DE2844472B2

DE2844472B2 - Ofen zum Feuerverzinken von metallischen Gegenständen, insbesondere von Drähten und Bändern

Info

Publication number: DE2844472B2
Application number: DE2844472A
Authority: DE
Inventors: Helmut L. 5800 Hagen Junker
Original assignee: Walter Koerner Kg, Industrieofenbau, 5800 Hagen
Priority date: 1978-10-12
Filing date: 1978-10-12
Publication date: 1980-08-07
Also published as: DE2844472C3; DE2844472A1

Description

Das Hauptpatent betrifft einen Ofen zum Feuerverzinken von metallischen Gegenständen, insbesondere von Drähten und Bändern, mit einer aus Innenpfanne und Außenpfanne zusammengesetzten, doppelwandigen Pfanne aus Stahlblech. Die doppelwandige Pfanne ist in der Innenpfanne mit schmelzflüssigem Zink und in dem Zwischenraum zwischen Innenpfanne und Außenpfanne mit einem flüssigen inaktiven Wärmeträger ausgefüllt. Senkrecht an der innenwand der Außenpfanne ist die doppelwandige Pfanne mit im Abstand übereinander angesetzten, in den Zwischenraum hineinragenden Leiteinrichtungen zur Ausbildung des Zwischenraums als Thermosiphon-Wärmetauscher mit Aufströmung und Kaskadenumlenkung des inaktiven Wärmeträgers an der Innenwand der Außenpfanne und mit Abströmung an der Außenwand der Innenpfanne versehen. Mehrere Brenner sind längs einer Seitenwand der Außenpfanne übereinander und zwischen den Leiteinrichtungen angeordnet. Bei dem Hauptpatent wird der Aufstrom des inaktiven Wärmeträgers, bei dem es sich vorzugsweise um schmelzflüssiges Blei handelt, einer Kaskadenumlenkung unterworfen. Das stellt die unter dem Einfluß thermodynamischer Potentialdifferenzen erfolgende Thermosiphcn-Strömung unter allen Betriebsbedingungen sicher. Die Strömung hängt von der Viskosität des flüssigen inaktiven Wärmeträgers ab. Arbeitet man beispielsweise mit schmelzflüssigem Blei, so ist ein Abstand zwischen Innenpfanne und Außenpfanne von 8 bis 10 cm zweckmäßig, um thermodynamisch bedingte Kräfte entstehen zu lassen, welche die Viskosität überwinden und zu der Thermosiphon-Strömung führen. Beim Hauptpatent erfolgt die Beheizung des Ofens über mehrere längs einer Seitenwand der Außenpfanne übereinander jeweils in Höhe zwischen den Leiteinrichtungen angeordnete Brenner. Die schon beim Hauptpatent angestrebte Temperaturgleichverteilung wird bei dieser Beheizung nicht erzielt Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, daß die angestrebte Temperaturgleichverteilung erzielt wird, wenn unter Beibehaltung der Kaskadenumlenkung die Beheizung des Ofens gleichmäßig erfolgt Dies

ίο wird dadurch erreicht, daß die Außenpfanne unabhängig von der Lage der Leiteinrichtungen an ihrer Innenwand gleichmäßig über ihre Außenwand beheizt ist.

Die vorliegende Erfindung überträgt die bei öfen mit einwandiger Pfanne gesammelte Erkenntnis, daß es auf eine möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung an der Außenwand der Pfanne ankommt, auf öfen mit doppelwandigen Pfannen und vereinigt sie mit der neuen Erkenntnis, daß die gewünschte Thermosiphon-Strömung unter dieser gleichmäßigen Beheizung nicht leidet Mit anderen Worten: Die Anordnung einzelner Brenner bezogen auf die Leiteinrichtung ist von untergeordneter Bedeutung; vielmehr treten auch bei gleichmäßiger Beheizung die im Hauptpatent beschriebenen Wirkungen der Thermosiphon-Strömung ein.

