DE2019490C - Durchstoßofen - Google Patents

Description

Dia Gründung bet rillt einen nuch dem Gegqn· siromprinzip arbeitenden Durchstoßofen, lnsbeson-' clcrc IUr warmzuvcrl'ormcnde Molallknllppel, dessen Tunnel gegen die Horizontale geneigt 1st, in oiner liefer ills der Tunneleingang angeordneten Brennkammer mit mindostens oinom Brenner endet und einen Kost enthüll, auf dem die zu erhitzenden Gegenstände durch den Tunnel hindurchbewegbar sind, uiTd der sich mit zunehmendem Abstand vom Tunneleingang von der Tunneldecke entfernt und bei dem am Tunncleingang ein Vorratsbehälter und eine Einstoßvorrichtung für die Gegenstände angeordnet sind.

Bestimmte Gegenstünde aus Metall oder Metalllegierungen, beispielsweise Knüppel aus kupfcrhaltitigen Metallen, besonders Messing, die beispielsweise zum Gesenkschmieden erhitzt werden sollen, erfordern beim Erhitzen besondere Vorsichtsmaßnahmen, damit sie innen und außen eine gleichmäßige Temperatur erreichen, ohne daß sich ihre Zusammensetzung oiler ihr Oberfliichen/ustand verändert. Vor allem muß verhindert werden, daß die Gegenstände heim Erhitzen harte Teilchen aufnehmen, da solche Teilchen die für die Warmverformung verwendeten Werkzeuge vorzeitig verschleißen und im fertigen Werkstück Hinschliissc oder Hohlräume bilden.

Hs sind nach dem Gegenstromprinzip arbeitende Durchstoßöfen bekannt (USA.-Patentschriflcn 1362 232 und 144« 161), die im wesentlichen die eingangs beschriebenen Galtungsmcrkmnlc aufweisen und entweder aus feuerfestem Stein gemauert oder aus einem Metallmantel mit feuerfester Ausmauerung zusammengesetzt sind. Bei solchen öfen besteht die Gefahr, daß von dem feuerfesten Material feine Teilchen abbröckeln, auf die zu erhitzenden Gegenstände fallen und — mit den beschriebenen nachteiligen Folgen — an diesen haften bleiben. Der Kaminanschluß ist normalerweise unmittelbar am Tunneleingang angeordnet, so daß der Kamin durch den Tunneleingang mehr oder weniger große Luftmengen ansaugt, je nachdem, ob der Tunnelcingang zwischen je zwei Beschickungsvorgängen mit einer Klappe verschlossen wird oder ob er ständig offen bleibt und nur wahrend des Beschickens von den zu erhitzenden Gegenständen und gegebenenfalls einer Einstoßvorrichtung mehr oder weniger stark verengt wird. Die Folge sind Temperaturschwankungen und ein unkontrollierter Sauerstoffüberschuß im Tunnel, die beide einen schädlichen Hinfluß auf die Beschaffenheit der erhitzten Gegenstände haben können. Schließlich erschwert bei bekannten Durchstoßofen die am Tunncleingang angeordnete Einstoßvorrichtung die Überwachung des Zustandes der Gegenstände beim Erhitzen und des Rostes, auf dem sich die Gegenstände durch den Tunnel hindurchbewegen; auch die erschwerte Überwachung kann zu einer mangelhaften Beschaffenheit der erhitzten Gegenstände führen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde,, einen nach dem Gegenstromprinzip arbeitenden Durchstoßofen der eingangs beschriebenen Gattung derart weiterzubilden, daß er eine schonende Behandlung der zu erhitzenden Gegenstände, insbesondere eine gleichmäßige Erhitzung ohne die Gefahr von Oberllächcnverunrcinigungen oder -Veränderungen ermöglicht, und dabei den Energieverbrauch gering hält.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Tunnel und die Brennkammer aus unter Bildung von Dohnfugen Ineinandergreifenden Abschnitten aus nichtrostendem, feuerfestem Metall zusammengesetzt sind, an deren Außenseite die erforderliche Wärmeisolierung angeordnet ist, daß der in bekannter Weise 'einstellbare Kamin derart in der NUhu des Tunneleingangs angeordnet und eingestellt Ist, daß der Tunneleingung selbst zugfrei ist, und daß die mit einstellbarer Geschwindigkeit antreibbare Einstoßvorrichtung vom Tunneleingang wegbeweg bar ist.

