DE696215C

DE696215C - Device to avoid gas losses in industrial ovens

Info

Publication number: DE696215C
Application number: DE1936ST054738
Authority: DE
Original assignee: THEODOR STASSINET DR ING
Current assignee: THEODOR STASSINET DR ING
Priority date: 1936-04-16
Filing date: 1936-04-16
Publication date: 1940-09-14

Description

Einrichtung zur Vermeidung von Gasverlusten bei industriellen Ofen Fast alle industriellen Öfen haben Öffnungen, durch die Wärmgut (Bleche, Bänder, Drähte, Knüppel, Brammen usw.) dem Ofen zugeführt bzw. entnommen wird. Ferner haben sie andere Öffnungen, durch die zeitweise oder ständig Teile von Hantierungs-oder Beförderungsvorrichtungen in den Ofen eingeführt werden. Im allgemeinen können diese Öffnungen nicht oder nur kurze Zeit durch Türen geschlossen werden. Arbeitet der Ofen mit überdruc?-, dapn entweichen Ofengase durch diese öfnun-#g- en, und der Ofendruck ist kaum auf einer gewünschten Höhe oder gleichmäßig hochzuhalten; hierdurch werden bei Injektorbrennern die Verbrennungsverhältnisse beeinflußt und der Brennstoffverbrauch erhöht. Bei Glühöfen, die" mit Schutzgas arbeiten, ist der Schutzgasverlust von den Ofenöffnungen abhängig. Arbeitet der Ofen mit Unterdruck, dann tritt durch die Ofenöffnungen unerwünschte Luft ein, die Veranlassung zur Verzunderung des Wärmegutes gibt.Device to avoid gas loss in industrial furnaces Almost all industrial furnaces have openings through which the material to be heated (sheets, strips, Wires, billets, slabs, etc.) is fed to or removed from the furnace. Also have they other openings through which temporarily or permanently parts of handling or Conveyor devices are introduced into the furnace. In general, these Openings cannot be closed by doors or only for a short time. Does the Oven with overpressure, dapn, oven gases escape through these openings, and the Oven pressure can hardly be maintained at a desired level or evenly; through this In the case of injector burners, the combustion conditions and fuel consumption are influenced elevated. In annealing furnaces that "work with protective gas, the protective gas loss is depending on the furnace openings. If the furnace works with negative pressure, then occurs through the Unwanted air in the furnace openings, which causes scaling of the material to be heated gives.

Man hat vorgeschlagen, bei kontinuierlich vom Gut durchwanderten Kanalöfen den Gasaustritt und den Lufteintritt an den Gutein-und -austrittsöffnungen dadurch zu verhindern, daß man im Ofenkanal quer zur Gasströmungsrichtung federnde oder elastische Zwischenwände anordnet, die am wandernden Gut anliegen und auf diese Weise eine Abdichtung bewirken. In vielen Fällen ist es jedoch nicht möglich, von den bekannten Abdichtungseinrichtungen Gebrauch zu machen. Häufig verbietet schon die Form oder die Oberflächenbeschaffenheit des Glühgutes, das z. B. aus aneinandergeschweißten oder miteinander verknoteten Band- oder Drahtstucken besteht, die Verwendung auf dem Glühgut schleifender Zwischenwände. Auch kann die Temperatur des Gutes betriebsmäßig so hoch sein, daß derartige Abdichtungsmittel unzweckmäßig erscheinen. In solchen Fällen bleibt nur die Verwendung von Türkanälen übrig, bei denen zwischen dem wandernden Gut und den zu Abdichtungszwecken eingebauten Zwischenwänden Öffnungen bestehen bleiben.It has been proposed to use sewer ovens through which the estate continuously wandered the gas outlet and the air inlet at the material inlet and outlet openings thereby to prevent that one resilient or transverse to the gas flow direction in the furnace channel arranges elastic partitions that rest on the migratory goods and on them Way to create a seal. However, in many cases it is not possible to get from to make use of the known sealing devices. Often already forbids the shape or the surface properties of the material to be annealed, the z. B. from welded together or pieces of tape or wire knotted together the annealing material grinding partitions. The temperature of the goods can also be operational be so high that such sealants appear impractical. In such In cases, only the use of door channels remains, with those between the wandering There are openings in the partition walls built in for sealing purposes stay.

