DE2226976A1

DE2226976A1 - Strahlwand fuer industrieoefen

Info

Publication number: DE2226976A1
Application number: DE19722226976
Authority: DE
Inventors: Ernst Hirmke
Original assignee: KOERNER KG WALTER
Current assignee: KOERNER KG WALTER
Priority date: 1972-06-02
Filing date: 1972-06-02
Publication date: 1973-12-13
Also published as: FR2187101A5; NL7307643A; DE2226976B2; DE2226976C3; IT985646B; GB1435939A

Description

!.naselder: -JaIter körner KG. Industrieofenbau

3trahlwand für Industrieöfen

Es ist "bekannt, in Industrieöfen als Heizquelle eine Straiilwand zu verwenden. Strahlwände werden verwendet, um - positiv formuliert - eine gleichmäßige Beheizung großer Js'lächen von Industrieöfen zu gewährleisten, und um - negativ formuliert örtliche überiiitsungen und damit vorzeitige Zerstörungen der Industrieöfen zu vermeiden. Zwei Arten von Straiilwand en sind bekannt: Bei der einen Ausführung wird in i'lächeiibrennern, von denen mehrere in einer Wandung des Industrieofens im Abstand voneinander vorgesehen sind, unter Luftzufuhr Brennstoff verbrannt. Durch die trompetenförmige Öffnung des Plächenbrennerendes wird das Brennstoff-Luft-Gemisch so geführt, daß sich mit der Brennerachse als Mittelpunkt Scheiben von brennenden Gasen ausbilden, die an der Wandung anliegen. Diese ITlächenbrenner geben einmal durch Strahlung der Flamme Wärme an den Industrieofen ab, zum anderen wird die Wandung aufgeheizt und strahlt ihrerseits auf den Industrieofen. Bei diesen Strahlwänden ist die Wärmeabgabe im Bereich der jFlächenbrenner größer als im Bereich zwischen den Flächenbrennern, so daß die gewünschte Wirkung der Yergleichmäßigung der Wärmeabgabe nur bedingt erreicht wird. Bei der anderen Ausführung wird eine gelochte oder poröse Steinwand verwendet, die die der zu beheizenden Fläche des Industrieofens zugekehrte Wand einer im übrigen

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gasdicht abgeschlossenen Kammer bildet. Ein in die Kammer eingeführtes. Gas-luft-Gemisch kann nur durch die gelochte oder poröse Viand entweichen. Liach Zündung des entweichenden Gemisches brennt die3es über die gesamte Strahlwand. Auch hier wird einmal durch ilammenstrablung ^:,varme an den Industrieofen abgegeben, zum anderen die gelochte oder poröse viand aufgeheizt, die ihrerseits auf den Industrieofen strahlt. Die zuletzt genannten Strahlwände sind schwer und teuer; sie sind außerdem nur bis zu bestimmten Temperaturen einzusetzen, und zwar deshalb, weil die poröse oder gelochte Wand ein guter Wärmeleiter ist, die über ihre gesamte Dicke erwärmt wird, wodurcn die Gefahr von kückzündungen in die Kammer hinein besteht.

Die Erfindung verfolgt den Zweck, die bekannten Straiilwände zu verbessern. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine Strahlwand zu schaffen, die ohne Gefahr von ilückzündunrien auch für hohe Temperaturen eine optimal gleichmäßige Wärmestrahlung gewährleistet. Bei einer aus gadurchlässigem Material bestehenden Strahlwand für einen Industrieofen, die die der zu beheizenden i'läche benachbarte Wand einer im übrigen gasdichten, you einem brennbaren Gas-Luft-G-emisch beschickten Kamm er bildet, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als gasdurchlässiges Material feuerfester Pilz verwendet ist. Feuerfeste Pilze haben als Grundlage eine keramische Paser. Sie sind für Arbeitstemperaturen bis zu ca. 1250° 0 einzusetzen, haben eine niedrige Wärmeleitfähigkeit, eine none Wärmedämmung sowie ein extrem niedriges Gewicht.- im Vergleich zu herkömmlichem Peuerfestmaterial ca. 1 : 10 niedriger -, Peuerfeste Pilze werden daher im Ofenbau als feuerseitige Auskleidung von Warmbehandlungsöfen verwendet. Mit der Erfindung wird den feuerfesten Pilzen ein neues Anwendungsgebiet erschlossen. Das in die Kammer eintretende brennbare G-as-Luft-Gemisch entweicht durch die aus feuerfestem i'ilz bestehende Straiilwand. Durch kurze Zündung mittels eines außerhalb der Kammer angeordneten, einen !eil des feuerfesten Pilzes bestreichenden Zündbrenners wird das brennbare Gas-Luft-Geraisch gezündet. Die Plamme verteilt sich raBch über die

