DE1807504A1 - Durchlauferwaermungsofen fuer Metallbloecke,-stangen od.dgl. - Google Patents

Durchlauferwaermungsofen fuer Metallbloecke,-stangen od.dgl.

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DE1807504A1 DE19681807504 DE1807504A DE1807504A1 DE 1807504 A1 DE1807504 A1 DE 1807504A1 DE 19681807504 DE19681807504 DE 19681807504 DE 1807504 A DE1807504 A DE 1807504A DE 1807504 A1 DE1807504 A1 DE 1807504A1
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Description

Dipl.-Ing. Friedrich Wilhelm Elhaus, Wuppertal-Elberfeld
Durchlauferwärmungsofen für Metallblöcke, -stangen od. dgl.
Die Erfindung "betrifft einen Durchlauferwärmungsofen, durch den Metallblöcke, -barren, -stangen od. dgl. hindurchgeführt werden, um sie auf die für eine nachfolgende Warmverformung erforderliche Temperatur zu erwärmen. Dabei ist das Anwärmgut im Herdtunnel hintereinanderliegend, d. h. eine Reihe endlicher Länge bildend, angeordnet und wird mit Hilfe von Rollen bzw. einer mit entsprechenden Tragvorrichtungen ausgerüsteten Förderkette intermittierend vom Beschickungs- bis zum Entnahmeende des Ofens transportiert. Die Beheizung des Ofens erfolgt mit gasförmigem oder flüssigem Brennstoff, wobei die Brenner links und rechts des Anwärmgutes über die Länge des Herdes angeordnet sind und das Anwärmgut unmittelbar mit Flammen beaufschlagen.
Die bekannten Durchlauferwärmungsofen dieser Art weisen Nachteile auf, die ihren Einsatz begrenzen und ihre Wirtschaftlichkeit ungünstig beeinflussen. So ist der Herd in der Regel aus feuerfestem Mauerwerk entsprechender Dicke erstellt, wodurch die aufzubringende Speicherwärme relativ groß ist, was sich insbesondere beim Anfahren oder nach Betriebsunterbrechungen
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unliebsam auswirkt. Daneben ist aber auch die Anwärmzeit der zu erwärmenden Güter relativ lang, da aufgrund der baulich bedingten ungünstigen Brenneranordnung nur ein Teil der Oberfläche des Anwärmgutes zur Übertragung der Wärme ausgenutzt wird. Die langen Anwärmzeiten bedingen eine verhältnismäßig große Baulänge des Ofens und erschweren dadurch unvorhergesehene Umstellungen des Ofens auf Anwärmgüter anderer Abmessungen. Wegen der großen Speicherwärme des Mauerwerks und der Konzentrierung der zugeführten Wärmemenge auf relativ kleine Bereiche der Anwärmgutoberfläche ergibt sich ein verhältnismäßig hoher Brennstoffverbrauch.
Wie sich gezeigt hat, entspricht bei den bekannten Durchlauferwärmungsöfen die Temperaturverteilung über den Querschnitt des Anwärmguts häufig nicht den Anforderungen für die sich anschließende Warmverformung. Sofern das Anwärmgut beispielsweise durch Strangpressen verformt werden soll, ist eine rotationssymmetrische Temperaturverteilung bei allen zur Verarbeitung vorgesehenen Rundbarren mit unterschiedlichen Durchmessern notwendig. Erschwerend kann die Forderung hinzukommen, auch Flachbarren im gleichen Ofen mit rotaionssymmetrischer Temperaturverteilung anzuwärmen. Die Gründe für die ungleichmäßige Erwärmung des anzuwärmenden Gutes bei den herkömmlichen öfen sind zum einen die ungünstige Anordnung und Einstellung der einzelnen Brenner, zum anderen die mit zu erwärmenden, in den Herdraum hineinragenden Tragvorrichtungen der Transportkette bzw.
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-rollen und schließlich die zwischen dem Mauerwerk und den ■besagten Transportvorrichtungen hindurchströmende Falschluft, die das Anwärmgut an seiner Unterseite abkühlt. Ferner-entspricht die Temperaturverteilung über die Länge des Anwärmgutes, insbesondere bei der Verarbeitung von verhältnismäßig langen Strangpreßbarren od. dgl., nicht immer den gestellten Anforderungen. Die Ursache hierfür liegt im besonderen darin, daß bei verschiedenen Barrenlängen eine Überschneidung zwischen der letzten und vorletzten Heizzone stattfindet, so daß der in die vorletzte Zone hineinragende Teil eine andere Beheizung erfährt als der in der letzten Zone liegende. Eine zur Vermeidung dieses Nachteils zweckmäßige Aufteilung der auf der Transportvorrichtung dicht hintereinander angeordneten Blöcke auf die genannten beiden Zonen, ist bei den Durchlauferwärmungsöfen herkömmlicher Bauart nicht möglich.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Durchlauf erwärmungs ofen zu schaffen, der die Mängel der bekannten Öfen nicht aufweist und der sich bei optimaler Ausnutzung der Brennstoffenergie durch preiswerte und einfache Herstellbarkeit auszeichnen soll.
Zur Verkürzung der Anwärmzeit und Verringerung des Brennstoffverbrauchs wird gemäß der Erfindung die zur Übertragung der Wärme genutzte Oberfläche des Anwärmgutes vergrößert und die Speicherwärme der den Herd bildenden und mitzuerwärmenden Bau-
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teile verringert. Die Verringerung der mitzuerwärmenden Bauteile wird der Erfindung zufolge dadurch erreicht, daß der Herdtunnel aus durchgehenden oder abschnittsweise aneinandergefügten, relativ dünnwandigen, feuerfesten Schalen gebildet ist. Wie Versuche ergeben haben, eignet sich für die Herstellung der Tunnelschalen besonders ein unter dem Warennamen "Masrock" bekannt gewordener Werkstoff, der im wesentlichen aus Siliciumoxid besteht. Die erfindungsgemäßen Herdschalen erbringen - wie die Praxis gezeigt hat - eine Senkung der Speicherwärme auf ca. 25 $> der Speicherwärme vergleichbarer herkömmlicher Öfen. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Schalen zur Herstellung des Herdtunnels bietet zudem den Vorteil, daß der Tunnelinnenraum ohne weiteres dem Querschnitt des anzuwärmenden Gutes optimal angepaßt werden kann.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die Herdschalen als Halbschalen ausgebildet und jeweils an ihrem unteren Ende schwenkbar abgestützt sind. Hierdurch ist die Möglichkeit gegeben, die Herdschalen erforderlichenfalls ohne große Montagearbeiten aus dem Ofen herauszunehmen. Die den Tunnel bildenden Halbschalen sind im Betriebszustand derart zueinanderstehend angeordnet, daß sie einen oberen und unteren Durchgangsspalt freilassen, wobei der obere Spalt durch eingesetzte Abstandhalter fixiert ist. Während der obere Spalt lediglich zur Ableitung der Hauchgase dient, wird durch den unteren Spalt das Transportmittel für die Portbewegung, des anzuwärmenden Gutes hindurchgeführt.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sind die über die Gesamtlänge des Tunnels verteilten Brenner in mindestens vier axial verlaufenden Reihen mit unterschiedlichen Winkelstellungen derart angeordnet, daß sie auf den Kern des Anwärmgutes weisen, wobei die unteren beiden Brennerreihen möglichst nahe an den das Anwärmgut tragenden Vorrichtungen angeordnet und schräg nach oben gerichtet sind. Durch diese erfindungsgemäße Anordnung der Brenner und Aufteilung der gesamten Heizleistung auf mehrere Brennerreihen wird eine wesentliche Vergrößerung der nutzbaren Oberfläche des Anwärmgutes erzielt. Die besondere Winkelrichtung der Brenner ermöglicht es, daß das Anwärmgut gleichmäßig über seinen Umfang mit Rauchgasen beaufschlagt wird. Besonders wichtig ist dabei, daß die beiden unteren Brennerreihen zur Deckung des erhöhten Wärmebedarfs und unter Berücksichtigung der nach oben abströmenden Rauchgase im Bereich der Transportmittel angeordnet und schräg nach oben gerichtet sind. Die oberen Brennerreihen sind so angeordnet, daß die Rauchgase den übrigen Teil der Oberfläche des Anwärmgutes auch bei verschiedenen Querschnitten der Stangen, Blöcke od. dgl. gleichmäßig beaufschlagen. I1Ur das Anwärmen von beispielsweise Rundbarren sind sie schräg nach unten gerichtet. Der Abstand der Brennerdüsen voneinander innerhalb einer Reihe liegt vorzugsweise zwischen 80 und 120 mm. Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Herdschalen wird die zweckmäßige Anordnung der Brennerdüsen, die unmittelbar in entsprechenden Durchbrüchen angeordnet sind, wesentlich erleichtert bzw. Überhaupt erst ermöglicht.
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Zur Verbesserung der Temperaturverteilung über den Querschnitt des Anwärmgutes, womit bei Strangpreßbarren eine rotationssymmetrische Temperaturverteilung im Anwärmgut unterschiedlicher Abmessungen gemeint ist, ist es vonnöten, die Brenner relativ zur wärmeübertragenden Fläche der Blöcke, Stangen od. dgl. derart anzuordnen, daß die gewünschte Temperaturverteilung "bei allen zu erwärmenden Querschnitten geschaffen werden kann. Dies wird durch die beschriebene Anordnung der Brenner in Verbindung mit den neuartigen Herdschalen, die eine beliebige Anordnung der Brenner zulassen, erreicht.
Einem weiteren Merkmal der Erfindung zufolge können die oberen Brennerreihen gegenüber den unteren in ihrer Leistung einzeln oder paarweise geringer eingestellt werden, wobei es sich um eine feste oder veränderliche Einstellung handeln kann. Hierdurch soll die Wärmezufuhr im oberen Bereich des Herdraumes dem dort infolge der nach oben abströmenden Rauchgase gegenüber dem im unteren Bereich vorhandenen geringeren Wärmebedarf angepaßt werden. Um eine nachträgliche Einstellung der oberen Brennerreihen zu ermöglichen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, die Brennerdüsen nicht mit getrennten Zuleitungen für das Gas-Luftgemisch zu versehen, wie es bei den bekannten Anlagen der Fall ist, sondern mehrere Düsen mit Hilfe eines Yerbindungsrohres zu einem Reihenbrenner zu verbinden und mit einer gemeinsamen Zuleitung zu versehen, in die ein einstellbares oder festes Drosselventil eingebaut ist. Durch diese Maßnahme läßt
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sich nachträglich die Wärmezufuhr der einzelnen Brennerreihen verändern und damit die Temperaturverteilung über den Querschnitt des Anwärmgutes beeinflussen.
Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die das Anwärmgut transportierenden, an einer Transportkette befestigten Tragevorrichtungen im Bereich des Spalts zwischen den Tunnelschalen einen den Spalt weitgehend ausfüllenden Querschnitt aufweisen. Hierdurch wird eine weitere Verbesserung der Temperaturverteilung über den Querschnitt des Anwärmgutes erreicht, da die zwischen der tunnelförmigen Herüwandung und den Tragevorrichtungen der Transportkette hindurchströmende Falschluftmenge verringert wird.
Schließlich sieht die Erfindung zur Verringerung der Temperaturunterschiede über die Länge des Anwärmgutes vor, die letzte Heizzone als Einblock-Zone auszubilden. In dieser Zone befindet sich jeweils nur ein Block. Die Länge der Einblock-Zorie entspricht der des längsten zur Verarbeitung vorgesehenen Barrens od. dgl. Mit Hilfe einer besonderen Transportvorrichtung wird der in die Einblock-Zone eingefahrene Barren mit seiner vorderen Stirnfläche immer bis zum Ende der Heizzone vorgefahren, so daß ein Hineinragen des Barrens in die vorletzte Zone vermieden wird. Das gleiche gilt für den vorderen Barren in der vorletzten Zone, der über das Ende dieser Zone zur Vermeidung von Überschneidungen nicht hinausfahren kann.
