DE3434906C2

DE3434906C2 - Vorrichtung zum Vorwärmen von metallischem Gut

Info

Publication number: DE3434906C2
Application number: DE19843434906
Authority: DE
Inventors: Johann Ing.(grad.) 5168 Nideggen Hürtgen; Adolf 5107 Simmerath Thomas
Original assignee: Otto Junker GmbH
Current assignee: Otto Junker GmbH
Priority date: 1984-09-22
Filing date: 1984-09-22
Publication date: 1993-03-04
Anticipated expiration: 2004-09-23
Also published as: DE3434906A1

Abstract

In einer Vorerwärmungseinrichtung 2 werden direkt von einem Erwärmungsofen 1 kommende heiße Abgase mit solchen Gasen vermischt, die über ein Kanalsystem 6 an der Decke der Vorwärmeinrichtung 2 und über Seitenkanäle 7 und daran angeschlossene Düsen 12 auf das langgestreckte Behandlungsgut 3 geblasen wurden. Die Düsen 12 sind über die gesamte Länge des Vorwärmraums 4 verteilt angeordnet. Die in die Lüfter 9, 10 im Deckenkanalsystem 6 gelangenden Gase haben eine im Vergleich zur Temperatur der von dem Schnellerwärmungsofen kommenden Gase herabgesetzte Temperatur, so daß sich die üblichen Heißgaslüfter verwenden lassen (Figur 1).

Description

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vor- bildet durch Außenwände 5, die mit Hilfe von hitzeberichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubil- ständigen Filzmatten und einer Hinterfüllung aus den, daß der Wirkungsgrad eines Erwärmungsofens mit Schlackenwolle wärmeisoliert sind und ein Stahlprofilvorgeschalteter Vorwärmeinrichtung durch Vermei- gerüst aafweiseri.

dung einer Zumischung von Kaltluft zu den heißen Ab- 5 Bei dem Erwärmungsgut 3 handelt es sich hier beigasen des Erwärmungsofens erhöht wird, und daß über spielsweise um Kupferblöcke kreisrunden Querschnitts, die Länge des Vorwärmraums eine möglichst gleichmä- Nach oben wird der Vorwännraum 4 begrenzt durch ßige Temperaturverteilung erzielt wird, wobei der kon- die Unterseite eines unten noch näher zu beschreibenstruktive Aufwand der Anlage gering sein solL den Deckenkanalsystems 6. Die seitliche Begrenzung

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch ί angege- io des Vorwärmraums 4 wird gebildet durch die Innensei-

bene Erfindung gelöst Vorteilhafte Weiterbildungen ten von Seitenwand-Kanalsystemen 7 und 8 auf beiden

der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Seiten des Vorwärmraums 4. Wie insbesondere F i g. 2

Da der Heißgaslüfter nicht direkt die heißen Abgase zeigt münden in die Seitenwand-Kanalsysteme 7 und 8

des Erwärmungsofens ansaugt sondern ein Gemisch aus Rohrabschnitte 11, die an ihrem dem jeweiligen Kanal-

diesen heißen Abgasen und der bereits mit dem vorzu- 15 system 7,8 abgewandten Ende Düsen 12 aufweisen,

wärmenden Gut in Berührung gekommenen Gase, ist Wie aus F i g. 1 und 3 hervorgeht sind in der Obersei-

dieses Gemisch bereits so weit abgekühlt daß übliche te der Vorwärmeinrichtung 2 gleichmäßig über die Län-

Heißgaslüfter, also Lüfter, die Heißgase bis zu 800⁰C ge der Vorwärmeinrichtung 2 verteilt zwei Heißgaslüf-

vertragen, verwendet werden können. Da das Gemisch ter 9 und 10 angeordnet die über eine hier nicht darge-

