DE2259639B2 - Mehrzonentunnel-Durchlaufofen - Google Patents

Mehrzonentunnel-Durchlaufofen

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Description

40
Die Erfindung betrifft einen Mehrzonentunnel-Durchlaufofen mit mindestens einer Vorwärm-, einer Heiz- und einer Ausgleichszone zum Erwärmen von warmzuverformenden Stahlblöcken in Form von Vorblöcken und Brammen, bei dem über Verbindungsleitungen und ein Gebläse Abgas aus der Heizzone entnommen wird und über am Ende der Vorwärmzone oberhalb und unterhalb des Gutes angeordnete Düsen eingeblasen wird.
Es sind bereits derartige öfen bekannt, bei denen die in Abgasen gespeicherte Wärmeenergie unter Verwendung von Wärmetauschern zurückgewonnen wird, um den spezifischen Wärmeverbrauch des Ofens herabzusetzen.Hierbei beträgt jedoch die Temperatur der Abgase hinter dem Wärmetauscher etwa 700 bis 8000C. Deshalb geht noch eine große Wärmemenge verloren. Wenn z. B. ein solcher Ofen mit 5 Zonen für kontinuierlichen Betrieb verwendet wird, der einen Durchsatz von 170 t/h hat, so ist sein spezifischer Wärmeverbrauch 430 kcal/kg. Ferner ist allgemein bekannt, daß bei Einsatz von Hubbalken-Öfen, die in jüngster Zeit schnell weiterentwickelt worden sind, der gleiche Verbrauch etwa 500 kcal/kg beträgt (auf Grund des großen f>5 Kühlwasserverlustes, verglichen mit Durchlaufofen). Bei derartigen öfen beträgt der Heizölverbrauch z. B. kg/h. In diesem Fall kann der Abgasverlust 35%
der gesamten Wärmemenge betragen.
Zwar ist es bekannt, das Gut dadurch rasch aufzuheizen, daß große Brennstoffmengen in die Vorwärmzone eingeführt werdea Die Abgasiemperatur wird hierbei jedoch sehr hoch, z. B. 12000C und somit vergrößert sich der Abgasverlust
Ferner ist es bekannt. Wärme durch Einsatz eines Wärmetauschers im Gasstrom der Abgase wiederzugewinnen, um obige Nachteile zu mindern. Hierbei ist jedoch die Höchsttemperatur begrenzt und abhängig von der Werkstoffqualität des Wärmetauschers, so daß dieser durch besondere Isolation, wie verdünnte Luft, geschützt werden soIL
Der Erfindung iiegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Mehrzonendurchlaufofen mit mindestens einer Vorwärmzone, einer Heizzone und einer Ausgleichszone zum Erwärmen von warmzuverformenden Stahlblökken in Form von Vorblöcken oder Brammen durch Senkung der Abgaswärmeverluste seine Wirtschaftlichkeit zu erhöhen.
Zwar ist bereits ein Mehrzonentunnel-Durchlaufofen zum Erwärmen von warmzuverformenden Stahlblökken bekannt, wobei dieser Ofen eine Vorwärmzone, eine Hetzzone und eine Ausgleichszone aufweist. Das Gut wird dabei durch den bekannten Ofen mit Hilfe einer Stoßvorrichtung gestoßen. Aus der Heizzone werden Abgase über Verbindungsleitungen abgesaugt. Die Absaugung erfolgt über ein Sauggebläse. Über Du sen wird das Abgas in die Vorwärmzone eingeblasen. Die Düsen befinden sich oberhalb und unterhalb des Gutes, aber nur am Ende der Vorwärmzone (GB-PS 11 60 875). Außerdem sind die Düsen auch schräg zum Gut ausgerichtet und das Düsenende verbreitert sich zum Gut hin, was die Ausströmgeschwindigkeit und die Bildung eines scharfen, engbegrenzten Einspritzstrahles verringert.