Eine optimal gleichmäßige Temperaturverteilung in allen Bereichen des Ofens ist die Folge. Die Erfindung erweitert das Anwendungsgebiet des Hauptpatents auf mehrere Arten von Beheizungen, wie sie für kesselbeheizte Verzinkungsöfen an sich bekannt sind. Von den Beheizungen seien folgende genannt: Umwälzheizung, Beheizung mit Hilfe von Strahlwänden, elektrische Beheizung. Bei der Umwälzbeheizung mit zwangsweiser Heizgasumwälzung durch Ventilatoren werden die Frischgase mit den kälteren Abgasen vermischt und an

J5 den Kesselwänden entlanggeführt (Zeitschrift »Stahl und Eisen« 92, (1972), Heft 10, S. 439/441, Bild 2b). Bei der Umwälzbeheizung mit selbstansaugendem Abgas-Umwälzbrenner saugt sich der austretende Brennerstrahl über einen Diffusor einen Teil des abgekühlten

■to Abgases an und gibt das Gasgemisch wieder an den Ofenraum ab. Durch die Vermischung wird ein größeres Heizgasvolumen mit geringerer Temperatur und größerer Geschwindigkeit erreicht, so daß eine Erhöhung des Wärmeübergangs durch Konvektion eintritt (Zeitschrift »Stahl und Eisen« 92, (1972), Heft 10, S. 439/441, Bild 2d). Von den Strahlwänden sind drei Arten bekannt: Bei der einen Ausführung (Zeitschriften »Bänder, Bleche, Rohre« 6, (1965), Heft 6, S. 260/262 und »Stahl und Eisen« 92, (1972), Heft 10, S. 439/441, Bild 2f)

so wird in Flächenbrennern, von denen mehrere in einer Wandung des Ofens im Abstand voneinander vorgesehen sind, unter Luftzufuhr Brennstoff verbrannt. Durch die trompetenförmige öffnung des Flächenbrennerendes 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 Flächenbrenner geben einmal durch Strahlung der Flamme Wärme an den Ofen ab, zum anderen wird die Wandung aufgeheizt und strahlt

^b0 ihrerseits auf den Ofen. Bei einer anderen Ausführung (DE-PS 1128942 und 1222612) wird eine gelochte oder poröse Steinwand verwendet, die die zu der zu beheizenden Fläche des Ofens zugekehrte Wand einer im übrigen gasdichten abgeschlossenen Kammer bildet.

^h5 Ein in die Kammer eingeführtes Gas-Luft-Gemisch kann nur durch die gelochte oder poröse Wand entweichen. Nach Zündung des entweichenden Gemisches brennt dieses über die gesamte .Strahlwand. Auch

hier wird einmal durch Rammenstrahlung Wärme an den Ofen abgegeben, zum anderen die gelochte oder poröse Wand aufgeheizt, die ihrerseits auf den Ofen strahlt. Bei einer weiteren bekannten Ausführung werden die Strahlwände aus feuerfestem Filz hergestellt (DE-AS 22 26 976).

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigt in schematischer Darstellung

F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Ofen nach der Erfindung, der durch eine Strahlwand beheizt ist;

F i g. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus F i g. 1;

Fig.3 einen Fig.2 entsprechenden Ausschnitt, jedoch mit zusätzlichen Strömungsschikanen.

Die als Ausführungsbeispiel gewählte Vorrichtung dient zum Feuerverzinken von metallischen Gegenständen, insbesondere von Drähten und Bändern. Die Vorrichtung besteht aus einem Ofen 1 mit einer Strahlwand 2 sowie mit einer in den Ofenraum eingesetzten doppelwandigen Pfanne 4, 5 aus Stahlblech. Die Innenwanne 4 nimmt schmelzflüssiges Zink 6 auf. In dem aus der Innenpfanne 4 und der Außenpfanne 5 gebildeten Zwischenraum 8 befindet sich ein inaktiver flüssiger Wärmeträger 7, vorzugsweise schmelzflüssiges Blei. Die Außenwand der Außenpfanne 5 wird von der Strahlwand 2 beheizt.