Bei dem crllndungsgemüßcn Durchstoßofen ist eine Verunreinigung der zu erhitzenden Gegenstände durch Bestandteile der Ofenwand so gut wie ausgeschlossen; außerdem hat die Ofenwand eine lange Lebensdauer und laßt sich ohne größere Betriebsunterbrechung jeweils in einzelnen Abschnitten erneuern. Die Temperatur und Gesamtzusammensetzung im Inneren des Ofens wird von den einzelnen Beschickungsvorgängen nicht beeinflußt und läßt sich daher leichter als bei bekannten Durchstoßofen konstant hallen, wodurch neben der Beschalfenheit der erhitzten Gegenstände auch die Wirtschaftlichkeit des Erhitzungsvorganges günstig beeinflußt wird. Die mit einstellbarer Geschwindigkeit antreibbare Einstoßvorrichtung crmög-

licht es, die Vcrweilzeit der einzelnen Gegenstände im Tunnel so einzustellen, daß die erwünschte Temperatur gerade erreicht wird; andererseits läßt sich der Tunnel durch einfaches Wegbewegen, insbesondere Wegschwenken der Einstoßvorrichtung jederzeit zugänglich machen und dadurch leicht überwachen und nötigenfalls durch Verstellen des Rostes an Gegenstände verschiedener Abmessungen anpassen. Die Temperatur und Gaszusammensetzung im Inneren des C.'jns und somit die Beschaffenheit der er-

3b hitzk'n Gegenstände, aber auch die Wirtschaftlichkeit des Ofens lassen sich günstig beeinflussen, wenn gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal der in bekannter Weise als Rekuperator doppelwandig ausgebildete Kamin einen zum Regeln seines Durchsatzes mehr oder weniger weit in seinen von den Verbrennungsgasen durchströmten Teil cinschiebbaren Stopfen enthält, der zwischen sich und der außen vom vorzuwärmenden Gas umströmten Kaminwand einen Kanal von ringförmigem Querschnitt freiläßt.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 einen nach dem Gegenstromprinzip arbeitenden, fahrbaren Durchstoßofen im senkrechten Längsschnitt und

F i g. 2 einen Querschnitt längs der Linie a-a in Fig. I.

Der dargestellte Ofen ist auf einem Gestell 1 mit vier schwenkbaren Rädern 11 und 12 aufgebaut. Das Gestell 1 läßt sich mit mehreren Hubvorrichtungen 13 an der Verwendungsstelle aufbocken.

Zum Ofen gehört ein Tunnel 2, dessen Wand mit 20 bezeichnet ist, und der in einer Brennkammer 3 mit einer Wand 30 endet. Die Wände 20 und 30 bestehen aus feuerfestem, nichtrostendem Metall und sind in mehrere Abschnitte 201, 202 und 301, 302 unterteilt, die mit Spielraum für Dehnungen ineinandergefügt sind und einen abgerundeten Umriß haben. Die Brennkammer 3 hat einen größeren Querschnitt als der Tunnel 2 und ist mit diesem durch eine im wesentlichen ebene Wand 31 verbunden, an der mindestens ein Brenner 4 mit kurzer Flamme angeordnet ist.

Die vom Tunnel 2 und dor Brennkammer 3 gebll- goßcizt worden kann. Es ist somit möglich, ver-

tlcic Anordnung ist gegon clic Horizontale geneigt, so schieden gestaltete Roste Je nnch dem Durchmesser

(IuU Uio Brennkummer uuf geringerer Höhe angeord- der zu erhitzenden Burren oder Knüppel einzubauen,

nei ist uls der hingung 21 des Tunnels. In der Nllhe Der Ofen urbeitet folendermußen: In einer ersten

des I unneleingungs 21 ist der Tunnel an der Stelle 22 s Phusc der Erhitzung werden die von den Schub-

im einen Kamm 5 angeschlossen, der dus innere Teil stangen 81 uuf den Rost 6 geschobenen Barren durch

eines Wutmeiuusehors bildet, Den UuBercn Mantel Konvektion von den mit zunehmender Annlihcrung

des Wllrmetuuschers bildet ein Rohr Sl, das von der der Barren an die Brennkammer 3 immer heißer wer-

durch ein Rohr 511 eintretenden und durch ein Rohr denden Verhrennungsubgusen erhitzt. Die Erhitzung

512 austretenden Verbrennungsluft der Brenner 4 ip dutch Konvektion wird durch die Anordnung des

durchströmt lsi. Dieser Kreislauf ist durch ein Sicher- Rostes 6 verstärkt, der dem Deckengewülbe und so-

hcitsventil 53 gegen eine zufällige Verstopfung ge- mit dem Bereich, in dem die heißesten Gase strömen,

sichert. Dev Durchsatz des Kamins 5 ist mit einem um so nliher ist, je mehr mit zunehmender Entfer-