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gesamte3'läcbe des Pilzes, der gleichmäßig das Gas-Luft-Genjxscii durchläßt und dazu führt, daß ein Pläciienbrand in j?orm ungezählter kleiner ineinander übergehender flammen entsteht. Die Strahlwirkung der Strahlwand nach der Erfindung ist besser als bei herkömmlichen Strahlwänden, da eine völlig gleichmäßige Plammenverteilung über die gesamte Strahlwand eintritt und die Temperatur der einzelnen flamme höher gewählt werden kann. Die erreichbaren Temperaturen liegen nämlich wegen der Hitzebeständigkeit des feuerfesten Filzes bis zu 1250° ΰ wesentlich über den Temperaturen, die mit herkömmlichen Strahlwänden erreichbar sind. Die Temperaturen sind über den Druck des Gas-Luft-Gsmisches, der Torzugsweise zwischen 50 und 200 mm¥3 liegt, sowie die Zusammensetzung des Gas-Luft-Gemisches steuerbar. Verwendbar sind sowohl Erdgas-Luft-Gemische als auch Stadtgas-Luft-Gemische, und zwar sowohl mit Gas- als auch mit Luftüberschuß in dem Gemisch. Der feuerfeste Filz isoliert wesentlich besser und ist leichter zu handhaben als die Steine herkömmlicher Strahlwände. Ein Auswechseln des feuerfesten Pilzes ist bei abgestelltem Industrieofen praktisch sofort möglich, da der feuerfeste Pilz nach einigen Sekunden erkaltet ist.

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feuerfeste Filz kann auf beliebige Weise als Wand mit dem übrigen Teil der Kammer verbunden werden. Es empfieiilt sich jedoch in Ausgestaltung der Erfindung die Ränder des feuerfesten Pilzes in einen Rahmen aus hitzebeständigera Stahl zu spannen, oder - wenn die Strahlwand für eine Pilztafel und ihre Halterung zu -groß sein sollte bezw. bei der freistehenden '.iand aus feuerfestem Pilz ein Ausbauchen zu befürchten ist - den feuerfesten ji'ilz fensterartig in einen mehrere Öffnungen aufweisenden Rahmen aus hitzebeständigen Stahl zu spannen. In beiden Fällen ist der Ein- und Ausbau des feuerfesten Pilzes leicht durch Einspannen in den Ranmen oder Lösen aus dem Rahmen möglich. Zur Stabilisierung größerer 'wände ist es auch vorteilhaft, ein Gitter aus feuerfestem Material an mindestens einer Fläche des feuerfesten Pilzes anzubringen.

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Da feuerfeste ji'ilze eine niedrige wärmeleitfähigkeit aufweisen, kann in Ausgestaltung der Erfindung auf eine weitere V." arme isolation des Gfens verzichtet werden. Vielmehr können die Kammern zugleich die Außenwände des Ofens bilden. .3ei Versuchen zeigte sich nämlich, daß die dem feuerfesten i'ilz gegenüberliegende ¥and der Kammer, die aus einer .Stahlplatte bestand, nur handwarm wurde. Dies gilt auch, weil die geringe VJärmemenge, welche durca den Jj'ilz tritt, direkt zur Vorwärmung des G-as-Luft-G-emisches dient. Besonders kleinere Yerzinkungsofen können dann, wenn der Yerzinkungskessel lediglicn schrankartig durch jeweils eine Strahlwand aus feuerfestem Pilz enthaltende Kammern umstellt Vii -d , extrem leicht und billig gebaut werden.

.Sin Ausfiihrungsbeispiel äex Erfindung ist in der Zeichnung dar gestellt und wird im folgenden näner beschrieben. Die einzige iigur zeigt in schematiscner Darstellung den Querschnitt durcn einen Verzinkungsof en, dessen Verzinkun£:skes^3el durcj otrahlv)ande beheizt ist.

Der als Ausführungsbeispiel gewählte Verzinkungsofen weist ein Fundament 1 mit Aufsetzsockeln 2 auf. Ln Längsrichtung des Verzinkungsofens sind mehrere gleich ausgebildete Aufsetzsockel

2 vorgesehen. Auf die Aufsetzsockel 2 ist ein Verzinkungskessel

3 aufgesetzt, dar im wesentlichen die JTorm eines ^uaders aufweist. Der Vorzinkungskesael enthält ein flüssiges Zinkbad, in das die zu verzinkenden Gegenstände eingebracht werden.

