DE1807504C3

DE1807504C3 -

Info

Publication number: DE1807504C3
Application number: DE1807504A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Wilhelm Dipl.Ing. 5600 Wuppertal Elhaus
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-11-07
Filing date: 1968-11-07
Publication date: 1974-08-22
Also published as: BE741371A; AT303100B; JPS5212127B1; CH508859A; DE1807504B2; US3632093A; NL6916826A; GB1254360A; DE1807504A1; FR2022762A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Durchlauferwärmungsofen für Metallblöcke, -stangen od. dgl. mit einer aus zumindest zwei feuerfesten Schalenelementen zusammengesetzten Heifdtunnelwandung, mit durchlaufender Transporteinrichtnug zur Förderung des zu erwärmenden Gutes und mit das zu erwärmende Gut unmittelbar beaufschlagende Brenner.

Öfen dieser Art müssen verschiedenen Anforderungen gerecht werden. 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 rotationssymmetrischer Temperaturverteilung anzuwärmen. Die bekannten öfen erfüllen diese Forderungen nicht oder nur in ungenügender Weise, was zum

ίο einen auf die ungünstige Anordnung und Einstellung der einzelnen Brenner, zum anderen auf die mit zu erwärmenden, in den Herdraura hineinragenden Tragevorrichtungen der Transportkette bzw. -rollen und schließlich auf die zwischen dem Herdtunnel und den besagten Transporteinrichtungen hindurchströmende Falschluft, die das Anwärmgut an seiner Unterseite abkühlt, zurückzuführen ist.

Die bekannten Durchlauferwärmungsöfen weisen also Nachteile auf, die ihren Einsatz begrenzen und ihre Wirtschaftlichkeit ungünstig beeinflussen. Eine weitverbreitete Ofenform besteht aus feuerfestem Mauerwerk entsprechender Dicke, wodurch die aufzubringende Speicherwärme relativ groß ist, was sich insbesondere beim Anfahren oder nach Betriebsun-

»5 terbrechungen nachteilig auswirkt. Daneben ist aber auch die Anwärmzeit der zu erwärmenden Güter relativ lang, da auf Grund der baulich bedingten ungünstigen Brenneranordnung nur ein Teil der Oberfläche des Anwärrngutes zur Übertragung der Wärme

ausgenutzt wird. Die langen Anwärmzeiten bedingen eine verhältnismäßig große Baulänge des Ofens. Umstellungen des Ofens auf Anwärmgüter anderer Abmessungen sind schwierig durchzuführen. Wegen der großen Speicherwärme des Mauerwerks und der

Konzentrierung der zugeführten Wärmemenge auf relativ kleine Bereiche der Anwärmgutoberfläche ergibt sich ein verhältnismäßig hohe·; Brennstoffverbrauch.

Bei einem bekannten Ofen für die thermische Be-

4r handlung von Werkstücken (deutsche Patentschrift 890 055) ist zur besseren Ausnützung der zugeführten Wärmemenge vorgesehen, so viele Heizquellen im Ofen anzuordnen, wie das Wärmgut Oberflächen besitzt und den Ölen im Bereich jeder Heizquelle mit einem quer zur Heizrichtung verlaufenden Reflektionsgewölbe auszustatten. Durch die besondere Formgebung des Innenprofils dieses Ofens soll die Sekundärintensitäi: der eingestrahlten Wärmeenergie an die Stellen der Oberfläche des Wärmgutes gebracht werden, an denen die Wirkung der Primärintensität nachläßt. Ein solcher Ofen ist äußerst kostenaufwendig herzustellen und verlangt umfangreiche Umbauarbeiten, wenn Wärmgüter unterschiedlicher Formgebung thermisch behandelt werden sollen.

Ein weiterhin bekannter mit Ultrarotstrahlern ausgerüsteter Ofen (deutsche!; Gebrauchsmuster 1 642 007) besteht aus zwei Halbschaten, die mit Flanschen versehen und schraubgemäß miteinander verbunden sind. Dieser Ofen besitzt keine Transporteinrichtung und eignet sich nicht zur Durchlauferwärmung von Metallblöcken od. dgl., sondern ist eher für die Lackeinbrennung lackierter Gegenstände bestimmt.

Ein an beiden Sltirnseiten geschlossener Ofen (britische Patentschrift 971933) besitzt zwei sich zu einem Halbkreis ergänzende Viertelschalen, die bodenseitig schwenkbeweglich gelagert sind. Zum Ein-

füllen oder zum Herausnehmen des Wärmgutes müssen die Vtertelschalen mittels einer Winde auseinandergeklappt werden.

Ein mit einer Förderkette ausgerüsteter Ofen (deutsche Patentschrift 264019) besitzt einen Glühraum, der an den Sümenden abriegelbar ist und bei dem die Flammen oder heißen Gase über Kanäle in den Glöhraum gelangen. Eine rotationssymmetrische Anwarmung des Anwürmgutes ist bei diesem Ofen wegen der indirekten Wärmezufuhr nicht gegeben.

Ein als kombinierte Anwärmanlage ausgebildeter Ofen (deutsche Auslegeschrift 1 221 657) besteht aus einem brennstoff- und einem induktiv beheizten Teil. Die Brenner des ersten Teils (in welchem eine VorReduzierung der Speicherwärme, eine Verkürzung der Anwärmzeit und damit eine Verringerung des Brennstoffverbrauches erreicht. Durch die Ausrichtbarkeit der Brenner kann die zur übertragung der Wärme bestimmte Oberfläche des Anwärmgutes optimal ausgenutzt werden.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Schalenelemente mit ihren unteien Endbereichen verschwenkbar auf Tragschienen sitzen, daß sie je eine äußere seitliche Abstützung aufweisen und daß sie durch in den oberen Spalt eingesetzte Abstandhalter lagefixiert sind. Hierdurch kann der Ofen leicht und einfach montiert oder demontiert werden; die Rauchgase können

wännung auf 200 bis 300° C erfolgt) sind dabei in t₅ durch den oberen Spalt abziehen und durch den unhä d Si kö di Tittl dchgeführt

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freier Atmosphäre angeordnet. Sie können von ihrer Umgebung durch Flammenleitbleche abgetrennt werden. Diese Flammenleitbleche sollen dem Zweck dienen, die von den Brennern erzeugten Flammen derart zu leiten, daß sie die Oberfläche der zu erwärmenden Güter oberhalb der Brenner praktisch vollständig umspülen und ferner sollen sie noch Ablenkungen der Flammen durch Luftbewegungen od. dgl. verhindern und Schutz für das Bedienungspersonal teren Spalt können die Transportmittel durchgeführt werden.

Ferner kann vorgesehen seit, daß die Brenner einzeln oder paarweise in ihrer Leistung einstellbar sind. Somit können z. B. die oberen Brennerreihen gegenüber den unteren in ihrer Leis'.jng einzeln oder paarweise geringer eingestellt werden, io daß die Wärmezufuhr im oberen Bereich des Herdraumes dem dort infolge der nach oben abströmenden Rauchgase gebieten. Der brennstoffbeheizte Teil dieser bekannten »5 genüber dem im unteren Bereich vorhandenen gerin-Anwärmanlage, der auf einen Ofenkörper verzichtet, ge rc η Wärmebedarf angepaßt werden kann. Um eine besitzt keinen guten thermischen Wirkungsgrad und nachträgliche Einstellung der oberen Brennerreihe keine größere Anwärmleistung. Die Erzielung einer besonders einfach durchführen zu können, empfiehlt rotationssymmetrischen Anwarmung ist im brenn- es sich, die Brenner als Reihenbrenner auszubilden, stoffbeheizten Teil dieser Anwärmanlage nicht mög- 30 wob-:i mehrere Düsen durch eine Sammelleitung mitlieh. einander zu verbinden sind.

Die Anordnung mehrerer Brenncrreihen ist bei Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung

einem Durchlauferwärmungsofen (USA.-Patent- kann vorgesehen sein, daß beidseitig neben der schrift 2 603 470) bekannt, dessen Herdtunnehvan- Transporteinrichtung Brennerreihen angeordnet und dung aus Blockelementen größerer Dicke zusammen- 35 schräg nach oben gerichtet sind. Durch diese Maß-

gesetzt ist. Die Speicherwärme der Blockelemcnte ist relativ groß. Die in den Blockelementen eingesetzten Brenner sind nicht in bezug auf das Anwärmgut ausrichtbar, jnd das Anwärmgut wird daher im wesentlichen indirekt erwärmt.