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Als Transporteinrichtung für die richtige Positionierung des Anwärmgutes in der letzten und vorletzten Heizzone werden gemäß der Erfindung Herdrollen vorgeschlagen, die mindestens im Bereich der Bndzone zur Entnahme des in der Endzone befindlichen Barrens angetrieben sind. Im übrigen Bereich des Durchlauferwärmungsofens brauchen die Rollen nicht angetrieben zu sein. Der Transport des Anwärmgutes erfolgt hier beispielsweise mit Hilfe eines Blockdrückers entsprechend dem Entnahmerhythmus .
Beim Anwärmen von verhältnismäßig schmalem und hohem Anwärmgut, wie z. B. Strangpreß-Flachbarren, die zur Ausnutzung der wärmeübertragenden Fläche hochkant im Herdraum angeordnet werden, besteht die Gefahr, daß diese Barren beim Transport durch den Ofen umkippen. Um dies zu vermeiden, sieht die Erfindung die Anordnung von Führungen im oberen Bereich des Herdraums vor, die den Barren von beiden oder bei leichter Schräglage von einer Seite her abstützen.
Der Gegenstand der Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels, das auf der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch den Ofen, wobei die den Herd bildenden Herdschalen mit ihrer Abstützung sowie der Abgaskanal und die Außenverkleidung im Schnitt erscheinen,
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Fig, 2 einen Längsschnitt eines kurzen Abschnitts des Ofens mit Blick auf die Transportkette einschl. Tragevorrichtungen und auf die Innenseite einer Herdschale sowie die Seitenansicht des benachbarten Abschnitts bei abgenommener Außenverkleidung mit Blick auf den oberen und unteren Reihenbrenner und auf die Außenseite der Herdschale .
Bas Anwärmgut 1 wird mit Hilfe von Tragvorrichtungen 2, die an einer Doppelstrang-Förderkette 3 befestigt sind, intermittierend durch den von den Herdschalen 4 gebildeten zylindrischen Herdraum 5 transportiert. Die Herdschalen 4 sind in ihrem unteren Bereich schwenkbar auf den beiden Tragschienen 6 gelagert und werden oben von Abstandhaltern 7 in Position gehalten» Die Herdschalen 4 sind ferner durch radial wirkende Stützleisten 8 gehalten. Durch Entfernen der Abstandhalter 7 und leichtes Schwenken um den Drehpunkt an der Tragschiene 6 nach innen, tonnen die Herdschalen 4 mühelos ausgebaut werden, ohne daß hierzu eine Demontage weiterer Teile notwendig ist.
Die Wärmezufuhr erfolgt durch die als Reihenbrenner ausgebildeten oberen und unteren Vorgemischbrenner 9» 10 mit den Brennerdüsen 11, die durch öffnungen 12 der Herdschalen 4 in den Herdraum 5 hineinbrennen. Zur Einstellung der oberen Brenner 9 gegenüber den unteren Brennern 10 ist in der Zuleitung 13 ein linstellbares Drosselventil 14 angeordnet. Wie insbesondere 'ig. 1 erkennen läßt, -sind die Brenner 9» 10 derart angeordnet, aß beim Anwärmen der gezeigten beiden Strangpreßbarren 1, 1' nterschiedlichen Durchmessers eine gute Ausnutzung der Ober-
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fläche zur Wärmeübertragung und eine rotationssymmetrische Temperaturverteilung über den Querschnitt der Barren erreicht wird. Dabei sind die Brennerdüsen 11 in ihrer Leistung so eingestellt, daß die gewünschte Temperaturverteilung erzeugt wird.
Die das Anwärmgut 1 aufnehmenden Tragvorrichtungen 2 sind im Bereich des Durchtritts durch den von den beiden Herdschalen 4 gebildeten Spalt mit einem im Querschnitt rechteckigen Schaft versehen, der den Spalt bis auf einen für die Wärmedehnung erforderlichen Sicherheitsabstand an den Seiten ausfüllt.
Die Rauchgase verlassen den Herdraum 5 nach oben durch den von den Herdschalen 4 und den Abstandhaltern 7 gebildeten Spalt und werden zusammen mit Frischluft durch einen Absaugventilator über den Abgaskanal 16 abgesaugt. Die Außenverkleidung 17 dient dabei gleichzeitig als Luftführung für die mitangesaugte Frischluft.
