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Verfahren und Vorrichtung zur Wärinebehandlung von aufgelockerten
Metallbandspulen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmebehandlung von aufgelockerten
Metallbandspulen, bei dem die aufrecht stehenden Spulen schrittweise von einer Beladestation
über eine Reihe von Behandlungsstationen, in denen sie auf bestimmte Temperaturen
gebracht werden, zu einer Entladestation geführt werden und bei dem zum Erwärmen
bzw. Kühlen der Spulen ein Gasstrom im Kreislauf jeweils in zwei Stationen im wesentlichen
durch die Windungszwischenräume der Spulen hindurchgeleitet wird, um die in der
einen Station befindliche Spule zu kühlen und die in der anderen Station befindliche
Spule zu erwärmen. Die Erfindung betrifft weiterhin auch eine Vorrichtung zur Durchführung
eines Wärinebehandlungsverfahrens der vorgenannten Art.
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Es ist bereits eine Glühofenanlage mit Drehherd zum Glühen von Metallbandspulen
unter einer heb-und senkbaren Haube mit Kammern zum Vorwärmen, Glühen und Abkühlen
der Metallbandspulen bekannt. Die Ofenhaube ist dabei so ausgeführt, daß sie einen
Teil des Drehherdes zum Beschicken und Entleeren der Ofenanlage frei läßt und die
in ihr enthaltenen Vorwärin- und Abkühlkammern zwecks Wärineaustausches miteinander
verbindet. Der Gasstrom streicht durch die Mittelöffnungen und entlang der Umfangsfläche
der festgewickelten Metallbandspulen von unten nach oben bzw. von oben nach unten,
so daß die in der Nähe der Mittelöffnung und in der Nähe der Umfangsfläche liegenden
Windungen auf höhere bzw. niedrigere Temperaturen gebracht werden als die in der
Mitte zwischen der innersten Windung und der äußersten Windung liegenden Windungen.
Weiterhin ist in der Metallbandspule auch noch ein in der Gasströmungsrichtung verlaufender
Temperaturgradient vorhanden, d. h., die Temperatur der Metallbandspule ist
an dem Ende, an dem der Gasstrom zugeführt wird, niedriger bzw. höher als am anderen
Ende, an dem der Gasstrom wieder abgeführt wird.
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Es ist weiterhin bereits bekannt, Metallbandspulen vor dem Glühen
und Kühlen derart aufzulockern, daß zwecks besseren Wärineaustausches der zum Aufheizen
oder Abkühlen dienende Gasstrom durch die Windungszwische.nräume hindurchzuführen
ist. Dadurch kann eine gleichmäßige Erwärmung bzw. Kühlung in radialer Richtung
der Metallbandspule erreicht werden.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs
erwähnten Art derart auszugestalten, daß jede Flächeneinheit der Metallbandspule
im Durchschnitt die gleiche Wärmebehandlung erfährt, d. h. daß sich während
der Wärinebehandlung die Temperaturen der einzelnen Flächeneinheiten ausgleichen.
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Diese Aufgabe wird nun bei dem Verfahren der eingangs erwähnten Art
dadurch gelöst, daß die Richtung des Gasstromes in aufeinanderfolgenden Stationen
umgekehrt wird. Dadurch wird neben der durch Auflockerung der Spulen erreichten
gleichmäßigen Wärmebehandlung in radialer Richtung der Spule auch noch eine gleichmäßige
Wärmebehandlung in axialer Richtung der Spule erreicht, so daß eine nach dem erfindungsgemäß
ausgestalteten Verfahren wärrnebehandelte Spule ein außerordentlich gleichmäßiges
Kristallgefüge aufweist.
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Die Erfindung wird nun näher an Hand eines Glühofens mit Wanderherd
zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung erläutert. Der Wanderherd ist
als Drehherd ausgebildet, jedoch kann das Verfahren nach der Erfindung auch bei
Glühöfen verwendet werden, bei denen das Glühgut geradlinig bewegt wird.
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F i g. 1 ist eine Draufsicht des Drehherdofens; F i
g. 2 ist ein Schnitt entlang der Linie 2-2 in F ig. 3;
F i
g. 3 ist ein Schnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 1;
F i
g. 4 ist ein senkrechter Teilschnitt nach der Linie 4-4 der F i
g. 2, er zeigt die Antriebsmittel für den Drehherd; F i g. 5 ist eine
vergrößerte Draufsicht auf einen der Spulentragesätze, die beim Glühen geöffneter
Spulen in dem in F i g. 1 bis 4 gezeigten Ofen benutzt werden;
F
i g. 6 ist ein senkrechter Schnitt nach der Linie 6-6 der F i
g. 5;
F i g. 7 ist ein Seitenriß des Spulentragesatzes der F
i g. 5 mit Blick auf seine größere Stirnseite; F i g. 8 ist ein vergrößerter
Querschnitt durch einen Teil einer geöffneten Spule und zeigt die Zwischenräume
zwischen den Windungen. - I
Der Drehherdofen enthält eine ring[örmiige Ofenkammer
C, die durch eine Außenwand 1,- eine Innenwand 2 und eine Decke
3 begrenzt ist. Diese Wände stützen sich auf eine Grundplatte 4 mit einer
Ringgrube 5, die unter den Boden der ringförmigen Ofenkammer C hinunterreicht.
