DE2526201C3

DE2526201C3 - Wärmebehandlungsofen

Info

Publication number: DE2526201C3
Application number: DE19752526201
Authority: DE
Inventors: Werner Hoegner; Gottfried 4200 Oberhausen Jacob; Helmut Otto
Original assignee: Thyssen Niederrhein AG
Current assignee: Thyssen Niederrhein AG
Priority date: 1975-06-12
Filing date: 1975-06-12
Publication date: 1978-08-31
Also published as: DE2526201A1; DE2526201B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmebehandlungsofen, insbesondere für Grobbleche, mit Brenneranordnungen und Umwälzgasventilatoren in den Ofenseitenwänden und/oder in den Ofenstirnwänden sowie mit Umwälzgasverteilerkanälen, wobei die Brenneranordnungen unterhalb und oberhalb einer Auflage- und Transporteinrichtung für das Einsatzgut angeordnete Frischgasbrenner mit jeweils einem Frischgasbrennerstein, vorzugsweise mit konischer Erweiterung, aufweisen, wobei weiter die Umwälzgasventilatoren und die Umwälzgasverteilerkanäle unterhalb und oberhalb der Frischgasbrenner angeordnet sind und wobei schließlich von den Umwälzgasverteilerkanälen zu den Brennkanälen Verbindungskanäle geführt sind.

Bei einem derartigen Wärmebehandlungsofen können die Frischgasbrenner Erdgasbrenner oder auch Erdölbrenner sein, sie können aber auch mit anderem heizwertreichen Gas betrieben werden. Den Umwälzgasverteilerkanälen wird durch die Umwälzgasventilatoren Umwälzgas zugeführt. Die Frischgasbrenner sind so angeordnet, daß die Brennkanäle in geeigneter Höhe unter und über der Auflage- und Transporteinrichtung in das Innere des Wärmebehandlungsofens münden.

Bei (aus der Praxis) bekannten Wärmebehandlungsöfen der angegebenen Gattung sind die Verbindungskanäle abgeknickt geführt und münden dementsprechend unter einem Winkel von etwa 45" zur Achse der Frischgasbrenner in die Brennkanäle ein. Die Brennkanäle sind entsprechend erweitert, so daß sie die Brenngase und die Verbrennungsgase des Frischgasbrenners und außerdem die Umwälzgase aufnehmen können. Das hält man aus strömungstechnischen

ίο Gründen für erforderlich, obwohl keine genügende Vermischung der Brenngase, der Verbrennungsgase und der Umwälzgase stattfindet. Ähnliche Anordnungen findet man auch bei Wärmebehandlungsöfen anderer Gattung ohne zwangsweise Abgasumwälzung und Zumischung der umgewälzten Abgse zum frischen

Abgas außerhalb des Ofenraumes (Autorenkollektiv

»Wärmöfen für Walzwerke und Schmieden«, VEB

Verlag Technik Berlin, 1959, S. 400,401,430 und 431). Im übrigen beobachtet man, daß in den bekannten

Wärmebehandlungsöfen der in Rede stehenden Art das Einsatzgut nur mit weitgehend inhomogener Temperaturverteilung erwärmt wird. Das gilt insbesondere für Grobbleche als Einsatzgut, die im Bereich der Brenneranordnung heißer werden als in der Mitte.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Wärmebehandlungsofen der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten und weiterzubilden, daß das Einsatzgut mit weitgehend homogener Temperaturverteilung erwärnu werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Verbindungskanäle senkrecht zur Achse der Frischgasbrenner in die Brennkanäle einmünden und den gleichen Strömungsquerschnitt aufweisen wie die Brennkanäle. Die damit erreichten Vorteile sind insbesondere in

3b der verbesserten Temperaturverteilung im Ofenraum und dementsprechend in einer verbesserten Temperaturverteilung des Einsatzgutes zu sehen. Überraschender Weise zeigt sich nämlich, daß trotz gleicher Querschnitte von Verbindungskanälen und Brennkanä len die Brennkanäle den vergrößerten Gasdurchsatz aufnehmen können, ohne daß es zu einem Stau in den Verbindungskanälen kommt Das läßt sich möglicherweise daraufzurückführen, daß die aus den Brennern austretenden Brenngase eine Injektorwirkung auf die in den Verbindungskanälen strömenden Gase ausüben und diese mitreißen. Die Injektorströmung hat andererseits bei den erfindungsgemäßen Behandlungsofen die Folge, daß die in den Verbindungskanälen geführten Gase im wesentlichen senkrecht auf die Brenngase treffen und sich mit diesen einerseits durch die erzwungene Umlenkung auf dem Wege in die Brennkanäle sowie andererseits durch die Injektorwirkung intensiv mischen. Dadurch weisen die in den Ofenraum eintretenden Gase bereits eine homogene Temperaturverteilung auf, so daß im Ergebnis die oben angegebenen Nachteile vermieden werden.

Im einzelnen gibt es verschiedene Möglichkeiten, den erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsofen auszugestalten und weiterzubilden, was im folgenden nur beispielhaft erläutert werden soll.

Vorzugsweise münden die Verbindungskanäle jeweils im Bereich der Frischgasbrennersteine in die Brennkanäle ein und weisen die Frischgasbrennersteine im Bereich der Einmündung der Verbindungskanäle in die

h·) Brennkanäle eine bogenförmige Umlenkfläche auf, die von der konischen Erweiterung der Frischgasbrennersteine durchdrungen ist.

Dabei empfiehlt es sich, der bogenförmigen Umlenk-

fläche der Frischgasbrennersteine an der gegenüberliegenden Begrenzung des Verbindungskanals eine abgerundete Kante zuzuordnen.

