DE2311616A1

DE2311616A1 - Analogsimulator fuer waermetauschvorgaenge, insbesondere in einem metallurgischen ofen

Info

Publication number: DE2311616A1
Application number: DE2311616A
Authority: DE
Inventors: Guy Sartorius
Original assignee: ACIERS FINS DE L'EST BOULOGNE-BILLANCOURT SEINE (FRANKREICH) Ste; Est Aciers Fins
Current assignee: ACIERS FINS DE L'EST BOULOGNE-BILLANCOURT SEINE (FRANKREICH) Ste; Est Aciers Fins
Priority date: 1972-03-09
Filing date: 1973-03-09
Publication date: 1973-09-20
Also published as: JPS5752518B2; GB1429945A; DE2311616C3; JPS48102710A; FR2174748B1; IT978704B; FR2174748A1; DE2311616B2; US3879603A

Description

D^:pL-l;iy.W Soiermumn Dr.-Ing. R. RQger

73 Esslingen (Neckar), FabrikstraOe 24, Postfach 348 8. März 1973 τ·'·'2·3 11616

35961?

Telegramme Patentschutz Etsllngennecfcar

S<»ciete des Ader Fins de l'Est, 40 Rue de Paris 92 Boulogne-Blllancourt (Frankreich)

Analogsimulator für Wärmetauschvorgänge, Insbesondere in einem metallurgischen Ofen

Die Erfindung betrifft einen Analogsimulator mit einer automatischen Vorrichtung zur Bestimmung eines Wärmeaustauschparameters, beispielsweise der Heiz- oder Rauchgastemperatur bei einem Ofen mit direkter Beheizung für ein Betriebsverhalten, das sich von einem bekannten Betriebsverhalten unterscheidet, welches man versuchsweise als zufriedenstellend oder nicht beurteilt hat, während die anderen Parameter vorgegeben sind. Die Erfindung hat dabei insbesondere Bezug' zu metallurgischen Glühöfen mit Durchlaufbetrieb und den dabei auftretenden Kühlproblemen.

Bei der Herstellung von, hauptsächlich für die Automobil-Industrie bestimmten, unlegierten Stahl handelt es sich

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ORIGINAL INSPECTED

ausschließlich um Stahlarten, die vor der Teilefabrikatirn einer Warmbehandlung unterworfen werden nüssen. Die Walzstraßen, auf denen im Elektroofen vergütetes rietall verarbeitet wird, liefern unter anderem in Bunde gerollten Draht, Stangen oder Profile mit flachem, hexagonalen oder anderen Querschnitten. Das Metall muß vom Benutzer durch spanende Formung, durch Warm- oder Kaltverformung usw. weiterverarbeitet werden.

Aus der technischen Weiterentwicklung und den kürzer werdenden Fertigungszeiten ergibt sich die Notwendigkeit, das zu verarbeitende Metall für die jeweiligen Umformungen mit bestimmten Eigenschaften zu versehen. Beispielsweise muß eine Gabel, die vor der Warmverformung zun Stanzen eine begrenzte Härte besitzt, für eine anschließende spanende Formung oder für eine Kaltverformung ein sehr regelmäßiges geeignetes Gefüge besitzen. Diese Eigenschaften lassen sich nur durch Anwendung bestimmter auf den jeweiligen Fall zugeschnittener Glühtechniken erreichen. Darüber hinaus muß die oberflächliche Entkohlung in engen Grenzen bleiben, damit die spätere Härtbarkeit nicht beeinträchtigt wird« Die bei den Wänneumwandlungen z.B. beim Walzen stattfindende unvermeidliche oberflächliche Entkohlung darf licht durch den Glühvorgang erhöht, sondern muß v/enn möglich verringert werden.

Um den die oberflächliche Entkohlung betreffenden Anforderungen entgegenzukommen, ist ein Glühofen mit oxydierender Atmosphäre und direkter Beheizung bekannt, mit dem man verschiedene Wärmebehandlungen durchführen kann:

a) Anlaßglühen verfolgt den Zweck, z.B. das Beschneiden oder Ausstanzen von Metall vor der Schmiedeverfcrmunq oder einen Ziehvorgang mit der Möglichkeit eines nachfolgenden Ziehens unter befriedigenden Bedingungen

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durchführen zu können;

b) beim Normalglühen werden ohne grundlegende Veränderung des durch Abkühlung nach dem Walzen erzielten Gefüges dessen Gleichmäßigkeit und die mechanischen Eigenschaften hinsichtlich der Schlagzähigkeit und der Dehnung verbessert. Für diese Art des Glühens muß eine starke Abkühlleistung in der entsprechenden üfenzone vorgesehen sein;

c) isothermische Wärmebehandlungen werden immer häufiger

in den Fällen angewendet, wo das Metall (untereutektoider Stahl) zur Fertigung von Bauteilen verwendet wird, die man auf Maschinen mit großer Produktivität spanend verformt. Die metallographische Struktur des geglühten Metalls ist gekennzeichnet durch ein gleichmäßiges Korn, das durch lamellaren Perlit und Ferrit getrennt sind. Der Abkühlbereich des Ofens muß eine sehr feine Rege-.lung der Temperaturabkühlgeschwindigkeit ermöglichen, wobei diese Regelung sich mit der Streckenlast im Ofen und dem Querschnitt des zu glühenden Metalls ändern lassen muß;

d) das Weichglühen wird durchgeführt, wenn das Metall nachfolgend umgeformt wird, sei es durch Kaltverformung, wenn es sich um einen untereutektoiden St-ahl handelt, sei es durch spanende Formung, wenn es sich um einen übereutektoiden Stahl handelt, insbesondere bei der Fertigung von Kugellagerringen. Diese Art der Glühbehandlung ist auf eine Gefügestruktur gerichtet, in der <?as Zementit kugelförmig homogen verteilt ist, und enthält einen (Temperatur-)Absatz von größerer Länge und zum Ende eine relativ lax.gsame Abkühlung.