Um auch in den zuletzt genannten Fällen Gasverluste möglichst zu vermeiden und den Eintritt von Falschluft zu verhindern, werden gemäß der Erfindung im Türkanal quer zum Gasstrom eine Wirbelbildung hervorrufende Zwischenwände so angeordnet, daß der Abstand von OOuerwand zu Querwand in der Größe von 1,5 bis 3 a gewählt wird, wobei a die kleinste Abmessung der freien Gutdurchgangsöffnung im Türkanal bedeutet. Es hat sich nämlich gezeigt, daß auf diese Weise auch bei Türkanälen mit nicht bis zum Glühgut reichenden Zwischenwänden eine überraschend wirksame Gassperre erhalten werden kann, und das es überdies möglich ist, mit einer Mindestzahl von Zwischenwänden auszukommen, indem man den bei solchen -Türkanälen vorliegenden besonderen Gasströmungsverihältnissen durch die angegebene B;-messung der Querwandabstände Rechnung trägt.In order to avoid gas losses as far as possible in the last-mentioned cases as well and to prevent the entry of false air, according to the invention in the door channel arranged transversely to the gas flow creating a vortex formation that the distance from the outer wall to the transverse wall is chosen in the range from 1.5 to 3 a, where a is the smallest dimension of the free material passage opening in the door channel. It has been shown that in this way even with door channels with not up to receive a surprisingly effective gas barrier to the annealing material reaching intermediate walls and that it is moreover possible with a minimum number of partitions get along by using the one available in such door channels special gas flow conditions through the specified B; measurement of the transverse wall distances Takes into account.

Gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung läßt sich die günstige Wirkung der in der angegebenen Weise angeordneten Querwände noch dadurch steigern, daß die inneren Ränder der Querwände mit senkrecht auf den Ouerwänclen steh;mden und diese nach beiden Seiten überragenden .Flanschen versehen sind, deren beide Ränder-messerscharf ausgebildet sein können. Zweckmäßig wird dabei die Breie des an der Querwand vorgesehenen Flansches in der Größe von o,5 bis o,75 a. gewählt, -wobei a die kleinste Abinessung der freien Gutdurcbgangsöffnung im Türkanal bedeutet.According to the further embodiment of the invention, the beneficial effect of the transverse walls arranged in the specified manner can be increased by the fact that the inner edges of the transverse walls are provided with flanges that protrude on both sides and that protrude on both sides -can be made knife-sharp. The width of the flange provided on the transverse wall is expediently in the range from 0.5 to 0.75 a. selected, -where a means the smallest reduction of the free passage opening in the door channel.

In der Zeichnung ist die Einrichtung gemäß der Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen schematisch veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. i eine Draufsicht und Abb. a den dazugehörigen Längsschnitt durch das erste Ausführungsbeispiel, während die Ab-h- 3 bis 6 im Längsschnitt weitere Ausführungsbeispiele wiedergeben, die eine Weiterbildung des Grundgedankens der Erfindung darstellen.In the drawing, the device according to the invention is in several Exemplary embodiments illustrated schematically, namely Fig. I shows a plan view and Fig. a the associated longitudinal section through the first embodiment, while the Ab-h- 3 to 6 show in longitudinal section further embodiments that represent a development of the basic idea of the invention.

In Abb. i und a bedeutet i den Türkanal, die Kanalinnenwandung und- 3 die von dieser ausgehenden, in den Türkanal, hineinragenden, quer zum Gasstrom angeordneten Zwischenwände, die paarweise einander gegenüberstehen 'und zwischen denen eine Öffnung zur Durchführung des Wärmgutes 5 frei bleibt.In fig. I and a i means the door channel, the inner wall of the channel and- 3 those starting from this, protruding into the door channel, transversely to the gas flow arranged partition walls, which face each other in pairs' and between which an opening for the implementation of the heat 5 remains free.

Je nach dem Gut, welches durch- die Üffnungen geführt werden soll oder auch bei bestimmten lichten Querschnittsformen des Kanals, ist es vorteilhafter, wenn sich die Querwände 3 nur auf einen Teil des Kanalumfangs erstrecken. Ist z. B. die Öffnung rechteckig und bei geringer Höhe recht breit, dann wird man an den Seitenwänden die Querwände fortlassen und nur die Decke und den Boden damit versehen. Querwände an den Seitenwänden vermindern in diesem Falleden Gasdurchgang nicht, sondern können ihn sogar erhöhen. Bei einer recht hohen, aber schmalen Öffnung wird man nur die Seitenwände mit Querwänden ausrüsten.Depending on the property through which the openings are to be passed or with certain clear cross-sectional shapes of the duct, it is more advantageous to if the transverse walls 3 only extend over part of the circumference of the duct. Is z. B. the opening is rectangular and at a low height quite wide, then you will at the Side walls omit the transverse walls and only cover the ceiling and the floor with them. In this case, transverse walls on the side walls do not reduce the passage of gas, but can even increase it. If the opening is quite high but narrow, then you only equip the side walls with transverse walls.

