DE19849757A1 - Kontinuierlich betriebener Rollenherdofen mit nachgeordneter zwangskonvektiver Glühgutabkühlung - Google Patents
Kontinuierlich betriebener Rollenherdofen mit nachgeordneter zwangskonvektiver GlühgutabkühlungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen kontinuierlich betriebenen Rollenherdofen mit zwangskonvektiver Glühgutabkühlung unter Verwendung von Gasmengen der Ofengasatmosphäre. Hierbei wird das in der Kühlstrecke abzukühlende Glühgut in hintereinander angeordneten Kühlstreckenabschnitten von einer konstanten Gasmenge senkrecht von oben und unten angeblasen und von Abschnitt zu Abschnitt die erwärmte Gasmenge mit Gebläsen jeweils in den angrenzenden, höhertemperierten Abschnitt eingeblasen. Bei dieser kaskadenartigen Durchströmung der Kühlstrecke heizen sich angepaßte Gasmengen soweit auf, daß in einer dem Ofenteil vorgelagerten Aufheizstrecke bis zu 70% der Glühgutabwärme zur Vorwärmung kalt zugeführten Glühgutes verwendet werden können. Die restliche Abwärme kann noch für Heizzwecke genutzt werden. Damit sinkt der Energieverbrauch derartiger Anlagen um bis zu 65%.
Description
Die Erfindung betrifft einen kontinuierlich betriebenen Rollenherd
ofen mit nachgeordneter Kühlstrecke und darin stattfindender
zwangskonvektiver Glühgutabkühlung, bei dem in einem oder mehreren
Wärmeübertragungsabschnitten der Kühlstrecke gekühlte Gasmengen der
Ofenatmosphäre durch Düsen flächenförmig von oben und unten auf das
Glühgut geblasen und die erwärmten Gasmengen beidseitig mit Gas
gebläsen aus den jeweiligen Wärmeübertragungsabschnitten abgezogen,
in Wärmetauschern rückgekühlt und in die entsprechenden Wärmeüber
tragungsabschnitte der Kühlstrecke wieder eingeblasen werden.
Derartige Rollenherdöfen werden beispielsweise bei der Stahlröhren
fertigung zur metallurgischen Wärmebehandlung und/oder zum Blank
glühen eingesetzt, wobei als Ofengasatmosphäre Wasserstoff oder ein
Reaktionsgasgemisch verwendet wird. Die Glühgutabwärme bleibt in
vielen Fällen ungenutzt und wird über Niedertemperatur-Wasserkreis
läufe und Rückkühleinrichtungen an die Umgebung abgeführt.
Die Abwärmenutzung ist in diesem Anwendungsgebiet wenig verbreitet,
gehört jedoch zum Stand der Technik. Sie läßt sich bisher nur wirt
schaftlich realisieren, wenn leistungsstarke und dauerhafte Abwär
menutzer wie beispielsweise kontinuierlich betriebene Heizbäder im
Nahbereich der Ofenanlage mit Wärme versorgt werden müssen. Für
Brauchwassererzeugungsanlagen oder Raumheizungen kann die Glühgut
abwärme nur temporär genutzt werden, zu Nichtbedarfszeiten muß die
ser Abwärmeanteil an die Umgebung abgeführt werden. Bislang schei
tert eine generelle wirtschaftliche Abwärmenutzung aus diesen Ofen
anlagen an zu langen Wärmetransportwegen, zu geringen Auskoppe
lungstemperaturniveaus oder letztlich an fehlenden Abwärmenut
zern.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Glühgutabwärme
bevorzugt in der Ofenanlage selbst für die regenerative Aufheizung
des kalt zugeführten Glühgutes zu verwenden und/oder durch Anhebung
der Auskoppelungstemperaturniveaus eine wirtschaftliche externe
Nutzung zu ermöglichen. Eine derartige Abwärmenutzung schont die
Umwelt, spart Betriebskosten und ermöglicht zudem bei Kapazitäts
engpässen ohne Änderung des Ofenteils die Steigerung des Glühgut
durchsatzes. Das Konzept läßt sich an bestehenden Anlagen nachrü
sten, und Neuanlagen lassen sich standardisieren und damit kosten
günstiger herstellen.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in zwei Schritten gelöst,
wobei die Abwärmeauskoppelung in der Kühlstrecke mittels der zwangs
