DE19803259A1 - Bell furnace, especially for bright annealing steel strip coils - Google Patents
Bell furnace, especially for bright annealing steel strip coilsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Haubenofen, insbesondere zum Glühen von Stahlblech bunden unter Schutzgas mit einer Schutzhaube, die die Stahlblechbunde umgibt, mit einer Kühlhaube, die unter Bildung eines Zwischenraumes die Schutzhaube konzen trisch umgibt und die einen Kühlhaubenmantel und eine Kühlhaubendecke aufweist, wobei der Kühlhaubenmantel mit einer Vielzahl von Luftdüsen versehen ist, derart, daß Kühlluft in Form von Prallstrahlen auf die Schutzhaube auftrifft und mit mindestens einem Ventilator zur Erzeugung einer Kühlluft-Strömung im Zwischenraum.The invention relates to a hood furnace, in particular for annealing sheet steel bound under protective gas with a protective hood that surrounds the steel sheet coils a cooling hood that concentrates the protective hood to form a space surrounds and has a cooling hood jacket and a cooling hood ceiling, wherein the cooling hood jacket is provided with a plurality of air nozzles, such that Cooling air strikes the protective hood in the form of impact beams and with at least a fan for generating a cooling air flow in the space.
Derartige Haubenöfen werden insbesondere zum Blankglühen kaltgewalzter Stahlble che in Form von Bunden sog. Coils in Schutzgasatmosphäre verwendet.Such hood furnaces are used in particular for bright annealing cold-rolled sheet steel che in the form of coils in a protective gas atmosphere.
Während des Glühprozesses befindet sich über der Schutzhaube eine Heizhaube. Nach dem Glühen wird die Heizhaube entfernt und durch eine Kühlhaube ersetzt.During the annealing process, there is a heating hood over the protective hood. After the annealing, the heating hood is removed and replaced by a cooling hood.
Aus der WO 95/20058 ist eine Kühlhaube bekannt, bei der ausschließlich im unteren Höhendrittel Luftdüsen angeordnet sind. Die Coils stehen üblicherweise durch Konvek torplatten getrennt übereinander. Die Volumenströme durch die Konvektorkanäle sind für die unteren Coils im Stapel deutlich größer als für die obersten Coils. Daraus folgt, daß unterliegende Coils beim Kühlen bevorzugt und oberliegende Coils benachteiligt werden. Dies wird dadurch verstärkt, daß nur im unteren Bereich eine Kühlung stattfin det. Der Kühlprozeß kann erst beendet werden kann, wenn im Kern des obersten Coils die für das Kühlende festgelegte max. Temperatur unterschritten wird, so daß der Kühlprozeß relativ lange dauert.A cooling hood is known from WO 95/20058, in which only the lower Three-thirds of the air jets are arranged. The coils are usually by convex door panels separated one above the other. The volume flows through the convector channels are for the bottom coils in the stack significantly larger than for the top coils. It follows, that underlying coils are preferred for cooling and disadvantaged overlying coils will. This is reinforced by the fact that cooling takes place only in the lower region det. The cooling process can only be ended when the core of the top one Coils the max. Temperature is fallen below, so that the Cooling process takes a relatively long time.
Die Aufgabe besteht demgemäß darin, einen Haubenofen der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß die Kühlung verbessert, insbesondere die Kühldauer verringert wird.The task is accordingly a hood oven of the type mentioned to develop so that the cooling improves, in particular reduces the cooling time becomes.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß sich der Düsenabstand der Luftdüsen von unten nach oben vergrößert, wobei der Düsenabstand das 4- bis 20-fache des Düsendurchmessers beträgt und daß zusätzlich die Kühlhaubendecke mit einer Vielzahl von Luftdüsen versehen ist, wobei der Düsenabstand das 4- bis 8-fache des Düsendurchmessers beträgt. Es ist konstruktiv besonders einfach, wenn sich der Düsenabstand der Luftdüsen des Kühlhaubenmantels von unten nach oben kontinu ierlich vergrößert.According to the invention, this object is achieved in that the nozzle spacing of the air nozzles enlarged from bottom to top, the nozzle spacing being 4 to 20 times larger of the nozzle diameter and that in addition the cooling hood ceiling with a large number of air nozzles is provided, the nozzle spacing being 4 to 8 times of the nozzle diameter. It is structurally particularly simple if the Continuous nozzle spacing of the air nozzles of the cooling hood jacket from bottom to top enlarged.