Die Querwände können je nach dem Gut, das durch die Öffnung zu leiten ist, ein Hindernis bilden, z. B. können sich Blechkanten oder Heftstellen von Bändern festhaken. Wenn diese Störungen vorkommen können, werden zur Vermeidung derselben senkrecht (oder fast senkrecht) zu den Querwänden 3 ein oder mehrere etwas über diese hinausragenden Stege oder Bleche.-4 zwischen den Querwänden eingesetzt. Der Abstand dieser Stege oder Bleche wie auch das Maß, um die diese die Querwände 3 zum Kanalinnern hin überragen, ist so zu wählen, daß jede Störung finit Sicherheit vermieden wird.The transverse walls can, depending on the material that is to be passed through the opening is to form an obstacle, e.g. B. can be sheet metal edges or stitching of tapes hook up. If these glitches can occur, help avoid them perpendicular (or almost perpendicular) to the transverse walls 3 one or more slightly above these protruding webs or sheets.-4 inserted between the transverse walls. Of the Distance between these webs or sheets as well as the amount by which these cross walls 3 protrude towards the inside of the canal is to be chosen so that every disturbance is finite certainty is avoided.

Die Abb. 3 bis 5 zeigen Ausführungen für die. Querwände für solche Fälle, in denen damit zu rechnen ist, daß der Gasstrom nur in einer Richtung durch den Türkanal streicht. In Abb. 3 stehen die Querwände 3 in einem Bogen dem Gasstrom entgegen. Vorteilhaft wirkt sich auch eine senkrechte odei wenigstens fast senkrechte scharfe U mkniclung des inneren Randes der Querwand in Richtun; des Gasstromes, wie in ebb.. gezeigt, aus. Die Ausführung nach Abb. 5 erzeugt einen dem Hauptgasstrom entgegengerichteten Gasnebenstrom, der kräftige Wirbel hervorruft, was eine Verbesserung der Gasströmung zwischen den Querwänden 3 bedeutet.Figs. 3 to 5 show versions for the. Transverse walls for such Cases in which it is to be expected that the gas flow through only in one direction deletes the door channel. In Fig. 3, the transverse walls 3 are in an arch to the gas flow opposite. A vertical or at least almost vertical one also has an advantageous effect sharp bend of the inner edge of the transverse wall in the direction; of the gas flow, as shown in ebb .. from. The design according to Fig. 5 generates a main gas flow opposing gas bypass flow, which creates powerful eddies, which is an improvement the gas flow between the transverse walls 3 means.

Besteht die Möglichkeit. daß der Gasstrom einmal in der einen und ein andermal in der anderen Richtung verlaufen kann, z. B. -wenn ein Stoßofen bei normaler Belastung mit I.`berdruck arbeitet und bei sehr schwacher Belastung mit Unterdruck, dann versieht mau zweckmäßig die inneren Ränder der Querwände 3 mit Flanschen i, die senkrecht auf den Querwänden stehen, also parallel zur Türkanalwandung, aber senkrecht zum Gasstrom verlaufen und nach beiden Seiten die Querwände überragen. Man erhält auf diese Weise für beide Gasströmungsrichtungen einen Widerstand, wie er bei der Ausführung gemäß Abb. 4 nur für eine Strömungsrichtung erreicht wird. Bei praktischen Versuchen hat es sich herausgestellt, daß der Gasströmungswiderstand am größten ist, wenn die inneren Ränder der Flanschen 7 messerscharf gehalten werden (Widerstand der, Bordaschen Mündung).It is possible. that the gas flow once in one and at another time can run in the other direction, e.g. B. -if a pusher furnace at normal stress works with I. overpressure and with very light stress with Negative pressure, then appropriately provides the inner edges of the transverse walls 3 with Flanges i that are perpendicular to the transverse walls, i.e. parallel to the door duct wall, but run perpendicular to the gas flow and protrude beyond the transverse walls on both sides. In this way, a resistance is obtained for both gas flow directions, such as in the embodiment according to Fig. 4 it is only achieved for one direction of flow. In practical tests it has been found that the gas flow resistance is greatest when the inner edges of the flanges 7 are kept razor-sharp (Resistance of the Bordas estuary).

Bezeichnet man die kleinste Abmessung der freien Durchgangsöffnung im Kanalrauen, wie es in den Abb. 4. und 6 geschehen ist, mit a.. so ist, wie bereits erwähnt, die Größe des Äbstandes von Querwand zu Querwand erfindungsgemäß zu 1,5 bis 3 a zu wählen; führt man die Gassperrvorrichtung nach einer der Abb. d. oder 6 aus, dann wird zweckmäßig die Breite des Flansches 7 vor der Querwand 3 zu o,5 bis 0,75 a gewählt. In diesem Abmessungsbereich erreicht man die beste Wirkung.If the smallest dimension of the free passage opening in the canal roughening is designated, as was done in Figs. 4 and 6, with a .. then, as already mentioned, the size of the distance from transverse wall to transverse wall according to the invention is 1.5 to 3 to choose a; if you lead the gas lock device according to one of Fig. d. or 6, then the width of the flange 7 in front of the transverse wall 3 is expediently chosen to be 0.5 to 0.75 a. The best effect is achieved in this size range.