Öfen der vorgenannten Art sind ferner gezeigt und beschrieben in den USA.-Patentschriften 3 118 493. 3 219 465, 2 529 690 sowie in der deutschen Patentschrift 940 229. Sämtliche dort beschriebenen Öfen besitzen auf Grund ihrer verhältnismäßig dicken feuerfesten Auskleidung eine große Speicherwärme der Herdtunnelwände. Die dort vorgesehenen Brenner sind nicht in bezug auf das Anwärmgut ausrichtbar, so daß auch keine rotationssymmetrische Erwärmung des Anwärmgutps möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Durchlauferwärmungsofen zu schaffen, bei dem die Speicherwärme der feuerfesten Schalenelemente gering ist und die Brenner im Hinblick iuf eine optimale Erwärmung des Gutes anordbar sind.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Durchlauferwärmungsofen der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schalenelemente aus amorphem Siliciumoxyd, einem an sich bekannten feuerfesten Werkstoff, bestehen und unter Freilassung eines unteren und oberen koaxial durchlaufenden Spaltes zueinander angeordnet sind und daß die Herdtur.nelwandung öffnungen in Form von zumindest vier sich koaxial in Tunnellängsrichtung erstreckende LochreJhen aufweist, in welche in verschiedenen Winkelstellungen gegen das Anwärmgut ausrichtbare Brenner eingesetzt sind. Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen wird eine wesentliche nähme wird der im Bereich der Transportmittel gegebene erhöhte Wärmebedarf berücksichtigt. Die oberen Brennerreihen sollten so angeordnet '.ein, daß die Rauchgase den übrigen Teil der Oberfläche des Anwärmgutes auch bei verschiedenen Querschnitten der Stangen. Blöcke od. dgl. gleichmäßig beaufschlagen.

Das Transportmittel für das Anwärmgut kann eine an sich bekannte Transportkette mit daran befestigten Tragevorrichtungen sein, die einen den unteren Spalt weitgehend ausfüllenden Schaftbereich besitzen. Durch letztere Maßnahme wird eine weitergehende Verbesserung der Temperaturverteilung über den Querschnitt des Anwärmgutes erreicht, da die zwischen der Herdtunnelwandung und den Tragevorrichtungen der Transportkette hindurch strömende Falschluftmenge verringert wird.

Schließlich können im oberen Bereich des Herdtunnels ein- oder beidseitige Führungen zur Abstützung der Bar^ren od. dgl. angeordnet sein. Insoweit wird von der Lehre nach den deutschen Patentschriften 1 200 850 oder 1 266 336 Gebrauch gemacht.

Der Gegi.istand der Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels, das auf der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch den Ofen, wobei die den Herd bildenden Herdschalen mit ihrer Abstützung sowie der Abgaskanal und die Außenverkleidung im Schnitt erscheinen,

F i g. 2 einen Längsschnitt eines kurzen Abschnitts des Ofens mit Blick auf die Transportkette einschließlich Tragevorrichtungen und auf die Innenseite einer Herdschale sowie die Seitenansicht des benachbarten Abschnitts bei abgenommener Außenver-

kleidung mit Blick auf den oberen und unteren Reihenbrenner und auf die Außenseite der Herdschale.