über die gesamte Länge der Vorwärmeinrichtung auf 20 stellte Antriebseinrichtung auf der Außenseite der Vor-

das Erwärmungsgut geblasen wird, ist die Temperatur- wärmeira ichtung angetrieben werden. Bei den Heißgas-

verteüung des Gases über die Länge des Vorwärm- Iüftern 9 und 10 handelt es sich ilu Radialventilatoren,

raums ziemlich gleichmäßig. Aufgrund der erzielten gu- die das Gas axial ansaugen und radial abströmen, wie es

ten Durchmischung der zur Vorwärmung des Guts ver- in den Figuren durch Pfeile dargestellt ist Wie in F i g. 1

wendeten Gase ist es möglich, das Gemisch beim Ein- 25 gezeigt ist sind in der Unterseite des Deckenkanalsy-

tritt in den Heißgaslüfter unterhalb der kritischen Tem- stems 6 Ansaugmündungen 13 und 14 ausgebildet die

peratur zu halten. unter dem Heißgaslüfter 9 bzw. 10 münden und die

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß die heißen Gase in den Mittelbereich der Lüfter einleiten.
Abgase aus dem Erwärmungsofen zunächst direkt in die Wie F i g. 3 zeigt ist das Deckenkanalsystem 6 unter-Vorwärmeinrichtung eingeleitet werden, wo sie zumin- 30 teilt in zwei Teilsysteme 6a und 66„ von denen das Teildest teilweise mit dem Erwärmungsgut in Berührung system 6a dem Seitenwand-Kanalsystem 8 und das Teilgelangen. Vorzugsweise werden die heißen Abgase in system 66 dem Seitenwand-Kanalsystem 7 zugeordnet Längsrichtung des Erwärmungsguts in die Vorwärmen· ■ ist Beide Teilsysteme sind voneinander durch ein ihnen richtung eingeleitet zweckmäßigerweise über eine Ver- gemeinsames Diagonal-Strömungsleitblech 15, die Unbindungsöffnung zwischen Vorwärmeinrichtung und 35 terseite der oberen Außenwand 5 und das dem Vor-Erwärmungsofen. Da dann in diesem Bereich die sehr wärmraum 4 zugewandte untere Blech 16 des Deckenheißen Abgase des Erwärmungsofens schon mit dem kanalsystems 6 getrennt. Das dem Heißgaslüfter 9 zuge-Erwärmungsgut in Berührung kommen, wird ietzteres ordnete Teilsystem 6a besitzt Strömungsieitbieche 17, erwärmt während sich die Abgase abkühlen, bevor sie 18 und 19. Das dem Heißgaslüfter 10 zugeordnete Teilmit der Umluft in der Vorwärmeinrichtung vermischt 40 system 6b besitzt Strömungsleitbleche 20, 21 und 22. und von dem Heißgaslüfter angesaugt werden. Fluchtend mit den Innenwänden der beiden Seiten-

Durch die im Anspruch 2 angegebene Weiterbildung wand-Kanalsysteme 7 und 8 sind noch Trennwände 23

der Erfindung wird der technische Aufwand der Anlage bzw. 24 vorgesehen, diese Trennwände 23 und 24 sind

gering gehalten. Außerdem werden Abstrahlungsverlu- bei der hier dargestellten Ausführungsform an sich nicht

ste verringert. Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 45 notwendig. Sie werden nur dann benötigt wenn Heiß-

6 wird eine besonders gute Durchmischung der Abgase gaslüfter ohne die hier dargestellten Strömungsleitble-

und der ir der Vorwärmeinrichtunj umgewälzten Gase ehe 17,18 und 19 bzw. 20,21 und 22 eingesetzt werden,

erzielt. Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 genügt zur Tren-

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfin- nung der Teilsysteme 6a und 6b das Diagonal-Strö-

dung anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigen 50 mungsleitblech 15 mit den Strömungsleitblechen 18 und

F i g. 1 eine Längsschrittansicht durch eine Vorwärm- 19 bzw. 20 und 22.

einrichtung, die einem Gasschnellerwärmungsofen vor- Die Vorwärmeinrichtung 2 besitzt an ihrem dem Er-

geschalte* ist, wärmimgsofen 1 abgewandten Ende einen Abzugkanin

F i g. 2 eine Querschnittansicht der in F i g. 1 darge- 25 mit einer hier nicht näher interessierenden Abzugsre-

stellten Vorwärmeinrichtung, 55 gelcinrichtung für die Abgase aus dem Vorwärmraum 4.

