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Glühofen für fortlaufend in einer senkrechten Bahn hindurchbewegtes
Glühgut, wie Metallbänder, Metalldrähte u. dgl. Die Erfindung bezieht sich auf einen
Glühofen, durch den das Glühgut ununterbrochen hindurchbewegt wird. Als solches
Glühgut kommen beispielsweise Metallbänder, Metalldrähte o. dgl. in Frage. Die Erfindung
bezweckt die Schaffung eines Glühofens, der möglichst wenig Raum beansprucht, eine
geringe Bodenfläche erfordert, in dem Verbrauch von Wärme äußerst sparsam ist, das
Glühgut bei der Behandlung vor Beschädigungen schützt, insbesondere wenn es sich
um blankes oder gar hochpoliertes Glühgut handelt. Ferner soll in dem neuen Glühofen
das Glühgut gegenläufig der Reihe nach Kammern verschiedener Temperaturzonen durchlaufen,
um einerseits allmählich bis zur Glühtemperatur erhitzt, andererseits auch allmählich
bis auf die Außenlufttemperatur abgekühlt zu werden.
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Es sind Glühöfen bekannt, die aus mehreren übereinanderliegenden,
vom Glühgut schleif enförznig durchlaufenen Kammern bestehen: Es ist auch bekannt,
die Durchziehgeschwindigkeit des Glühgutes durch einen Glühofen auf elektrischem
Wege selbsttätig zu regeln. Man hat auch schon zwischen den einzelnen Kammern eines
Glühofens Gas- und Wärmeschleusen,eingebaut und das Glühgut in einer Kühlkammer
in einer nichtoxydierenden Atmosphäre gekühlt. Die Erfindung betrifft einen Glühofen-
für fortlaufend in einer senkrechten Bahn hindurchbewegtes Glühgut, wie Metallbänder,
Metalldrähte u. dgl., mit mehreren übereinanderliegenden, vom Glühgut schleifenförmig
durchlaufenen Kammern und selbsttätiger Regelung der Durchziehgeschwindigkeit auf
elektrischem Wege, und besteht darin, daß der Glühofen aus der Vereinigung einer
Ein- und Auslaufkammer, einer Wärmeaustauschkammer und einer zu unterst liegenden
Glühkammer besteht, wobei das Glühgut durch alle Kammern gegenläufig hindurchgeführt
ist und in der Glühkammer eine von dem hineinragenden Ende der Glühgutschleife gesteuerte
Regelvorrichtung für den Antriebsmotor der Glühgutzulaufrolle vorgesehen ist. Weitere
vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind im nachfolgenden beschrieben. Die Erfindung
hat den Vorteil, daß unter geringster Raum-und Flächenbeanspruchung durch den Glühofen
eine den erforderlichen Temperaturverhältnissen genau angepaßte, fortlaufend stets
gleichmäßige Behandlung des Glühgutes unter Einhaltung einer vorgeschriebenen Durchziehgeschwindigkeit
gewährleistet ist, wobei die Geschwindigkeitsregelung selbsttätig und zuverlässig
erfolgt und die einzelnen Temperaturzonen ausreichend voneinander abgeschirmt
sind.
Dabei wird auch das Glühgut weitestgehend vor Beschädigungen und Oxydation geschützt.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausf rungsbeispiel der Erfindung.
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Die Abb. i und 2 stellen senkrecht züe andergelegte Längsschnitte
durch den Glfi'A,-Ofen dar; Abb. 3 zeigt den oberen Teil des Ofens im Schnitt in
vergrößertem Maßstab; Abb. 4 zeigt ein Schaltbild für den elektrischen Antrieb nebst
Regelvorrichtung für die Glühgutgeschwindigkeit.
