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Schachtofen zum Erhitzen, insbesondere zum Glühen von Metallgegenständen
Der vorliegende Schachtofen ist zum Erhitzen, insbesondere zum Glühen von Metallgegenständen,
wie Blechen, Röhren, Drähten, aber auch Maschinenteilen, bestimmt. Er löst dabei
die Aufgabe, diese Erhitzung außerordentlich gleichmäßig, insbesondere unter Vermeidung
örtlicher Überhitzungen, und mit besonders billigen Mitteln vorzunehmen, wobei gleichzeitig
erreicht wird, daß die zu erzielende Temperatur schnell und genau geregelt werden
kann.
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Der Schachtofen ist gekennzeichnet durch die Verwendung eines umlaufenden
Luftstromes, dessen Wiederaufheizung äußerhalb des eigentlichen Glühofens an einer
mit einer Feuerung gespeisten Heizquelle geschieht, und durch eine derartige Führung
des Heizgasstromes, daß dieser zunächst durch einen Wärmetauscher zur Erhitzung
des Gutes durch Strahlung und Leitung und dann in umgekehrter Richtung durch das
Wärmgut selbst geleitet wird. Der eigentliche Glühofen enthält daher einen Wärmetauscher
etwa in der Form eines Rohreinsatzes oder mehrerer Rohre oder Kanäle, welche über
die gesamte Schachthöhe sich erstrecken und die entweder im Innern des herumgelagerten
Wärmgutes angeordnet sind oder das Wärmgut umschließen, wobei die Heißluft erst
durch diesen Wärmetauscher und dann im Gegenstrom durch das Wärmgut selbst geleitet
wird. Die Heißluft wird durch einen kreisenden Luftstrom erzeugt, der durch einen
Sauger vom Glühofen zu einer Feuerung, vorzugsweise durch Gasbrenner gebildet, und
von dieser wieder zum Glühofen geführt wird.
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Zwar sind an sich in einen Ofen eingestellte und dadurch dem Strom
der Heizgase ausgesetzte Heiztöpfe bekannt, in denen das Heizgut sowohl der Strahlung
der erhitzten Topfoberfläche ausgesetzt ist, als auch von der im Innern des Topfes
in Umlauf gesetzten Luft durchstrichen wird. Aber eine Regelung der Temperatur ist
bei dieser Anordnung in befriedigendem Maße nicht möglich. Denn der im Innern des
Topfes entstehende thermodynamische Luftumlauf ist von der Form und Schichtung des
eingelagerten Heizgutes abhängig und ändert sich mit fortschreitender Erwärmung
derart, daß er mit zunehmendem Wärmeaustausch zwischen der kreisenden Luft und dem
Heizgut abnimmt und bei Temperaturausgleich schließlich verschwindet. Auch eine
Änderung der Ofentemperatur würde sich erst in zu später Zeit, insbesondere auch
wegen der nicht unmittelbaren Beherrschbarkeit des Luftstromumlaufes auf das Heizgut
auswirken. Derartige Öfen sind daher auch nur anwendbar für das Glühen von Metallgegenständen,
bei denen eine Temperaturüberschreitung unschädlich ist, nicht aber, wenn es sich
darum handelt, gewisse Temperaturen genau einzuhalten, wie z. B. um Spannungen bearbeiteter
Teile auszugleichen. Für das Anwärmen solcher Metallgegenstände, bei denen man auf
eine genaue Einhaltung gewisser Temperaturen Wert legt, wandte man bisher am vorteilhaftesten
elektrische Heizöfen an,
in denen ein in einen Ofen eingebauter
Einsatzzylinder von außen von einem Mantel elektrischer Heizkörper bestrahlt wird
und ebenfalls ein kreisender Luftstrom erzeugt wird, der das im Innern des Einsatzes
gelagerte Heizgut erhitzt. Aber derartige Ofen haben den Nachteil eines sehr teuern
Betriebes. Die vorliegende Erfindung erreicht denselben Erfolg guter Wärme- bzw.
Temperaturregelung durch den von einem Bläser bewegten umlaufenden Heißluftstrom.
Aber auch die an sich bekannte Beheizung des Heizgutes mit einem kreisenden Luftstrom
allein würde noch nicht den gewünschten Erfolg bringen, wenn nicht die gleichzeitige
Verwendung des Wärmetauschers mit nachfolgender Durchströmung des Heizgutes selbst
die Gewähr für eine gleichmäßige Verteilung der Wärme auf der ganzen Oberfläche
und somit für die sichere Einhaltung der gewünschten Temperatur böte. Somit bietet
die in der vorliegenden Erfindung verkörperte Kombination an sich bekannter Einzelelemente
einen technisch-wirtschaftlichen Vorteil in der mit billigen Mitteln erzielten Beheizung
des Gutes auf eine gewünschte, mit genügender Genauigkeit und Schnelligkeit regelbare
Temperatur unter Sicherung der gleichmäßigen Durchwärmung der ganzen Masse unter
Vermeidung von örtlichen Überhitzungen.