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Auf Kreisschienen #6,. die auf der Grundplatte 4 ruhen, wird der ringiärmige
Drehherd H durch mehrere auf dem Umfang verteilte Räder 7 getragen. Die inneren
und äußeren Kanten des Herdes H reichen bis dicht an die innere und äußere Kammerwand
1
und 2 heran; entsprechende Abdichtmittel können vorgesehen sein, um die
wünschenswerte Abdichtung zwischen den beweglichen Herdkanten und den feststehenden
Ofenkammerwänden zu erhalten.
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An der Unterseite des Herdes H ist ein Zahnkranz 8
angebaut,
der, wie man in F i g. 4 sieht, mit einem an der Welle 10 sitzenden
Antriebsritzel 9 im Eingriff steht. Die Welle 10 bewirkt die gewünschte
schrittweise Drehung des Herdes H.
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Mehrere radial verlaufende, am Umfang getrennte senkrechte Unterteilungswände
11 bis 17 werden von dem Drehherd H getragen. Die Kanten dieser Wände
sind bis dicht an die äußeren, inneren und oberen Wände 1, 2 und
3 der Ofenkammer C herangeführt und unterteilen diese in eine Reihe
von Einsatzkammern, deren Anzahl gleich der der Unterteilungswände ist. Da der Herd
H und die Unterteilungswände 11 bis 17 sich gut an die ringfönnige
Ofenkammer anpassen, lassen sich in jeder der durch die Unterteilungswände gebildeten
Einsatzkammern solche atmosphärischen und Heizungsbedingungen aufrechterhalten,
die von denen der benachbarten Kammern abweichen. Da außerdem der Herd.H schrittweise
gedreht wird (in den Zeichnungen gegen den Uhrzeigersinn), werden die verschiedenen
Einsatzkammern nacheinander zwischen einer Reihe von Einsatzbehandlungsstationen
weitergegeben, die in F i g. 2 durch die Bezugszeichen I bis VII angedeutet
sind. Selbstverständlich bewegt sich der Herd H, wenn er um einen Schritt vorrückt,
um einen solchen Abstand weiter, daß eine beliebig gegebene Unterteilungswand in
die vorherige Lage der in der Drehrichtung des Herdes vor ihr liegenden Unterteilungswand
bewegt wird. Dies bedeutet, an der F i g. 2 beschrieben, daß beim Vorrücken
des Herdes um einen Schritt die Unterteilungswand 11 in die Lage der Wand
12, die Wand 12 in die Lage der Wand 13 usw. rückt. Zum Zwecke der Beschreibung
können die verschiedenen vom Drehherd H getragenen Einsatzkammern- durch die Unterteilungswände
an ihren Enden kenntlich gemacht werden. So läßt sich z. B. in F i g. 2 die
Einsatzkammer, die an der Station I liegt, als Einsätzkammer 11-12, die Einsatzkammer,
die an der Station V liegt, als Kammer 15-16 usw. bezeichnen.
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Wie man in F i g. 2 sieht, wird eine öffnung 18
zum Laden
mit dem Einsatz in der äußeren Ofenkammerwand 1 bei der Station I und eine
öffnung 19
zum Ausbringen oder Entladen des Einsatzes bei der Station VII
gebildet. Entsprechende senkrecht bewegliche Türen 20 bzw. 21 sind zum öffnen und
Schließen dieser öffnungen 18 und 19 geeignet. Außerhalb der Hauptofenkammer
C befindet sich an der Einsatz-oder Ladeöffnung 18 eine Schleuse zur
Atmosphäre und Reinigungskammer P und in ähnlicher Weise außeThalb der Ausbringöffnung
19 eine Schleuse zur Atmosphäre und Kühlkammer F. Diese Kammern P und F haben
gasdichte Verbindungen mit dem äußeren Gehäuse des Ofens und sind mit äußeren, senkrecht
beweglichen Türen 22 bzw. 23 versehen.
