DE2138363C - Anlage zum Abkühlen von singulärem Wärmegut unter Schutzgas - Google Patents

Description

Schmiedestücken, bestehend aus Abkühlkammer mit

55 vorderer Beschickungs-, rückwärtiger Entnahmeöff-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zum nung, Aufnahme- und Transportvorrichtung für das Abkühlen von singulärem Wärmgut unter Schutzgas Wärmgut sowie Schutzgasumwälzeinrichtung mit — insbesondere im Rahmen des isothermen Glühens beidseits um die Abkühlkammer geführten, unten in von Schmiedestücken —, bestehend aus Abkühlkam- die Abkühlkammer einmündenden Schutzgaskanämer mit vorderer Beschickungs-, rückwärtiger Ent- 60 leri, Kühleinrichtungen für das Schutzgas sowie nahmeöffnung, Aufnahme- und Transportvorrich- Schutzgasumwälzgebläse, wobei eine Steuervorrichtung für das Wärmgut sowie Schutzgasumwälzein- tung die Aufnahme- und Transportvorrichtung für richtung mit beidseits um die Abkühlkanimer geführ- das Wärmgut steuert. Die erfindungsgemäße Anlage ten, unten in die Abkühlkammer einmündenden ist gekennzeichnet durch die Kombination der fol-Schutzgaskanälen, Kühleinrichtungen lür das Schutz- 65 genden Merkmale: gas sowie Schutzgasumwälzgebläse, wobei eine

Steuereinrichtung die Aufnahme- und Transportvor- a) Jedem der Schutzgaskanäle ist ein Rohrbündel

richtung für das Wärmgut steuert. — Singuläres Kühlregister mit Kühlluftführungsrohren zu-

geordnet, die im Querstrom vom Schutzgas durchströmt sind,

b) Abkühlkammer und Schutzgaskanäle sind durch als Rohrbündel ausgebildete Strahlungskühler getrennt,

c) die Steuervorrichtung weist eine auf einen Mittelwert der abgestrah, η Energie des Wärmgutes ansprechende Meßvorrichtung auf und schaltet die Aufnahme- und Transportvorrichtung bei Erreichen eines bestimmten Schwellwertes der abgestrahlten Energie zum Zwecke des Abtransportes des behandelten Gutes ein.

Der Schwellwert wird dabei auf eine bestimmte eingesetzte Masse eingestellt. Werden unterschiediiche Massen eingesetzt, so ist der Schwellwert zweckmäßigerweise einstellbar. — Im einzelnen bestehen verschiedene Möglichkeiten der weiteren Ausbildung der erfindungsgemäßen Anlage. So ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, die sich ao aus fertigungstechnischen und wurmeaustauschtechnischen Gründen empfielt, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrbündel-Kühlregister in Höhe d-r Strahlungskühler in die Schutzgaskanäle eingebaut sind.

Die erreichten Vorteile sind zunächst darin zu se- as hen, daß das Schutzgas infolge der Anordnung von zwei Rohrbündel-Kühlregistern sehr intensiv gekühlt v/erden kann. Es läßt auslegungstechnisch erreichen, daß (innerhalb von pro Beschickung der Anlage vorgegebenen Massen, die mit erheblicher Toleranz festgelegt werden können) trotz unterschiedlicher Geometrie des Wärmgutes die Temperatur des in die Kühlkammer eintretenden Schutzgases stets praktisch den gleichen definierten Wert aufweist, der sich während einer Wärmebehandlung einer eingesetzten Masse also nicht ändert. Entsprechend ist erfindungsgemäß die Anlage ausgelegt. Sorgt man nun dafür, daß das Wärmgut durch die beidseitigen Strahlungskühler an den Seiten zusätzlich intensiv strahiungsgekühlt wird, so kommt man überraschenderweise zu einer sehr exakten Zielkühlung im angegebenen Sinne, wenn die Steuervorrichtung auf eine mittlere abgestrahlte Energie des Wärmgutes in der beschriebenen Weise anspricht. — Auch die Strahlunoskühler sind erfindungsgemäß so ausgelegt, daß sie während der Behandlung einer bestimmten eingesetzten Masse von Wärmgut ihre vorgegebene konstante Temperatur beibehalten. Diese richtet sich nach dsr angesirebten Kühlung. Die Erfindung arbeitet also in bezug auf Schutzgastemperatur und Temperatur der Strahlungskühler mit sehr konstanten Parametern.