Fig.3 eine Horizontalschnittansicht durch das Dek- Die Vorwärmeinrichtung 2 arbeitet wie folgt: Aus

kenkanalsystem der Vorwärmeinrichtung nach F i g. 1, dem Erwärmungsofen 1 werden in Richtung der Pfeile

F i g. 4 eine Horizontalschnittansicht einer alternati- heiße Abgase in die Vorwärmeinrichtung 2 geleitet und

ven Ausführungsform des Deckenkanalsystems einer zwar unter Regelung durch die Abzugsregeleinrichtung

Vorwärmeinrichtung, und 60 im Abzugskamin 25. Im Vorwärmraum 4 der Vorwärm- F i g. 5 eine Horizontalschnittansicht einer weiteren einrichtung 2 vermischen sich die von dem Erwär-

alternativen Ausführungsform eines Deckenkanalsy· mungsofen 1 kommenden heißen Abgase mit bereits mit

stems einer Vorwärmeinrichtung. dem Erwärmungsgut 3 in Berührung gelangtem umge-

Gemäß F i g. 1 ist einem Gasschnellerwärmungsofen wälzten Gas, welches mit Hilfe der Düsen 12 auf das

1 eine Vorwärmeinrichtung 2 vorgeschaltet, mit der Er- 65 Erwärmungsgut geblasen wurde, wobei ein Wärmeaus-

wärmungsgut 3 in einem Vorwärmraum 4 vorgewärmt tausch stattgefund ;n hat. Dieses bereits mit dem Erwär-

wird, bevor das Erwärmungsgut 3 in den Gasschneller- mungsgut in Berührung gelangte und dabei etwas abge-

wärmungsofen 1 gelany. Der Vorwärmraum4 wird ge- kühlte Gas ist in Fig. 1 mit mehr oder weniger senk-

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recht nach oben weisenden Pfeilen über dem Erwärmungsgut bzw. über den Düsen 12 angedeutet. Dieses Gas vermischt sich mit den heißen Abgasen, und das Gemisch gelangt über die öffnungen 13 und 14 in den Ansaugraum der Heißgaslüfter 9 bzw. 10.

Die Lüfter 9 und 10 fördern das Gas gemäß F i g. 3 in Richtung der dargestellten Pfeile radial von dem Mittelraum der Lüfter in das angeschlossene Deckenkanalsystern 6, und zwar fördert der Heißgaslüfter 9 das Gasgemisch in das Teilsystem 6a und der Heißgaslüfter 10 fördert in das Teilsystem 66. Von dem Teilsystem 66 gelangt das Gas in das Seitenwand-Kanalsystem 8. Von den Seitenwand-Kanalsystemen 7 und 8 gelangt das Gasgemisch über die Rohre 11 zu den Düsen 12, so daß das Gasgemisch direkt auf die Oberfläche des Behändlungsguts 3 geblasen wird. Anschließend gelangt das Gas in den oberen Bereich des Vorwärmraums 4. wo es wieder mit von dem Schneilerwärmungsofen 1 kommenden heißen Gas vermischt wird.

Aus dem Vorwärmraum 4 gelangt dann Abgas über den Abzugkamin 25 ins Freie. An der Stelle des Kamins \

25 ist das Gas in dem Vorwärmraum 4 am Kühlsten. :,

wobei jedoch festzustellen ist. daß das Gasgemisch über die gesamte Länge der Vorwärmeinrichtung 2 eine im wesentlichen gleichmäßige Temperatur aufweist

Die Vorwärmeinrichtung 2 bzw. der Vorwärmraum 4 kann eine Länge von 5 bis 8 m aufweisen, es sind aber auch größere Längen von beispielsweise 16 m möglich. Insbesondere im letztgenannten Fall ist es zweckmäßig, mehrere Heißgaslüfter und vorzugsweise auch mehrere Teilsysteme des Deckenkanalsystems vorzusehen, wobei dann beispielsweise jeweils zwei Decken-Teilsysteme an ein Seitenwand-Kanalsystem angeschlossen sind.

Fig.4 und 5 zeigen abgewandelte Ausführungsformen der Erfindung, die sich insbesondere für Vorwärmeinrichtungen größerer Länge eignen.

F i g. 4 zeigt ein Deckenkanalsystem mit zwei Teilsystemen 106a und 1066. die durch Trennwände 115.123 und 124 voneinander getrennt sind. Dem Teilsystem 106a sind zwei Heißgaslüfter 109 und Ul zugeordnet. Dem Teilsystem 1066 sind zwei Heißgaslüfter 110 und 112 zugeordnet Das Teilsystem 106a ist mit dem Seitenwand-Kanalsystem 107 verbunden. Das Teilsystem 1066 ist mit dem Seitenwand-Kanalsystem 108 verbunden.