Jm einen erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsofen auf unterschiedliche Betriebsverhältnisse, insbesondere auch auf unterschiedliche Einsatzgüter einstellen und sicherstellen zu können, daß stets die angestrebte, homogene Temperaturverteilung im Einsatzgut erreicht wird, sind nach einer weiteren Lehre der Erfindung die Frischgasbrenner und die Umwälzgasmengen in den Verbindungskanälen einzeln einstellbar bzw. regelbar.

Im folgende« wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert; es zeigt, jeweils in schematischer Darstellung,

F i g. 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsofen,

F i g. 2 in vergrößerter Darstellung den Ausschnitt A aus dem Gegenstand nach F i g. 1.

Der in den Figuren dargestellte Wärmebehandlungsofen ist insbesondere für das Anlassen von Grobblechen als Einsatzgut 1 bestimmt und weist in seinem grundsätzlichen Aufbau einen in der Ofenlängsachse erstreckten Herd 2, eine Auflage- und Transporteinrichtung 3 für das Einsatzgut 1, Brenneranordnungen 4 und Umwälzgasventilatoren 5 in den Ofenseitenwänden 6 und Umwälzgasverteilerkanäle 7 auf. Die Brenneranordnungen 4 weisen unterhalb und oberhalb der Auflage- und Transporteinrichtung 3 angeordnete Frischgasbrenner 8 mit jeweils einem Frischgasbrennerstein 9, mit konischer Erweiterung 10, und einen Brennkanal 11 auf. Die Umwälzgasventilatoren 5 und die Umwälzgasverteilerkanäle 7 sind unterhalb und oberhalb der Frischgasbrenner 8 angeordnet. Von den Umwälzgasverteilerkanälen 7 sind zu den Brennkanälen 11 Verbindu.igskanäle 12 zugeführt

Es verr; ht sich von selbst, daß eine Vielzahl von Frischgasbrennern 8 mit Brennkanälen 11 in der gezeigten Weise in den Ofenseitenwänden 6 und/oder in den Ofenstirnwänden angeordnet sind. Ferner sind in den Verhindungskanälen 12 Schieber S angeordnet

Wie die F i g. 1 und 2 zeigen, münden die Verbindungskanäle 12 orthogonal zur Achse 13 der Frischgasbrenner 8 in die Brennkanäle 11 ein. Im einzelnen münden die Verbindungskanäle 12 jeweils im Bereich der Frischgasbrennersteine 9 in die Brennkanäle 11 ein und weisen die Frischgasbrennersteine 9 im Bereich der Einmündung 14 der Verbindungskanäle 12 in die Brennkanäle 11 eine bogenförmige Umlenkfläche 15 auf, die von der konischen Erweiterung 10 der Frischgasbrennersteine 9 durchdrungen ist

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der bogenförmigen Umlenkfläche 15 der Frischgasbrennersteine 9 eine abgerundete Kante 16 an der gegenüberliegenden Begrenzung der Verbindungskanäle 12 zugeordnet

Bei dem erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsofen erreicht man dann optimale Strömungs- und Mischungsverhältnisse, wenn, wie im Ausführungsbeispiel, die Verbindungskanäle 12 etwa den gleichen Strömungsquerschnitt aufweisen, wie die Brennkanäle 11. Dann entsteht ein Gasstrahl, der im Ergebnis unter Berücksichtigung der Strömungsverhältnisse im Ofenraum 17 und unter Berücksichtigung des Wärmeüberganges (aus Konvektion und Strahlung) an das Einsatzgut 1 dazu führt, daß die angestrebte homogene Temperaturverteilung im Einsatzgut 1 erreicht wird.

Schließlich können bei dem erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsofen die Frischgasbrenner 8 und die Umwälzgasmenge in den Verbindungskanälen 12 einzeln einstellbar bzw. regelbar sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wärmebehandlungsofen, insbesondere für Grobbleche, mit Brenneranordnungen und Umwälzgasventilatoren in den Ofenseitenwänden und/oder in den Ofenstirnwänden sowie mit Umwälzgasverteilerkanälen, wobei die Brenneranordnungen unterhalb und oberhalb einer Auflage- und Transporteinrichtung für das Einsatzgut angeordnete Frischgasbrenner mit jeweils einem Frischgasbrennerstein, vorzugsweise mit konischer Erweiterung, aufweisen, wobei weiter die Umwälzgasventilatoren und die Umwälzgasverteilerkanäle unterhalb und oberhalb der Frischgasbrenner angeordnet sind und wobei schließlich von den Umwälzgasverteilerkanälen zu den Brennkanälen Verbindungskanälen geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verhindungskanäle (12) senkrecht zur Achse (13) der Frischgasbrenner (8) in die Brennkanäle (11) einmünden und den gleichen Strömungsquerschnitt aufweisen wie die Brennkanäle (11).

2. Wärmebehandlungsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Verbindungskanäle (12) jeweils im Bereich der Frischgasbrennersteine

(9) in die Brennkanäle (U) einmünden und die Frischgasbrennersteine (9) im Bereich der Einmündung (14) der Verbindungskanäle (12) in die Brennkanäle (U) eine bogenförmige Umlenkfläche (15) aufweisen, die von der konischen Erweiterung

(10) der Frischgasbrennersteine (9) durchdrungen ist.

3. Wärmebehandlungsofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bogenförmigen Umlenkfläche (15) der Frischgasbrennersteine (9) an der gegenüberliegenden Begrenzung des Verbindungskanals (12) eine abgerundete Kante (16) zugeordnet isL

4. Wärmebehandlungsofen nach einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Frischgasbrenner (8) und die Umwälzgasmenge in den Verbindungskanälen (12) einzeln einstellbar bzw. regelbar sind.