Die Erfindung nutzt die Tatsache, daß bei Anlagen der erfindungsgemäßen Gattung das Wärmgut selbstverständlich so angeordnet wird, daß es insgesamt und daß jedes seiner Teilstücke vom Schutzgas umströmt wird. Dann führen die bekannten Anlagen zu unterschiedlicher Kühlung in der Mitte und in den Randbereichen der Ordnung des eingesetzten Wärmgutes, und zwar auf Grund der Strömungsverhält- nisse des Schutzgases. Diesen negativen Einfluß kompensiert die Erfindung mittels der Strahlungs-. kühler. Dazu kann es zweckmäßig sein, daß die Rohrbündel-Kühlregister und die Rohrbündel der Strahlungskühlrr einzeln steuerbar und dadurch auf vorgegebene Kühltemperatur einstellbar sind. Nichtsdestoweniger können die Rohrbündel-Kühlregister und die Rohrbündel der Strahlungskühler an ein und dasselbe oder an unterschiedliche Kühlluftgebläse angeschlossen sein. Die Meßvorrichtung, die in der beschriebenen Weise auf einen Mittelwert der abgestrahlten Energie des Wärmgutes anspricht, läßt sich sehr einfach gestalten. Obwohl man zur Mittelwertbildung mit Abtastung des eingesetzten Wärmgutes arbeiten kann, genügt es im allgemeinen, die Anordnung so zu treffen, daß die Meßvorrichtung ein oder mehrere Strahlungspyrometer mit großem Öffnuiigswinkel aufweist, der auf das Wärmgut in der Kühlkammer gerichtet ist. Das kann von oben, von der Seite, von schräg oben oder von schräg unten geschehen.

Die erreichten Vorteile sind zusammengefaßt darin zu sehen, daß mit Hilfe einer erfindungsgemäßen Anlage ohne Schwierigkeiten eine Zielkühlung des eingesetzten Wärmgutes erreicht werden kann, und zwar sogar dann, wenn das Wärmgut unterschiedliche Geometrie aufweist. Die eingesetzte Masse des Wärmgutes soll dabei allerdings gleich sein, obwohl die Anlagt insgesamt auf unterschiedliche eingesetzte Wärmgutm:.ssen betriebsmäßig eingestellt werden kann. Im Ergebnis kann sichergestellt werden, daß das eingesetzte Wärmg'it gleichsam an einem bestimmten Punkt der Temperaturkuirve des zugeordneten ZTU-Schaubildes mit Hilfe der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung die erfindungsgemäße Anlage verläßt.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgc näße Anlage mit zusätzlichem Schema für die Steuervorrichtung.

Die in der Figur dargestellte Anlage dient zum Abkühlen von singulärem Wärmgut unter Schutzgas. Es mag sich im Ausführungsbeispiel um gestapelte Schmiedestücke 1 handeln. Die Anlage besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau zunächst aus der Abkühlkammer 2 mit vorderem Eintritt und rückwärtigem Austritt (die in der Zeichnung beide nicht erkennbar sind) Aufnahme- und Transportvorrichtung 3 für das Wärmgut I sowie Schutzgasumwälzeinrichtung. Die Schutzgasumwälzeinrichtung besitzt ihrerseits beidseits um die Abkühlkammer 2 geführte, unten in die Abkühlkammer 2 einmündende Schutzgaskanäle 4 sowie ein Schutzgasumwälzgebläse S, welches im Ausführungsbeispiel oberhalb der Abkühlkammer 2 angeordnet ist. Der Schutzgasumwälzeinrichtung 4,5 sind Kühleinrichtungen 6 für das Schutzgas zugeordnet. Eine Steuervorrichtung steuert die Aufnahme- und Transportvorrichtung 3 für das Wärmgut 1 derart, daß es mit Hilfe dieser Aufnahmeund Transportvorrichtung 3 in die Abkühlkammer 2 eingeführt und aus dieser heraus bewegt werden kann. Dazu sind dem beschriebenen Eintritt und dem Austritt Schleusen, Schieber oder andere Verschlüßelemente zugeordnet.