Die in Fig.5 dargestellte Ausführungsform eines Deckenkanalsystems enthält ebenfalls zwei Teilsysteme, nämlich ein Teilsystem 206a. welches dem Seitenkanal 207 zugeordnet ist und zwei Heißgaslüfter 209 und 211 besitzt und ein Teilsystem 2066. welches dem Seitenkanal 208 zugeordnet ist und zwei direkt nebeneinander angeordnete Heißg»<-.lüfter 210 und 212 enthält

Grundsätzlich lassen sich praktisch beliebig viele Teilsysteme mit jeweils einem oder mehreren Heißgaslüftern vorsehen. Das in Fig.4 dargestellte Kanalsystem könnte beispielsweise für jedes Teilsystem drei anstatt zwei Heißgaslüfter aufweisen. Es könnten auch noch mehrere einzelne Teilsysteme vorgesehen sein, wobei dann einem Seitenkanal nicht ein, sondern mehrere Teilsysteme zugeordnet wären.

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Hierzu 2 Biatt Zeichnungen

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Claims

1 2 über Düsen auf das Erwärmungsgut geblasen. Durch die Patentansprüche: Ausnutzung der Wärmeenergie der heißen Abgase des Erwännungsofens wird also zur Erwärmung des Guts

1. Vorrichtung zum Vorwärmen von metallischem insgesamt weniger Energie benötigt, als wenn die Abga-Gut, insbesondere langgestrecktem Erwärmungsgut 5 se des Erwärmungsofens ungenutzt ins Freie gelangten, wie Bolzen, Stangen, Rohren, bei der Abgase eines Nun beträgt bei den üblichen Werkstoffen und Ofen-Erwännungsofens (1) einer diesem direkt vorge- anlagen die Temperatur der von dem Gasschnellerwärschalteten Vorwärmeinrichtung (2) zugeführt wer- mungsofen an die Vorwärmeinrichtung abgegebenen den, in der mit Hilfe mindestens eines Heißgaslüfters Abgase etwa 110⁰C Die zum Umwälzen der heißen (9, 10) heißes Gas aus dem in Richtung des Erwär- io Gase in der Vorwärmeiniichtung eingesetzten Heißgasmungsguts langgestreckten Vorwärmraum (4) der lüfter vertragen jedoch nur eine Temperatur von roaxi-Vorwärmeinrichtung (2) angesaugt wird und heißes mal etwa 80⁰C Wenn mit höheren Temperaturen gear-Gas durch Kanäle (6, 7, 8) über Düsen (12) auf die beitet werden soll, müssen für die Heißgaslüfter Werk-Oberfläche des Erwärmungsguts (3) geblasen wird, stoffe mit entsprechend höheren Festigkeitswerten verdadurch gekennzeichnet, daß im oberen 15 wendet werden, wodurch der Gesamtpreis der Heißgas-Teil des Vorwärmraums (4) ein Deckenkanalsystem Ventilatoren und mithin der gesamten Anlage jedoch (6) angeordnet ist, das von dem bzw. den Heißgaslüf- unverhältnismäßig viel teurer wird, d. h. die Mehrkosten ter(n) (9, 10) mit einem Gasgemisch gespeist wird, für die höhere Temperatur vertragenden Heißgaslüfter das aus dem aus den Düsen kommende Gas und dem übersteigen die durch die Abgasrückführung erzielte direkt aus dem Erwärmungsofen (1) in den Vor- 20 Energiekostenersparnis.

wännraumI^ ziehenden Abgas besteht, daß an das Um dennoch Heißgasventilatoren üblicher Bauart,

Deckenkanaisystem (6) ein Seiienwand-Kanalsy- d.h. Ventilatoren für Heißgase mit maxima! SGO⁰Ccin-

stem (7,8) anschließt, das sich etwa über die gesamte setzen zu können, hat man sich bisher damit beholfen,

Länge des Vorwärmraums (4) erstreckt und zumin- die heißen Abgase des Erwännungsofens beim Eintritt

dest teflweise deren Seitenwände bildet, und daß an 25 in die Vorwärmeinrichtung mit Kaltluft zu mischen, um

das Seitenwand-Kanalsystem (7, 8) die Düsen (12) die Gemischtemperatur auf etwa 800° C einzustellen,

angeschlossen sind, die über praktisch die gesamte Die Zumischung von Kaltluft steht jedoch dem Wunsch

Länge des Vorwärmraums (4) verteilt etwa in der einer möglichst optimalen Ausnutzung der in den hei-

Höhe des Erwärmungsguts (3) angeordnet sind. ßen Abgasen des Erwärmungsofens enthaltenen Ener-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 30 gie entgegen.

zeichnet daß das Deckenkanalsystem (6) mindestens Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus

zwei Teilsystc ne (6a, 6b; 106a, 106d; 206a, 2066) mit der DE-OS 33 07 071 bekannt Diese Vorrichtung dient

jeweils mindestens einem HeiP^aslüfter (9,10; 109, zum Behandeln von Schutt- oder Stückgut, welches in

110,lll,112;209,211,210,212)aufweist Chargierkörben zunächst durch die Vorwärmeinrich-

3. Vorrichtung nach Anspruch ¹^, dadurch gekenn- 35 tung, dann durch den direkt daran anschließenden Erzeichnet daß an jedes Teilsystem [ßa, 6b) ein separa- wärmungsofen und anschließend noch durch eine an iesSeitenwand-Kanalsysteiü {7,8) anschließt den Erwäraiungsofen anschließende Kühleinrichtung

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, transportiert wird. Die Vorwärmeinrichtung besteht bei dadurch gekennzeichnet daß der bzw. die Heißgas- der bekannten Anordnung aus einer Anzahl von senklüfter (9, 10) direkt über dem Erwärmungsgut (3) 40 recht zur Transportrichtung dea Erwiurnungsguts angeangeordnet sind. ordneten Kammern, durch die heiße Luft im Kreuz-Ge-

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, genstrom transportiert wird. Bei der bekannten Vordadurch gekennzeichnet, daß jedes Teilsystem (106a, richtung kommt aus den Düsen in der Vorwärmeinrich-1066) mindestens zwei in Längsrichtung des Vor- tung heißes Gas von einer separat für die Vorwärmeinwärmraums hintereinander angeordnete Heißgas- 45 richtung vorgesehenen Heizung. Außerdem gelangen lüfter (109,111; 110,112) aufweist. Abgase von der Kühleinrichtung durch den Erwär-

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mungsofen hindurch direkt über Durchlässe in die Vordadurch gekennzeichnet, daß in dem Deckenkanal- Wärmeinrichtung. Der Heißgaslüfter hat bei der besystem (6) Strömungsleitbleche (15,17,18,19,20,21, kannten Vorrichtung die Aufgabe, die heißen Gase von 22) vorgesehen sind, die in dem Kanalsystem trom- 50 einer bestimmten Kammer zur daran anschließenden, petentrichterförmige Abströmkanäle bilden. benachbarten Kammer zu transportieren, um den

Kreuz-Gegenstrom aufrechtzuerhalten. Das in der Vor-

wähleinrichtung durch die Vorwärmung des Guts abgekühlte Gas gelangt über eine Außenleitung in die 55 Kühlzone, wo es sich unter Abkühlung des Guts er-

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vorwär- wärmt um dann erneut in die Vorwärmeinrichtung einmen von metallischem Gut nach dem Oberbegriff des gespeist zu werden.

Anspruchs 1. Der apparative Aufbau der bekannten Vorrichtung

Vorrichtungen dieser Art sind in verschiedenen spe- ist aufgrund des Mehrkammersyötems, bei dem Heißziellen Ausführungsformen bekannt In dem Erwär- 60 gaslüfter zwischen jeweils zwei benachbarten Kammungsofen erfolgt die eigentliche Erwärmung des Er- mern vorgesehen sind, sehr aufwendig. Für langgewärmungsguts auf die gewünschte Temperatur. Bevor strecktes Erwärmungsgut, wie beispielsweise Bolzen, das Erwärmungsgut in den Erwärmungsofen gelangt Stangen oder Rohre, eignet sich die bekannte Vorrichwird es in einer Vorwärmeinrichtung vorgewärmt. Um tung kaum, da das Vorwärmen im Kreuz-Gegenstromden Wirkungsgrad der gesamten Ofenanlage weitestge- 65 Verfahren dabei unwirtschaftlich ist. Angestrebt wird hend zu optimieren, werden die heißen Abgase des Er- bei langgestrecktem Erwärmungsgut eine möglichst wärmungsofens der Vorwärmeinrichtung zugeleitet gleichmäßige Temperaturverteilung über die Länge des und dort mit Hilfe von Heißgasventilatoren (Lüftern) Vorwärmraums.