Die Durchführung der verschiedenen Glüharten erfordert somit sehr verschiedene Durchlaufgeschwindigkeiten durch den Ofen. Die Forderungen nach einem hohen Produktionsausstoß in Verbindung mit den verschiedenen vorangehend angegebenen Mög-

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lichkeiten haben zur Konstruktion neuartiger öfen geführt, die mit intensiver wirkenden Abkühleinrichtungen verseilen sind. Diese ermöglichen insbesondere isothermische Glühbehandlungen/ die bisher bei-umfangreichen statischen Chargen nicht durchführbar waren«

Es ist bereits ein Glühofen mit Umwälzung der Heiz- bzu. Rauchgase bekannt, die durch einen Wasser/Gas-Wörmetauscher strömen, wobei die Gasströrmngsmenge geregelt wird, was gewisse Schwierigkeiten bei der Bemessung des Wärmetauschers mitsichbringt. Dieses System erfordert außerdem leistungsfähige und damit auch anfällige Turbinen. Es sind ferner ausschließlich mit Kaltluft arbeiter.ee Regeleinrichtungen bekannt, die zu einer starten Oxydation der behandelten Produkte führen und in den angrenzenden Ofenbereichen Wärmeverluste bewirken. Schließlich gibt es einige Techniken für eine exakt bemessene /abkühlung in Glühofen, die jedoch nur für enge Temperaturgrenzen gültig und brauchbar sind und daher keine allgemeine Anwendung bei den sehr verschiedenen oben angegebenen Wärmebehandlungen ermöglichen.

Es sind ferner direkt beheizte Glühofen bekannt, die eine Folge von unabhängigen Regelzonen enthalten für den Anheizvorgang und die Halvetemperatur, für eine schnelle Abkühlung, für ein Wiederaufheizen nach der Schnellabkühlung in bestimmten Zyklen und auch für eine allmäh.¹ i nhe gesteuerte Abkühlung. Bei dieser Ofenbauart sind zwei Schnellabkühlzonen vorgesehen, die entsprechend den£yk3en folgende Eigenschaften besitzen:

a) eine starke Abkühlleistung beim Kormalglühen,

b) eine sehr hohe und steuerbare Abkühlgeschwindigkeit beim isothermischen Glühen,

c) eine schnelle und gesteuerte Abkühlung bein 'Weichglühen mit einem kurzen Absatz vor dem Wicderansteigen der Temperatur.

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In diesen Zonen wird die Temperaturregelung der umlaufenden Gase durch Einstellung eines Reglers auf einen Wert erreicht, der die erforderliche Abkühlung der Charge ernöglicht. Der Regler steuertdurch zyklische Impulse die Lufteinlaßklappe eines Wärmetauschers, der von einer konstanten Menge der umgewälzten Heizgase durchströmt wird. Auf diese Weise erzielt man eine Temperaturregelung mit schneller Abkühlung indirekt über die umgewälzten Heizgnse.

Die bei dieser Temperaturregelung auftretenden Schwierigkeiten resultieren einerseits aus der für die zahlreichen Betriebsabläufe erforderlichen unterschiedlichen und andererseits aus der Tatsache, daß bei einem kontinuierlich arbeitenden Ofen mit schneller Abkühlung der Produkte der Zunder, die Keiz- oder Rauchgase und die Strahlung eine genaue optische Temperaturmessung unmöglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen anzugeben, die eine schnelle Bestimmung von Parametern des Wärmeaustauschers in metallurgischen Glühöfen ermöglichen. Ausgehend von einem al« befriedigend beurteilten Betriebsverhalten sollen die Parameter für die Regelung eines anderen Betriebsverhaltens ermittelt werden, ohne das thermische Profil des Ofens zu ändern; die thermische Belastung der einzelnen Ofenzonen soll reduziert werden; bestehende und gegenwärtig durch einen numerischen Rechner gesteuerte Härmebehandlungsöfen sollen mit einem Analogrechner ausgestattet und die Heizzonen dieser öfen durch ein und dieselbe vorrichtung eingestellt werden; ein bestehender Ofen soll als Prototyp zur Berechnung anderer öfen dienen, und das Betriebsverhalten eines Ofens soll simuliert werden können *

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Wenn der Ofen "abweicht¹,¹ d.h. wenn eine Verschlechterung oder ein Defekt in der Gasumwälzung eintritt, kann der Rechner die Abweichung von einem beliebigen Versuch feststellen und dann in der Folge dieses Versuches, die Konvektions- oder Strahlungskoeffizienten nacheichen und neue Einstellwerte auffinden.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, mit Hilfe von analog arbeitenden Einrichtungen einen Parameter zu bestimmen, beispielsweise die Temperatur der Umwälzcrase eines Abkühlofens, während die anderen zugeordneten Richtwerte durch Versuch bekannt sind, beispielsweise die Temperatur in den verschiedenen Zonen , die Eintritts- und Austrittstemperaturen der Produkte, die Durchlaufgeschwindig}ext usw., worauf man einen Betriebsablauf simuliert, um eine progressive' Korrektur bis zur Erreichung eines gleichbleibenden Ausgangswertes bei einer angenäherten Konstanten vorzunehmen, was zum Ausdruck bringt, daß die Wärmeaustausch-Vorgänge in der gleichen Weise beim Versuchsbetrieb und beim praktischen Betrieb mit den nicht gemessenen Eintrittswerten stattgefunden haben.

Die Vorrichtung nach der Erfindung, mit der sich ein Parameter des Wärmeaustausches bestimmen läßt, wobei die anderen Parameter vorgegeben sind, umfaßt im wesentlichen:

analog arbeitende Organe, die zyklisch gesteuert v/erden und eine SummenbiJdung eines mit einer mathematischen Näherungsformel vorgegebenen thermischen Parameters ermöglichen, in der die bekannten Betriebsparameter und insbesondere der gesuchte Parameter enthalten sind; ferner eine Vergleichseinheit mit einem Eingang für die Ergebnisse der Summenbildung am Ende eines jeden Arbeitsspieles vnd einem Eingang für den vorgegebenen Wert dftr vorgegebenen Parameter; und ein an den Ausgang der Ver-

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gleichsäinheit angeschlossenes Schrittschaltorgan, das in Abhängigkeit von dem Vergleich entweder den vorgeregelten Einstellwert des gesuchten Wärmcausgleichspararoeters ändert, und ihn dem Eingang der analog arbeitenden Organe zuführt, um einen neuen Versuchsgang einzuleiten, oder am Ence des Arbeitsspiels auf seirem letzten Einstellwert verbleibt, während die anderen Teile der Vorrichtung in die Ausgangsstellung zurückgestellt und festgehalten werden, so daß sich der gesuchte Parameter aus der letzten Regelstellung bestimmt.

Bei einer Ausführungsform wird die Erfindung bei einer Vorrichtung angewendet, mit der ein Regelparameter in einem direkt beheizten Ofen mit einem Strahlungsgewöibe, einer gleichmäßigen oder aus den Gasen in den einzelnen bekannten Temperaturzonen ausomatisch berechnet wird.