Andererseits ist ein Heißgaserzeuger bekannt, bei dem mit Hilfe eines Gebläses das erzeugte Heißgas mit hoher Geschwindigkeit in einen Banddurchlaufofen eingeblasen wird. Dabei ist die Einrichtung an einer Seite des kontinuierlich durchlaufenden Bandes als kissenartiger Dämpfer ausgebildet, da bezweckt wird, durch diese Maßnahmen das Flattern des Bandes zu verringern. Bei der bekannten Vorrichtung soll allerdings nicht das anfallende Abgas verwendet werden und es handelt sich nicht um einen Mehrzonentunnel-Durchlaufofen (US-PS 34 56 930).
Zuletzt ist bei einem mit einem Mehrzonentunnelofen vergleichbaren Durchlaufofen zum Brennen von feuerfesten Erzeugnissen aus Siliziumkarbid bekannt, heiße Abgase in vorbestimmte Bereiche des Ofens über Leitungen zuzuführen, indem hierfür eine Pumpe eingesetzt wird. In der eigentlichen Vorwärmzone ist zwar eine Mehrzahl von Gasdüsen vorhanden. Die Anordnung und Ausbildung der Düsen ist aber so getroffen, daß die Abgase etwa gleichmäßig die ganze Vorwärmzone erwärmen sollen, nicht aber nur engbegrenzte Zonen, %vo das Gut sich befindet. In dieser Vorwärmzone soll bewußt eine wesentliche Temperaturerhöhung überhaupt nicht erreicht werden, im Gegenteil, in der hier vorgesehenen Oxydationsatmosphäre soll an sich eine noch relativ tiefe Temperatur vorherrschen. Auch trägt die Ausbildung und Anordnung der Zuführungsleitungen nicht dazu bei, bewußt heißes Abgas diesem Raum zuzuführen, da diese vom Gebläse kommenden Leitungen überwiegend außerhalb der Ofenwandung verlegt sind und damit zwangläufig gekühlt werden (GB-PS 9 62 289).
Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Düsen in Längsrichtung des Mehrzonentunnel-Durchlaufofens über den gesamten Bereich der Vorwärmzone angeordnet sind, wobei die Düsen senkrecht und direkt auf die Stahlblöcke gerichtet sind, und dem aufgeblasenen Abgas über eine Druckerhöhungsanlage ein erhöhter Impuls verleihbar ist
Hierdurch werden heiße Abgase, weil eine hohe Druckdifferenz an den Strahldüsen vorliegt, mit hohem Impuls derart eingeblasen, daß die Abgase strahlenförmig auf die Oberfläche des Gutes aufprallen, so daß ein hoher Wärmeübergang zur Gutoberfläche hin erreicht wird.
Eine weiter«· Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Abgas aus einer weiteren Heizzone in die Zuführungsleitung unter erhöhtem Druck über eine Injektordüse eingeblasen wird. Die Erfindung kann auch so abgewandelt werden, daß die Düsen aus feuerfestem Werkstoff bestehen und in den Ofenraum der Vorwärmzone hineinragen. Es ist vorteilhaft, die Vorerwärmungszone in Form eines separaten Vorerwärmungsblockes dem Mehrzonentunnel-Durchlaufofen vorzuschalten. Zuletzt kann die Transporteinrichtung zur Beförderung des Gutes vorteilhaft als Stoß- oder Hubbaikeneinrichtung ausgeführt werden.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 eine Seitenansicht des Ofens als Hubbalkenofen, teilweise als Ausschnitt, mit der Vorwärmzone,
F i g. 2 einen Schnitt nach Linie B-B der F i g. 1,
F i g. 3 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt einer anderen Ausführungsform des Ofens mit der Vorwärmzone,
F i g- 4 einen Schnitt dieses Ofens mit Düsen in der Vorwärmzonc.