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In der beiliegenden Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung
des Näheren dargestellt und im nachstehenden beschrieben: Abb. i stellt einen Schachtofen
in Verbindung mit einem Heißluftumwälzofen im Aufriß und teilweisem Schnitt nach
Linie I-I der Abb. 2 dar. Diese zeigt eine Draufsicht. Abb. 3 stellt eine Einzelheit
dar. In Abb. ¢ ist der Schnitt durch einen Schachtofen in anderer Ausführungsform
wiedergegeben.
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In der Ausführungsform der Abb. i bis 3 ist der Wärmetauscher in der
Mittelachse des Ofens vorgesehen und wird durch übereinandergesetzte Rohrstücke
gebildet, die als Tragständer für das zu wärmende Gut dienen. Durch die Anordnung
der Heißluftzuführung in der Mittelachse des Ofens wird ein besonders guter Temperaturausgleich
durch die nach allen Richtungen hin wirkende Wärmeabstrahlung erzielt und durch
die Ausbildung der Zuführungsrohre als Tragständer der Aufbau des Ofens sehr vereinfacht.
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Es bedeutet a den Schachtofen, b den die Heißluft in bekannter
Weise im Umlauf erzeugenden Lufterhitzerofen und c den die Umwälzung der Heißluft
bewirkenden Sauger. d zeigt die den Schachtofen a und den Lufterhitzungsofen
b verbindende Heißwindleitung, welche in den nach geringem Anhub abschwenkbaren
Abschlußdeckel e mündet und am unteren Ende einen verschiebbaren Abschlußring fbesitzt.
g sind die das Wärmgut 1z aufnehmenden übereinandergesetzten Tragständer,
die durch ihre rohrartige Ausbildung den Wärmetauscher bilden und sich an den Heißwindzuführungskanal
d anschließen. Ein `einzelner solcher Tragkörper ist in Abb. 3 dargestellt, dessen
Rohrstück am oberen und :unteren Ende angeschweißte Flanschen zum leichteren Übereinandersetzen
trägt. i bezeichnet die am oberen Schachtende befindlichen Luftabführungsöffnungen,
welche in den Abzugskanal k münden. Letzterer steht mit den Luftansaugungsstutzen
des Saugers c in Verbindung. Mit l sind die beispielsweise in dem mittleren Tragständer
regelbar angeordneten Heißluftaustrittsöffnungen bezeichnet, durch welche bei nicht
genügendem Temperaturausgleich im Schacht in dem mittleren Schachtteil zusätzlich
Heißluft zu der vom unteren Schachtende durch das Wärmgut strömenden Wärmluft zugeführt
werden kann.
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In der Ausführungsform der Abb. q. wird der Wärmetauscher durch am
Umfang des Schachtes verteilte Rohre gebildet. Der Abzug erfolgt durch die im Abschlußdeckel
vorgesehene Abluftleitung.
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Hier bezeichnet m den Schachtofen, n den Verschlußdeckel, o die an
den Heißluftzuführungskanal P angeschlossenen Heißluftrohre, durch die die Heißluft,
dem Schachtinnern am Boden zugeführt, von unten nach oben das Wärmgut erwärmend
durchzieht, um dann durch das im Deckel iz angebrachte Abzugsrohr q dem nicht gezeichneten
Lufterhitzungsofen zur erneuten Aufheizung wieder zugeführt zu werden.
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Entgegen der in der Zeichnung dargestellten Durchführung der Heißluft
durch den Wärmetauscher von oben nach unten und ihre Durchführung durch das Wärmgut
von unten nach oben kann die Durchführung der Heißluft auch im entgegengesetzten
Sinne erfolgen.
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Der Arbeitsgang der Anlage geht in bezug auf die in Abb. i, 2 und
3 dargestellte Ausführung wie folgt vor sich: Die in dem Lufterhitzungsofen b in
bekannter Weise erwärmte Heißluft gelangt durch die Heißluftleitung d in
den Schachtofen a, in welchem sie durch die rohrartige Ausbildung der Tragständer,
welche, wie dargestellt, aus einem oder mehreren übereinanderstellbaren Teilen bestehen
können, zum. Boden des Schachtofens geführt wird. Nach Ausbreitung in dem freien
Bodenraum des Schachtes zieht dieselbe, in umgekehrter Richtung das Wärmgut durchspülend,
nach oben, von wo sie durch die Abzugsöffnungen i in den Sammelkanal k und aus diesem
vermittels des Saugers c wieder in den Lufterhitzungsofen b gedrückt wird, um, in
diesem wieder auf die Anfangstemperatur gebracht, von neuem den Kreislauf zu beginnen.