Wie Fig. 1 weiter erkennen läßt, sind an einer Seite des Ofens die für die Herstellung und Dosierung des Brenngases erforderlichen Rohrleitungen und Geräte 18 sowie eine Vorrichtung 19 für die Messung der Temperatur des Anwärmgutes 1 angeordnet.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird neben einer optimalen Ausnutzung der Brennstoffenergie auch die gewünschte Temperaturverteilung über den Querschnitt des anzuwärmenden Gutes erreicht, woraus ein hoher Wirkungsgrad des Ofens resultiert.
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Claims (11)

18Ü7ÖÜ4 DIPL-ING. H. J. INGÜTSCH PATENTANWALT WUPPERTAL-ELBEiiPELD ** WALL 27/29 TEL 445096 Ansprüche
1. Durchlauferwärmungsofen für Metallblöcke, -stangen od. dgl., bestehend aus einem Herdtunnel, durch den das zu erwärmende Gut intermittierend hindurchgeführt wird, wobei die Tunnelwandung über die Gesamtlänge des Herdtunnel verteilte Durchbrüche aufweist, in die Brenner eingesetzt sind, deren Flämmen das zu erwärmende &ut unmittelbar beaufschlagen, dadurch gekennzeichnet, daß der Herdtunnel (5) aus durchgehenden oder abschnittsweise aneinandergefügten, relativ dünnwandigen, feuerfesten Schalen (4) gebildet ist.
2. -Durchlauferwärmungsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Schalen (4) als Halbschalen ausgebildet sind, die jeweils an ihrem unteren Ende schwenkbar abgestützt werden.
3. Durchlauferwärmungsofen nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalen (4) derart zueinanderstehend angeordnet sind, daß sie einen oberen und unteren Durchgangsspalt freilassen, wobei der obere Spalt durch eingesetzte Abstandhalter (7) fixiert ist.
4. Durchlauferwärmungsofen nach den Ansprüchen 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß die Schalen
(4) im wesentlichen aus Siliciumoxyd bestehen.
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5. Dur chlauferwärmungs ofen nach den -Ansprüchen 1 - A1 dadurch gekennzeichnet, daß die über die Gesamtlänge des Tunnels (5) verteilten Brenner (9, 10) in mindestens vier axial verlaufenden Reihen mit unterschiedlicher Winkelstellung derart angeordnet sind, daß sie auf den Kern des Anwärmgutes (1, 1') weisen, wobei die unteren beiden Brennerreihen (10) möglichst nahe an den das Anwärmgut (1, 1') tragenden Vorrichtungen (2) angeordnet und schräg nach oben gerichtet sind.
6. Durchlauferwärmungsofen nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennerreihen (9,10) einzeln oder paarweise durch feste und/oder einstellbare Mittel in ihrer Leistung dem ihrer Anordnung entsprechenden, zur Erzeugung der gewünschten Temperaturverteilung im Anwärmgut (1) erforderlichen Wärmebedarf ange paßt werden können.
7. Durchlauferwärmungsofen nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenner als Reihenbrenner atisgebildet sind, wobei mehrere Düsen durch eine Sammelleitung verbunden sind,
8. Durchlauferwärmungsofen nach den Ansprüchen 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die das Anwärmgut (1, 1') transportierenden, an einer Transportkette
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(3) befestigten Tragvorrichtungen (2) im Bereich des unte'ren Spalts zwischen den Tunnelschalen (4) einen den Spalt weitgehend ausfüllenden Querschnitt aufweisen.
9. Durchlauferwärmungsofen nach den Ansprüchen 1 - 8 , d a durch gekennzeichnet, daß die Endzone des Tunnels (5) als Einblock-Zone ausgebildet ist, in der lediglich ein Block (1, 1') od. dgl. erwärmt wird.
10« Durchlauferwärmungsofen nach den Ansprüchen 1-9 ,dadurch gekennzeichnet, daß zumindest im Bereich der Endzone für den Transport des Glühgutes (1) angetriebene Rollen angeordnet sind.
11. Durchlauferwärmungsofen nach den Ansprüchen 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Bereich des Herdtunnels (5) ein- oder beidseitige Führungen zur Abstützung der Barren (1) od. dgl. angeordnet sind.
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