Die Betriebsweise des Ofens wird im allge-, meinen die Gastemperatur und die Druckdifferenz zwischen Ofeninnern und äußerer Atmosphäre vorschreiben, ebenso bestimmt die Abmessung des Wärmegutes, welches durch die Ofenöffnungen geführt wird, die erforderliche geringste Abmessung der Öffnung. Man kann daher mit diesen Größen die bekannte Reynoldsche Kennzahl Re für eine Ofenöffnung nicht beeinflussen. Für runde Üffnungen ist und für rechteckige Öffnungen ist In diesen Gleichungen ist v die Geschwindigkeit des Gasstromes, v die Zähigkeit des durchwandernden Gases, d der lichte Durchmesser des inneren Randes der Querwand 3; a wurde im vorhergehenden Abschnitt erklärt, und b ist die freie Öffnung senkrecht zu a. Eine Beeinflussungsmöglichkeit von Re liegt aber in der Wahl der Anzahl der Querwände 3. Es zeigt sich niimlich, daß in einem gewissen Bereich der Rey noldschen Zahl, nämlich für i Zoo < Re < 5ooo die Wirkung der Gassperrvorrichtung am größten ist. Hieraus folgt, daß bei zuviel Querwänden ein Teil der Querwände wirkungslos sein können. Wenn es die Verhältnisse erlauben, ist vorzugsweise durch die Ouerwandanzahl eine Reynoldsche Zahl von Re - 2200 zu erstreben. Innerhalb der im vorhergehenden Abschnitt empfohlenen Abmessungsbereiche für den Abstand der Querwand 3, die Breite des Flansches 7 usw. sind für die Abmessungen Bestwerte vorhanden, die aber nicht allgemein gleich sind, sondern sich je nach der Reynoldschen Zahl verschieben.The operating mode of the furnace will generally dictate the gas temperature and the pressure difference between the inside of the furnace and the outside atmosphere; It is therefore not possible to influence the well-known Reynolds characteristic number Re for a furnace opening with these variables. For round openings is and for rectangular openings is In these equations, v is the speed of the gas flow, v is the viscosity of the gas passing through, d is the clear diameter of the inner edge of the transverse wall 3; a was explained in the previous section, and b is the free opening perpendicular to a. One possibility of influencing Re lies in the choice of the number of transverse walls 3. It can be seen that in a certain range of Reynold's number, namely for i Zoo <Re <5ooo, the effect of the gas barrier is greatest. It follows from this that if there are too many transverse walls, some of the transverse walls may be ineffective. If the circumstances permit, a Reynolds number of Re - 2200 should preferably be aimed for through the Ouerwand number. Within the dimensional ranges recommended in the previous section for the spacing of the transverse wall 3, the width of the flange 7, etc., optimum values are available for the dimensions, but these are not generally the same, but shift depending on the Reynolds number.

Die Gassperrvorrichtung gestattet natürlich entsprechend ihrer Öffnung beliebiges Gut in und aus den Ofen zu führen und hat gegenüber normalen Ofenöffnungen den Vorteil, daß bei gleichem freiem öffnungsquerschnitt erheblich geringere Gasmengen vom bzw. zum Ofen wechseln. Es gelingt häufig mit der Gassperrvorrichtung, die wechselnden Gasmengen auf ein Drittel und weniger herabzusetzen.The gas lock device, of course, allows according to its opening to guide any goods in and out of the oven and has openings compared to normal oven the advantage that with the same free opening cross-section, considerably smaller amounts of gas switch from or to the oven. It often succeeds with the gas locking device, the changing Reduce gas quantities to a third and less.

Claims

PATENT CLAIM: i. Device to avoid gas loss and to prevent air leakage from entering industrial ovens through the door duct Partition walls arranged transversely to the gas flow, causing vortex formation, thereby characterized in that the 'distance from transverse wall to transverse wall in the size of 1.5 to 3 a is selected, where a is the smallest dimension of the free material passage opening in the door channel means.

2. Device according to claim i, characterized in that the inner edges of the transverse walls (3) with standing perpendicular to the transverse walls and these flanges (7) protruding on both sides are provided, both of which Edges can be made razor sharp.

3. Device according to claim 2, characterized in that the width of the flange (7) provided on the transverse wall (3) is selected in the size of 0.5 to 0.75 a , where a is the smallest dimension of the free material passage opening in Door channel means.