konvektiven Glühgutkühlung gemäß Anspruch 1 mit einer kaskadenarti
gen Durchströmung der Kühlstrecke unter steter Temperaturzunahme
einer konstanten Gasmenge ausgeführt wird. Die Aufheizung der
Gasmenge beginnt am kalten Kühlstreckenende und endet am heißen
Kühlstreckenanfang. Eine extern vorgekühlte Menge des Ofenatmosphä
rengases durchströmt unter Erwärmung seriell mehrere in der Kühl
strecke hintereinander angeordnete, gleichartig ausgebildete Wärme
übertragungsabschnitte, wobei die Gasmenge innerhalb eines jeden
Wärmeübertragungsabschnittes mittels eines diesem Abschnitt zuge
ordneten Gebläses flächenförmig durch Düsen von unten und oben auf
das zu kühlende Glühgut geblasen, die erwärmte Gasmenge beidseitig
aus diesem Abschnitt abgesaugt und mit dem Folgegebläse gleichartig
in den angrenzenden höher temperierten Wärmeübertragungsabschnitt
eingeblasen wird und diese Prozedur in der beschriebenen Weise bis
zum heißen Kühlstreckenanfang fortgesetzt wird. Auf diese Weise
kühlt sich das Glühgut während des Kühlstreckendurchlaufs stetig bis
auf die erforderliche Austrittstemperatur ab, und im Gegenstrom
heizt sich eine konstante Gasmenge stetig bis nahezu auf die Ofenaus
trittstemperatur des Glühgutes auf.
Der zweite Schritt der zu lösenden Aufgabe besteht gemäß Anspruch 2
darin, die von der Gasmenge in der Kühlstrecke aufgenommene Wärme in
einer dem Ofenteil vorgelagerten Aufheizstrecke an das kontinuier
lich zugeführte kalte Glühgut zu übertragen und damit die Gasmenge
weitestgehend rückzukühlen. Hierzu wird die aufgeheizte Gasmenge in
gleichartiger Weise wie in der Kühlstrecke mit Gebläsen kaskadenar
tig durch die Aufheizstrecke geblasen. Die Gasabkühlung beginnt
wärmeübertragungsabschnittsweise am höher temperierten Ende der
Aufheizstrecke und endet bei Umgebungstemperatur am Beginn der
Aufheizstrecke. Die abgekühlte Gasmenge wird zur Reinigung durch
eine Filtereinrichtung und zur Nachkühlung durch einen Wärme
tauscher geleitet und anschließend mit dem ersten Kühlstrecken
gebläse in der beschriebenen Weise wieder in den ersten Wärmeüber
tragungsabschnitt der Kühlstrecke eingeblasen.
Die in diesem kombinierten Kreislauf umlaufende Gasmenge ist auf den
Glühgutdurchsatz des Ofens abgestimmt und wird über drehzahlge
regelte Gebläseantriebe angepaßt. Mit zunehmender Zahl der gleich
zahligen Wärmeübertragungsabschnitte in der Kühlstrecke und der
Aufheizstrecke reduziert sich die umlaufende Gasmenge und erhöht
sich ihre Aufheizspanne. Die Gebläseantriebsleistung reduziert sich
in gleichem Maße. Ferner können bei diesem kaskadenartigen Gasumlauf
der Nachkühlwärmetauscher und die Filtereinrichtung geometrisch
kleiner und damit kostengünstiger ausgeführt werden als bisher.
Werden bei der Wärmebehandlung des Glühgutes Latentwärme beinhal
tende Umwandlungspunkte überfahren oder ändern sich die spezifi
schen Wärmen des Glühgutes und des Wärmeübertragungsgases deutlich
mit der Temperatur ist es gemäß Anspruch 3 zweckmäßig, den zuvor
beschriebenen kaskadenartigen Gaskreislauf in einen Niedertempera
tur- und einen Hochtemperaturgasumlauf zu splitten und beide kaska
denartigen Einzelumläufe mit jeweils angepaßten Gasmengen durch die
Kühlstrecke und die Aufheizstrecke der Ofenanlage zu führen. Nur der
Niedertemperaturgasumlauf ist mit einer Filtereinrichtung und einem
Nachkühlwärmetauscher ausgerüstet. Mit dieser Methode können bis zu
80% der Glühgutabwärme regenerativ für die Glühgutaufheizung ge
nutzt werden, während die restlichen 20% für die temporäre Raumbe
heizung und Brauchwassererzeugung genutzt oder an die Umgebung
abgeführt werden.