F i g. 5 einen Schnitt, vergrößert, von Düsenteilen,
F i g. 6 einen Schnitt durch den Mehrzonenstoßofen, mit Düsen in seiner Vorwärmzone sowie einer Druckerhöhungsanlage für das Abgas hoher Temperatur, unter Verwendung von auf niedrigerer Temperatur liegenden Düsenstrahlen zur Beförderung dieses Gases,
F i g;. 7 einen Schnitt durch die Vorrichtung mit der Vorwärmzone, wobei der Düsenbereich hoher Geschwindigkeit abgetrennt bzw. unabhängig vom Ofen selbst angeordnet ist.
Aus F i g. 1 und 2 ist ersichtlich, daß die zu erwärmenden Stahlblöcke 1 mittels Festbalken 4 und Hubbalken 3 mittels eines Antriebs 7, 8 durch den Ofen transportiert werden. Die Tragsäulen 2 des Hubbalkens 3 durchdringen das Ofengehäuse 10, die Abdichtung erfolgt über Dichtungen 6,18.
Die Vorwärmzone a, b des Ofens ist in der Mitte in zwei Bereiche geteilt. In dem Bereich hoher Temperatür ist eine Düsenzone a, wobei eine Anzahl von Düsen im oberen und unteren Teil vorhanden sind. Die Außenoberfläche des Gehäuses 10 ist mit wärmeisolierendern Werkstoff 19 verkleidet, während das Innere des Gehäuses 10 aus gegen Hitze widerstandsfähigen Stahlplatten besteht, an weiche Düsen 9 befestigt sind. Der andere Teil der Vorwärmzone ist der Konvektionsstrombereich b. Die dem Düsenbereich a zugeführteiti Abgase ziehen über den Bereich b ab, wodurch eine Wärmezufuhr durch den Konvektionsstrom des Gases erfolgt Somit wird in den Bereich b eine zusätzliche Wärmezufuhr bewerkstelligt. Die Innenoberfläche im Teil b der Vorwärmzone ist mit isolierendem Werkstoff U verkleidet Am Ende des Bereiches b ist ein Gasauslaß 13 vorhanden, der mit dem Kamin in Verbindung steht.
Im Ein- und Auslaß des Ofens sind Luft- oder Gasdüsen 17 vorgesehen, durch die ein Sperrluft- oder Sperrgasschleier erzeugt wird. Vorzuerwärmende Stahlblökke 1 werden mit Hilfe einer Aufgabefördervorrichtung 15 dem Ofen zugeführt und dann mit Hilfe der Hubbalken 3 in den Ofen transportiert Im Auslaß werden vorerwärmte Stahlblöcke mit Hilfe eines Greifers 16 herausgezogen.
Bei der Abwandlung der Vorwärmstrecke gemäß F i g. 3 sind Düsenbereich a und vorgeschalteter Konvektionsstrombereich b voneinander vollständig abgetrennt Der Druck des aus dem Düsenbereich a ausgestoßenen Gases hoher Temperatur wird ferner mit Hilfe eines Heißgasgebläses 9a7 erhöht und dieses Gas wird Düsen 9 zugeführt, die im Konvektionsstrombereich b vorhanden sind. In dem Bereich b treffen Düsenstrahlen hoher Temperatur impulsartig auf die Stahlblöcke 1. In diesem Ausführungsbeispiel des Ofens ist somit der Düsenbereich in zwei Stufen bzw. Unterbereichen ausgebildet mit dem Zweck, die Wirksamkeit der Wärmegewinnung zu erhöhen und die kompakte Struktur des Ofens zu verbessern. Hiermit wird die Leistung des Ofens verbessert und sein spezifischer Wärmeverbrauch herabgesetzt
F: g. 4 zeigt eine Anzahl von Düsen 9, die aus hitzebeständigem oder feuerfestem Material bestehen und im oberen und unteren Teil der Vorwärmzone a angeordnet sind, wobei jede Düse 9 einen vorbestimmten Abstand zum Gut hat. Die Ausbildung des Düsenquerschnittes ist im einzelnen vergrößert in F i g. 5 dargestellt. Der Düsenbereich a enthält eine Hängedecke und besteht aus einzeln an sich bekannten Steinen 5a aus feuerfestem Werkstoff und aus Ankersteinen 6a. In die Steine 5a sind die Düsen 9 eingesetzt. An Hauptbalken 10a der Deckentragkonstruktion ist ein kleiner Balken 8a mit Hilfe von hängenden Metallpaßstücken 9a befestigt, während Ankersteine 6a durch Ankerschuhe 7a befestigt wird. Die Düsen 9 sind durch Metallpaßstücke 13s der Steine 5a abgestützt und über eine gemeinsame Leitung 12a an ein Abzugsrohr lta für die Fortleitung des Abgases hoher Temperatur befestigt, wobei das Gehäuse innen mit feuerfestem Material verkleidet ist.