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Schienen 24 tragen einen Einsatzladewagen L, um ihn in die Reinigungskammer
P und die Ofenkammer C hinein- und aus ihnen herauszubewegen; ebenso tragen
Schienen 25 einen Entladewagen L'. Jede Einsatzkammer am Herd H hat auch
ein Paar von Schienen, die als Verlängerungen mit den Schienen 24 und
25 fluchten, wenn der Herd in Arbeitsstellung feststeht. Diese Herdschienen
erkennt man bei 25' in der F i g. 3.
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Um die Wagen L und L' vor- und zurückzuschieben, sind in der Nähe
jedes Schienenpaares 24 und 25
Antriebe vorgesehen. Die F i g. 2 und
3 zeigen, daß die Antriebe für den Entladewagen L' ein inneres Paar von Antriebsketten
26 und ein äußeres Paar von Antriebsketten 27 enthalten. Diese Ketten
laufen auf voneinander getrennten Kettenrädern und reichen nach oben bis an die
Oberkante der Schienen 25 oder etwas darunter. Sie werden von einer Welle
28 angetrieben, die ihrerseits durch Getriebe usw. an einen Antriebsmotor
29 angeschlossen ist. Eine Welle 30,
die die Kettenräder an den äußeren
Antriebsketten 27
antreibt, wird ebenfalls durch den Motor 29 über
eine Kette 31 angetrieben.
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Schlepphaken oder Kupplungen sind an der Unterseite des Wagens L'
und an den Antriebsketten 26
und 27 vorgesehen, so daß, wenn diese
Ketten in der einen Richtung umlaufen, der Wagen zur Ofenkammer hin-, und wenn sie
in der entgegengesetzten Richtung laufen, von der Ofenkammer weggefördert wird.
Zwei Sätze von Antriebsketten 26 und 27 sind so vorgesehen, daß die
äußere Tür 23 hinter dem Wagen geschlossen werden kann, wenn er in der Kühlschleuse
oder Kammer F steht und dann mittels der Antriebsketten 26 in die Ofenkammer
hineingeschoben wird. Der äußere Satz von Antriebsketten 27 ergreift die
Aufnahmevorrichtungen an dem Wagen L' während dessen Auswärtsbewegung, bevor er
aus der treibenden Verbindung mit den Ketten 26
losgelassen wird; die Antriebsketten
27 führen also die Bewegung des Wagens durch die äußere Tür 23
der
Kammer F aus. Gleiche Bezugszeichen sind an den entsprechenden Antriebsketten usw.
angebracht, die in der Reinigungsschleuse oder Kammer P zum Antrieb des Wagens L
gelegen sind; die beiden Einrichtungen ähneln sich grundsätzlich in der Anordnung
und Wirkungsweise.
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Um den erforderlichen Umlauf der Ofenatmosphäre sicherzustellen, ist
die innere Wand 2 der Ofenkammer C knapp über der Oberfläche des Herdes H
an den Behandlungsstationen VII und I geschlitzt. Dieser Schlitz ist bei
32 in den F i g. 2 und 3
zu erkennen und verbindet die Ofenkammer mit
einem Durchlaß 33 zur Atmosphärenführ-ung, der die unteren Teile der Stationen
1 und VII verbindet. Ein weiteres Rohr oder ein Zug 34 zur Atmosphärenleitung
erstreckt sich von der Decke der Station 1 zur Decke der Station VII; ein
Gebläse 35 (s. F i g. 1) im Zug 34 dient dazu, einen Atmosphärenumlauf
durch
den Schlitz 32 vom Boden der Station VII, durch den
Zug 33, durch den Schlitz 32 zum unteren Teil der Station I, hinauf
durch die Spule in Station I, aus der Oberwand 3 des Ofens hinaus in den
Zug 34 und zurück in die Decke der Station VII. Sodann strömt die Atmosphäre nach
unten durch die Spule in Station VII, und dieser Umlauf wird durch das Gebläse
35
für Zwecke fortgesetzt, die später erklärt werden sollen.
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In ähnlicher Weise bildet ein Schlitz 36 durch die Wand 2 am
unteren Teil der Station VI einen Gasdurchlaß in den Zug 37, der quer zum
Ofen verläuft und zu einem Schlitz 38 am unteren Teil der Station
11 führt. Ein Rohr 39 zur Atmosphärenleitung erstreckt sich über der
Ofendecke von der Decke der Station 11 zur Decke der Station VI, und ein
Gebläse 40 (F i g. 1) dient dazu, einen Atmosphärenumlauf durch die Einsatzkammern
und zwischen ihnen zu schaffen und aufrechtzuerhalten, die an den Stationen
11 und VI gelegen sind. In diesem Beispiel wird das Gebläse 40 so betrieben,
daß der Umlauf nach unten durch die Spule in die Kammer, die bei der Station
11
liegt, quer durch den Unterzug 37, nach oben durch die Spule in
der Kammer an der Station VI, zurück quer über die Ofendecke durch den Zug
39 und in die Decke der Kammer an der Station II verläuft.
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Um Wärme nachzuführen und die geöffneten zu behandelnden Spulen auf
Glühtemperatur zu bringen, ist außen ein Heizaggregat A in der Nähe der Station
III der Ofenkammer angeordnet. Dieses Heizaggregat enthält eine Wärmequelle, wie
z. B. Verbrennungsstrahlrohre 41; ein Gebläse 42 hat die Aufgabe, Atmosphäre nach
oben aus der Einsatzkammer bei Station III durch einen Zug 43 herauszuziehen und
diese Atmosphäre durch den Zug 44 in das Heizaggregat A zu wälzen, wo sie
durch überstreichen der heißen Verbrennungsrohre 41 erwärmt wird. Nach dem Durchlauf
durch den Erhitzer A wandert die Atmosphäre durch einen Unterzug 45 und einen
Schlitz 46 in der Außenwand 1 des Ofens in die der Station 111 zugeteilte
Einsatzkammer. Die umlaufende Atmosphäre, die durch die Einsatzkammer an der Station
Ill gewälzt wird, überträgt die Wärme schnell und äußerst wirksam auf die geöffnete
Spule, die in dieser Station ruht.
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Ein zweites Atmosphärenheizaggregat A' ist ebenfalls
außerhalb der Hauptofenkammer in der Nähe der Stationen IV und V angeordnet. Dieses
Aggregat wird auch durch Strahlrohre 47 beheizt. Ein gasführender Zug 48 verläuft
vom unteren Teil des Heizaggregates A' durch einen Schlitz 49 in der Ofenwand
1 zur Station V knapp oberhalb des Herdes H. Der obere Teil der Station V
ist mit dem oberen Teil der Station IV durch Zugführungen 50 (s. F i
g. 1)
verbunden, in die ein durch einen Motor 52 angetriebenes Gebläse
51 eingeschaltet ist. Der untere Teil der Station IV ist mit dem Heizaggregat
durch einen Schlitz 53 in der Außenwand 1 der Ofenkammer und einen
Zug 54 verbunden. Im Betrieb bewirkt das Gebläse 51 einen Umlauf nach unten
durch die Spule in der Einsatzkammer bei Station IV, durch den Unterzug54 in den
ErhitzerA»*, durch den Erhitzer in Berührung mit den Heizstrahlrohren 47, heraus
durch den Unterzug 48, Schlitz 49, in den unteren Teil der Einsatzkammer bei Station
V, nach oben durch die Spule in Station V, dort heraus durch die Decke zum Gebläse
51 und zurück nach unten durch die Spule in der Station IV. Die Spulen werden
so auf die endgültige Glühtemperatur gebracht und bei dieser während der erforderlichen
Glühzeit gehalten.
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Um die geöffneten Spulen in den Ofen hinein- und aus ihm herauszubringen
und sie in ihm so zu halten, daß der Atmosphärenumlauf unmittelbar durch sie unter
Verhinderung eines erheblichen Nebenflusses gelenkt wird, sind Spulentragesätze
vorgesehen, die man bei S in F i g. 2 und 3 und im einzelnen
in den F i g. 5, 6 und 7 dargestellt sieht. Jeder der Spulentragesätze
S enthält eine obere Prallplatte 61 mit einer Kreisöffnung
61' mittendrin, die mit einem durchbrochenen Gittergefüge 62 ausgefüllt
ist; infolgedessen kann dort eine geöffnete Spule so abgestützt werden, daß die
durch ihre geöffneten Windungen hindurchströmende Atmosphäre möglichst wenig gestört
wird. Die vordere Kante des Spulentragesatzes S
ist bogenförmig, wie man bei
61" sieht, um sich dicht an die Innenwand 2 der Ofenkammer C anzuschmiegen,
wenn sich der Satz in einer der Einsatzkammern befindet. Die Seitenwände
63 der Sätze S laufen nach innen zusammen, um sich dicht an die Innenteile
der benachbarten Unterteilungswände anzuschmiegen, die die verschiedenen Einsatzkammern
auf dem Herd H abgrenzen. Um die obere Fläche der Gitter 62 in richtigem
Abstand über der Oberkante des Herdes H abzustützen, werden mehrere Untergurte 64
durch eine Fachwerkkonstruktion 64' getragen. Diese Untergurte 64 sind jedoch in
getrennten parallelen Kanälen 64" weggelassen, so daß die Sätze S über die
Wagen L und L' passen und dort von den hydraulischen Hebeböcken 55 so erfaßt
werden, daß sie in die Ofenkammer hinein- und aus ihr herausbewegt werden können.
Die Untergurte 64 der Tragesätze S haben, wenn sie durch die Hebeböcke
55 angehoben sind, Luft oberhalb des Herdes H, und wenn ein Satz
S in eine der Einsatzkammern am Herd H eingebracht wird, wie man in den F
i g. 2 und 3 sieht, können die Hebeböcke 55 gesenkt werden,
um den Untergurten 64 zu gestatten, sich auf der Oberfläche des Herdes H abzusetzen
und die Wagen L oder L' zum Herausziehen freizugeben. Die offenen Kanäle 64" greifen
auch über die Teile 25' der Schienen 24 und 25, die in jede der Einsatzkammern
am Herd hineinreichen.
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Die äußere Kante 61"' der PraUplatte 61 ist so gekrümmt, daß
sie mit der Krümmung der Außenwand 1 der Ofenkammer C übereinstimmt.
Wenn sich also ein Tragesatz S in einer Einsatzkammer am Ofenherd befindet,
schmiegt sich die Innenkante 61"
der Prallplatte dicht an die Innenwand 2
der Ofenkammer und die Außenkante dicht an die Außenwand 1 der Ofenkammer
an. Die senkrechten Seitenwände des Satzes S sind undurchlöchert; die Spulen,
die auf den Sätzen S aufgestellt sind, haben Außendurchmesser, die im wesentlichen
gleich dem Durchmesser der Kreisöffnung 61' in der Platte 61 sind.
Die Sätze S erfüllen also nicht nur die Aufgabe, die Spulen über dem Ofenherd
zu tragen, sondern auch zwangläufig jeden erheblichen Nebenfluß der Atmosphäre durch
eine Einsatzkammer an den geöffneten Spulenwindungen vorbei zu verhüten.
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Dies ist ein wichtiges Merkmal des vorliegenden Glühsystems, da, um
einen verbesserten Heizwirkungsgrad zu erreichen, der Atmosphärenfluß so gesteuert
werden muß, daß im wesentlichen seine Gesamtbewegung durch die Spulen und nur wenig
oder gar kein Fluß um die Außenseite der Spule herum oder durch deren Mitte hindurch
erfolgt. Der Mittenfluß wird durch Abschluß des Mittenteiles in
der
die Spule tragenden Gitterfläche 62 oder durch Auflegen einer Platte oben
auf die Mittenöffnung in den Spulen, bevor sie in den Ofen gesetzt werden, verhindert.
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Mehrere Schlitze oder Kanäle 62' verlaufen radial zur Oberfläche
der Sätze S, um das Einfügen und Wegnehmen von Spulenhebestangen unter einer
auf einem Satz S ruhenden Spule zu erleichtern. Obwohl nach Möglichkeit sämtliche
zu behandelnden Spulen einen Außendurchmesser von etwa dem Durchmesser der Kreisöffnung
61' in der Prallplatte 61 haben, kann, falls eine Spule kleiner als
diese Kreisöffnung ist, der Nebenfluß von Atmosphäre durch Umwickeln eines Drahtseiles
oben um das Gitter herum oder durch anderen Spaltverschluß verhütet werden.
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In F i g. 1 ist ein Spulentragesatz S gezeigt, wie er
von dem Wagen L' auf dessen hydraulischen Hebeböcken 55 ruht. Diese Hebeböcke können
den Satz S
und die darauf ruhende Spule über Bodenhöhe anheben, so
daß der Satz S und seine Spule längs der Schienen 25 bewegt werden
können. In gleicher Weise ist ein anderer Satz S auf dem Wagen L außerhalb
der Reinigungskammer P ruhend gezeigt und kann durch den Wagen L angehoben und in
die Reinigungskammer P bewegt werden.
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Bevor eine zu glühende Spule in die Ofenkammer eingesetzt wird, kommt
sie in die Reinigungskammer P, deren Außentür 22 offen steht. Sobald sie darin ist,
werden die inneren und äußeren Türen 20 und 22 geschlossen, und eine geeignete Gasatmosphäre
wird in die Kammer P eingelassen, durch die offenen Spulenwindungen geschickt und
dann aus der Kammer herausgeblasen, bis sämtliche Luft von der Kaminer und der Spule
weggespült ist. Die Spule und die Kammer P werden nun vollständig mit der gewünschten
Schutzgasatmosphäre gefüllt; wenn dann die Tür 20 geöffnet wird, um die Spule in
den Ofen einzusetzen, kann die Gasatmosphäre in dem eigentlichen Ofen weder entweichen
noch sich verdünnen.