In Übereinstimmung mit den durch die in einem derartigen Ofen vorgesehenen Schnellabkühlzonen gegebenen Bedingungen, insbesondere bei veränderlichen Durchlaufgeschwindigkeiten in Anpassung an eine im Verhältnis zwischen 1 bis 6 veränderliche Produktion und für Abkühlbereiche zwischen 1O5O° und 650° oder zwischen 850° und 650° mit Zwischenabstufungen werden zwei unabhängige Zonen mit oberer und unterer Gasbeaufschlagung und unabhängiger Rückl^itung bzw. Umwälzung der Heizgase vorgesehen. Die beiden gleichlangen Zonen sind durch einen Bereich ohne Heizgasbeaufschlagung bzw· durch eine "tote Zone" unterteilt. Beim Durchgang des Metalls durch die "tote Zone" überlagert sich der Abkühlung ein neutraler Absatz, was sich in einer Freigabe von Kalorien bemerkbar macht und die Abkühlung abbremst.

Unter Berücksichtigung der angewendeten Abkühlung, die für jede Zone gleich ist und aus einer Zwangskonvektien

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mit großer Geschwindigkeit besteht, die allein eine (nur in geringem Maß von der Gasgeschwindigkeit und -dichte abhängige) hohe Wärmeübergangszahl gewährleistet, wird erfindungsgemäß ein Rechengerät vorgeschlagen, mit dem man einen Parameter des Austauschers festlegen kann, insbesondere die den Heizgasen für eine beliebige Durchlaufzeit des Produktes vorgegebene Temperatur.

In diesem Fall ist der gesuchte Parameter die Temperatur der zur Regelung des Wärmetausches im Ofen bestimmten Gase, während der vorgegebene Parameter die Verweilzeit der Charge im Ofen ist. In dem Fall, wo diese Ausführungsforjr. bei einem Abkühlofen mit mehreren Zonen angewendet werden r.oll, sind automatische Regeleinrichtungen vorgesehen, die in die Gruppe der Analogrechenorgane die Änderungen der Parameter eingeben, die den Durchlauf des behandelten rrodukl.es durch die bestimmten Zonen berücksichtigen.

Die Anwendung einer Vorrichtung, die die vorbeschriebenen Einrichtungen enthält, entspricht im allgemeinen einem Verfahren zur Bestimmung eines Parameters für die Wärmetauschregelung, bei dem man durch Analogintegraticn einen vorgegebenen Parameter aus einer mathematischen Miiherungsformel bestimmt, die die bekannten Parameter enthält. Dabei vergleicht man Arbeitsgang um Arbeitsgang den erreichten Wert mit dem Einstellwert des vorgegebenen Parameters und beginnt die Arbeitsgänge mit den modifizierten Kerten solange von neuem, bis der gesuchte Wert mit ausreichender Annäherung erreicht ist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand eines Ausführungsbeispiels für den Anwendungsfall einer schnellen

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Abkühlung in einem Durchlauf-Glühofen mit direkter Heizung und Strahlungsgewölbe entsprechend den Zeichnungen. Ls zeigt

Fig. 1 einen scheniatischen Längsschnitt durch einen

Ofen im Eereich von zwei Zonen, Fi .j. 2 einen schematischen Cuerschnitt durch den Ofen mit den Kühlkreislaufen,

Fig. 3 ein allgemeines Funktionsschema des Rechners, Fig. 4 ein Schaltbild spezieller Schaltkreise, Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Bandaufzeichnung.

Zur Berechnung des Wärmeaustausches innerhalb eines Glühofens ist zunächst die analoge Auflösung der partiellen Differentialgleichung für den Wärmeübergang durch Strahlung und durch Konvektion erforderlich, deren mathematische Lösung θ (t) nicht ausgedrückt werden kann:

(1) de fR(e), C (8)1 = -~-~ dtc + ■■ · dtR,

^L- ^J tf ^tc Z tR

worin ate die 2eit bedeutet, um allein durch Konvektion die Temperatur um de abzusenken unter dem Einfluß eines Konvektionsgradienten.

und v/obei dtR die Zeit bedeutet, um allein unter Berücksichtigung der Strahlung die Temperatur um de abzusenken unter dem Einfluß eines Strahlungsgradienten

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In den Gleichungen haben die Buohctaben folgende Bedeutungen :

0: Temperatur des Produktes, II: Strahlung, C: Konvektion, T: Temperatur der Heizgase, 2: Temperatur einer Ofenzone, A: Konvektionskoef fizient der Gacumwälsanlage, B. Strahlungskocffizient der Ofenzone, C: Wärmekapazität der in der Zeit dt entsprechend einer Abkühlung d© durchlaufenden Produkte»

Es ist möglich, eine angenäherte Formel für die Viarmeaustauschvorgänge aufzustellen, indem man von einer Geschwindigkeit ν des Produktes av.f zwei verschiedene Arten ausgeht:

Entweder verändert man die Gaseinblastempcratur T, ν/ο::si man die Anfangstemperatur θο der Ofenlaaung kennt und einen Betriebsablauf festzulegen versucht, in dem die vorgegebene Endtemperatur der Ofencharge ΘΡ iist. Diese Formel ergibt eine Temperatur: θο ·~ f (tF) , worin tF die Verweildauer und 0c die Endtemperatur der Ofenladung 5 stund durch wiederholte Abtastungen θ der Endtemperatur der Ladung auf den vorgegebenen Wert 0F einjustiexi wird. wenn T verändert wird. Oder man ändert die Caseinbla.^- temperatur T und versucht einen Betriebsablanf festzulegen, in dem die Verweilzeit tF ist. Die Formel ergibt für eine verschiedene Produktgeschwindigkeit V eine berechnete Verweilzeit te: te = g (ΘΡ), worin QF die Lndtemperatur der Ofenladung ist und te durch wiederholte Abtastungen auf den durch Veränderung der Temperatur vorgegebenen Wert einjustiert wird.

Für das nachfolgende Beispiel einer Ausführung eines Ar.nlc rechners wurde die zweite Methode ausgewählt. Der Rechner erhalt die Anfangstemperatur θο und die Lndteinpcratur et' der Produkte, die Gaseinblastemperatur T und dje vorg*»-

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gebene Verweilzeit tF zugeführt. Andererseits ermittelt der Analogrechner durch Surnmierung die Verweilzeit te, vergleicht diese Verweilzeit mit der vorgegebenen Zeit tF, um durch Iteration eine Nachregelung der Temperatur '2 zu erreichen.

