DE1959713B1 - Verfahren zur reinigung der schutzgasatmosphaere eines industrieofens und zur durchfuehrung dieses verfahrens eingerichteter durchlaufindustrieofen - Google Patents
Verfahren zur reinigung der schutzgasatmosphaere eines industrieofens und zur durchfuehrung dieses verfahrens eingerichteter durchlaufindustrieofenInfo
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Description
1 2
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reini- zugeführt sowie sodann am Ausgang des Glühraumes
gung der Schutzgasatmosphäre eines Industrieofens wieder in diesen zurückgeführt wird,
mit beheiztem Glühraum, bei dem das Schutzgas im Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren findet ein Kreislauf über eine Zwischenreinigung geführt wird intensiver Wärmeaustausch zwischen dem aus dem sowie einen zur Durchführung dieses Verfahrens ein- 5 Glühraum kommenden Schutzgasstrom und dem kaigerichteten Durchlaufindustrieofen mit Schutzgas- ten Glühgut statt, so daß das aus der geschlossenen atmosphäre, dessen Glühraum beidseitig durch eine Kammer abgesaugte Schutzgas eine gegenüber der Schleusenkammer für das Glühgut gegen die Außen- Ofentemperatur erheblich abgesenkte Temperatur atmosphäre abgeschlossen ist. aufweist. Außerdem werden die auf dem Glühgut
mit beheiztem Glühraum, bei dem das Schutzgas im Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren findet ein Kreislauf über eine Zwischenreinigung geführt wird intensiver Wärmeaustausch zwischen dem aus dem sowie einen zur Durchführung dieses Verfahrens ein- 5 Glühraum kommenden Schutzgasstrom und dem kaigerichteten Durchlaufindustrieofen mit Schutzgas- ten Glühgut statt, so daß das aus der geschlossenen atmosphäre, dessen Glühraum beidseitig durch eine Kammer abgesaugte Schutzgas eine gegenüber der Schleusenkammer für das Glühgut gegen die Außen- Ofentemperatur erheblich abgesenkte Temperatur atmosphäre abgeschlossen ist. aufweist. Außerdem werden die auf dem Glühgut
Bei der Wärmebehandlung von Metallen werden io befindlichen Verunreinigungen — insbesondere der
Schutzgasatmosphären verwendet, um insbesondere adsorptiv gebundene Wasserdampf — während des
Sauerstoff oder dessen Verbindungen vom Glühgut Vorwärmens des Glühgutes freigesetzt und sogleich
fern zu halten. Hierbei ist eine verhältnismäßig reine abgesaugt, so daß sie nicht in den Glühraum gelan-Schutzgasatmosphäre
erforderlich. Es müssen deshalb gen können. Die Desorption des auf dem Glühgut in die Atmosphäre, eindringende Verunreinigungen 15 adsorbierten Wasserdampfes ist erst bei Temperatulaufend
entfernt werden. Derartige Verunreinigungen ren von etwa 800° C annähernd abgeschlossen, jekönnen
in den die Schutzgasatmosphäre enthalten- doch desorbieren mehr als 50 bis 75% der adsorden
Glühraum des Ofens beispielsweise dadurch ge- bierten Wasserdampfmenge bereits bei Temperaturen
langen, daß der Ofenraum oder die vorhandenen bis etwa 5000C. Wird der in diesem Temperatur-Schleusenkammern
nach dem Chargieren nicht aus- 20 bereich frei gewordene Wasserdampf sogleich abreichend
gespült werden, oder daß durch Lecks im geführt, wie dies erfindungsgemäß der Fall ist, so
Ofengehäuse Luftsauerstoff eindringt. Auch werden sind nachteilige Reaktionen des Wasserdampfes mit
mit dem Glühgut Feuchtigkeit, Oxide oder adsor- dem Glühgut nicht mehr zu befürchten,
bierter Sauerstoff mit eingeschleppt. Zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit kann mit Vor-
bierter Sauerstoff mit eingeschleppt. Zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit kann mit Vor-
Bei der Glühung von Stahlteilen muß beispiels- 25 teil derart vorgegangen werden, daß das gereinigte