Der konvektive Wärmeübergang an den Coil-Seitenflächen ist bestimmt durch den Vo lumenstrom des umgewälzten Schutzgases und dem freien Strömungsquerschnitt des Ringspaltes zwischen Schutzhaube und den Coils. Da ein Teil des Schutzgas-Stromes durch die Konvektorplatten über die Coilkanten strömt, wird die für den Wärmeüber gang bestimmende Geschwindigkeit des Schutzgases von unten nach oben immer kleiner. Daher wird erfindungsgemäß auch die Kühlwirkung auf die Schutzhaube durch Vergrößerung des Abstandes der Luftdüsen im Kühlhaubenmantel von unten nach oben verringert.The convective heat transfer on the side of the coil is determined by the Vo lumen flow of the circulating protective gas and the free flow cross section of the Annular gap between the protective hood and the coils. Because part of the shielding gas flow flows through the convector plates over the coil edges, which is used for heat transfer speed of the shielding gas from bottom to top smaller. Therefore, according to the invention, the cooling effect on the protective hood is also achieved Increase the distance of the air nozzles in the cooling hood jacket from bottom to bottom reduced above.
Die Schutzgas-Strömung ändert an der obersten Stelle der Schutzhauben ihre Rich tung, wodurch die Turbulenz und damit der konvektive Wärmeübergang zur Kühlhau bendecke deutlich größer ist als derjenige zwischen Schutzhaube und Kühlhauben mantel im Bereich des vertikalen Ringspalt zwischen Coils und der Schutzhaube. Zu sätzlich findet ein nennenswerter Strahlungswärme-Austausch zwischen Schutzhaube und der obersten Coilkante statt. Daher ist zusätzlich die Kühlhaubendecke mit einer Vielzahl von Luftdüsen zu versehen, um hier eine intensive Kühlung zu erreichen.The protective gas flow changes its richness at the top of the protective hood tion, which causes the turbulence and thus the convective heat transfer to the cold store ceiling is significantly larger than that between the protective hood and the cooling hood jacket in the area of the vertical annular gap between coils and the protective hood. To There is also a noteworthy exchange of radiant heat between the protective hood and the top coil edge instead. Therefore, the cooling hood ceiling with an additional To provide a variety of air nozzles in order to achieve intensive cooling here.
Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, daß die Kühlung der Coils optimiert wird, wodurch sich der Kühlprozeß verkürzt.The solution according to the invention has the advantage that the cooling of the coils is optimized is, which shortens the cooling process.
Vorteilhaft ist weiterhin, daß die Antriebsleistung des Ventilators relativ gering sein kann. Dementsprechend ist die Lärmbelastung vergleichsweise klein.It is also advantageous that the drive power of the fan be relatively low can. Accordingly, the noise pollution is comparatively small.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Haubenofen dadurch gekenn zeichnet, daß die Länge der Luftdüsen des Kühlhaubenmantels das 3- bis 10-fache des Düsendurchmessers beträgt.According to a further feature of the invention, the hood furnace is characterized records that the length of the air nozzles of the cooling hood jacket is 3 to 10 times the Nozzle diameter is.
Diesem Merkmal liegt die Erkenntnis zugrunde, daß ein besonders kühlwirksamer Prallstrahl entsteht, wenn in den Luftdüsen eine voll ausgebildete Rohrströmung ent steht.This characteristic is based on the knowledge that a particularly cooling effect Impact jet occurs when a fully developed tube flow occurs in the air nozzles stands.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß die Eintrittsöffnung der Luftdüsen abgerundet ist. Dadurch werden Druckverluste verringert. An advantageous embodiment is that the inlet opening of the air nozzles is rounded. This reduces pressure losses.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung beträgt die Geschwindigkeit der Kühlluft in den Luftdüsen zwischen ca. 10 bis 40 m/s, vorzugsweise 20 bis 40 m/s.According to a further feature of the invention, the speed of the cooling air is in the air nozzles between about 10 to 40 m / s, preferably 20 to 40 m / s.
Vorteilhafterweise beträgt die Geschwindigkeit der Kühlluft in den Luftdüsen minde stens das 3-fache der Geschwindigkeit der Strömung der Kühlluft im Zwischenraum. Die Geschwindigkeit der vertikalen Strömung im Zwischenraum muß relativ klein sein, um zu erreichen, daß die Geschwindigkeit der Kühlluft in allen Luftdüsen im Kühlhauben mantel möglichst gleich groß ist. Die Breite des Zwischenraums wird daher so groß wie möglich gewählt. Der obere Teil der Kühlhaube kann außerdem einen größeren Au ßendurchmesser aufweisen, als der untere Teil, um die Geschwindigkeit der Strömung zu reduzieren.The speed of the cooling air in the air nozzles is advantageously at least at least 3 times the speed of the cooling air flow in the space. The Velocity of the vertical flow in the space must be relatively small in order to to achieve that the speed of the cooling air in all air nozzles in the cooling hoods coat is as large as possible. The width of the space is therefore as large as possible chosen. The upper part of the cooling hood can also have a larger Au have outer diameter than the lower part to the speed of the flow to reduce.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.The invention is described below with reference to a preferred embodiment Connection with the accompanying drawing explained.
Die Zeichnung zeigt in,The drawing shows in,
Fig. 1 einen Haubenoben, schematisch im Längsschnitt; Figure 1 is a hood top, schematically in longitudinal section.
Fig. 2 ein Viertel einer Draufsicht auf einen Haubenofen nach Fig. 1; FIG. 2 shows a quarter of a top view of a hood furnace according to FIG. 1;
Fig. 3 eine Luftdüse im Detail in einem größeren Maßstab. Fig. 3 shows an air nozzle in detail on a larger scale.
In dem Haubenofen nach Fig. 1 werden unter einer Schutzhaube 1 nicht dargestellte Stahlblechbunde unter Schutzgas geglüht. Die dabei über die Schutzhaube gestülpte Heizhaube ist ebenfalls nicht dargestellt. Nach Beendigung des Glühprozesses wird die Heizhaube durch eine Kühlhaube 2 ersetzt, die unter Bildung eines Zwischenraumes 3 die Schutzhaube 1 konzentrisch umgibt.In the hood furnace according to FIG. 1, coils of steel, not shown, are annealed under protective gas under a protective hood 1 . The heating hood placed over the protective hood is also not shown. After the annealing process has ended, the heating hood is replaced by a cooling hood 2 , which concentrically surrounds the protective hood 1 to form an intermediate space 3 .
Die Kühlhaube 2 weist einen zylindrischen Kühlhaubenmantel 4 und eine Kühlhauben decke 5 auf. An dem Kühlhaubenmantel 4 ist seitlich ein Ventilator 6 axialer oder radia ler Bauart angeordnet.The cooling hood 2 has a cylindrical cooling hood jacket 4 and a cooling hood cover 5 . On the cooling hood jacket 4 , a fan 6 is arranged axially or radia ler type.
Der Kühlhaubenmantel 4 ist über seine gesamte Höhe mit Luftdüsen 7 versehen. Die unterste Düsenreihe ist 300-600 mm über dem Schutzhauben-Flansch angebracht. Der Düsenabstand a von Mitte Luftdüse 7 zur Mitte einer benachbarten Luftdüse 7 vergrößert sich von unten nach oben kontinuierlich. Er beträgt das 4- bis 20-fache des Düsendurchmessers d, der 40-100 mm beträgt. The cooling hood jacket 4 is provided with air nozzles 7 over its entire height. The lowest row of nozzles is located 300-600 mm above the protective hood flange. The nozzle distance a from the center of the air nozzle 7 to the center of an adjacent air nozzle 7 increases continuously from bottom to top. It is 4 to 20 times the nozzle diameter d, which is 40-100 mm.
In Fig. 2 ist dargestellt, daß zusätzlich die Kühlhaubendecke 5 mit einer Vielzahl von Luftdüsen 7 versehen ist, wobei der Düsenabstand a das 4- bis 8-fache des Düsen durchmessers d beträgt. Dadurch wird der als Klöpperboden ausgebildete oberste Teil der Schutzhaube 8 intensiv gekühlt.In Fig. 2 it is shown that the cooling hood cover 5 is additionally provided with a plurality of air nozzles 7 , the nozzle spacing a being 4 to 8 times the nozzle diameter d. As a result, the uppermost part of the protective hood 8 , which is designed as a dished bottom, is cooled intensively.
Die Luftdüsen 7 ragen von der zylindrischen Kühlmantelfläche 4 aus radial nach innen. Die Länge der Luftdüsen 7 beträgt das 3- bis 10-fache des Düsendurchmessers. In Fig. 3 ist dargestellt, daß die Eintrittsöffnungen der Luftdüsen mit der Außenwand des Kühlhaubenmantels im wesentlichen bündig und abgerundet sind, um Druckverluste zu vermeiden.The air nozzles 7 project radially inwards from the cylindrical cooling jacket surface 4 . The length of the air nozzles 7 is 3 to 10 times the nozzle diameter. In Fig. 3 it is shown that the inlet openings of the air nozzles are substantially flush and rounded with the outer wall of the cooling hood jacket in order to avoid pressure losses.