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Wenn eine Spule vollständig durchgeglüht ist, kommt sie zur letzten
Station VII. Da sie auf ihrem Spulentragesatz S sitzt, kann der Wagen L'
unter den Satz S fahren, wenn die Tür 21 geöffnet ist, die hydraulischen
Hebeböcke 55 können betätigt werden, um den Satz S und die Spule von
dein Ofenherd hochzuheben, und die Spule mit ihrem Tragesatz kann in die Kühlschleusenkammer
F gezogen werden. Zu dieser Zeit ist die Außentür 23 geschlossen, und die
Kammer F ist vorzugsweise mit der Schutzatmosphäre angefüllt, so daß die Atmosphäre
in der Ofenkammer C nicht durch die Außenluft verdünnt wird, während die
Tür 21 offen steht. Die Tür 21 wird dann geschlossen, und die Spule 1, die
in dem später gegebenen Beispiel etwa 2301 C wann ist, kann einer plötzlichen
Abkühlung durch den Betrieb eines oben auf der Kammer F aufgebauten Gebläses
56 unterworfen werden; dieses kann die Atmosphäre in der Kammer F durch einen
Unterzug 57 (F i g. 3), durch die Spule, dann herunter durch ein Atmosphärenkühlaggregat
58 und zurück in die Kammer F umwälzen. Wie man in F i g. 3 sieht,
sind eine Haube 59
und ein Vorhang 60 geeignet, sich oben über die
abzukühlende Spule zu stülpen, um die umlaufende Kühlatmosphäre durch die geöffneten
Spulenwindungen zu lenken. Wenn der Kühlvorgang zu Ende geführt ist, kann man die
Tür 23 öffnen und den Wagen L' zusammen mit dem Spulenhebesatz
S und der geglühten und gekühlten, darauf ruhenden Spule herausholen. Die
durch die , Doppeltüren 21 und 23
vorgesehene Schleusenanordnung verhütet
den Eintritt von Außenluft in die Ofenkammer C, während eine Spule aus der Station
VII herausgebracht wird.
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Ein Beispiel vom Glühen geöffneter Spulen in dem dargestellten Gerät
soll nun gegeben werden, wobei selbstverständlich die erwähnten Zeiten und Temperaturen
geändert werden können, um sich der Größe und Art der zu behandelnden Spulen anzupassen.
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Eine vergrößerte, herausgebrochene Draufsicht eines Teiles einer geöffneten
Spule ist in F i g. 8 dargestellt. Man kann erkennen, daß alle Windungen
oder Umgänge 75 durch Zwischenräume oder Durchlässe 76 getrennt sind.
In der Darstellung sind diese Durchlässe in ihrer Breite etwa gleich der Metallstärke
der Windungen 75, jedoch kann dieser Ab-
stand sich ändern, vorzugsweise
innerhalb eines Bereiches von etwa einem Drittel bis etwa zum Dreifachen der Bandstärke.
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Es soll angenommen werden, daß der Ofenherd in der in F i
g. 2 dargestellten Lage steht und daß ein Schritt des vollständigen Arbeitsganges
gerade beendet sei. Die geöffnete Spule ist in der Einsatzkammer 17-11, die
gerade an der Station VII steht, fertig, um aus dem Ofen herausgezogen zu werden,
Dementsprechend wird die Tür 21 geöffnet, der Wagen L' vorgeschoben, bis er unter
dem Spulentragesatz S steht, auf dem die Spule in der Station VII gehalten
wird, die hydraulischen Hebeböcke 55 am Wagen L' werden angehoben, um den
Spulentragesatz S und die Spule vom Herd H anzuheben, der Wagen
V wird in die Kühlkammer F, deren Außentür 23 geschlossen ist, gezogen,
und die Innentür 21 wird sodann geschlossen.
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Das Einsatzfach 17-11 ist nun leer, und geöffnete Spulen stehen
in den Einsatzfächern 11-12, 12-13,
13-14, 14-15, 15-16 bzw.
16-17. Unmittelbar nachdem die geglühte Spule aus dem Fach 17-11 entfernt
wurde, wird der Herd H um einen Schritt vorgerückt, worauf die jetzt leere Kammer
17-11 zur Station I, die Kammer 11-12 mit der Spule 66 darin zur Station
II usw. wandert. Sobald diese Bewegung des Herdes durchgeführt ist, wird die Ladetür
20 geöffnet, und der Wagen L zusammen mit einem Spulentragesatz und einer neuen
Spule darauf wird in die leere Einsatzkammer bewegt. Diese Spule ist natürlich von
allen Luftresten in der Reinigungskammer P, wie zuvor beschrieben, befreit worden;
wenn sie in die Station I einrückt und der Wagen L herausgezogen ist, wird die Ladetür
20 geschlossen.