Man entnimmt aus der Figur, daß jedem der Schutzgaskanäle 4 ein Rohrbündel Kühlregister 6 mit Kühlluftführungsrohren 7 zugeordnet ist. Die Pfeile 8 bezeichnen dabei die Bewegung des quer zu den Rohren 7 der Rohrbündel-Kühlregister 6. Die Kühl luft strömt in den Kühlluftführungsrohren 7. Sie wird durch besondere, nicht gezeichnete Gebläse geför dert, von denen zweckmäßig jedem Rohrbündel-Kühlregister 6 eines zugeordnet ist. Abkühlkammer 2 und Schutzgaskanäle 4 sind durch als Rohrbündel

ausgebildete Strahlungskühler 9 getrennt. Hier strömt ebenfalls Kühlluft in den dargestellten Rohren 10. Diese Strahlungskühier sind im allgemeinen mit besonderen Gebläsen verbunden. Zur Anlage gehört eine Steuervorrichtung, die eine auf einen Mittelwert der abgestrahlten Energie des Wärmgutes ansprechende Meßvorrichtung 11 aufweist. Die Steuervorrichtung schaltet die Aufnahme- und Transportvorrichtung 3 bei Erreichen eines bestimmten Schwcllwcrtcs der abgestrahlten Energie zum Zwecke des Abtransportes des behandelten Gutes 1 ein. Wegen der beschriebenen Auslegung der Anlage ist dann sichergestellt, daß das Wärmgut 1 an einem bestimmten Punkt der Temperaturkurve des ZTU-Schaubildes die Anlage verläßt. Die Meßwerte der Mcßvorrichlung 11 werden einem Komparator 13 zugeführt, der über Schaltschütz 14 die Transportvorrichtung 3 und zugeordnete Elemente steuert.

Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind die Rohrbündel-Kühlregister 6 in die Sehutzgaskanäle 4 eingebaut. Das ist im Ausführungsbeispiel in Höhe der Strahlungskühier 9 geschehen, was sowohl aus wärmeaustauschtechnischen Gründen als auch fertigungstechnisch besonders einfach ist. Nicht dargestellt ist, daß die Rohrbündel-Kühlrcgister 6 und die Strahlungskühler 9 einzeln steuerbar sind.

ίο Im Ausführungsbeispiel ist angedeutet, daß die Meßvorrichtung 11 als Strahlungspyrometer ausgeführt ist. Es befindet sich hier ein einziges Strahlungspyrometer mit großem öffnungswinkel oberhalb des Wärmgutes 1 in der Kühlkammer 2. Der

is öffnungswinkel 12 ist auf das Wärmegut 1 gerichtet. Das reicht überraschenderweise aus, um in der beschriebenen Weise eine Zielkühlung des Wärmgutes 1 sicherzustellen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Wärmgut meint im Rahmen der Erfindung Schmie- Patentansprüche: destücke und ähnliche Einzelteile, aber auch Draht bunde, Blechbunde u.dgl., die der Aufnahme- und

1. Anlage zum Abkühlen von singulärem Wärm- Transportvorrichtung als Stapel oder in anderer Ordgut unter Schutzgas — insbesondere im Rah- S nung, z.B. nebeneinandergestellt oder geschüttelt, aufmen des isothermen Glühens von Schmiedestük- gegeben werden. Der Ausdruck singuläres Wänngut ken —, bestehend aus Abkühlkammer mit vorde- unterscheidet das in der erfindungsgemäßen Anlage rer Beschickungsöffnung, rückwärtiger Entnah- zu behandelnde Wärmgut, also von Durchlaufgut, wie meöffnung, Aufnahme- und Transportvorrich- kontinuierlich geführtem Draht oder kontinuierlich tung für das Wänngut sowie Schutzgasumwälz- io geführten Profilen.