weise der Sauerstoffanteil im Schutzgas unter Schutzgas gegebenenfalls zusammen mit neu zu-0,001
Volumprozent liegen. Das bedeutet, daß bei gesetztem Schutzgas vor dem Eintritt in den Glühgroßen
Öfen sehr große Schutzgasmengen erforder- raum durch Wärmetausch von dem abgesaugten unlich
werden, weil die gesamte Schutzgasmenge für gereinigten Schutzgas vorgewärmt wird. Damit kann
den Ofen so bemessen sein muß, daß die er- 30 die in dem abgesaugten Schutzgas enthaltene Wärmewähnten
Verunreinigungen keinen Einfluß ausüben mengenutzbringend ausgenutztwerden,
können. Um zu vermeiden, daß die Schutzgasatmosphäre
können. Um zu vermeiden, daß die Schutzgasatmosphäre
Es ist bekannt, das Schutzgas im Kreislauf über durch Sauerstoff verunreinigt wird, der durch den
eine Zwischenreinigung zu führen, d. h. das im Be- Glühraumabschluß am Ofenausgang trotz der Ausreiche
eines Endes der Ofenkammer abgesaugte 35 gangsschleuse eintritt, kann das neue Verfahren der-Schutzgas
nach Reinigung unter Zusatz frischen art ergänzt werden, daß auch am Ofenausgang aus
Schutzgases zum Ausgleich von Gasverlusten wieder einem das Glühgut aufnehmenden geschlossenen
in die Ofenkammer zurückzuführen. Dieses Verfah- Raum in der Nähe des äußeren Glühraumabschlusren
hat jedoch den großen Nachteil, daß es unwirt- ses Schutzgas abgesaugt und der Zwischenreinigung
schaftlich ist, weil das Schutzgas für die Reinigung 40 zugeführt wird. In dem geschlossenen Raum, in dem
nahezu auf Raumtemperatur abgekühlt werden muß. durch die Absaugung ein geringer Unterdruck erzeugt
Wird nämlich beispielsweise das Schutzgas im Be- 'wird, wird etwa eindringender Luftsauerstofi abgereiche
des vorderen Ofenhalses abgesaugt, so steht führt, ohne daß er in den Glühraum gelangen kann,
es an der Absaugstelle durch die meist angewandte Ein zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver-Zwangsumwälzung
noch in vollem Austausch mit der 45 fahrens eingerichteter Durchlaufindustrieofen der einAtmosphäre
des Glühraumes, so daß das abgesaugte gangs genannten Art ist gemäß weiterer Erfindung
Schutzgas noch annähernd Ofentemperatur aufweist. dadurch gekennzeichnet, daß anschließend an die
Auch gelangen bei diesem bekannten Verfahren die Eingangsschleusenkammer eine an sich geschlossene,
erst während des Aufheizens frei werdenden Ver- eine Gasverbindung mit dem Glühraum aufweisende
unreinigungen auf dem Glühgut, die in Gestalt von '50 Kammer angeordnet ist, in der das kalte Glühgut
Feuchtigkeit, Oxiden oder adsorbiertem Sauerstoff durch aus dem Glühraum zuströmendes heißes
mit eingeschleppt werden, in vollem Umfange in die Schutzgas vorwärmbar ist, und an die Saugzugmittel
Ofenatmosphäre. Auch ist es bekannt, vor Öfen, die angeschlossen sind, durch welche fortlaufend Schutzmit
einer besonderen Atmosphäre arbeiten, Schleu- gas absaugbar ist.
sen anzuordnen sowie das Glühgut durch heißes 55 Äußer dem Vorteil der Vorwärmung des Glüh-
Schutzgas vorzuwärmen. gutes durch den Schutzgasumwälzstrom und der
Ziel der Erfindung ist es, einen Weg zur Reini- gleichzeitigen Abführung der Verunreinigungen weist
gung der Schutzgasatmosphäre eines Industrieofens der neue Industrieofen den Vorzug auf, daß auch in
zu weisen, der es gestattet, bei geringem Wärme- und der Schleusenkammer befindliche Sauerstoffreste abGasverlust
eine einwandfreie reine Schutzgasatmo- 60 geführt werden, ohne im Glühraum schädlich wirken
Sphäre aufrechtzuerhalten. zu können. Dadurch kann die für die Spülung
Erfindungsgemäß wird hierzu derart vorgegangen, der Schleusenkammer erforderliche Schutzgasmenge
daß in einem am Ofeneingang vorgesehenen geschlos- wesentlich gesenkt werden.
senen Raum das kalte Glühgut vor dem Eintritt in Nachfolgend wird ein Ausführunsbeispiel der Erden
Glühraum durch aus dem Glühraum zuströmen- 65 findung an Hand der Zeichnung erläutert,
des heißes Schutzgas vorgewärmt wird und aus dem Die Figur zeigt einen Durchlaufindustrieofen gegeschlossenen Raum während der Vorwärmung lau- maß der Erfindung im axialen Schnitt, in einer Seifend Schutzgas abgesaugt und der Zwischenreinigung tenansicht und in schematischer Darstellung.
des heißes Schutzgas vorgewärmt wird und aus dem Die Figur zeigt einen Durchlaufindustrieofen gegeschlossenen Raum während der Vorwärmung lau- maß der Erfindung im axialen Schnitt, in einer Seifend Schutzgas abgesaugt und der Zwischenreinigung tenansicht und in schematischer Darstellung.
Die Glühkammer 1 des schematisch veranschaulichten Ofens enthält eine Schutzgasatmosphäre; sie
ist im übrigen in an sich bekannter Weise etwa mittels Strahlheizrohren beheizt, was der Einfachheit
halber nicht weiter veranschaulicht ist. An die Glühkammer 1 schließt sich eihgangsseitig und ausgangsseitig
ein sogenannter Ofenhals 2 bzw. 3 an, durch den das Glühgut in Pfeilrichtung in den Glühraum 1
eingebracht bzw. nach der Wärmebehandlung aus dem Glühraum 1 wieder herausgefahren wird. Der
Durchlaufofen kann hierbei kontinuierlich oder taktweise arbeiten. Am Ofeneingang ist eine Eingangsschleude
4 für das Glühgut in der Verlängerung des Ofenhalses 2 vorgesehen, während am Ofenausgang
eine entsprechende Ausgangsschleuse 5 anschließend an eüie bei 6 angedeutete Kühlstrecke für das Glühgut
angeordnet ist. Im Anschluß an die Eingangsschleuse 4 ist eine Kammer 7 vorgesehen, die gegen
den Glühraum 1 durch eine Tür 8 und gegen die Schleuse 4 durch eine weitere Tür 9 abgeschlossen
ist. Die Tür 8, die nach Art einer Klappe ausgebildet sein kann, gestattet den Zustrom von heißen Schutzgasen
aus dem Glühraum 1 in die Kammer 7. An die Kammer 7 ist über einen Wärmetauscher 10 ein Umwälzgebläse
11 angeschlossen, das es gestattet, aus der Kammer 7 Schutzgas abzusaugen, das aus dem
Glühraum 1 nachströmt und das in der Kammer 7 befindliche kalte Glühgut vorwärmt, bevor es von
dem Umwälzgebläse 11 abgesaugt wird. Das abgesaugte Schutzgas wird einer Zwischenreinigung zugeführt,
die in der Zeichnung schematisch angedeutet ist. Sie umfaßt eine Einrichtung 12 zur katalytischen
Umsetzung des freien Sauerstoffes mit den reduzierenden Bestandteilen des Schutzgases (H2 bzw.