In Abhängigkeit von der durch Strahlung und Konvektion zeitlich abgeführten Gesamtwärmemenge hat man durch graphische Annäherung eine Formel für die Wärmeaustauschvorgänge wie folgt aufgestellt:

A (Z) χ (θ -T) + B (θ⁴ - Z I

worin Λ t die Elementaränderung der Verweilzeit, & θ die Temperaturänderung des Produktes, θ die in der Rechenstufe berücksichtigte Temperatur, und die anderen Zeichen mit den Bedeutungen in den oben genannten Formeln (2) und (3) tibereinstimmen.

Nachfolgend sind mögliche Organisationsformen eines Rechners zur Berechnung der Formel (4) beschrieben und wie ein» Sununierung und ein Vergleich der Resultate durchgeführt werden kann. Ls ist notwendig, die Produkttemperaturen zwischen zwei festen Grenzen θο und ©F zu zerlegen und die Resultate At am Ausgang der Analogorgane zu summieren. Diese Summierung kann mit Hilfe der erforderlichen Elemente stufenweise oder kontinuierlich durchgeführt v/erden. Darüber hinaus wird auch die dem Produkt im Ofen vergegebene Geschwindigkeit berücksichtigt, da die endgültige Aufenthaltszeit als Bezugswert dient und diese beiden Variabel miteinander verknüpft sind.

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Man erkennt nunmehr die aus der Konstruktion des Ofens, auf den sich das beschriebene Ausführungsbeispiel bezieht, vorgegebenen natürlichen Bedingungen. Eine Glühbehanalung von Stangenmaterial erfolgt in einem Ofen, von dem ein Abschnitt schematisch in Fig. -1 gezeigt ist. Der Ofen umfaßt mehrere abgegrenzte Zonen, um aufeinanderfolgende Aufheizungen und Abkühlungen durchzuführen, wie sie weiter oben beschrieben worden sind. Von der rechten Seite aus in Fig. 1 wird eine aus Stangen bestehende Schicht 1 in die nicht gezeigten Zonen eingeführt und läuft auf Rollen 2 (Fig. 2) weiter nach links.

Die Unterteilung des Ofens in Zonen ist durch die verschiedenen vorgesehenen Arbeitszyklen bestimmt, um die erforderlichen Temperatur- und Zeitbedingungen erfüllen zu können. Der Abschnitt 3 in Fig. 1 umfaßt in Wirklichkeit drei Heizzonen zum Aufheizen und zur Temperaturhaltung mit der Möglichkeit einer Warmbehandlung bis zu 1100⁰C, Der mittlere Abschnitt in Fig. 1 zeigt zwei Schnellkühlzonen 4, 5 mit weiter unten beschriebener orthogonaler Konvektion. Auf dem anschließenden Weg der Stangenschicht 1 befinden sich mehrere Zonen zum Temperaturhalten oder zur langsamen Abkühlung, die an sich bekannt und nicht weiter beschrieben sind. Innerhalb der Zonen 4 und 5 wie auch in den benachbarten Zonen befinden sich zur Durchführung der jeweils erforderlichen Behandlungen geeignete Auflageflächen mit veränderbarer Geschwindigkeit der Produkte. In der folgenden Beschreibung ist das Ausführungsbeispiel auf eine Anwendung der Zonen 4 und 5 als Schnellkühlung mit einer Unterbrechung beschränkt, obwohl sie in bestimmten anderen Fällen auch als Heizzonen mit nicht gezeigten Luft- und Gaserhitzern arbeiten können. Die Temperaturregelung der Schnellkühlung wird indirekt durch die Gasumwälzung entsprechend Fig. 2 erreicht.

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Die gleichmäßige homogene Abkühlung der Ofencharge 1 über die gesamte Länge des Ofens wird durch Rohre 7a, 7b gesichert, die senkrecht oberhalb bzw. unterhalb der Rollen angeordnet sind, welche die Stangenschicht 1 unterstützen. Die Rohre 7a und 7b enthalten Öffnungen 8, um die Stangenschicht mit den Kühlgasen zu beaufschlagen, die aus den Rohrleitungen 9a, 9b kommen, welche kräftigen Gebläsen 10a, lOb angeschlossen sind. Die Gebläse saugen über die Leitungen lla, 11b in dieWärmetauschern 12a, 12b ein konstantes Gasvolumen· Die Wärmetauscher enthalten in bekannter Weise metallische Rohrbündel in zwei nicht miteinander in Verbindung stehenden parallelen Volumen entsprechend den beiden am Wärmeaustausch beteiligten Strömungsmedien, so daß sich eine nähere Beschreibung erübrigt. Der Kreislauf der Umwälzgase 11a, 11b wird durch die Ansaugleitungen 13a, 13b zwischen dem Ofen und den Wärmetauschern vervollständigt. Zwei weitere leistungsfähige Gebläse 14a, 14b für äußere Kaltluft blasen diese über die Kanäle 15a, 15b durch die Wärmetauscher 12a bzw. 12b und von dort über die Kanäle 16a, 16b zurück in die Atmosphäre. Längs des Verlaufes der Kanäle 15a, 15b sind Regelventile 17a bzw. 17b angeordnet, die durch Veränderung der* Öffnung einer Einlaßklappe 18 steuerbar sind.

Gemäß Fig. 1 haben die beiden Ofenzonen 4 und 5 die gleiche Länge und sind durch einen unbeaufschlagten Abschnitt 19 voneinander getrennt, der hier als "tote Zone" bezeichnet ist. In dieser Zone begii.nt mit einer gewissen Verzögerung die Umwandlungsstufe des Metalls. In schematischer Darstellung sind Abschirmungen 20 angedeutet, die eine gewisse Abdichtung der Zonen 4 und 5 gewährleisten.

Bezeichnet man mit T die Temperatur der in die Wärmeaustauscher eingeblasenen Umwälzmenge des Gases, so erfolgt die Regelung, indem man auf einer Regeleinrichtung einen Wert einstellt, der die erwünschte Kühlung der GfenchArce

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in Abhängigkeit von ihrer Hasse und Geschwindigkeit herbeiführt. Die letztere Einflußgröße ist durch die weiteren metallurgischen Behandlungcbedingungen vorgegeben, insbesondere den Zeitabsatz vor oder nach den Schnellkühlzonen. Die Regelung erfolgt durch zyklische Steuerimpulse für die Zufuhr von Kalterluft über die Schieber.18.