Eine besonders wirtschaftliche Methode besteht ebenfalls gemäß
Anspruch 3 darin, nur den Glühgutabwärmeanteil des Hochtemperatur-
Gasumlaufs zur regenerativen Glühgutvorwärmung zu nutzen, während
der Anteil des Niedertemperatur-Gasumlaufs über einen Wärmetauscher
externen Verbrauchern zugeführt wird.
Bis zu 70% der Glühgutabwärme können auf diese Weise mit geringerem
technischen Aufwand regenerativ in der Ofenanlage wiederverwendet
werden. Der Brennstoffverbrauch eines indirekt mit Erdgas befeuer
ten Ofenteils reduziert sich dadurch um 65%. Der Glühgutdurchsatz
läßt sich mit dieser Maßnahme in ausgeführten Ofenteilen mehr als
verdoppeln. Dadurch werden bei Durchsatzengpässen Investitionsko
sten für komplette Neuanlagen eingespart.
In Sonderfällen, wenn sich mehrere externe Abwärmenutzer mit unter
schiedlichen Temperaturniveaus und ausreichendem Wärmebedarf in
unmittelbarer Nähe der Ofenanlage befinden, kann es auch vorteilhaft
sein, wenn die kaskadenartigen Einzelkreisläufe nur durch die Kühl
strecke geführt werden und die aufgeheizten Gasmengen zur Abkühlung
durch Wärmetauscher geleitet und die Abwärmemengen externen Ver
brauchern zugeführt werden. Hierdurch kann auf die Aufheizstrecke
vor dem Ofenteil verzichtet werden. Die Ofenanlage baut dadurch
kürzer.
Das Eindringen atmosphärischen Sauerstoffs an den Ein- und Aus
laufenden der Ofenanlage wird wie im Stand der Technik mit einer
kontinuierlichen Schutzgasnachspeisung im Ofenteil vermieden. Hier
durch wird auch die Ofengasatmosphäre stetig regeneriert. Vorteil
haft ist es, wenn eine zusätzliche Reaktionsgaseinspeisung in der
strömungsberuhigten Kühlstreckenauslaufzone vorgenommen wird. Der
stetige kaskadenartige Transport des Gases von der Kühlstrecke in
die Aufheizstrecke und zurück beeinträchtigt dann die Qualität der
geregelten Ofengasatmosphäre nicht.
Weitere Merkmale der erfindungsgemäßen kaskadenartigen zwangskon
vektiven Wärmeübertragung sind in den Ansprüchen 1 bis 8 offen
bart.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Fig. 1 bis 4
vereinfacht dargestellten Teillösungen näher erläutert. Die Figuren
zeigen im einzelnen:
Fig. 1 den Querschnitt eines Kühlstreckensegments mit zwangskonvek
tiver Glühgutabkühlung,
Fig. 2 die Durchströmung eines nach dem Stand der Technik dimensio
nierten, zwangskonvektiv gekühlten Kühlstreckensegments,
Fig. 3 die erfindungsgemäß dimensionierte kaskadenartige Durch
strömung eines zwangskonvektiv gekühlten Kühlstreckenseg
ments und
Fig. 4 den erfindungsgemäßen kaskadenartigen Gasumlauf bei einem
Rollenherdofen mit regenerativer Glühgutaufheizung.
Das Grundprinzip der zwangskonvektiven Glühgutabkühlung unter Ver
wendung einer sich erwärmenden Ofengasmenge geht aus der Fig. 1
hervor. Das Prinzip ist nicht neu und wird sowohl im Stand der Technik
als auch in verbesserter Form bei den erfindungsgemäßen Lösungen
verwendet.