Die Geschwindigkeit der Kühlluft in den Luftdüsen beträgt zwischen 10 bis 40 m/s, vor zugsweise 20 bis 40 m/s.The speed of the cooling air in the air nozzles is between 10 to 40 m / s before preferably 20 to 40 m / s.
Der Ventilator 6 saugt Kühlluft durch den Zwischenraum 3 und führt die erwärmte Luft nach oben ab. Die Einlauföffnung 9 zum Ventilator 6 im Zwischenraum 3 zwischen Kühlhaube 2 und Schutzhaube 1 ist abgerundet. Die Geschwindigkeit der vertikalen Strömung von unten nach oben im Zwischenraum 3 ist relativ klein, verglichen mit der Geschwindigkeit der Kühlluft in den Luftdüsen, die mindestens das dreifache der Ge schwindigkeit der Strömung der Kühlluft im Zwischenraum 3 beträgt.The fan 6 sucks cooling air through the intermediate space 3 and discharges the heated air upwards. The inlet opening 9 to the fan 6 in the space 3 between the cooling hood 2 and protective hood 1 is rounded. The speed of the vertical flow from bottom to top in the space 3 is relatively small compared to the speed of the cooling air in the air nozzles, which is at least three times the speed of the flow of the cooling air in the space 3 .
Die Prallströmung aus den Luftdüsen mit der aus der Umgebung angesaugten kalten Luft ist für die Kühlung hochwirksam, wobei die Kühlwirkung von unten nach oben ab nimmt. Die Strömung der Luft von unten nach oben im Zwischenraum trägt kaum zum Kühlprozeß bei, sondern dient lediglich dazu, die sich erwärmende Kühlluft nach oben abzuführen.The baffle flow from the air nozzles with the cold one drawn in from the environment Air is highly effective for cooling, with the cooling effect decreasing from bottom to top takes. The flow of air from bottom to top in the space hardly contributes to it Cooling process, but only serves to warm the cooling air upwards dissipate.
Im Rahmen der Erfindung sind ohne weiteres Abwandlungsmöglichkeiten gegeben. So kann der obere Teil der Kühlhaube 2 einen größeren Außendurchmesser aufweisen, als der untere Teil.Within the scope of the invention, modification options are readily available. The upper part of the cooling hood 2 can have a larger outer diameter than the lower part.
Claims (7)
mit einer Schutzhaube (1), die die Stahlblechbunde umgibt,
mit einer Kühlhaube (2), die unter Bildung eines Zwischenraumes (3) die Schutzhaube (1) konzentrisch umgibt und die einen Kühlhaubenmantel und eine Kühlhaubendecke (5) aufweist, wobei der Kühlhaubenmantel mit einer Vielzahl von Luftdüsen (7) versehen ist, derart, daß Kühlluft in Form von Prallstrahlen auf die Schutzhaube auftrifft, und mit mindestens einem Ventilator (6) zur Erzeugung einer Kühlluft-Strömung im Zwischenraum (3), dadurch gekennzeichnet,
daß sich der Düsenabstand (a) der Luftdüsen (7) von unten nach oben vergrößert, wobei der Düsenabstand (a) das 4- bis 20-fache des Düsendurchmessers (d) beträgt, und daß zusätzlich die Kühlhaubendecke mit einer Vielzahl von Luftdüsen (7) versehen ist, wobei der Düsenabstand (a) das 4- bis 8-fache des Düsendurchmessers (d) beträgt.1. Hood furnace, in particular for annealing steel sheet coils under protective gas
with a protective hood ( 1 ) which surrounds the steel sheet bundles,
with a cooling hood ( 2 ) which concentrically surrounds the protective hood ( 1 ) to form an intermediate space ( 3 ) and which has a cooling hood jacket and a cooling hood ceiling ( 5 ), the cooling hood jacket being provided with a multiplicity of air nozzles ( 7 ), that cooling air strikes the protective hood in the form of impingement jets, and with at least one fan ( 6 ) for generating a cooling air flow in the intermediate space ( 3 ), characterized in that
that the distance between the nozzles (a) of the air nozzles ( 7 ) increases from bottom to top, the distance between the nozzles (a) being 4 to 20 times the diameter of the nozzle (d), and that in addition the cooling hood cover with a large number of air nozzles ( 7 ) is provided, the nozzle distance (a) being 4 to 8 times the nozzle diameter (d).
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