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Der Glühofen ist von einem Mantel i umgeben, dessen einzelne Bleche
3 von Winkeleisen 2 o. dgl. zusammengehalten werden. Zweckmäßig wird der Ofen mit
dem unteren Ende, wie bei derartigen Durchziehöfen bekannt, in eine Grube 4 unterhalb
der Bodenfläche 5 versenkt, um eine geringe Bauhöhe zu erhalten. Der Mantel i umfaßt
ein wärmesperrendes Futter 6. Der Glühofen besteht aus drei senkrecht übereinanderliegenden
Kammern, einer unteren Glühkammer 7, einer oberen Einlaufkammer 8 und einer dazwischenliegenden
Wärmeaustauschkammer 9. Diese drei Kammern sind in bekannter Weise mit einem nichtoxydierenden
Gas, beispielsweise Wasserstoff oder einer Mischung von Wasserstoff und Stickstoff,
gefüllt. Am oberen Teil des Glühofens befindet sich das Gaszuleitungsrohr io. Zwei
Öffnungen ii dienen zur Gasableitung, von denen die eine in der Nähe des Ofenbodens,
die andere in der Nähe der Austrittsöffnung für das Glühgut bei 34 angeordnet ist.
Die Glühkammer 7 ist mit einem zusätzlichen Futter 12 aus feuerfestem Stoff versehen.
An den Wänden der Kammer 7 sind wie üblich Heizkörper 13 hinter einer Schutzwand
13' angeordnet, vorzugsweise Widerstandsheizkörper. Eine Temperaturüberwachungs-
und Regelungseinrichtung kann vorgesehen werden. Inder Glühkammer? ist, wie bekannt,
eine Tür 14 vorgesehen, um Instandsetzungsarbeiten auszuführen und die Heizeinrichtung
zu bedienen. Die Einlaufkammer 8 im oberen Ofenteil ist mit Türen 15 zu beiden Seiten
versehen, um z. B. neues Glühgut einzuführen. In der Kammer B. sind zwei hohle Rollen
16 und 17 angeordnet, über die das Glühgut in einer Schleife 18 geführt ist, die
mit ihren beiden annähernd gleichlaufenden Seiten durch die Wärmeaustauschkammer
9 in die Glühkammer 7 hineinragt.
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Die Rollen 16 und 17 sind in bekannter Weise drehbar auf nicht drehbaren
Wellen gelagert, die, wie bei Glühöfen üblich, von am Ofen außen befestigten Haltearmen
i9 getragen werden. Die Rollen sitzen auf Hohlwellen, deren Lager 20 zur besseren
Kühlung außerhalb des Ofens von ihren Wellen getragen werden. Die untere kleinere
Rolle 17 dreht sich frei auf ihrer Welle, die obere größere Rolle 16 wird durch
einen Motor 22 6,über ein Untersetzungsgetriebe 23 und einen
| Fgettentrieb 24 angetrieben und führt das |
| ihgut in einer Schleife i8 zu. Das Glühgut |
| r d durch die Rolle 16 von der Rolle 26 ab- |
| k |
gespult, durch die Führungsrollen 27 geführt und durch die Rolle 28 umgelenkt. Zwischen
den Rollen 27 können Mittel vorgesehen werden, die den Motor 22 stillsetzen, wenn
das Ende des Glühgutes das erste Rollenpaar erreicht. Das Glühgut wird von der Rolle
17 durch die beispielsweise von einem Motor
31
angetriebene Rolle 3o abgezogen,
über eine Rolle 32 umgelenkt und durch eine Kühlkammer 33 geführt, in welcher es
so abgekühlt wird, daß es in der Luft nicht oxydiert. Öffnungen 34, durch die das
Glühgut in den Ofen eintritt und ihn verläßt, werden beispielsweise durch dünne,
asbestbekleidete Bleche gebildet. Zwischen der Ein- bzw. Austrittsöffnung 34 und
den Trommeln 1
6 und 1
7
durchläuft das Glühgut eine mit der Wärmeaustauschkammer
9 verbundene Einlaüfkammer B.
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An beiden Enden der Wärmeaustauschkammer 9 befinden sich Schleusen,
die den Ubertritt von heißen Gasen aus der Glühkammer 7 in die Kammer 9 und aus
dieser in die Einlaufkammer 8 verhindern. Diese Schleusen bestehen aus zwei Klappen
35, die in den Aussparungen 36 des Ofenfutters drehbar angeordnet sind. Griffe 38
bewegen die Klappen 35 in verschiedene Stellungen, auch in die senkrechte Lage,
bei der der Durchgang ganz freigegeben wird. Zwischen den Klappen 35 sind Stäbe
37 angeordnet, die durch die Ringe 39 durch die Ofenwand herausgezogen werden können.
