgewälzte Schutzgas so zu steuern, daß eine Aufteilung und Lenkung
der wärmetragenden Schutzgasmengen entsprechend den Erfordernissen einer schnellen
und gleichmäßigen Aufheizung aller Glühgutstücke erreicht wird.
-
Erfindungsgemäß werden die Nachteile der bekannten Haubenglühöfen
dadurch beseitigt, daß bei einem Haubenglühofen der eingangs geschilderten Art mit
von Konvektor zu Konvektor nach oben abnehmender Breite über die Glühgutbunde in
den äußeren Raum ragende Leitkränze an der dem Gasstrom abgewandten ebenen Fläche
der Konvektoren angeordnet und entgegen dem Gasstrom gekrümmt sind, daß in dem Innenraum
mindestens ein veränder-oder auswechselbares Stauorgan vorgesehen ist, daß der unterste
Glühgutbund direkt auf den oberen, horizontalen, in einer gemeinsamen Ebene liegenden
Kanten der Lamellen des Diffusors aufliegt und daß in die zentrale Öffnung des Diffusors
ein Leitring mit vorzugsweise kegelförmiger Außenfläche eingesetzt ist. Die Leitkränze
werden infolge ihrer Ausbildung die erwünschten Mengen des die Wärme tragenden Schutzgases
jeweils dem entsprechenden Glühgutbund zuführen, wobei das Stauorgan im Innenraum
je nach seiner Anordnung eine gleichmäßige Verteilung der Wärme auch im Innenraum
fördert und die Anordnung des untersten Glühgutbundes direkt auf dem Diffusor einerseits
das Aufheizen eines weiteren Konvektors erspart, andererseits aber auch beim untersten,
bislang am schlechtesten aufgeheizten Glühgutbund ermöglicht, daß der die Wärme
tragende Schutzgasstrom die Bundkanten direkt bestreicht.
-
Durch den Leitring schließlich wird ein Kurzschluß des umgewälzten
Schutzgasstromes verhindert, und es wird sichergestellt, daß das Glühgut in Bundform
derart gehalten wird, daß die Innenwicklung des untersten Bundes nicht in den Umwälzraum
ragt. Ist die Außenseite des Leitringes kegelförmig ausgebildet, so wird dadurch
das unterste Glühgutbund zwangsweise zentriert.
-
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung weist der Diffusor am
äußeren Umfang einen düsenartig verengten Raum umschließende untere und obere Leitbleche
auf, die den Schutzgasstrom in die vertikale Richtung umlenken. Durch diese düsenförmige
Umlenkung wird der Strom nicht gestört, sondern geordnet, was mit einfachen, an
sich bekanntesn
Leitblechen zum Umlenken des Schutzgasstromes bei
Diffusoren nicht erreicht werden konnte.
-
Schließlich schlägt die Erfindung noch vor, die Konvektorlamellen
bis unter die seitlich in den aufsteigenden Schutzgasstrom hineinragenden Leitkränze
vorzuziehen. Hierdurch' erfolgt die. Vcrgleichttiäßigung und Beherrschung der Strömung
direkt. am Eintritt des Schutzgasstromes in den Konvektor: Im folgenden wird die
Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles mit -Hilfe von, Zeichnungen näher
erläutert. Die Zeichnungen stellen dar: F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch einen
Haubenglühofen, F i g. 2 einen Vertikalschnitt durch den Diffusor, F i g. 3 die
Draufsicht auf den Diffusor, F i g. 4 einen Vertikalschnitt durch einen Konvektor
mit eingelegtem Lei`torgän, F i g. 5 die Draufsicht auf einen Konvektor.
-
Der in F i g. 1 dargestellte Haubenglühofen besteht aus der direkt
oder indirekt beheizten Heizhaube 1 und dem Ofenunterteil 2. Irn Unterteil
2 sind der Diffusor 3 und der Umwälzer 4 angeordnet. Die Innenhaube 5 umschließt
das Glühgut, das beim dargestellten Beispiel aus drei Blechbunden 6, 6 a und
6 6 besteht. Zwischen den Bunden 6, 6 a und 6 b sind die' Konvektoren 7 und
7 a angeordnet. Das Schutzgas wird durch die Rohrleitung 8 unter den
Oberteil der Innenhaube 5 geführt.
-
Um zu erreichen, daß der untere Bund 6 in etwa der gleichen Zeit wie
die Bunde 6 a und 6 b die vorgeschriebene Glühtemperatur erhält, wird der Schutzgasstrom
durch entsprechend angeordnete und gewählte Leitorgäne in Menge und Richtung so
gesteuert, daß er dem unteren Ofenteil so viel Wärme zuführt, daß auch dort der
Glühvorgang in der gleichen Zeit und bei gleichen Temperaturen verläuft wie im oberen
Teil.