Zur Aufstellung der oben angegebenen Gleichung (4) werden zunächst zwei Versuche durchgeführt. Im ersten Fall gehen ^v die Rückkühlteir.peraturen von 850° bis 65O°C. Wenn man eine Temperatur von 45O°C für das Einblasmedium zuläßt, befindet sich der Ofen in der Zone 5 auf einer mittleren Temperatur von 6OO°C. Die aus den öffnungen 8 der Rohre 7a, 7b austretenden Gase umstreichen die Stangen, kühlen sich außerhalb der Rohre 7a, 7b ab und kommen an die Wandungen und die Gewölbe der Zonen, von v/o sie abgesaugt v/erden. Aufgrund der starken Konvektion kann man die Gewölbe und die Wände praktisch auf der mittleren Temperatur belassen, so da8 sich sämtliche Austauschvorgänge auf eine äquivalente Konvektion zurückführen lassen.

In einem zweiten Fall der Abkühlung von 1050 bis 65O° ist der Wärmeaustausch durch Strahlung proportional viel stärker als im vorangehenden Fall, obwohl der Konvektionsanteil nicht vernochlä'ssigbar ist. Die Anteile der Strahlung und Konvektion und die Parameter A (Z) , B und C (Θ) lassen sich laicht bestimmen, so daß man die durch Näherung aufgestellte Gleichung (4) benutzen kann.

Für diese Untersuchungen verwendet man Thermoelemente, die im Kern der Stangen eingekapselt worden sind, v/ährend die Gastemperaturen und eine bestimmte Vorschubgeschwindigkeit V gegeben sind. Aus diesen vorgegebenen Versuchswerten ermittelt am Anfang der Rechner die Summe des Zu--

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wachses der Aufenthaltszeit in Abhängigkeit von Elementaränderungen in der Produkttemperatur. In der Gleichung

(4) berücksichtigt der Ausdruck A (Z) . (Θ - T) die

4 4 Konvektion und der Ausdruck B (Θ - Z) die Strahlung. Der Rechner behandelt nun nach und nach die Stufungen der Abktihlzeit Λ t (Θ) für die elementaren Temperaturintervalle

θ - 6F
(5) Α °

worin θ die Anfangstemperatur des Produktes, ΘΡ die zu erreichende Endtemperatur und η die willkürlich durch den Rechner festgelegte Anzahl der Einzelschritte ist.

Von dieser Untersuchung aus, die gemäß der Gleichung (4) die für die feststehende Ursprungsgeschwindigkeit ν und ein vorgeschlagenes T geeichte Verweilzeit tF ergibt, läßt sich leicht die Verweilzeit t'F für eine andere Geschwindigkeit v* berechnen»

Tatsächlich besteht bezüglich eines theoretischen Wertes tF, der aus einer im Versuch festgelegten Geschwindigkeit ν resultiert, die geometrische Beziehung der Zonenlänge:

(6) t'F = tF . v/v¹

wobei der Rechner eine Folge von Untersuchungen mit geänderten Gastemperaturen T¹ durchführt, die von T verschieden sind, bis die Verweilzeit te = t'F gefunden ist.

Fig.3 zeigt den allgemeinen Aufbau des Rechners, dessen grundlegende Elemente mit dreistelligen Bezugszeichen versehen sind.

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Eine Gruppe von Rechenelementen ist allgemein an der Stelle 100 angegeben; sie umfaßt:

1. Drei Eingangsbausteine (Moduln) 101, 102, 103, nämlich einen Modul 1Ol zur Berechnung der Gleichung (5):

/\ θ = (θ - ©F)/η, wobei die Anzahl der Einzelschritte z.B. 40 betragen kann, ferner einen Modul 1Ο2 zur Berechnung der Gleichung (8): C (Θ) = M θ + N die weiter unten beschrieben wird und einen Modul 103 zur Rechnung der ebenfalls nachfolgend erläuterten Gleichung (9): Z (T) = KT + C.

2. Eine Recheneinheit, deren Einzelheiten nicht beschrieben sind, da das Ausführungsbeispiel von einem Durchschnittsfachmann unter Verwendung eon handelsüblichen _vModuln ohne weiteres durchgeführt werden kann, so daß diese Einheit nur symbolisiert ist. Sie enthält die folgenden Analogfunktionserzeuger; der runktionserzeuger Iü4 bewirkt die Änderungen Δ t, wobei er über eine erste Leitung 121 die Änderung (£± Q) als Ausgang des Eingangsmoduls 101 empfängt, ferner einen zweiten Eingang für den Wert C (Θ) des spezifischen Wärmekceffizienten als Ausgang des Moduls 102, ferner auf einem dritten Eingang einen Wert, der den Nenner der Gleichung (4) bildet, wobei dieser Wert über die Zuleitung 23 aus einem Funktionserzeuger 105 herangeführt wird. Der Funktionserzeuger 105 besritzt zwei Eingänge, von denen der eine über den Anschluß 24a an den Ausgang der Einheit 106 angeschlossen ist und eine Funktion B (Θ⁴ - Z⁴) der Gleichung (4) bildet, v/ährend der andere über die Leitung 24b an den Ausgang des Rechenelementes 107 angeschlossen ist und die Funktion A (Z) . (Θ - T) der Gleichung (4) bildet.

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Die Einheit 1O6 besteht in Wirklichkeit aus einer Gruppe von einzelnen Pechenelementen zur Durchführung von Operationen mit den Werten von B, θ und Z. Gleichfalls enthält die Einheit 107 in Wirklichkeit mehrere Rechenelemente zur Durchführung von Operationen mit den Werten A, θ und T. Die Einheit 106 besitzt zwei Eingänge, von denen der Eingang 25 den Temperaturwert θ an der Trennstelle heranbringt und der andere Eingang 26 an den Ausgang des Moduls 103 zur Berechnung von Z angeschlossen ist. Die Einheit 107 besitzt zv/ei Eingänge, von denen der Eingang 27 ebenfalls am Ausgang des Moduls 103 liegt, während der andere Eingang 28 an einem Modul 108 liegt, der den Ausdruck (Θ - T) der Gleichung (4) errechnet· Der Modul 108 besitzt seinerseits zv/ei Eingänge für die Werte θ una T und ist dementsprechend über die Leitungen 38 und 29 an das Potentiometer 109b, das die Temperaturen von θο bis ©Faufteilt, bzw. an das Potentiometer 110a angeschlossen, über dessen Schieber die Temperatur T der Heiz- bzw. Umwälzgase festgelegt wird.

<? Nach der Übersicht über die Rechenelemente erkennt man nunmehr, die veränderlichen Eingangsgrößen. Der Modul ist über die Leitungen 30 und 31 an die Mitte der Schleifkontakte 32 bzw· 33 des Potentiometers 109a angeschlossen, über die man die dem Produkt vorgegebene Temperaturänüerung einstellen kann« Die Schleifkontakte 32, 33 beaufschlagen ihrerseits ein zweites Potentiometer lO9b, dessen Schleifkontakt 34 mit Hilfe eines Motors 109c verschoben wird, wobei der Motor durch Impulse eines Taktgebers F gesteuert wird.