Die Teile 35 und 37 sind, wie bei derartigen Schleusen bekannt, nur so weit voneinander
entfernt, wie es für den freien Durchgang .des Glühgutes erforderlich ist. Ihre
Ränder sind an der Berührungsseite mit dem Glühgut geglättet, um eine Beschädigung
des Glühgutes zu vermeiden. Vorzugsweise sind die Schleusenteile aus weichem Stoff,
z. B. Kupfer, hergestellt, um ein Zerkratzen des Glühgutes zu verhüten. Sind die
Klappeu 35 in die Vertiefungen 36 hineingedreht und die Stäbe 37 herausgezogen,
so kann das Glühgut frei durch den Ofen gezogen werden.
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Zur seitlichen Führung des Glühgutes sind zwei Führungsscheiben 4o
vorgesehen, die auf den mit Links- und Rechtsgewinde versehenen Wellen 41 sitzen.
Beide Wellen sind auf der einen Ofenseite durch einen Kettentrieb 42 verbunden,
während auf der anderen Ofenseite eine der Wellen ein Handrad 43 trägt, so daß die
Führungsscheiben, wie bei Führungsleisten in Glühöfen bekannt, einander
genähert
oder voneinander entfernt werden können, je nach der Breite des Glühgutes. Die Stellung
beider Führungsscheiben 4o kann durch das Handrad 43 gleichzeitig genau eingestellt
werden.
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Damit das Glühgut über die Rollen 16 und 17 ohne Schlupf läuft und
seine Oberfläche nicht beschädigt wird, sind beide Rollen 16 und 17 mit je einer
magnetischen Vorrichtung versehen, die aus einem Magneten 44 besteht, der auf der
festen Rollenwelle sitzt, und zwar gegenüber der oberen Rollenseite. Sind die Magnete
innerhalb der Rollen angeordnet, so muß der Rollenkranz aus nichtmagnetischem Baustoff,
beispielsweise Kupfer, bestehen, um den Magnetfluß dem Glühgut zuverlässig zuzuführen
und den Schlupf zu verhindern.
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Zur Drehzahlregelung des Rollenantriebsmotors 22 dient eine Regelvorrichtung,
die von der Glühgutschleifenlänge gesteuert wird. Im unteren Ofenwandteil sind zwei
Öffnungen vorgesehen, durch welche zwei außerhalb des Glühofens angebrachte Lichtquellen
47 zwei diesen gegenüberliegende Photozellen 48 beleuchten. Die Photozellen 48 sind
über Verstärker 49 mit Relais 5o verbunden. Die beiden gleichen Relais
50 sind so eingerichtet, daß das mit der oberen Photozelle verbundene Relais
dann anspricht, wenn der Lichtstrahl ungehindert. durch die Schleife 18 auf die
obere Photozelle fällt, während das mit der unteren Photozelle verbundene Relais
5o dann anspricht, wenn die untere Photozelle durch die Schleife j8 von der Lichtquelle
47 getrennt wird.
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Die Ankerwicklung des die Rolle 16 antreibenden Motors 22 liegt über
einen Schalter 53 am Netz 52. Die Feldwicklung 54 ist an dasselbe Netz 52 über einen
Regelwiderstand 55 angeschlossen. Die Veränderung des Widerstandes 55 erfolgt durch
einen Motor 56, der ebenfalls am Netz 52 liegt und zwei einander entgegengeschaltete
Feldwicklungen 57 und 58 besitzt. In den Stromkreisen dieser beiden Feldwicklungen
liegen die beiden Relais 5o, so daß bei Betätigung der Relais die eine oder die
andere Feldwicklung eingeschaltet wird, je nach der Länge der Schleife 18 des Glühgutes.
Ein im Ankerstromkreis des Motors 56 liegender Schalter 59 wird abwechselnd geöffnet
und geschlossen durch die von einem Motor 61 mit langsamer Geschwindigkeit angetriebene
Nockenscheibe 6o. Dadurch wird der Motor 56 in bestimmten Zeitabständen und nur
für einen Bruchteil der Gesamtzeit eingeschaltet.