Stoplen 52 einstellbar, der, je nach dem, wie weit er nung von der. Brennkammer die Erwürmung durch

in den Kamin hineinragt, auf einer mehr oder weniger 15 Konvektion gegenüber der Erwürmung durch Strah-

großen Lunge nur einen kleinen Durchlußiiuerschnitt lung im Vordergrund steht,

für die Verhrcniuingsubgase frei laßt. In dem Maß, in dem sich die Barren fortbewegen,

Der Tunnel 2 und die Brennkammer 3 weisen begegnen sie zunehmend heißeren Gasen, und die wärmedärnmcnde Verkleidungen 23 und 33 auf, von Bedeutung der Strahlung wächst, um schließlich zu denen diejenige der Brennkammer einer höheren ao überwiegen. In einer zweiten Phase jedoch, die in der Temperatur standhalten muß als die Verkleidung des Brennkammer 3 endet, deren Wände auf die Barren Tunnels. Hin Schauloch 32 ermöglicht es, das Innere strahlen, ist die Verbrennung so eingerichtet, daß die der Brennkammer 3 zu beobachten und die Tempe- Barren dem Anprall der, Brennerflammen entzogen ratur der Werkstücke am Ende der Erhitzung zu ines- sind und die Verbrennung vollständig abgeschlossen sen. An der tiefstgelegenen Stelle der Brennkammer.! 25 ist, wenn die heißen Gase auf die Barren trefTen. Am ist eine Austrittsöll'nimg 34 mit einer Rutsche 341 Ende der Erhitzung fallen die Barren auf die Rutsche vorgesehen, von der die Werkstücke oder Barren auf 341 und gelangen von dort zu der Warmverformungseine Beschickungsvorrichtung des Warmverformungs- vorrichtung.

Werkzeugs fallen. In Fig. 1 ist die Rutsehe .ils Rinne Die Erhitzung findet somit allmählich, gleichmäßig

mit einem von einem Elektromotor 342 betätigten 30 und ohne Überhitzung statt, so daß sich die Ober-

Vihrator dargestellt, doch könnte, je nach der zu fläche der Metallbarren nicht verändert. Die Tempe-

iiberbrückcnden Entfernung und dem zu überwinden- ratür läßt sich mit einem Pyrometer durch das Scluiu-

den Höhenunterschied, eine andere Vorrichtung vor- loch 32 messen,

gesehen sein. Die Flammen der Brenner 4 sollen kurz eingestellt

Im Inneren der vom Tunnel 2 und der Brennkam- 35 sein, damit jegliche Sekundärverbrennung im

mer 3 gebildeten Anordnung ist ein über das obere Tunnel 2 und im Kamin 5 vermieden ist, da diese den

Ende 21 des Tunnels hinausragender Tragrost 6 an- thermischen Wirkungsgrad verschlechtern würde,

geordnet, der im dargestellten Beispiel die Erhitzung Außerdem soll auch in Höhe der am stärksten er-

von in vier Reihen 71 bis 74 nebeneinander angeord- hitztcn Barren jegliche Verbrennung vermieden^

netcn Barren ermöglicht. Die Erhitzung in mehreren 40 werden, da diese Barren leicht oxydierbar sind. Es ist"

Reihen verkürzt den Ofen, verkleinert dessen Platz- daher erforderlich, eine möglichst geringe Luftmenge

bedarf und vermindert die Wärmeverluste im Ver- zu verwenden, woraus sich die größtmögliche Tem-

gleich mit einer einzigen Reihe von großer Länge. peratur in der Brennkammer und der größtmögliche

Beim dargestellten Beispiel umfaßt der Rost 6 ge- Wirkungsgrad ergeben.

maß F i g. 2 vier Paare von Stangen 61,62, von denen 45 Die Wirtschaftlichkeit wird durch die Verwendung jedes Paar eine der Barrenreihen 71 bis 74 trägt. Die des als Wärmetauscher ausgebildeten Kamins noch Stangen 61, 62 bestehen aus nichtrostendem, feuer- erhöht: Die Verbrennungsluft für die Brenner 4 gefestem Metall, sind miteinander verstrebt und durch langt durch das Rohr 511 in den engen, den Kamin Füße 64, 65 abgestützt, mit denen sich der Rost 6 in umgebenden Innenraum des Rohrs 51 und tritt durqh der Höhe einstellen läßt. Die Einzelteile des Rostes 50 das Rohr 512 aus, um im vorgewärmten Zustand in sind durch Schweißen zusammengefügt. Der Abstand die Brenner zu gelangen. Im Innenraum des Rohrs des Rostes 6 vom Deckengewölbe des Tunnels 2 51 sind Führungsbleche 513 vorgesehen, die dafür nimmt mit zunehmendem Abstand vom Eingang 21 sorgen, daß die Luft den Kamin 5 umströmt. Der des Ofens zu. Stopfen 52 zwingt die Verbrennungsabgase, unter den