Das Kühlstreckengehäuse 1 beinhaltet angetriebene Transportrollen 2
auf denen das Glühgut 3 in Längsrichtung durch das Kühlstrecken
segment transportiert wird. Der Transportraum 4 ist stirnseitig
geöffnet und wird nach oben und unten von den in Quer- und Längs
richtung mit Einströmdüsen 5 bestückten Abdeckungen 6.1 und 6.2
begrenzt. Die seitliche Begrenzung des Transportraumes 4 bildet die
Wandung des Kühlstreckengehäuses 1. Oberhalb und unterhalb des
Transportraumes 4 bilden die düsenbestückten Abdeckungen 6.1 und 6.2
mit dem Kühlstreckengehäuse 1 Gasberuhigungskammern 7.1 und 7.2, die
stirnseitig am Anfang und am Ende des Kühlstreckensegments ver
schlossen sind. Zentral werden die Kammern 7.1 und 7.2 über Gaszufüh
rungsleitungen 8.1 und 8.2 mittels des Gebläses 9 mit gekühltem
Ofengas 10 versorgt. Zur Vergleichmäßigung des flächigen Strömungs
profils befinden sich gegenüber den zentralen Gaseintrittsöffnungen
11.1 und 11.2 Prallbleche 12.1 und 12.2. Das Gas 10 strömt mit Über
druck aus den Kammern 7.1 und 7.2 durch die Düsen 5 und trifft von
oben und unten senkrecht auf das Glühgut 2. Über längsseitig ange
ordnete Öffnungen 13.1 und 13.2 in der Kühlstreckengehäusewand 1 in
Höhe des Glühgutes 3, die zu längsseitig verlaufenden, einseitig
verschlossenen Sammelkanälen 14.1 und 14.2 zusammengefaßt sind,
und die zentralen Ableitleitungen 15.1 und 15.2 strömt die erwärmte
Gasmenge aus dem Kühlstreckensegment ab. Über die Gasfördermenge des
Gebläses 9 kann die vertikale Gasanströmgeschwindigkeit innerhalb
des Kühlstreckensegments den örtlichen Wärmeübergangserfordernis
sen angepaßt werden.
Die Verbesserungen des Grundprinzips betreffen im einzelnen:
Die Längen der hintereinander angeordneten, von ein und derselben Gasmange durchströmten Kühlstreckensegmente lassen sich den örtli chen Temperaturverhältnissen innerhalb der Kühlstrecke anpassen. So sind die Segmentlängen am kalten Kühlstreckenende kürzer als in den Abschnitten mit höheren Temperaturen.
Die Längen der hintereinander angeordneten, von ein und derselben Gasmange durchströmten Kühlstreckensegmente lassen sich den örtli chen Temperaturverhältnissen innerhalb der Kühlstrecke anpassen. So sind die Segmentlängen am kalten Kühlstreckenende kürzer als in den Abschnitten mit höheren Temperaturen.
Die örtliche Wärmeauskoppelung innerhalb eines Kühlstreckensegments
wird gemäß Anspruch 6 durch die zusätzliche Ausnutzung des Strah
lungsanteils erhöht, indem die düsenbestückten oberen und unteren
Transportraumabdeckungen zu Hohlkörpern ausgebildet sind und diese
von dem aus dem Transportraum abzuleitenden Gas in Quer- und/oder in
Gegenrichtung durchströmt werden, bevor das Gas in das angrenzende
Kühlstreckensegment überwechselt. Zu diesem Zweck wird das Gas
beispielsweise über seitliche, an der Transportrauminnenwand ver
laufende Strömungsspalte den Hohlkörpern zugeführt und nach der
Querdurchströmung am wärmeren Ende der Hohlkörper zentral abgeführt.
Die Hohlkörper lassen sich auf ihrer dem Glühgut zugewandten Seite
temperaturbeständig und resistent gegen das Reaktionsgas mit einer
Chromdioxid- oder Siliziumkarbidbeschichtung schwärzen.
Bei der Wärmeabgabe an das aufzuheizende Glühgut in der Aufheiz
strecke ist es vorteilhaft, wenn das aufgeheizte Gas zunächst die
düsenbestückten Hohlkörper durchströmt und erst anschließend senk
recht durch die Düsen gegen das Glühgut geblasen wird.
In Fig. 2a ist ein herkömmliches, zwangskonvektiv gekühltes Kühl
streckensegment 20 in seiner Längsabmessung dargestellt. Das Seg
ment 20 wird von dem Glühgut 21 in Längsrichtung durchlaufen,
dieses tritt mit einer Temperatur von 400°C am Einlauf 22 in das
Kühlstreckensegment 20 ein und mit einer Temperatur von 90°C am
Austritt 23 aus. Schematisiert zeigt Fig. 2a die über die Segment
länge zugeführten gleichen Einzelgasmengen 24, die ortsgebunden auf
das durchlaufende Glühgut 21 treffen und austrittsseitig über die
Länge wieder zur insgesamt umlaufenden Gasmenge 25 kumulieren. Die
Gasgesamtmenge 25 wird mittels des Gebläses 26 zur Reinigung durch
die Filtereinrichtung 27 und zur Abkühlung durch den Wärmetauscher
28 gepreßt und anschließend wieder in das Kühlstreckensegment 20
eingeblasen. Die Erwärmung der auf 68°C vorgekühlten Einzelgas
ströme nimmt in Längsrichtung zu. Die Mischtemperatur der Gesamtgas
menge 25 beträgt am Segmentaustritt 82°C. Im Wärmetauscher 28 wird
das Gas 25 rückgekühlt und die Abwärme an das Sekundärmedium 29
übertragen.
Aus Fig. 2b gehen die schematischen Temperaturverläufe (Stahlab
kühlung und Aufheizung des Gasgesamtstromes) über die Segmentlänge
hervor. Die gesamt umlaufende Gasmenge wird durch die Wärmeüber
gangsbedingungen am kalten Segmentende festgelegt. Um aus dem Kühl
streckensegment eine Glühgutabwärme von 236 kW stetig unter den
vorgegebenen Bedingungen abführen zu können, bedarf es eines Gas
volumenstroms von 36.400 m3/h, für dessen Zirkulation eine elektri
sche Gebläseleistung von 36 kW aufgewendet werden muß. Nur unter
diesen Bedingungen kann die Abwärme im Temperaturbereich zwischen
50°C und 70°C genutzt werden.
Aus Fig. 3a geht das Prinzip der gasseitig kaskadenförmigen Durch
strömung eines Kühlstreckensegments hervor. Das Kühlstreckensegment
30 wird in Längsrichtung von dem abzukühlenden Glühgut 31 durch
laufen, das am Eintritt 32 eine Temperatur von 400°C aufweist und bis
zum Segmentende 33 auf 90°C abgekühlt werden muß. Eine konstante
Gasmenge 34 durchströmt mehrere hintereinander angeordnete Segment
abschnitte 35.1 bis 35.n. Die aus den Abschnitten 35.1 bis 35.n
abzusaugenden erwärmten Gasmengen 36.1 bis 36.n werden mit Gebläsen
37.1 bis 37.n jeweils in den angrenzenden, höher temperierten,
beispielsweise mit dem Gebläse 37.2 vom Abschnittaustritt 36.1 in
den Abschnitteintritt 38.2 eingeblasen. Die aufgeheizte Gasmenge 34
wird nach dem Segment austritt 36.n mit dem Gebläse 37.1 zur Reinigung
durch die Filtereinrichtung 39 und zur Rückkühlung durch den Wärme
tauscher 40 gefördert und anschliessend am Eintritt 38.1 wieder in
den Segmentabschnitt 35.1 eingeblasen. Die Durchströmung der Ab
schnitte 35.1 bis 35.n erfolgt wie in Fig. 1 dargestellt.
Abb. 3b zeigt in schematischer Weise die örtlichen Temperaturverläu
fe des Glühgutes und des Gases längs des Kühlstreckensegments 30. Der
Temperaturverlauf des Glühgutes ist wie in Fig. 2b derselbe. Eine
geringere Gasmenge erwärmt sich von 60 bis auf 120°C, so daß dieselbe
Abwärmemenge in einem kleineren Wärmetauscher ausgekoppelt werden
kann als bei der konventionellen Gasdurchströmung. Für die Zirkula
tion des Gases muß insgesamt nur eine Gebläseantriebsleistung von 12
kW aufgewendet werden. Außerdem ist das Kühlstreckensegment nach
Fig. 3a um 20% kürzer als das Segment nach Fig. 2a.
Fig. 4a zeigt das Beispiel einer indirekt mit Erdgas befeuerten
Rollenherdofenanlage bestehend aus dem Ofenteil 50, dem Kühlstrec
kenteil 51 mit der strömungsberuhigter Auslaufzone 52 und dem
Aufheizstreckenteil 53 mit der strömungsberuhigten Einlaufzone 54.
Im Kühlstreckenteil 51 sind das kaskadenartige Niedertemperatur-
Kühlsegment 55 und das ebenfalls kaskadenartig ausgebildete Hoch
temperatur-Kühlsegment 56 angeordnet. Die Kühlsegmente 55 und 56
werden von unterschiedlichen Ofengasmengen 57 und 58 durchströmt.
Das Niedertemperatur-Kühlsegment 55, der, Filter 59 und der Wärme
tauscher 60 sind über Verbindungsleitungen zu einem gasdurch
strömten Kreislauf 61 ausgebildet. Durch den Kreislauf 61 zirkuliert
die Gasmenge 57. Die Zirkulation der Gasmenge 57 wird mit den den
Kühlsegmentabschnitten 62.1 bis 62.n zugeordneten Gebläsen 63.1 bis
63.n ausgeführt. Die gesamte Niedertemperturabwärme wird im Abwär
metauscher 60 an ein Sekundärmedium 64 übergeben. In der strömungs
beruhigten Auflaufzone 52 ist eine zusätzliche Reaktionsgasein
speisung 65 angeordnet.
Das Hochtemperatur-Kühlsegment 56 und das ebenfalls kaskadenartig
ausgeführte, in der Aufheizstrecke 53 angeordnete Aufheizsegment 66
sind über Verbindungsleitungen zu dem gasdurchströmten Kreislauf 67
ausgebildet. Die Zirkulation der Gasmenge 58 wird mit den den ein
zelnen Kühl- und Aufheizabschnitten 68.1 bis 68.m und 69.1 bis 69.m
zugeordneten Gebläsen 70.1 bis 70.m und 71.1 bis 71.m ausgeführt.
Das Glühgut 72 durchläuft seriell die strömungsberuhigte Einlauf
zone 54, das Aufheizsegment 66, den indirekt beheizten Ofenteil 50,
das Hochtemperatur-Kühlsegment 56, das Niedertemperatur-Kühlseg
ment 55 und die strömungsberuhigte Auslaufzone 52.
Aus Fig. 4b gehen die örtlichen Temperaturverläufe des Glühgutes 72
und der umlaufenden Gasmengen 57 und 58 innerhalb der Ofenanlage
hervor. Das Glühgut 72 wird mit Umgebungstemperatur in die Ofen
anlage eingefahren und in der Aufheizstrecke 53 auf 630°C vorge
heizt, im Ofenteil 50 auf die Wärmebehandlungstemperatur von 930°C
aufgeheizt und gehalten, im Hochtemperatur-Kühlsegment 56 von 930°C
auf 380°C abgekühlt, im Niedertemperatur-Kühlsegment 55 von 380°C
auf 90°C nachgekühlt, mit einer Temperatur von etwa 85°C verläßt das
Glühgut 72 die Anlage.
Im gasdurchströmten Niedertemperatur-Kühlkreislauf 61 heizt sich
die Gasmenge 57 im Kühlsegment 55 von 60°C auf 120°C auf, und im
Wärmetauscher 60 wird die Gasmenge 57 auf 60°C rückgekühlt.
Im gasdurchströmten Hochtemperatur-Kühlkreislauf 67 heizt sich die
Gasmenge 58 im Kühlsegment 56 von 230°C auf 780°C auf und im
Aufheizsegment 66 auf 230°C rückgekühlt.
Über den Hochtemperatur-Kühlkreislauf 67 wird eine Abwärmeleistung
von 560 kW direkt in der Ofenanlage zurückgeführt. Um diesen Betrag
reduziert sich im kontinuierlichen Betrieb die Heizleistung des
Ofenteils 50. Ingesamt müssen dem indirekt befeuerten Ofenteil 50
nur noch 665 kW Erdgas zugeführt werden. Damit reduziert sich der
Brennstoffverbrauch von 1400 auf 665 kW. Zusätzlich läßt sich noch
die Abgaswärme des indirekt befeuerten Ofenteils 50 nutzen und über
einen Abgas-Wärmetauscher 73 auskoppeln. Die aus der Ofenanlage
insgesamt abgeführte Nutzwärmemenge beträgt 370 kW, die bei Voll
nutzung mit einem Heizkessel bereitgestellt werden müßten. Dann
beträgt die Erdgaseinsparung insgesamt 1145 kW bei einem Glühgut
durchsatz von 4,5 t/h Stahl.