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Wird genau soviel Glühgut dem Glühofen zugeführt, wie den Glühofen
verläßt, d. h. die Ein- und Austrittsgeschwindigkeiten des Glühgutes sind gleich,
so bleibt die Länge der Schleife 18 unveränderlich, und der Widerstand 55 wird nicht
verändert. Wird jedoch die Schleife r8' zu kurz infolge zu geringer Geschwindigkeit
der Rolle 16, so wird die obere Photozelle belichtet, die ihrerseits das zugehörige
Relais 50 zum Ansprechen bringt. Dadurch wird der Motor 56 über die Feldwicklung
57 mit der entsprechenden Drehrichtung eingeschaltet und verändert den Widerstand
55 derart, daß das Feld 54 des Motors 22 geschwächt, 'also seine Drehzahl erhöht
wird. Wird dagegen die Schleife 18 zu lang, so wird die untere Photozelle 48 von
der Lichtquelle 47 getrennt, das zugehörige Relais 5o. spricht an und schließt den
Stromkreis des Motors 56 über die Feldwicklung 58. Der Motor 56 läuft in der entgegengesetzten
Richtung an; der Widerstand 55 wird dadurch in der Weise verändert, daß das Feld
54 des Rollenantriebsmotors 22 verstärkt wird, also seine Drehzahl herabgesetzt,
bis ein Ausgleich zwischen der Ein- und Austrittsgeschwindigkeit des Glühgutes erzielt
ist.
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In der Kühlkammer 33 wird das Glühgut bis zu einer Temperatur abgekühlt,
bei der das Glühgut in der Luft nicht mehr oxydiert. Sammelrohre 63 verbinden quer
dazu liegende Rohre 64, die, wie bei Härteanlagen bekannt, durch Düsen ein nichtoxydierendes
Kühlgas auf das heiße Glühgut blasen. Das Kühlgas wird in der Kammer 33 durch ein
Gebläse 65 umgewälzt, das mit den Sammelrohren 6,3 einerseits und einem Gaskühler
67 mit seiner Leitung 66 von der Kühlkammer 33 anderseits verbunden ist.
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Das veranschaulichte Beispiel zeigt einen senkrechten Glühofen, bei
dem die einzelnen Kammern übereinanderliegen. Diese Bauart hat den bekannten Vorteil,
daß erforderliche Bodenfläche und auch Bauhöhe klein gehalten werden können. Die
Führung des Glühgutes durch den Ofen in Gestalt einer Schleife hat u. a. den bekannten
Vorteil, daß in der Wärmeaustauschkammer die einlaufenden und die auslaufenden Seiten
der Schleifen sich gegenseitig derart beeinflussen, daß die noch kühle einlaufende
Seite einen Teil der Wärme-der noch heißen, die Glühkammer verlassenden Seite aufnimmt
und auf diese Weise vorgewärmt wird, während die auslaufende Schleifenseite durch
Abgabe ihrer Wärme wiederum allmählich abgekühlt wird. Um diese Wirkung zu erhöhen,
ist es zweckmäßig, die beiden . Schleifenseiten möglichst nahe aneinander vorbeilaufen
zu lassen. Hierdurch wird erzielt, daß die Wärineaustauschkammer verhältnismäßig
eng gehalten werden kann, so daß an Bauraum und Baustoff gespart wird. Außerdem
wird auch an Wärme gespart, weil keine unnütze Wärme mit der auslaufenden Schleifenseite
aus dem Ofen hinausgeführt wird, die in der an den Ofen angeschlossenen
Kühlvorrichtung
dem Glühgut entzogen werden müßte. Die zwischen den einzelnen Kammern vorgesehenen
Schleusen verhüten neben dem Übergang des Gases aus einer Kammer in die andere auch
den Übergang von Wärme, so daß auch durch dieses Mittel- an Gas und an Wärme gespart
wird. Hierdurch wird ein Glühofen von höchster Wirtschaftlichkeit erzielt.