Die Ausführungsform gemäß F i g. 6 zeigt den Tunneldurchlaufofen als Mehrzonenstoßofen, wobei die Druckerhöhungsanlage an den Konvektionsbereich angebaut ist.
Hierbei bezeichnet aa die Ausgleichszone, bb die Heizzone, c die Übergangszone, a die Vorwärmzone mit Düsen hoher Geschwindigkeit, der dem Konvektionsbereich üblicher öfen entspricht.
Die Stahlblöcke 1 werden von der Seite der Vorwärmzone (Düsenzone) a her in den Ofen, unter Einsatz eines Stößels, gestoben, und bewegen sich in Richtung zum Auslaßteil bei aa hin und können hierbei auf einer Gleitschiene 2a gleiten, die durch Stützrohre 3a gestützt ist.
Eine Mehrzahl von aus feuerfestem Werkstoff bestehenden Düsen 9 sind in den oberen und unteren Teilen der Vorwärmzone a angeordnet. Jede Düse hat einen vorbestimmten Abstand zum Gut. Jedoch kann die Verteilung der Düsen frei bestimmt werden, sowohl oben als auch unten, in Abhängigkeit von der Temperaturverteilung in dem zu behandelnden Gut. Die Anordnung kann eine Zickzack-, eine quadratische Anord-
nung oder eine andere geometrische Anordnung sein, mit vorbestimmten Abständen zwischen jeweiligen Düsen 9. Hinsichtlich ihres Winkels der Befestigung ist es möglich, die Düsen in vertikaler Rcihtung zum Gut anzuordnen oder auch geneigt zum Gut. Was die Gestalt oder Form der Düsen betrifft, so wird diese nach Einzelfall gewählt, in einem Falle mit kreisförmigem Querschnitt, mit elliptischem Querschnitt, mit rechteckigem Querschnitt u. dgl.
Die Vorwärmzone besteht aus einem Gehäuse, des- )0 sen Innenseite eine Verkleidung aus feuerfestem oder isolierendem Werkstoff aufweist. Die Düsen 9 durchdringen das Gehäuse bis in den inneren Bereich.
Die obere Seite der Düsen 9 ist mit der Unterseite einer Leitung 5a' verbunden.
Die Gasleitung 5a' ist über einen Druckkessel mit einer Leitung 6a' für Abgas hoher Temperatur verbunden, das von einem anderen Bereich des Ofens abgezogen ist, im Ausführungsbeispiel aus dem mittleren Teil zwischen Heizbereich bb und Übergangszone c. Das Innere der Leitung 6a' ist mit feuerfestem Werkstoff 7a' verkleidet, in die eine Einspritzdüse 8a' für Treibgas eingesetzt ist, während das andere Ende der Düse 8a' mit einer Druckerhöhungsanlage 9a' in Form eines Gebläses über eine Leitung mit einem Ventil 10a' in Verbindung steht. Über ein Zweiwegeventil 11a' ist das Gebläse 9a' mit einer Zweigleitung 12a' und einer Strahldüse 13a' zur Erzeugung eines Sperrluftschleiers, zwischen der Vorwärmzone a und Übergangszone c, verbunden. Der Einlaß des Gebläses 9a' ist an ein Abzugsrohr 11a angeschlossen, aus dem Gas niedriger Temperatur durch das Gebläse abgesaugt wird. Es handelt sich also hier um einen Strahl-Saugzug.