Das Zinkbad ist für die tfeu erver .sinkung auf einer Temperatur von ca. 450 bis 460° C zuhalten. Das geschieht gemäß der ,.rfLndung durch Strahlwände, die im Ausführungsbeispiel entlang der gesamten Längsseiten des Verzinkungskessela 3 vorgesehen sind und von denen jede wie folgt aufgebaut ist: Auf der dem Verzinkungskessel 3 zugewandten Seite weist eine im übrigen gasdicht abgeschlossene Kammer 4 einen feuerfesten i-'ilz 5 auf. Der feuerfeste Ί?··.1ζ 5 ist gasdurchlässig. :eine bänder sind in einen Rahmen 6 aus hitaebeständigem „jtanl gespannt.

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Der feuerfeste Pilz 5 kann fensterartig in einen mehrere Öffnungen aufweisenden Rahmen aus hitzebeständigem Staül gespannt sein. Lvioh ist es möglich, menrere Sammern 4 sowohl in Horizontalrichtung nebeneinander als auch in Vertikalrichtung übereinander vorzusehen. Im Bedarfsfall können auch an den Stirnseiten des V'erzinkun^skessels 3 Kammern 4 vorgesehen sein.

Jede Kammer 4-weist außer dem feuerfesten Pilz 5 weitere Wände 7 aus herkömmlichem, gasdichten Material auf, z.B. aus Stahlplatten oder Steinen. Da diese weiteren Wände 7 keiner Wärmebelastuns ausgesetzt sind, brauciien sie weder besonders dick nocn besonders hitzebeständig zu sein. Es ist möglich, insbesondere bei kleineren Yerzinkun_&:söfeii, die Kammern 4 schrankartig um den Yerzinkungskessel 3 anzuordnen und als einzige Wärmeisolation zu verwenden. Im Ausführungsbeispiel stehen die Kammern 4 auf einem seinerseits auf dem i'undament 1 aufstehenden Kanal 8 rechteckigen Querschnitts. Es ist möglich, den Kanal zwischen dem feuerfesten Pilz 5 und der Wand des Verzinkungskessels 3 in herkömmlicher Weise für die Pührung der Abgase zu unterteilen. Dabei können nur der obere Kanal beheizt und die heißen Abgase durch den unteren Kanal geführt sein.

Jede Kammer 4 ist über mindestens einen Einlaß 9, der eine der '..■ände 7 durchsetzt, mit einem Gas-Luft-Gemisch beschickt, welches durchPfeile 11 schematisch dargestellt ist. Es entweicht durch den feuerfesten EiIz 5 nach außen. Zwischen feuerfestem j?ilz 5 und Terzinkungskessel 3 ist für jede Kammer 4 mindestens ein Zündbrenner 12 vorgesehen, der bei Inbetriebnahme der Strahlwand'gezündet wird und das durch den feuerfesten Pilz 5 dringende Gas-Luft-G-emisch zündet, wie es schematisch durch unregelmäßige Zackenlinien 13 dargestellt ist. Die Plammenwand breitet sich dann über den gesamten feuerfesten Pilz 5 aus, wodurch sich eine optimal gleichmäßig brennende Flammenwand ergibt.

Die Strahlwand nach der Erfindung kann bei allen Industrieöfen

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eingesetzt werden, bei denen eine gleichmäßige Wärmestrahlung über einen bestimmten j'läclienbereich gewünscht wird.

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Claims

Patentansprüche

1. Aus gasdurchlässigem Material bestehende Strahlwand für einen Industrieofen, die die der zu beheizenden !fläche benacii"barte ¥and einer im übrigen gasdichten, von einem brennbaren Gas-Luft-G-emisch beschickten Kammer bildet, dadurch gekennzeichnet, daß als gasdurchlässiges Material feuerfester 1"¹Uz (5) verwendet ist.

2. Strahlwand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder des feuerfesten Pilzes (5) in einen Rahmen (6) aus hitzebeständigem Stahl gespannt sind.

3. Strahlwand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der feuerfeste i'ilz (5) fensterartig in einen mehrere Offnungen aufweisenden Rahmen aus hitzebeständigem Stahl gespannt ist.

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4. Strahlwand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einer Fläche des feuerfesten i'ilzes (5) ein feuerfestes Gitter angebracht ist.

5. Strahlwand nach einem der Ansprüche 1 bis 4 für einen Verzinkungsofen mit einem zu beheizenden Yerzinkungskessel, dadurch gekennzeichnet, daß der feuerfeste i-'ilz (5) zumindest an beiden Längsseiten des Yerzinkungskessels (3) angeordnet ist, der an dieser Seite die von dem feuerfesten I¹Hz (5). mit gebildeten Kammern (4) als einzige Wärmeisolation aufweist.

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