einrichtung mit beidseits um die Abkühlkammer Anlagen der beschriebenen Gattung sind bekannt,

geführten, unten in die Abkühlkammer einmiin- Zumeist wird das Schutzgas mit Hilfe des Schutzgasdenden Schutzgaskanälen, Kühleinrichtungen für umwälzgebläses über eine einzige Kühleinrichtung das Schutzgas sowie Schutzgasumwälzgebläse, geführt und dann auf die beiden Schutzgaskanäle einer Steuervorrichtung für die Aufnahme- und 15 aufgeteilt, deren Wandungen in Abhängigkeit von Transportvorrichtung für das Wärmgut, ge- den Betriebsbedingungen unterschiedliche Temperakennzeichnet durch die Kombination der türen aufweisen können. Diese Einflüsse verändern folgenden Merkmale: die Temperatur des Schutzgases während der Be

handlung einer bestimmten Wärmgutmasse. Die

a) Jece-n der Schutzgaskanäle (4) ist ein Rohr- "° Kühlleistung der Kühleinrichtung reicht darüber hinbündel-Kühlregister (6) mit Kühlluftfüh- a"^s oft nicht aus, um das Schutzgas, unabhängig vom rungsrohren (7) zugeordnet, die im Quer- Wärmgut (bei vorgegebener Wärmgutmasse) mit destrom (8) vom Schutzgas angeströmt sind; finierten, genau vorgegebenen Temperaturen in die

b) Abkühlkammer (2) und Schutzgaskanäle (4) Kühlkammer einzuführen. Im Ergebnis ist eine Zielsind durch als Rohrbündel (10) ausgebil- *5 kühlung des Wärmgutes so, daß die Temperaturdete Strahlungskühle-(9) getrennt; kurve im ZTU-Schaubild einen genau bestimmten

c) die Steuervorrichtung -veist eine auf einen Verlauf nimmi, nicht möglich. Im übrigen schwankt Mittelwert der abgestrahlten Energie des der Verlauf der Temperaturkurve nach Maßgabe der Wärmgutes (1) ansprechende Meßvorrich- Geometrie des Wärmgutes, auch wenn gleiche Mästung (U) auf und schaltet die Aufnahme- 3<> sen eingesetzt werden. Geometrie meint hier die und Transportvorrichtung (3) bei Errei- Form der Einzelteile oder auch unterschiedliche Anchen eines bestimi ,ten Schwellwertes der Ordnung identisch gleicher Einzelteile. So wird verabgestrahlten Energie zum Zwecke des ständlich, daß es außerordentlich schwierig ist, eine Abtransportes des b handelten Gutes (1) Anlage der beschriebenen Gattung so zu steuern, daß ein. 35 das Wärmgut nach Zielkühlung gleichsam bei Erreichen eines bestimmten Punktes der Temperaturkurve

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn- im ZTU-Schaubild die Anlage verläßt. — Die Steuzeichnet, daß die Rohrbündel-Kühlregister (6) in ervorrichtungen der bekannten Anlagen sind Pro-Höhe der Strahlungskühler (9) in die Schutzgas- grammsteuersOrrichtuiigen und können nach obigem kanäle (4) eingebaut sind. 40 nur ungenau funktionieren. Das gleiche gilt für ma-

3. Anlage nach den Ansprüchen 1 und 2, da- nuelle Steuerung über Bedienungspersonen, da eine durch gekennzeichnet, daß die Rohrbündel-Kühl- meßtechnische Erfassung der Temperaturkurve, die register (7) und die Rohrbündel (10) der Strah- das Wärmgut bei der Behandlung durchläuft, nicht lungskühler (9) einzeln steuerbar sind. möglich ist.

4. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 3, da- 45 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine durch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung Anlage der eingangs beschriebenen Gattung so zu ge-(11) ein oder mehrere, auf das Wärmgut (1) in stalten, daß ohne Schwierigkeit eine Zielkühlung des der Kühlkammer (2) gerichtete Strahlunjspyro- eingesetzten Wärmgutes möglich ist, und zwar sogar meter mit großem öffnungswinkel (12) aufweist. dann, wenn das Wärmgut unterschiedliche Geomc-

50 triö im, oben beschriebenen Sinne aufweist.

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Abkühlen

von singulärem Wärmgut unter Schutzgas, — insbe-

sondere im Rahmen rles isothermen Glühens von