Der Eingangsmodul 102 besitzt zwei Eingänge 35, 36 zur Korektur der spezifischen Wärme nach der Gleichung

(8) C - M θ + N,

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worin H und N die Koeffizienten sind. Die Eichung von C erfolgt von dem ersten Versuchslauf aus, der für eine Abweichung von der Temperatur θ die Werte A/CO und B/CO ergibt. Ein weiterer Versuch mit einer beliebigen Abweichung θ ergibt dann die Werte für h/Q, und B/C. Da der Wert B in beiden Fällen der gleiche ist, erhält man C/CO. Die relative Regelung von M uno N erfolgt anhand von Tabellen über die spezifischen Wärmewerte in Abhängigkeit von der Temperatur. Der Eingangsmodul 103 bewirkt eine Korrektur der Temperaturen in den in Fig. 1 sichtbaren Strahlungszonen 4 und 5, da diese Temperaturen in wesentlichen linear abhängig sind von der Veränderlichen T (ümwälzgastemperatur). Diese Funktion entspricht der Gleichung

(9) Z β KT + L,
worin K und L die Koeffizienten sjnd.

Die durch die vorangehenden Gleichungen (8) und (9) bestimmten Ä'nderungsgesetze gelten in Abhängigkeit von der vom Produkt zurückgelegten Wegstrecke in den drei in Fig, I sichtbaren Abschnitten, nämlich der Zone 4, der toten Zone 19 und der Zone 5. An diesen Stellen müssen somit die Regelorgane eingreifen, die nachfolgend (Fig. 4) beschrieben sind. Der Motor 109c ist ausgelegt, um einen Zyklus entsprechend der Abspaltung der Anfangstcnperatur von der Endtemperatur des Produktes durchzuführen. Er besitzt eine Welle mit Kurvenscheiben 111, 112 und 113, die zur Betätigung von Mikroschaltern wie folgt eingestellt s8nd: Die Kurve 111 betätigt ihren Kontakt lila zu Beginn des Zyklus.Die Kurve 112 betätigt ihren Kontakt 112a während des Durchganges des Produktes auf ebener Strecke, und die Kurve 113 betätigt ihren Kontakt 113a beim Durchgang des Produktes durch die tote Zone.

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ΠΙ uncT 113

Fig. 4 zeigt ferner, daß die Kurvenscheiben gesetzte Kontakte in ihrer Ruhelage überführen. Ein Kontakt 111b wird zu Beginn eines Zyklus unterbrochen, um den Verstelltrieb des Potentiometers 110a anzuhalten, wobei dieser Kontakt über eine Leitung 4O an eine Stromquelle U und über eine Leitung 41 an eine Klemme e des Motors llOb angeschlossen ist, der noch durch weitere Steuerungen beeinflußt wird. Andererseits unterbricht die Kurvenscheibe 113 beim öffnen des Kontaktes 113b einen Stromkreis, der über die Leitung 42 an den Ausgang des Moduls 103 für die Temperaturkorrektur der Zonen geführt ist, und Über die Leitung 43 Verbindung zum Eingang 44 des Rechners 100 hat und von dort zu nicht gezeigten Rechenelementen für die Korrektur des Koeffizienten A in der Gleichung (4). Sobald ein Produkt die tote Zone 19 im Ofen durchläuft, findet an dieser Stelle keine Konvektion durch Gasumwälzung statt, sondern nur noch ein Wärmeübergang durch Strahlung. Aus diesem Grund bewirkt die Steuerkurve 113 provisiorisch, daß der Wert für den Koeffizienten A auf Null zurückgeführt wird. Der Eingang 44 ist im Rechner an solche Elemente angeschlossen, die auf die oben beschriebene Einheit 107 einwirken.

Die Kurvenscheibe 111 steuert Über den Kontakt lila einen Schaltkreis 45 mit der Wicklung eines Relais R., das einen Arbeitskontakt 65 mit weiter unten beschriebener Funktion besitzt. Die Kurvenscheibe 112 steuert über den Kontakt 112a einen Schaltkreis 46 mit Wicklungen von zwei Kupplungsrelais R- und R., während die Kurvenscheibe 113 über ihren Kontakt 113a einen Schaltkreis 47 steuert, der mit der Wicklung eines Relais R. in Verbindung steht. Diese Relais steuern über nicht im einzelnen beschriebene Potentiometereinrichtungen die Eingangsspannungen in die Moduln 102 und 103. Diese Spannungen werden in Abhängigkeit vom Weg des Produktes auf der Normalstrecke und in der toten Zone geregelt· Wie schon erwähnt, bildet der

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Modul 102 eine Funktion entsprechend Gleichung (0) C = ΜΘ + N zur Durchführung der Korrektur der spezifischen Wärme. Unter der Wirkung der Steuerkurve 112 kann das Relais R₂ den ersten Eingang 48 des Moduls 102 von einem Potentiometerwert N, auf einen anderen Wert N-umschalten. Das Feiais 4 3 kann denzweiten Eingang 49 des Moduls 102 zwischen einem Potentiometerwert M end einem Wert M~ umschalten.

Der Modul 103 besitzt zwei Eingänge 50 und 51, von denen der Eingang 50 an einen Regelwiderstand mit einem festen Wert K entsprechend der Gleichung (9) KT + L angeschlossen ist. Demgegenüber ist der zweite Eingang 51 an den Kontakt des Relais R, angeschlossen, das unter der Wirkung des Kontaktes 113a der Steuerkurve 113 für die tote Zone zwischen einem Potentiometerwert L. und L₅ umschalten kann. Die Werte L. und Lr entsprechen den Strahlungskoeffjzienten in den Zonen 4 und 5, während der Wert von K konstant ist.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 seien die an den Ausgang des Rechners 100 angeschlossenen Elemente betrachtet. Der letzte Funktionserzeuger 104 gibt das Ergebnis der Gleichung (4) in eine Leitung 52, die durch den Kontakt H₁ des Taktgebers H unterbrochen ist, und im Anschluß an diesen Kontakt über die Leitung 53 zum Eingang eines Summators 114, der aus einem schrittweise arbeitenden Speicher bestehen kann und somit eine Summierung der Werte von A T bewirkt. Der Ausgang 54 des Summators 114 führt über einen Zweig zu einem Aufzeichnungsgerät E und über einen zweiten Zweier an eine Komparatoreinheit 115.