Am oberen Ende des Ofens ist ein Barrenbehälter 55 gleichen Bedingungen an der Innenwand des

63 vorgesehen, von dem aus die vier Barrenreihen Kamins 5 entlangzuströmen.

beschickt werden. Der Behälter 63 kann seinerseits Die bestmögliche Wirkung wird erreicht, wenn die

entweder von Hand oder von einer nicht dargestell- gesamte Menge der Verbrennungsabgase durch den

ten, selbsttätigen Beschickungsvorrichtung beschickt Kamin 5 hindurchströmt, in diesen andererseits aber

werden. Für den Vorschub der Barren auf dem Rost 6 60 keine durch den Eingang 21 des Tunnels 2 angesaugte

ist ein Satz von, im dargestellten Beispiel, vier Schub- Kaltluft gelangt. Am Tunneleingang 21 ist deshalb

stangen 81 vorgesehen, von denen jede einzeln von eine Wachflamme 24 angeordnet, an der man sich auf

einem Exzenter 83 betätigt ist, der seinerseits von einfache Weise vergewissern kann, daß in dieser

einem Motor mit regelbarem Untersetzungsgetriebe Ebene keinerlei Strömung stattfindet. Es geniipt, den

84 angetrieben wird. Die vom Untersetzungsgetriebe- 65 Stopfen 52 derart in der Höhe einzustellen, daß die

motor 84 und den Schubstangen 81 gebildete Anord- Wachflamme senkrecht bleibt,

nung läßt sich durch Schwenkung um eine Achse 85 Die Zeitabstände, in denen die Barren 71 bis 74

versenken, so daß der Rostö herausgezogen oder ein- den Ofen verlassen, sind durch die Einstellung des

Regelgetriebes 84 festgelegt; die Erhitzung wird entsprechend an den Brennern 4 eingestellt.

Wenn auch der beschriebene Ofen in erster Linie zum Erhitzen von Gesenkschmiederohlingen aus Kupfer oder Messing vorgesehen ist, läßt er sich doch auch zum Erhitzen von Werkstücken aus reinen oder legierten Nichtkupfermetallen verwenden, bei denen es auf eine allmähliche Erwärmung ohne die Gefahr einer Oberflächenveränderung ankommt; auch in solchen Fällen lassen sich die wirlschatlichen Erfordernisse eines guten Wirkungsgrades und einer hohen Produktivität erfüllen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Nach dem Gegenslromprinzip arbeitender Durchstoßofen, insbesondere für warmzuverformende Metallknüppel, dessen Tunnel gegen die Horizontale geneigt ist, in einer tiefer als der Tunneleingang angeordneten Brennkammer mit mindestens einem Brenner endet und einen Rost enthält, auf dem die zu erhitzenden Gegenstände durch den Tunnel hindurchbewegbar sind, und der sich mit zunehmendem Abstand vom Tunneleingang von der Tunneldecke entfernt, und bei dem am Tunneleingang ein Vorratsbehälter und eine Einstoßvorrichtung für die Gegenstände angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Tunnel (2) und die Brennkammer (3) aus unter Bildung von Dehnfugen ineinandergreifenden Abschnitten (201, 202; 301, 302) aus nichtrostendem, feuerfestem Metall zusammengesetzt sind, an deren Außenseite die erforderliche Wärmeisolierung (23; 33) angeordnet ist, daß der in bekannter Weise einstellbare Kamin (5) derart in der Nähe des Tunneleingangs (21) angeordnet und eingestellt ist, daß der Tunneleingang selbst zugfrei ist, und daß die mit einstellbarer Geschwindigkeit antreibbare Einstoßvorrichtung (81) vom Tunneleingang wegbewegbar ist.

2. Durchstoßofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in bekannter Weise als Rekuperator doppelwandig ausgebildete Kamin (5) einen zum Regeln seines Durchsatzes mehr oder weniger weit in seinen von den Verbrennungsgasen durchströmten Teil einschiebbaren Stopfen (52) enthält, der zwischen sich und der außen vom vorzuwärmenden Gas umströmten Kaminwand einen Kanal von ringförmigem Querschnitt freiläßt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen