DE3809516A1 - Verfahren zum versorgen einer vertikal- oder horizontalgluehanlage mit schutz- und reaktionsgas - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Versorgen einer Vertikal- oder Horizontalglühanlage mit Schutz- und Re­ aktionsgas nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

In derartigen Glühanlagen werden zu glühende Bänder aus nichtrostenden Stählen oder anderes Glühgut mit Hilfe von Umlenkrollen oder Rollen durch die Anlage geführt. Diese besteht im wesentlichen aus dem Ofen und einer Kühlstrecke. Vertikalglühanlagen besitzen die Form eines umgekehrten U. Die Kühlstrecke ist bei ihnen in einem Schenkel des U ange­ ordnet. Bei Horizontalglühanlagen dient ein Ofenabschnitt als Kühlstrecke. Bei Vertikalglühanlagen zum Glühen von Stahlband ist je nach Durchlaufrichtung des Stahlbandes der die Kühlstrecke nicht enthaltende Schenkel des U dann als Einlauf- oder Auslaufschacht ausgebildet. Dieser Ein­ lauf bzw. Auslaufschacht verhindert, daß der Ofen als Ka­ min wirkt und infolge der Kaminwirkung Luft in die Kühl­ strecke und den Ofen eingesaugt wird. Der Eintritt von Luft wird auch durch möglichst enge Eintritts- und Aus­ trittsquerschnitte verhindert, durch die das Schutzgas in die Umgebung abströmt. Der Ofen wird durch eine elek­ trische Widerstandsheizung oder durch Strahlheizrohre beheizt. Wenn er mit einer gasdichten Retorte ausgerüstet ist, kann er auch mit Brennern beheizt werden. Die Kühlung erfolgt mittels wassergekühlter Wärmeaustauscher, durch wel­ che das in der Kühlstrecke befindliche Gas umgewälzt wird. Das Glühen erfolgt unter Schutzgas, gewöhnlich unter NH₃- Spaltgas oder H₂-N₂-Gemischen mit H₂-Gehalten über 35%, meistens über 50%. Das Schutzgas wird vorzugsweise im Be­ reich der oberen Umlenkrollen oder im Bereich des Ofens ein­ geleitet. Wegen der hohen Affinität des zum Beispiel in den nichtrostenden Stählen enthaltenen Chroms zu Sauersoff muß in den Bereichen der Anlage, in denen das Glühgut mit oxydierend wirkenden Komponenten des Schutzgases reagie­ ren kann, also im Ofen und in der Kühlstrecke, ein stark reduzierend wirkendes Gas verwendet werden, also ein Gas mit einem großen Verhältnis von H₂ zu H₂O.

Im Einlaufschacht oder Einlauf des Ofens ist das Glühgut noch kalt, kann also mit dem Gas noch nicht reagieren. Entsprechendes gilt für die umgekehrte Ausführung, wenn das bereits abgekühlte Glühgut den Auslaufschacht oder Auslauf des Ofens durchläuft. Nach dem Stand der Technik werden alle Anlagenteile, also der Einlauf und Auslauf­ schacht bzw. Ein- und Auslauf, der Ofen und die Kühl­ strecke mit dem gleichen Schutzgas beaufschlagt also einem stark reduzierenden Schutzgas mit hohem Wasserstoff­ gehalt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wirtschaft­ lichkeit dieses Verfahrens durch Senkung des Reaktions­ gasbedarfes zu verbessern.

Ausgehend von dem im Oberbegriff des Anspruches 1 berück­ sichtigten Stand der Technik ist diese Aufgabe erfindungs­ gemäß gelöst mit den im kennzeichenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß das Glüh­ gut im Einlauf- bzw. Auslaufschacht, bzw. Ein- und Auslauf kalt ist und demnach mit dem Gas nicht reagieren kann. Für diesen Bereich genügt daher ein trockenes Inertgas, vorzugsweise Stickstoff mit einem Taupunkt von -70° C. Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders dann vorteil­ haft, wenn das Reaktionsgas im Ofen und in der Kühlstrecke aus Stickstoff und Wasserstoff gebildet wird, da bei dieser Betriebsweise der Stickstoff sowieso zur Verfügung steht. Eine Vermischung des Inertgases im Einlauf- bzw. Auslauf­ schacht, bzw. Ein- und Auslauf und des Reaktionsgases im Ofen und in der Kühlstrecke muß verhindert werden. Hierzu dienen Einbauten in der Verbindungsstrecke zwischen beiden Anlagenteilen, die als Sperre wirken. Ein völliger Gasaus­ tausch läßt sich hierdurch zwar nicht verhindern, er ist je­ doch sogar von Vorteil, wenn dafür gesorgt wird, daß die Gasströmung nur in eine Richtung erfolgen kann. In den Fällen, in denen das zu glühende Band oder Wärmgut zu­ nächst den als Einlauf ausgebildeten Teil der Anlage durch­ läuft, ist es vorteilhaft, eine geringe Strömung des Inert­ gases in Richtung Ofen und Kühlstrecke zuzulassen. Hier­ durch wird mit Sicherheit verhindert, daß heißes Reaktions, gas auf das kalte Band oder Glühgut einwirkt und dieses verfärbt. Gegebenenfalls kann aber auch die Strömung von Reaktionsgas in Richtung Einlauf zugelassen werden, beispielsweise, wenn man eine Verdünnung des Wasserstoffs im Ofen auf jeden Fall verhindern will. Die Stärke der Gasströmung hängt ab vom Druckunterschied zwischen Schutz­ und Reaktionsgas und dem Strömungsquerschnitt, den die Ein­ bauten im Verbindungsteil freilassen. Anhand dieser Para­ meter kann die von einem zum anderen Anlagenteil strömende Gasmenge geregelt werden. Eine weitere Regelgröße bildet der Wasserstoffgehalt im Ofen oder der Kühlstrecke, welcher laufend analysiert werden kann.

Die Zeichnung veranschaulicht in schematischer Form ein Ausführungsbeipiel der Erfindung.

Dargestellt ist die gebräuchlichste Form einer Vertikal­ glühanlage, bei welcher das zu glühende Glühgut zunächst einen Einlaufschacht durchläuft. Die Vertikalglühanlage besteht aus drei wensentlichen Teilen, dem Einlaufschacht 1, dem Ofen 2 und der Kühlstrecke 3. Das zu glühende Stahlband 4 wird mittels Umlenkrollen 5 nacheinander durch den Ein­ laufschacht 1, den Ofen 2 und die Kühlstrecke 3 geführt. Die gesamte Anlage ist durch einen gasdichten Mantel 6 aus Stahlblech umschlossen. Die Beheizung des Ofens 2 erfolgt durch eine elektrische Widerstandsheizung 7.

Die Kühlung erfolgt durch Wasser. Mittels der Ventilatoren 8 wird Gas aus der Kühlstrecke 3 abgesaugt, durch die mit Kühlwasser beaufschlagten Wärmetauscher 9 geführt und in die Kühlstrecke zurückgeleitet. Es ergibt sich hierdurch ein hoher Wärmeübergang durch Konvektion und eine ent­ sprechende kurze Abkühlzeit.

Im Ofen 2 und in der Kühlstrecke 3 wird ein Reaktionsgas 10 mit hohem Wasserstoffgehalt benötigt, welches durch den Stutzen 11 in die Anlage eingeführt wird. Gemäß der Erfindung wird der Einlaufschacht 1 mit Inertgas 12, vorzugsweise Stickstoff beaufschlagt, welches durch den Stutzen 13 in den Einlaufschacht 1 eingeführt wird. Die Vermischung von Inertgas 12 und Reaktionsgas 10 wird weit­ gehend durch Einbauten 14 verhindert, die in der Verbin­ dungsleitung zwischen dem Einlaufschacht 1 und dem Ofen 2 angeordnet sind. Eine Gasströmung wird jedoch zugelassen. So kann man zum Beispiel etwas Inertgas 12 in Richtung Ofen 2 und Kühlstrecke 3 strömen lassen. Regelgrößen hier­ für sind der Druckunterschied zwischen dem Inertgas 12 und dem Reaktionsgas 10 sowie der von den Einbauten 14 freige­ lassene Strömungsquerschnitt. Dieser kann auch variabel gemacht werden. Selbstverständlich kann die Anlage auch so betrieben werden, daß man dem Inertgas 12 eine geringe Menge Wasserstoff beimischt. Die Inertgaszufuhr kann auch an anderer Stelle des Einlaufschachtes 1 als durch den Stutzen 13 erfolgen, beispielsweise am Anfang des Einlauf­ schachtes 1 oder am Ende der Kühlstrecke. Ebenso können die Einbauten 14 angepaßt werden.

Claims (5)

1. Verfahren zum Versorgen einer Vertikal- oder Horizon­ talglühanlage mit Schutz- und Reaktionsgas, bei der eine Teilstrecke als Ein- oder Auslauf ausgebildet ist und die andere Teilstrecke den Ofen (2) und die Kühlstrecke (3) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die den Ofen und die Kühlstrecke enthaltende Teil­ strecke mit einem reduzierend wirkenden Reaktionsgas (10) beaufschlagt wird, während die als Ein- oder Aus­ lauf ausgebildete Teilstrecke mit Inertgas (12) beauf­ schlagt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zum Versorgen einer Vertikal­ glühanlage in Form eines umgekehrten U, in deren einem Schenkel sich der Ofen (2) und die Kühlstrecke (3) be­ findet und deren anderer Schenkel als Einlauf- (1) oder Auslaufschacht ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der den Ofen und die Kühlstrecke enthaltende Schenkel mit einem stark reduzierenden wirkenden Reak­ tionsgas (10) beaufschlagt wird, während der als Ein­ lauf- oder Auslaufstrecke ausgebildete Schenkel mit Inertgas (12) beaufschlagt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mittels Einbauten (14) im Verbindungsteil beider Schenkel der Vertikalglühanlge und Überdruck des Inert­ gases eine geringe Inertgasströmung in den die Kühl­ strecke und den Ofen enthaltenden Schenkel bewirkt wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Inertgas an anderer Stelle des Einlaufs oder am Ende der Kühlstrecke zugeführt wird, wobei die Ein­ bauten 14 entsprechend angepaßt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Reaktionsgas NH₃-Spaltgas, Gemische aus N₂ und H₂ oder Gemische aus NH₃-Spaltgas und N₂ mit H₂-Gehalten über 35% verwendet wird, während das Inertgas aus Stickstoff besteht.