Senkrecht an der Innenwand der Außenpfanne 5 sind Leiteinrichtungen 10 angesetzt, die sich so we. ι in den Zwischenraum zwischen Außenwanne 5 und Innenwanne 4 erstrecken, daß sich eine durch Pfeile U angedeutete Kaskadenströmung ausbildet.

Die Strahlwand 2 ist entlang den Längsseiten der Außenpfanne 5 vorgesehen. Die Strahlwand besteht aus Kammern 13. Jede Kammer 13 weist auf der der Außenpfanne 5 zugewandten Seite einen feuerfesten Filz 14 auf. Der feuerfeste Filz 14 ist gasdurchlässig. Im Bedarfsfall können auch an den Stirnseiten der Außenpfanne 5 Kammern 13 vorgesehen sein. Jede Kammer 13 weist außer dem feuerfesten Filz 14 weitere Wände 16 aus herkömmlichen, gasdichten Material auf, z. B. aus Stahlplatten oder Steinen. Die Kammern 13 stehen auf einem seinerseits auf dem Boden des Ofeninnenraums aufstehenden Kanal 17. Jede Kammer 13 ist über mindestens einen Einlaß 18, der eine der Wände 16 durchsetzt, mit einem Gas- Luft-Gemisch beschickt, welches durch Pfeile schematisch dargestellt ist. Es entweicht durch den feuerfesten Filz 14 nach außen. Zwischen feuerfesten Filz 14 und Außenwand der Außenpfanne 5 ist für jede Kammer 13 mindestens ein Zündbrenner 20 vorgesehen, der bei Inbetriebnahme der Strahlwand gezündet wird und das durch den feuerfesten Filz 14 dringende Gas- Luft-Gemisch zündet, wie es schematisch durch unregelmäßige Zackenlinien 21 dargestellt ist- Die Flammenwand breitet sich dann über den gesamten feuerfesten Filz 14 aus, wodurch sich eine optimal gleichmäßig brennende Flammenwand ergibt.

Andere Strahlwände, die entweder mit porösen Steinen oder mit trompetenförmig ausgebildeten Brennern arbeiten, können verwendet werden. Auch eine Umwälzbeheizung und eine elektrische Beheizung sind möglich.

Bei dem in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Strömungsschikane in Form eines Turbulenzgitters 22 vorgesehen, das am inneren Ende der Leiteinrichtungen 10 angeordnet ist. Auf diese Weise wird der zirkulierenden Strömung 11 eine homogene isotrope Turbulenz 23 überlagert. Die Leiteinrichtungen 10 und das Turbulenzgitter 22 bestehen zweckmäßigerweise aus einem nichtmetallischen, beispielsweise keramischen. Werkstoff, um die Bildung einer Wärmehrücke zu vermeiden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Ofen zum Feuerverzinken von metallischen Gegenständen, insbesondere von Drähten und Bändern, mit einer aus Innenpfanne und Außenpfanne zusammengesetzten, doppelwandigen Pfanne aus Stahlblech, die in der Innenpfanne mit schmelzflüssigem Zink, in dem Zwischenraum zwischen Innenpfanne und Außenpfanne mit einem flüssigen inaktiven Wärmeträger ausgefüllt, die senkrecht an der Innenwand der Außenpfanne im Abstand mit übereinander angesetzten, in den Zwischenraum hineinragenden Leiteinrichtungen zur Ausbildung des Zwischenraums als Thermosiphon-Wärmetauscher mit Aufströmung und Kaskadenumlenkung des inaktiven Wärmeträgers an der Innenwand der Außenpfanne und mit Abströinung an der Außenwand der Innenpfanne versehen und die über die Außenwand der Außenpfanne beheizt ist, nach Patent2355264, dadurchgekennzeichnet, daß die Außenpfanne (5) an ihrer Innenwand gleichmäßig über ihre Außenwand beheizt ist.

2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand der Außenpfanne (5) über eine Umwälzbeheizung beheizt ist.

3. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand der Außenpfanne (5) über Strahlwände beheizt ist.

4. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand der Außenpfanne (5) elektrisch beheizt ist.