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Nun wird je eine geöffnete Spule in je eine Einsatzkammer
an den Stationen 1 bis VII eingebracht. Die Spule 66 an der Station
1 hat im wesentlichen Raumtemperatur und wird der Wiedergewinnungswärme unterworfen,
die von der gerade in Station VII angekommenen Spule 65 übergeleitet wird.
Zum Beispiel ist diese Spule 65 auf eine Temperatur von etwa 480'
C abgekühlt. Infolge des Umlaufes der Ofenatmosphäre nach unten durch die
4801 C warme Spule 65 an der Station VII, durch den Zug 33, nach oben
durch die Spule 66 in Station I, dann durch das Gebläse 35, durch
den Zug 34 und wieder hinab durch die Spule 65 können die Temperaturen der
beiden Spulen im wesentlichen gleichgemacht werden, d. h., die Temperatur
der Spule 66 in Station 1 kann auf etwa 2301' C erhöht und
die der Spule 65
in Station VII kann auf etwa 2301 C vermindert werden.
Bei
dem gerade beschriebenen Betrieb wird die Verweilzeit des Herdes H an jeder Behandlungsstation
auf ungefähr 1 Stunde eingestellt, um etwa 20 t Glühgut je Stunde
gleichförmig zu glühen.
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Während die Spule 66 in Station 1 vorgewännt wird, bekommt
die Spule 67 in Station 11 (die zuvor eine erste Vorwärmung in Station
1 erhalten hatte) eine zusätzliche Vorwärmung durch den Umlauf von Ofenatmosphäre
nach oben durch die Spule 71 in Station VI, quer über die Ofendecke durch
den Zug 39, hinab durch die Spule 67 in Station II und zurück quer
zum Ofen durch den Unterzug 37. Die Spule 71
tritt in die Station VI
mit einer Glühtemperatur von beispielsweise etwa 715' C ein, und während
einer Behandlungsdauer von einer Stunde sinkt ihre Temperatur auf etwa 480'
C ab, während die Temperatur der Spule 67 in Station 11 von
etwa 2301 C auf etwa 480' C angehoben wird. An den Stationen I und
11
wird also die Temperatur jeder Spule von Raumtemperatur auf etwa 480'
C durch wiedergewonnene Wänne aus Spulen angehoben, die zu der Temperatur
abgekühlt werden, mit der sie aus der Hauptofenkammer entfernt werden.
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Während der gleichen Zeitdauer, in der die obenerwähnten Vorwärmungen
stattgefunden haben, wurde die Spule 68 in die Kammer 13-14 an der Station
111 eingebracht. Diese Spule tritt von Station 11
in die Station III
bei etwa 4801 C ein und kann durch Umlaufen erhitzten Gases bei hoher Geschwindigkeit
von dem Erhitzer A senkrecht durch die geöffnete Spule 68 in ihrer
Temperatur während der genannten Zeitdauer angenähert auf Glühtemperatur, z. B.
etwa 700' C, erhitzt werden.
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Da die Spule in Station III an ihrer Unterseite auf eine etwas höhere
Temperatur erhitzt werden kann als oben, weil das heiße Gas vom Erhitzer
A in die Spule von unten her eintritt, wird die Temperatur in der Station
IV, wo die Spule weiter erhitzt wird, dadurch ausgeglichen, daß die Atmosphäre von
einem anderen Gaserhitzer A' in der umgekehrten Richtung nach unten durch
die Spule 69 in Station IV strömt. Da die Temperatur der Spule etwa
7001 C beträgt, wenn sie in Station IV eintritt, wird ihre Temperatur beim
Ausgleich auf die gewünschte Glühtemperatur von beispielsweise 715' C in
wenigen Minuten gebracht. Der Umlauf der erhitzten Atmosphäre an den Stationen IV
und V verläuft hintereinander durch die Spulen an diesen beiden Stationen; der Ausgang
des Erhitzers A' und die Strömungsgeschwindigkeit der Atmosphäre durch das
Gebläse 51 werden so eingeregelt, daß die Spulen während praktisch der gesamten
beiden Zeitspannen, während der sie in diesen Stationen bleiben, auf Glühtemperatur
gehalten werden. Jede Spule wird also für eine Gesamtdauer von ungefähr 2 Stunden
auf ihrer richtigen Temperatur (7151 C in diesem Beispiel) an den Stationen
IV und V gehalten.
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Wie zuvor erklärt wurde, befindet sich eine Spule, wenn sie in die
Station VI eintritt, auf Glühtemperatur; während sie jedoch in der Station VI verweilt,
wird Wärine abgezogen und übergeleitet, um die Spule in Station II vorzuwärmen,
so daß eine Spule 71 in Station VI von etwa 715' C auf etwa 4801
C
abgekühlt wird. Wie ebenfalls zuvor erklärt wurde, wird die Spule
65 in Station VII, in der sie von Station VI bei etwa 480## C ankam,
während der 1 Stunde Zeitdauer in Station VII auf etwa 230' C
abgekühlt,
während die neue Spule, die in die Station 1
eingebracht worden ist, auf etwa
230-- C vorgewärmt wird.