Aus Fig. 3 gsht außerdem hervor, daß der Schrittmotor 110h für das Potentiometer 110a drei Steuereingänge aufweist, von denen der Eingang e unter der Steuerung der Kurvenscheibe 111 für den Zyklusbeginn steht, während die beiden anderen Eingänge f^ und f_ die Drehrichtung des Motors

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bestimmen. Die Motorzuleitungen 57 und 58 für die Drehrichtungen kommen aus einem Steuerrelais 117.

Geilaß Fig. 5 ist das in Fig. 3 angedeutete Aufzeichnungsgerät E deutlicher schematisch dargestellt. Die aus dem Sunjnator 114 kommende Zweigleitung 55 führt an einen Umschalter 59, über den der Maßstab ausgev/ählt wird, mit dem auf den Schreiber oder Zeiger 60 entsprechend jeder Zyklusbewegung des Aufzeichnungsgerätes eingewirkt wird. Der Antriebsmotor 118 dient zum Abrollen eines Aufzsichnungsstreifens S nach unten in der Figur, während der Schreiber sich von links nach rechts bewegen kann. Dn der Betrieb des Eechners über den Kontakt H₁ des Zeitgebers bestimmt wird, und zwar synchron mit der Abteilung bzw. Abschaltung des Potentiometers 109b, bleiben die Temperaturänderungsschritte A θ konstant, während die zeitlichen Abstufungen A t denjenigen entsprechen, die in dem Summator 114 angesammelt sind. Gemäß Fig. 5 sind ein erster Stufenverlauf im Zeitraum X, entsprechend der Zone 4 sichtbar, anschließend ein Überquerungsabschnitt X₂ während der Zeit W des Durchlaufes der toten Zone und ein zweiter Stufenverlauf X₃ entsprechend der Zone 5 eingetragen.

Es ist auch eine kontinuierliche Summenbildung möglich, wobei der Motor 109 gemäß Fig. 4 dann ein Synchronmotor ist und das Rechenelement 114 aus einem Integrator besteht. Am Aufzeichnungsgerät erscheint ein Kurvenverlauf Y., Y₂ gemäß Fig. 5. In diesem Fall ist der Aufzeichnungsmotor mit dem Motor 109c synchronisiert, so daß beide proportionale Geschwindigkeiten besitzen. Dadurch entspricht der zyklische Schaltvorgang am Potentiometerabgriff dem AbrollVorgang des Schreibstreifens mit einer konstanten Länge, so daß das dargestellte Schaubild stets die gesuchte Gesamtab-

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kühlungszeit wiedergibt. Die Verweilzeit te erscheint auf dem Aufzeichnungsgerät gemäß Fig. 5 am Ende des Zyklus.

In Fig. 4 ist die Komparatoreinheit 116 auf der rechten Seite eingezeichnet. Die Leitung 56 des Ausgangs des Summators führt an ein Potentiometer 121 mit einem Abgriff 61, dessen Stellung auf der erwünschten Geschwindigkeit V¹ entsprechend einem Erfahrungswert festgelegt wird. Dieser Abgriff der Analogspannung ist an einen Eingan g6 2 eines Komparator.^ 116 angelegt, der über einen zweiten Eingang 6 3 Spannung von einem Regelwiderstand 119 und über einen dritten Eingang 64 Spannung von einem zweiten Regelwiderstand 120 zugeführt erhält. Die Potentiometer 119 und 120 geben einen Verweilzeitwert tF mit einem zulässigen größeren oder kleineren Fehler vor. Der Komparator hat die/iufgabe, den Zeitpunkt herauszufinden, v/o die Eingangsspannung in der Leitung 6 2 dem Wert der Verweilzeit tF mit einer unteren Annäherung innerhalb der Fehlergrenze gleich wird.

Der Komparator darf jedoch nur einmal ar ende des Zyklus in Funktion treten, wenn entsprechend Fig. 4 der Kontakt des Relais R. über die Leitung 66 eine Steuerspannung an den Komparator weitergibt, Der Komparator liefert am Ende des Zyklus drei Signale 67, 68, 69, die in Fig. 3 durch eine einzige Linie 70 schematisch wiedergegeben sind. Die Steuerleitung 70 wirkt auf das Relais 117, um drei verschiedene Befehle auszulösen. Wenn die berechnete Zeit te, die vom Potentiometer ·!■*#- (Fig. 5) korrigiert worden ist, sich unterhalb der von den Potentiometern 119, 120 vorgegebenen Zeit befindet, muß die Temperatur T der Umwälzgase verringert werden und somit der Motor HO up» einen Schritt zurücklaufen; ist die Zeit te zu lang, so muß umgekehrt der Motor 110b einen Schritt voranlaufen,

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eingegangen

und in diesen beiden Fällen beginnt der Ablauf der Rechenoperationen mit einem neuen Wert von T. Wenn schließlich der Zeitwert am Eingang 62 in den zulässigen Annäherungsbereich hineinfällt, wird dem Relais 117 ein Anhalt- bzw. Abschaltbefehl erteilt. In diesem Fall unterbricht der Kontakt 117a die Leitung 70, die ihrerseits den Betrieb des Taktgebers anhält, so daß keine Impulse mehr zum Motor 109c gelangen und die gesamte Recheneinheit blockiert ist. Wenn der Anhaltbefehl nicht gegeben wird, η an. lieh jedesmal dann, wenn am Ende des Zyklus der Motor 110b seine Stellung geändert hat, läuft der Betrieb weiter, wobei ein neuer Wert für die Temperatur T, der über das Potentiometer 110a eingestellt wird, in die Leitung 29 (Fig. 3) eingegeben wird und von dort in das Rechenelement 108 für einen neuen Rechenablauf. Da die anderen Parameter unverändert bleiben, kann der Rechner über aufeinanderfolgende Versuchsrechnungen die erforderliche Temperatur einstellen.

Aus einigen, theoretisch aus nur zwei, Betriebsversuchen bei einer Geschwindigkeit ν findet man erfindungsgemäß über eine andere Abkühlung und eine andere Geschwindigkeit die richtige Einblastemperatur für das Umwälzgas, und zwar mit einer Genauigkeit in der Größenordnung von 3 % des Gesamtabkühlbereiches. Als weiteres praktisches Ergebnis kann der Rechner dauernd den Prograinmierungstechniken während der Ofenzyklen entlasten, so daß der Techniker seine Anstrengungen auf die metallurgischen Gefügeuntersuchungen konzentrieren kann, die letztlich die Basis für die Berechnungen ergeben.