Claims (8)
1. Kontinuierlich betriebener Rollenherdofen mit nachgeordneter
Kühlstrecke und darin stattfindender zwangskonvektiver Glühgutab
kühlung, bei dem in einem oder mehreren Wärmeübertragungsabschnit
ten der Kühlstrecke gekühlte Gasmengen der Ofenatmosphäre flächen
förmig von oben und unten auf das Glühgut geblasen und die erwärmten
Gasmengen beidseitig mit Gasgebläsen aus den jeweiligen Wärmeüber
tragungsabschnitten abgezogen, in Wärmetauschern rückgekühlt und in
die entsprechenden Wärmeübertragungsabschnitte der Kühlstrecke
wieder eingeblasen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die zwangs
konvektive Glühgutabkühlung mit einem kaskadenartigen Gasdurchlauf
ausgeführt ist, wobei die Aufheizung einer definierten, vorgekühl
ten Gasmenge am kalten Kühlstreckenende beginnt und am heißen
Kühlstreckenanfang endet, die Gasmenge unter Erwärmung seriell meh
rere gleichartig ausgebildete Wärmeübertragungsabschnitte durch
strömt, die Gasmenge innerhalb eines jeden Wärmeübertragungs
abschnittes mittels eines diesem Abschnitt zugeordneten Gebläses
flächenförmig von unten und oben auf das zu kühlende Glühgut geblasen
wird, die erwärmte Gasmenge beidseitig mit dem Folgegebläse aus
diesem Abschnitt abgesaugt und gleichartig in den angrenzenden höher
temperierten Wärmeübertragungsabschnitt eingeblasen wird, so daß
sich das Glühgut beim kontinuierlichen Kühlstreckendurchlauf von
der Ofenaustrittstemperatur auf einen Wert unterhalb der Anlauftem
peratur abkühlt und im kaskadenartigen Gegenstrom hierzu die konti
nuierlich durchlaufende Gasmenge von einem Wert unterhalb der
Glühgutanlauftemperatur bis nahezu auf die Ofenaustrittstemperatur
des Glühgutes aufheizt.
2. Rollenherdofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
aufgeheizte Gasmenge in derselben kaskadenartigen Weise wie in der
Kühlstrecke eine dem Ofenteil vorgelagerte, aus gleichartigen Wär
meübertragungsabschnitten bestehende Aufheizstrecke durchströmt,
wobei die Gasmenge am höher temperierten Ende der Aufheizstrecke
zugeführt und am kalten Beginn der Aufheizstrecke abgeführt wird und
mit oder ohne Wärmeabgabe einen Not- oder Nachkühlwärmetauscher
durchströmt, so daß sich das kalt zugeführte Glühgut beim Aufheiz
streckendurchlauf aufheizt und im kaskadenartigen Gegenstrom hierzu
die Gasmenge auf eine Temperatur unterhalb der Glühgutanlauf
temperatur abkühlt.
3. Rollenherdofen nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der kaskadenartige Gasumlauf in mehrere kaskaden
artige Gasumläufe gesplittet ist und in den kaskadenartigen Splitt
umläufen unterschiedliche Gasmengen zur Aufnahme und Abgabe der
anteiligen Glühgutabwärme umlaufen.
4. Rollenherdofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Gasmenge nach dem Kühlstreckenaustritt seriell mehrere externe
Wärmetauscher durchströmt und darin auf verschiedenen Nutztempe
raturniveaus rückgekühlt wird.
5. Rollenherdofen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
eine in einem Kühlstreckensegment aufgeheizte Gasmenge auf direktem
Wege zur Abkühlung durch ein Aufheizstreckensegment und von dort
zurück in das Kühlstreckensegment geblasen wird, wobei mehrere eines
solchen Gaskreislaufs thermisch hintereinander geschaltet sein
können.
6. Vorrichtung zur Erhöhung der Wärmeaus- und Einkoppelung in einem
Kühl- bzw. Aufheizstreckensegment, dadurch gekennzeichnet, daß die
oberen und unteren, mit Einblasdüsen bestückten Transportraum
begrenzungen zu in Glühgutdurchlaufrichtung stirnseitig geschlos
sene Hohlraumkörpern ausgebildet sind und diese quer und/oder in
entgegengesetzter Richtung zur Düsendurchströmung von der abzusau
genden Gasmenge durchströmt werden.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
obere der düsenbestückten Hohlraumkörper in seiner Höhe verstellbar
ist, so daß der Strömungsspalt gemäß den durchlaufenden Glühgut
abmessungen dem festeingestellten unteren Strömungsspalt angepaßt
werden kann.
8. Rollenherdofen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß sich der zwangskonvektiven Kühlstrecke eine strö
mungsberuhigte Glühgut-Auslaufzone anschließt und diese eine zu
sätzliche Reaktionsgaseinspeisung enthält.
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