Das Anwärmgut 1 wird mit Hilfe von Tragvorrichtungen 2, die an einer Doppclstrang-Fördcrkettc 3 befestigt sind, intermittierend durch den von den feuerfesten Schalenclcmenten 4 gcbiklelcn zylindrischen Herdraum 5 transportiert. Die Schaltelemente 4 sind in ihrem unteren Bereich schwenkbar auf den beiden Tragschienen 6 gelagert und werden oben von Abstandhaltern 7 in Position gehalten. Die Schalenelemente 4 sind ferner durch radial wirkende Stützleisten 8 gehalten. Durch Entfernen der Abstandhalter? und leichtes Schwenken um den Drehpunkt an der Tragschiene 6 nach innen, können die Schalenelemente 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 Schalenelemente 4 in den Herdraum 5 hineinbrennen. Zur Einstellung der oberen Brenner 9 gegenüber den unteren Brennern 10 ist in der Zuleitung 13 ein einstellbares Drosselventil 14 angeordnet. Wie insbesondere F i g. 1 erkennen läßt, sind die Brenner 9, 10 derart angeordnet, daß beim Anwärmen der gezeigten beiden Strangpreßbarren 1, 1' unterschiedlichen Durchmessers eine gute Ausnutzung der Oberfläche 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 Schalenclemcnten 4 gebildeten Spalt mit einem im Querschnitt rechteckigen Schaft versehen, der den Spalt bis auf einen für die Wurmcdchnung erforderlichen Sicherheitsabstand an den Seiten ausfüllt.

Die Rauchgase verlassen den Hcrdiraurn 5 nach oben durch den von den Schalenelementen 4 und den Abstandhaltern 7 gebildeten Spalt und werden zusammen mit Frischluft durch einen Absaugventilator 15 über den Aby.askanal 16 abgesaugt. Die Außenverkleidung 17 dient dabei gleichzeitig als Luftführung für die mit angesaugte Frischluft.
Wie Fig. 1 weiter erkennen läßt, sind an einer

ao Seite des Ofens die für die Herstellung und Dosierung des Brenngases erforderlichen Rohrleitungen und Geräte 181 :sowie eine Vorrichtung 19 für die Messung der Temperatur des Anwärmgutes 1 angeordnet.

as Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird neben ek er optimalen Ausnutzung der Brennstoffenergie auch die gewünschte Temperaturverteilung über den Querschnitt des anzuwärmenden Gutes erreicht, woraus ein hoher Wirkungsgrad des Ofens resultiert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Durchlauferwinnungscifen für Metallblöcke, -stangen ocLdgl. mit einer aus zumindest zwei feuerfesten Schalenelementen zusammengesetzten Herdtunnelwandung, mit durchlaufender Transporteinrichtung zur Förderung des zu erwärmenden Gutes und mit das zu erwärmende Gut unmittelbar beaufschlagende Brenner, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalenelemente (4) aus amorphem Siliciumoxyd, einem an sich bekannten feuerfesten Werkstoff bestehen und unter Freilassung eines unteren und oberen koaxial durchlaufenden Spalites zueinander angeordnet sind und daß die Schalenelemente (4) Öffnungen (12) in Form vom zumindest vier sich koaxial in Tunnellängsrichtung erstreckende Lochreihen aufweisen, in welche in verschiedenen Winkelstellungen gegen das Anwärmgut (1, 1') ausrichtbare Brenner (!), 10, 11) eingesetzt sind.

2. Durchlauferwärmungsofen nach A.nspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalenelemente (4) mit ihren unteren Endbereichen verschwenkbar auf Tragschienen (6) sitzen, daß sie je eine äußere seitliche Ab· tützung (8) aufweisen und daß sie durch in den oberen Spalt eingesetzte Abstandhü'ter (7) lagefixiert sind.

3. Durchlauferwärmungsofen nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurcii gekennzeichnet, daß die nrenner (9, 10) einzeln oJer paarweise in ihrer Leistung einstellbar sind.

4. Durchlauferwärmungsofen nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenner (9, 10) als Reihenbrenner ausgebildet sind, wobei mehrere Düsen (11) durch eine Sammelleitung verbunden sind.

5. Durchlauferwärmungsofen nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig neben der Transporteinrichtung (2, 3) Brennerreihen angeordnet und schräg nach oben gerichtet sind.

6. Durchlauferwärmungsofen nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Transportmittel für das Anwärmgut (1, 1') eine an sich bekannte Transportkette (3) mit daran befestigten Tragevorrichtungen (2) ist, die einen den unteren Spalt weitgehend ausfüllenden Schaftbereich besitzen.

7. Durchlauferwärmungsofen nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Bereich des Herdtunnels (5) ein- oder beidseitige Führungen zur Abstützung der Barren (1) od. dgl. angeordnet sind.