Der Rechner muß nicht ein Untersuchungsgerät bleiben, sondern kann auch zur direkten Steuerung elres Sollwertreglers eingesetzt v/erden, nachdem die Parameter des

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Arbeitszyklus festgelegt v/orden sind. Darüber hinaus ergeben sich die Anwendungsnöcjlichkei ten für c'en Aufheizvorgang von Wärmebehandlungsöfon, insbesondere als Untersuchungs- und Entwicklungsgerät für Öfen bei ausgearbeiteten Eingangsdaten für numerische Rechengeräte, d.h. zur direkten Steuerung der Strömungsmittel im Ofen von der Festlegung des Sollwertes aus.

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur automatischen Frmittlung eines Parameters für Wa'rmeaustauschvorgänge, z.B. der Iieiz- oder Rauchgase eines Ofens mit direkter Beheizung, für ein Betriebsverhalten, aas sich von einem bekannten Eetriebsverhalten unterscheidet, das versuchsweise als zufriedenstellend oder nicht beurteilt worden ist, wahrend die anderen Parameter, insbesondere die Verweildauer vergegeben sind, gekennzeichnet durch analog arbeitende Organe, die zyklisch gesteuert werden und eine Summenbildung eines mit einer mathematischen KSherungsformel vorgegebenen thermischen Parameters ermöglichen, in der die bekannten Betriebsparameter und insbesondere der gesuchte Parameter enthalten sind; ferner durch eine Koniparatoreinheit (110) mit einem Eingang (61) für die Ergebnisse (■.er Summenbildung am Ende jedes Arbeitsspieles und einem Eingang (63, 64) für den vorgegebenen Wert eines Parameters; und durch ein an den Ausgang der Komparatoreinheit(116) angeschlossenen Schrittschaltorgan (HOb), das in Abhängigkeit von dem Vergleich entweder den vorgeregelt^n Einstellwert (T) des gesuchten Wärmeausgleichsparameters ändert und ihn dem Eingang der analog arbeitenden Organe zuführt, um ein neues Versuchsspiel einzuleiten, oder am Ende des Arbeitsspiels auf seinem letzten Einstellvert verbleibt, der dann den Viert des gesuchten Parameters bestimmt.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gesuchte thermische Parameter die Temperatur der Heiz- oder Rauchgase ist, die zur Regelung des Wärmeaustausches im Ofen bestirnjiit sind ,während der vorgegebene Parameter die Verweilzeit der Charge im Ofen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, zur Bestimmung eines thermischen Parameters, wie der Temperatur der Gase in einem Glühofen mit mehreren Zonen, gekennzeichnet durch automatische Regeleinrichtungen,um in die analog ar beitenden Organe die Änderungen der Parameter einzugeben und dabei den Durchgang der behanuelten Produkte durch die verschiedenen Zonen zu berücksichtigen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch fol gende analog arbeitende Organe: ein Rechenpotenticneter (110a) , das durch einen Haupttakt.vjober (H) zyklisch ge steuert ist und als Schrittschalter für die Temperatur der Charge arbeitet, durch ein erstes Eingangs-Operations- glied (101) zur Einführung eines kleinen iuiderungsinter- valls cer Chargentemperatur, durch ein zweites ringarifrs- Operationsglied (102) , zur Berechnung der. Kcnvektions- eiiiflusses auf den Wärmeaustausch; durch ein drittes Eingangs-Operationsgliec¹. (103) zur Berechnung des Strahlungseinflusses auf den Wärmeaustausch, wobei das Potentiometer und die Operationsglieder an den Eingang eines algebraischen Rechners (100) angeschlossen sine, der dei Wert eines kleinen Intervalls des vorgegebenen Parameters an einen Summator zur .'.'umrai erung cer aufein anderfolgenden Intervalle liefert, derart, daß dic/uis- gangsspannung des Summators einen Analogkcnparator (116) speist, der mit zwei weiteren Analogeingengen entsprechend der vorgegebenen Verweilzeit und einem Fehler versehen ist.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Potentiometer für die zyklische Berechnung durch einen Schrittmotor betMtigbar ist, während der Taktgeber den Eingang des Summators taktet, der als Speicher ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Potentiometer für die zyklische Berechnung durch einen Synchronmotor betätigbar ist, während der Sununator als Integrationsglied ausgeführt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die automatischen Steuereinrichtungen aus i5ber das Rechenpotentiometer (109) angetriebenen Steuerkurven (111 - 113) bestehen, denen Kontakte zur Betätigung von Relais (R, - R₄) zugeordnet sind, über die den zweiten und dritten Eingangs-Operationsgliedern (102, 103) Parameter zugeführt werden, die von der Art der von dem zu behandelnden Produkt durchlaufenen Zonen abhängig sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schrittschaltorgan ein Ausgleichspotentiometer (110a, b) und über Relais (117) steuerbar ist, die vom Komparator (116) Befehle empfangen, wobei der Betrieb des Potentiometers nur zu Beginn eines Rechenzyklus zugelassen ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Summator (114) abgegebene Analogspannung über ein Potentiometer (121) in den Komparator (116) einführbar ist, das die vorbestimmte Vorlaufgeschwindigkeit der Ofencharge berücksichtigt.

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ΙΟ. Verfahren zur automatischen Bestimmung eines V7ärmeaustauschparaneters, beispielsweise der Heiz- oder Rauchgastemperatur bei einem Ofen mit direkter Beheizung, für ein Betriebsverhalten, das sich von einem bekannton Betriebverhalten unterscheidet, das man versuchsweise aJs zufriedenstellend oder nicht zufriedenstellend beurteilt hat, während die anderen Parameter, insbesondere die Verweilzeit, vorgegeben sind, insbesondere unter Verwendung einer Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man durch Analogintegratioi. einen vorgegebenen Parameter aus einer mathematischen Käherungsformel errechnet, in der die Parameter eines bekannten Betriebsverhaltens enthalten sind, daß der -in den aufeinanderfolgenden Integrationszyklen erhaltene Wert mit dem Wert des vorgegebenen Parameters verglichen wird, und daß die Zyklen mit modifizierten Werten solange durchgeführt v/erden, bis der vorgegebene Parameter den gesuchten Wert mit einer ausreichend kleineren Annäherung erreicht.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die als Anfangsdaten dienenden thermischen Parameter aus wenigstens zwei praktischen Versuchen bestimmt werden,

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Versuche mit Einblasen des Strömungsmediuns derart durchgeführt wird, daß dabei die Konvektion und Strahlung berücksichtigt wird, während der andere Versuch ohne Einblasen erfolgt und dabei nur die Strahlung berücksichtigt wird.

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