CO), der ein Nachkühler 13 und eine Einrichtung zur Entfernung der CO2- und H2O-Anteile 14 nachgeschaltet
ist. Die Entfernung der CO2- und H2O-Anteile
kann beispielsweise durch Adsorption "an Zeolithen geschehen. Da die Sauerstoffumsetzung in
der Einrichtung 12 je nach Art des verwendeten Katalysators bei erhöhter Temperatur abläuft, ist es
zweckmäßig, das aus der Kammer 7 abgesaugte Schutzgas lediglich auf diese für die Umsetzung günstige
Temperatur abzusenken. Diese Temperaturabsenkung geschieht in dem Wärmetauscher 10, an
dessen Stelle in Einzelfällen auch ein Vorkühler treten kann. Der Nachkühler 13 hat die Aufgabe, die
Gastemperatur auf einen für die CO2- und H2O-Entfernung
günstigen Wert zu erniedrigen. Das aus der CO2- und H2O-Entfernungseinrichtung kornmende
gereinigte Schutzgas wird im Bereiche des dem Ausgang zugeordneten Ofenhalses 3 über eine Leitung
15 wieder in den Glühraum 1 zurückgeführt, wobei ihm über eine Leitung 16 frisches Schutzgas
zum Ausgleich von Gasverlusten zugesetzt wird. Das gereinigte Schutzgas und das zugesetzte Schutzgas
werden hierbei über den Wärmetauscher 10 geleitet, so daß sie vor dem Eintritt in den Glühraum 1 vorgewärmt
werden, während das abgesaugte Schutzgas gleichzeitig gekühlt wird. Für den Fall, daß an Stelle
des Wärmetauschers 10 ein Vorkühler verwendet wird, ist die Leitung 15 unmittelbar an den Ofenhals
3 angeschlossen.
Um zu vermeiden, daß von der Ausgangsschleuse 5 her Luftsauerstoff in den Glühraum 1 eindringt, kann
in einer fakultativen Ausführungsfonn vor der Ausgangsschleusenkammer
eine bei 17 angedeutete, von dem Glühgut durchlaufene zweite geschlossene Kammer
mit Türen 18,19 vorgesehen werden, aus der durch das Umwälzgebläse 11 über eine Leitung 20
ebenfalls Schutzgas abgesaugt wird.
Claims (6)
1. Verfahren zur Reinigung der Schutzgasatmosphäre eines Industrieofens mit beheiztem
Glühraum, bei dem das Schutzgas im Kreislauf über eine Zwischenreinigung geführt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß in einem am Ofeneingang vorgesehenen geschlossenen Raum das kalte Glühgut vor dem Eintritt in den Glühraum
durch aus dem Glühraum zuströmendes heißes Schutzgas vorgewärmt wird und aus dem
geschlossenen Raum während der Vorwärmung laufend Schutzgas abgesaugt und der Zwischenreinigung
zugeführt sowie sodann am Ausgang des Glühraums wieder in diesen zurückgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gereinigte Schutzgas gegebenenfalls
zusammen mit neu zugesetztem Schutzgas vor dem Eintritt in den Glühraum durch Wärmetausch von dem abgesaugten ungereinigten
Schutzgas vorgewärmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch am Ofenausgang
aus einem das Glühgut aufnehmenden geschlossenen Raum in der Nähe des äußeren Glühraumabschlusses
Schutzgas abgesaugt und der Zwischenreinigung zugeführt wird.
4. Zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichteter
Durchlaufindustrieofen mit Schutzgasatmosphäre, dessen Glühraum beidseitig durch eine
Schleusenkammer für das Glühgut gegen die Außenatmosphäre abgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet,
daß anschließend an die Eingangsschleusenkammer (4) eine an sich geschlossene, eine Gasverbindung mit dem Glühraum (1) aufweisende
Kammer (7) angeordnet ist, in der das kälte Glühgut durch aus dem Glühraum (1) zuströmendes
heißes Schutzgas vorwärmbar ist und aus der durch angeschlossene Saugzugmittel (11)
fortwährend Schutzgas absaugbar ist.
5. Industrieofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der geschlossenen
Kammer (7) abgesaugte Schutzgas durch einen
auch von dem rückgeführten gereinigten Schutzgas durchströmten Wärmetauscher (10) geführt
ist, in dem das gereinigte Schutzgas durch Wärmetausch vorwärmbar ist.
6. Industrieofen nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Ausgangsschleusenkammer
(5) eine zweite, vom Glühgut durchlaufene geschlossene Kammer (17) angeordnet ist, an die Saugzugmittel (11) angeschlossen
sind, durch die fortwährend Schutzgas aus der Kammer (17) absaugbar ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen COPY
Priority Applications (4)
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