DE4422702C2 - Industrieofen, insbesondere Schmelz- und Warmhalteofen für Nichteisenmetalle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen gattungsgemäßen Indu­ strieofen, insbesondere einen Schmelz- und Warmhalte­ ofen für Nichteisenmetalle.

Derartige Öfen, z. B. Verzinkungsöfen, sind aus der Praxis bekannt.

Die heißen Gase treten in der Regel mit hoher Ge­ schwindigkeit aus der Düse beispielsweise eines Hoch­ geschwindigkeitsbrenners in den Strömungskanal aus. Durch Injektorwirkung wird ein Gas, insbesondere Ab­ gas im Strömungskanal bewegt. Dabei ist eine hohe Rezirkulationsrate erforderlich, um eine weitestgehen­ de Vergleichsmäßigung der Temperaturen an der Au­ ßenfläche des Kessels zu erreichen.

Wenn der Kessel ungleichmäßig erwärmt wird, ver­ ringert sich die Standzeit des Kessels. Daher muß die direkte Strahlung der heißen Gase beim Austritt aus der Düse auf die Außenfläche des Kessels vermieden wer­ den.

Aus der Praxis ist bekannt, die Bereiche des Kessels in der Nähe der Düse mit Isoliermatten abzukleben. Dies hat den Nachteil, daß Wärmeübertragungsfläche verlo­ ren geht. Neben der Abklebung kommt es zu Tempera­ turspitzen. Bei Verzinkungsöfen führt dies zu einem An­ griff des Stahls durch Hartzinkbildung. Die Standzeit des Kessels ist dementsprechend gering und kann bis auf 20% einer normalen Standzeit reduziert werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Nach­ teile des Standes der Technik zu vermeiden und einen Industrieofen der eingangs genannten Art mit hoher Leistung und einer langen Standzeit zu schaffen.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen In­ dustrieofen durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des unabhängigen Anspruches gelöst.

Diese Lösung hat den Vorteil, daß die Standzeit des Kessels hoch ist, weil Temperaturspitzen an der Außen­ wand des Kessels vermieden werden. Außerdem hat der Industrieofen eine hohe Leistung, weil die komplette Wandfläche des Kessels im Bereich des Strömungska­ nals als Wärmeübertragungsfläche dient.

Die Erfindung ist ganz besonders vorteilhaft anwend­ bar bei einem umlaufenden Strömungskanal, in dem ein Gas, insbesondere Abgas rezirkuliert wird.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführ­ ten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Industrieofens mög­ lich.

Bei rechteckigen Kesseln besteht eine besonders vor­ teilhafte Ausgestaltung darin, daß das Blech im Bereich einer Strömungsumlenkung in Form einer Ecke derart ausgebildet ist, daß der Druckverlust bei der Umlen­ kung der Strömung minimiert wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer bevor­ zugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Indu­ strieofens im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 einen Halbschnitt durch einen Industrieofen, und zwar als Draufsicht.

Bei dem Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Verzinkungsofen. In einem Industrieofen 1 ist ein als Zinkbad dienender Kessel 2 angeordnet. Der Kessel 2 bildet mit den Seitenwänden 3 des Industrieofens einen umlaufenden Strömungskanal 4. An beiden Sternseiten des Industrieofens befindet sich je ein Hochgeschwin­ digkeitsbrenner 5, aus dessen Düse 6 heiße Gase in den Strömungskanal 4 ausströmen. Durch Injektionswir­ kung wird dabei Abgas rezirkuliert. Die Rezirkulations­ rate ist hoch, weil damit eine weitgehende Vergleichmä­ ßigung der Temperaturverteilung erreicht wird. Ein Teil des Abgases verläßt den Ofen durch einen Abgaskanal 6. Der Druck im Strömungskanal 4 wird über ein Abgas­ regelorgan in Form einer Abgasklappe 10 eingestellt.

Im Strömungskanal 4 zwischen Düse 6 und Kessel 2 ist eine Abschirmeinrichtung 7 derart angeordnet, daß im Bereich der Düse 6 die direkte Einwirkung der hei­ ßen Gase aus der Düse zum Kessel verhindert wird.

Die Abschirmeinrichtung ist im Bereich der Ecke 8 des Kessels derartig ausgebildet, daß der Druckverlust bei der Umlenkung der Strömung minimiert wird. Die Abschirmeinrichtung 7 unterteilt den freien Strömungs­ querschnitt etwa in ein Drittel innerer und zwei Drittel äußerer Fläche. Der Radius der Krümmung der Ab­ schirmeinrichtung 7 hat den gleichen Mittelpunkt wie der Radius der Krümmung des Kessels.

Die Länge der Abschirmeinrichtung 7, stromauf der Ecke 8, beträgt etwa 0,5 der Breite des Strömungska­ nals.

Die Länge der Abschirmeinrichtung 7 stromab ist zur Flammenlänge proportional. Die Auslegung erfolgt für den Einzelfall und kann zweckmäßigerweise über ein Computerprogramm bestimmt werden.

Die Ecken 8 und 8' des Kessels sowie die Ecken 9 und 9' des feuerfest ausgekleideten Industrieofens sind ab­ gerundet.

Claims (6)

1. Industrieofen, insbesondere Schmelz- und Warmhalteofen für Nichteisenmetalle mit einem Kessel (2), der wenigstens von den Seitenwänden (3) des Industrieofens (1) derart umgeben ist, daß ein Strömungskanal (4) gebildet wird mit mindestens einer Düse (6), aus der heiße Gase in den Strö­ mungskanal (4) ausströmen, dadurch gekennzeich­ net, daß im Strömungskanal (4) zwischen Düse (6) und Kessel (2) eine Abschirmeinrichtung (7) derart angeordnet ist, daß, im Bereich der Düse (6), die direkte Einwirkung der heißen Gase zum Kessel (2) verhindert wird.

2. Industrieofen nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abschirmeinrichtung (7) im Be­ reich einer Strömungsumlenkung in Form einer Ec­ ke des Kessels (8) derart ausgebildet ist, daß der Druckverlust bei der Umlenkung der Strömung mi­ nimiert wird.

3. Industrieofen nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Abschirmeinrichtung (7) vom Kessel (2) ca. 1/3 der Breite des Strömungskanals beträgt.

4. Industrieofen nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Ab­ schirmeinrichtung (7) stromauf der Ecke des Kes­ sels etwa 0,5 der Breite des Strömungskanals be­ trägt.

5. Industrieofen nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (6) von einer Düse eines Hochgeschwindigkeitsbrenners gebil­ det wird und daß die Länge der Abschirmeinrich­ tung stromab der Ecke (8) des Kessels (2) zur Flam­ menlänge proportional ist.

6. Industrieofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ecken (8, 9) des Kessels (2) und/oder des Industrieofens (1) abge­ rundet sind.