-
Der Diffusor 3 besteht aus der Wanne 9, in der Lamellen
10 angeordnet sind, deren spiralförmige Gestalt so gewählt ist, daß sie dem
Schutzgasstrom eine tangentiale Richtung erteilen. Die Anzahl und der Querschnitt
der Lamellen 10 ist dabei ausreichend, um das Glühgut in an sich bekannter
Weise direkt zu tragen, so daß der Diffusor gleichzeitig als Konvektor dient. Es
wird hierfür eine Einsparung an Material und eine Einsparung an Energie erzielt.
Am äußeren Umfang des Diffusors 3 sind Leitbleche angeordnet. Es ist ein unteres
gekrümmtes, ringförmiges Leitblech 11 vorgesehen, das der tangentialen Bewegung
des Gases einen vertikalen Impuls gibt, sie also in an sich bekannter Weise in eine
spiralförmige umsteuert. Zur Ergänzung des unteren Leitbleches 11 ist ein
oberes Leitblech 12 vorgesehen, das gemeinsam mit dem Leitblech
11 eine ringförmige Düse 18 bildet. Vermittels dieser Düse ist eine
besonders günstige Lenkung des Schutzgasstromes möglich, dessen Bewegung, die durch
die Lamellen 10
und die Leitbleche 11 und 12 gesteuert ist,
so zu einer sehr flach spiralförmig aufsteigenden wird. Durch den spiralförmigen
Aufstieg des Schutzgasstromes wird die Berührungszeit des Schutzgasstromes mit der
Innenhaube zur Wärmeaufnahme und mit dem Glühgut zur Wärmeabgabe verlängert.
-
Zur Trennung des Druckraumes A vom Saugraum B ist ein Leitring 13
eingesetzt, der vorzugsweise innen und außen konisch ausgebildet ist, beide Räume
strömungstechnisch wirbelfrei trennt und verhindert, daß .die innere Wandung des
Bundes 6 in den Umwälzer 4 ragt. Gleichzeitig dient dieser Ring, wie bereits ausgeführt,
zur Zentrierung der Glühgutbunde.
-
Die Konvektoren 7 und 7 a bestehen aus einem Leitkranz 15, spiralförmig
angeordneten Lamellen 14
und einem Innenring 16. Die Lamellen
14, die an ihren äußeren Enden verjüngt sind, also scharf auslaufen, sind
innen beispielsweise stumpf mit dem Ring 16 verbunden und außen oben mit dem horizontalen
Teil 19 der Leitkränze 15. Die Größe des Leitkranzes ist so gewählt,
daß derselbe über das Glühgut nach außen ragt und in den Druckraum A zwischen Glühgut
und Haube 5 hineinragt. Dabei wird die Breite des Leitkranzes 15 so gewählt,-daß
die für die gleich schnelle Erwärmung des unteren Glühgutteiles ersorderliche Schutzgasmenge
abgelenkt wird und nur der Rest des Schutzgases nach oben strömen kann. Der Abstand
zwischen den einzelnen Lamellen 14 ist so gewählt, daß das Umwälzgas etwa
überall gleiche Geschwindigkeit erhält.
-
Die Zahl der angeordneten Konvektoren richtet sich nach der Zahl der
Einheiten des Glühguteinsatzes. Je höher die Konvektoren im Glühgutstapel liegen,
um so schmaler wird ihr Leitkranz.
-
Im Saugraum Bist in Höhe des Konvektors 7, auf demselben aufliegend,
ein Leitorgan 17, das im vorliegenden Fall als Stauscheibe ausgebildet ist, angeordnet.
Dieses Leitorgan kann auch ein Stauring sein. Sein Durchflußquerschnitt ist durch
Wahl seiner Fläche einstellbar. Die Höhe, in der das Leitorgan 17
angebracht
wird, wird den Erfordernissen im Hinblick auf Glühvorgang und Glühgut angepaßt.
Vorzugsweise wird das Leitorgan 17 jedoch im unteren Konvektor 7 angeordnet sein.
Das Leitorgan 17 dient dem gleichen Zweck wie der Leitkranz 15 des Konvektors 7
und unterstützt damit den Umlauf des Schutzgasstromes im unteren Teil der Innenhaube.
-
Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist darin zu
sehen, daß durch die erreichte Steuerung des die Wärme übertragenden umgewälzten
Schutzgasstromes die Aufheizung auch der unteren Glühgutstücke, die bei den bisher
bekannten Haubenglühöfen in der Aufheiztemperatur zurückbleiben, genauso schnell
erfolgt wie die Aufheizung der oberen Glühgutstücke. Es wird also nunmehr bei Öfen
gleicher Größe 1. eine größere Ausstoßleistung pro Zeiteinheit erzielt, wodurch
2. der Energieverbrauch pro Gewichtseinheit Einsatzgut geringer wird, und 3. besteht
zwischen den einzelnen Teilen des Glühgutes zu jeder Zeit des Glühvorganges, der
aus Aufheizzeit, Haltezeit und Abkühlung besteht, ein wesentlich geringerer Temperaturunterschied
als bisher, so daß eine große Gleichmäßigkeit des Glühgutes erzielt wird.