Wenn Abgase hoher Temperatur von etwa 13000C zugeführt werden sollen, kann keines der bekannten Gebläse verwendet werden, weil die Widerstandsfähigkeit eines Gebläses bei dermaßen hoher Temperatur leidet.
Es ist möglich, bei einer anderen Durchbildung des Ofens die Vorwärmzone a vollständig vom Ofenkörper zu trennen.
Diese Ausbildung ist in F i g. 7 gezeigt Bei dieser Ausführungsform ist ein unabhängiges Transportband 2a' vorhanden, um die Blöcke 1 in den Ofen zu führen. Im Einzelfall kann man, statt des Transportbandes 2a, die Stahlblöcke 1 mit Hilfe eines Stößels 11 ft oder eines Transportbandes auf Hubbalken befördern. Die Blöcke 1 werden den heißen Gasstrahlen ausgesetzt. Was die Hilfsausrüstung betrifft, so ist diese die gleiche wie im obigen Fall gemäß F i g. 6. Durch die Verwendung einer solchen unabhängigen Apparatur werden verschiedene Vorteile erreicht, z. B. eine Erhöhung des Wirkungsgrades des Ofens, ohne daß ein bekannter Ofen wesentlich umgebaut werden müßte, und Erhöhung der Ofenkapazität.
Alle in der Vorwärmzone bekannter öfen verwendete Brenner können beim erfindungsgemäßen Ofen entfallen.
Die Temperatur der Abgase ist etwa 420° C, deshalb entfallen Wärmetauscher nach Art der Rekuperatoren.
Sogar bei Teilbelastung ist der Wirkungsgrad des Ofens wesentlich höher.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Mehrzonentunnel-Durchlaufofen mit mindestens einer Vorwärm-, einer Heiz- und einer Ausgleichszone zum Erwärmen von warmzuverformenden Stahlblöcken in Form von Vorblöcken und Brammen, bei dem über Verbindungsleitungen und ein Gebläse Abgas aus der Heizzone entnommen wird und über am Ende der Vorwärmzone oberhalb und unterhalb des Gutes angeordnete Düsen eingeblasen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (9) in Längsrichtung des Mehrzonentunnel-Durchlaufofens über den gesamten Bereich der Vorwärmzone (a, b) angeordnet sind, wobei die Düsen senkrecht und direkt auf die Stahlblöcke (1) gerichtet sind und dem aufgeblasenen Abgas über eine Druckerhöhungsanlage (9a') ein erhöhter Impuls verleihbar ist.
2. Mehrzonen tunnel-Durchlaufofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Abgas in die Zuführungsleitung (6a') unter erhöhtem Druck über eine Injektordüse (8a') eingeblasen wird.
3. Mehrzonentunnel-Durchlaufofen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (9) aus feuerfestem Werkstoff bestehen und in den Ofenraum der Vorwärmzone (a. b) hineinragen.
4. Mehrzonentunnel-Durchlaufofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorerwärmungszone in Form eines separaten Vorerwärmungsblockes am Mehrzonentunnel-Durchlaufofen vorgeschaltet ist.
5. Mehrzonentunnel-Durchlaufofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Transporteinrichtung zur Beförderung der Stahlblöcke (1) eine Stoß- oder Hubbalkeneinrichtung ist.
DE19722259639 1971-12-06 1972-12-06 Mehrzonentunnel- Durchlaufofen Expired DE2259639C3 (de)

Applications Claiming Priority (3)

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JP566972A JPS4876123A (de) 1972-01-11 1972-01-11
JP47022502A JPS5118205B2 (de) 1972-03-03 1972-03-03

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DE2822329A1 (de) * 1977-05-24 1978-12-07 Gautschi Electro Fours Sa Brennstoffbetriebener industrieofen zum aufheizen von waermgut, wie walzbarren, pressbolzen oder baendern aus leichtmetall oder leichtmetallegierungen

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