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Nach Abschluß der sieben oben beschriebenen Behandlungsperioden von
je einer Stunde ist die Spule, welche mit Raumtemperatur in die Station I
eintrat, durch alle sieben Stationen vorgerückt und vollständig geglüht und auf
etwa 230' C abgekühlt worden; dabei ist eine Gesamtzeit von etwa
7 bis 8
Stunden verflossen, wobei natürlich etwas Zeit benötigt wird,
um die Herdbewegungen zwischen den Istündigen Perioden durchzuführen, eine Spule
von der Station VII auszuladen, die leere Kammer zur Station 1 vorzurücken
und dort die neue Spule zwischen den lstündigen Perioden einzubringen.
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Oben wurde betont, daß die Atmosphärenströmung durch die Spule in
Station VII nach unten und die durch die Spule in Station 1 nach oben verläuft.
Ebenfalls wurde betont, daß der Umlauf in Station II nach unten, in Station Ill
nach oben, in Station IV nach unten und in den Stationen V und VI nach oben verläuft.
Wegen dieser Umkehr der Atmosphärenströmung durch die Spulen an den aufeinanderfolgenden
Behandlungsstationen erfährt die Heiz- und Kühlwirkung des Gases senkrecht zu den
Spulen einen gewissen Ausgleich. So strömt an der Station I die erhitzte Atmosphäre
durch die Spule nach oben und gibt, da sie am Spulenboden die höchste Temperatur
hat, diesem unteren Teil der Spule an Station 1 am Ende der dortigen Behandlungszeit
eine etwas größere Temperatur als der Spulenoberseite. Wenn jedoch die Spule zur
Station 11 rückt, bekommt sie eine Strömung der vorwärmenden Atmosphäre aus
der Station VI nach unten, und zwar an ihrem Oberteil mit der höchsten Temperatur.
Die Temperaturunterschiede zwischen Ober- und Unterteil der Spule werden also sehr
klein gehalten. In ähnlicher Weise gleicht die Strömungsumkehr an den aufeinanderfolgenden
Stationen die Temperatur senkrecht zur Spule während der Erwärmungs- und Durchglühzeiten
aus.
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Obwohl ein Drehherdofen dargestellt und beschrieben ist, der sieben
Einsatzbehandlungsstationen hat, kann die Zahl der Stationen in Abhängigkeit von
der dem Einsatz zuteil werdenden Verfahrensart verändert werden. So kann in einigen
Fällen lediglich ein Paar von Kühl- und Vorwärinstationen verwendet oder das Durchglühen
kann in einer einzigen Station anstatt in zweien, wie hier dargestellt, durchgeführt
werden.
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Es ist auch klar, daß zu einer großen Einsparung in der für das Anlassen
einer gewissen Stoffmenge benötigten Zeit Einsparungen im Bauraumbedarf für eine
gleichwertige Ausstoßtonnage bei dem beschriebenen Gerät und Verfahren gegenüber
den Anlagen hinzukommen, die wie früher Glühöfen des Glockentyps für Spulenanlassen
benutzen. Weiterhin werden die Brennstoffkosten wegen der Wärmewiedergewinnung aus
den abzukühlenden Spulen für die eingebrachten Spulen wesentlich herabgesetzt, der
erforderliche Arbeitsaufwand sinkt auf einen Kleinstwert, weil die Spulen nur wenige
Male und nur für äußerst kurze Zeitabschnitte bedient werden müssen, die inneren
Abdeckungen und Spulenzwischenlagen oder Leitflächen, wie sie gewöhnlich beim Glühen
von dichtgewickelten Spulen in öfen des Glockentyps verwendet werden, fallen zugleich
mit ihren relativ hohen Kosten und Wartungsproblemen weg, und ein besseres Glüherzeugnis
wird wegen der sehr gleichförmigen Erwärmung erreicht, die durch die gesamte
Spule
Platz greift. Das Festklemmen der Spulen -an den Kanten ist vollständig ausgeschaltet,
weil die Windungen während der gesamten Arbeit des Erwärmens und Abkühlens der Spulen
voneinander getrennt sind. Außerdem setzt das neue System wegen der im Vergleich
zu früheren Verfahren sehr geringen Zahl vor, jeweils im Arbeitsgang befindlichen
Spulen die Spullenlagerhaltung wesentlich herab, so daß das für andere Zwecke
frei werdende Arbeitskapital wächst.