-
Ofen zum abwechselnden Erwärmen und Abkühlen des Glühgutes Es ist
ein Verfahren zum Betrieb von Blankglühöfen bekanntgeworden, bei dem das für das
Blankglühen- verwendete Schutzgas nach dem - Glühprozeß durch einen Kühler geleitet
wird und somit dem Glühgut die Wärme entzieht. Die Kühleinrichtung für das umgewälzte
Schutzgas hat hierbei die Aufgabe, die Abkühlzeit des Gutes zu verkürzen. Bei einer
anderen Vorrichtung zum Erwärmen und darauffolgenden Abkühlen von Metallen, insbesondere
zum Glühen in mit einem inerten Gas gefülltem Glühofen, wird das Glühgut zunächst
senkrecht nach oben geführt; auf diesem Wege durch umgewälzte Heizgase erwärmt,
an einer höchsten Stelle seitlich bewegt, von dort wieder nach unten geführt und
auf diesem Wege kurz vor der Austragsöfinung durch umgewälzte, an einem Kühler vorbeigeführte
Gase abgekühlt. Diese Vorrichtung bezweckt lediglich ein einmaliges Erwärmen und
darauffolgendes Abkühlendes Gutes bei bester Ausnutzung des Ofens. Weiterhin wird
eine Raumersparnis angestrebt.
-
Bei einer anderen bekannten Einrichtung, die zum gleichmäßigen Erwärmen
von Metallen oder ähnlichen Stoffen und zum Einhalten einer gleichmäßigen Temperatur
dient, erfolgt das Aufheizen der Wärmekammer von einer außerhalb der Umlaufleitung
für den Heizgasstrom liegenden Gasheizquelle. Diese Einrichtung ermöglicht es, durch
Abschalten oder Drosseln der Heizquelle eine gleichmäßige Erwärmung des Glühgutes
durchzuführen. Es sind weiterhin auch Tunnelöfen bekanntgeworden, die zur Herabsetzung
ihrer Baulänge als Drehherdofen ausgebildet sind. Der als Ringwagen
ausgebildete
Boden eines solchen Ofens ist durch wärmeisolierende Wände in eine Anzahl Kammern
unterteilt, um Wärmebeeinflussungen nebeneinander angeordneter Glühgüter zu verhindern.
In diesen Dreliher<I-öfen wird aber nur ein einziger Erwärinungsprozeß. durchgeführt.
Solche Drehherdöfen sind auch schon mit einem im Innern des Ofens angeordneten Radiallüfter
ausgeführt worden.
-
Fernerhin ist ein rotierender Glaskühlofen für ununterbrochenen Betrieb
bekanntgeworden, der dazu dient, stärkere und schwächere Hohlgläser nach dem Erhitzen
allmählich abzukühlen. Zu diesem Zweck besteht dieser Ofen aus vier oder mehreren
rotierenden Kammern, die durch an einer senkrecht gelagerten Welle befestigte Flügel
gebildet «-erden. Zwei dieser Kammern werden durch ein Mauerwerk vollständig von
der Außenluft abgeschlossen, von denen eine wiederum mit einer Heizung versehen
ist. Das in Blechgefäßen befindliche Gut- wird nun zunächst erwärmt und alsdann
beim Durchlaufen der einzelnen Kammern allmählich abgekühlt.
-
Bei vielen Wärmebehandlungen wird nun aber das zu behandelnde Gut
nicht nur einmal erwärmt und danach abgekühlt, sondern nach einem vorgeschriebenen
Programm wechselnden Temperaturen ausgesetzt. Eine solche Wärmebehandlung ist beispielsweise
in der Abb.l schematisch dargestellt. Das Ofengut wird zunächst auf eine bestimmte
Temperatur TI erwärmt und eine gewisse Zeit auf dieser Temperatur gehalten. Darauf
wird das Gut mehr oder weniger schnell auf die Temperatur T2 < T1 gebracht und
eine gewisse Zeit auf dieser Temperatur T. gehalten. Anschließend erfolgt' ein Wiedererwärmen
auf eine Temperatur T3 > TZ ;- T 1
die ebenfalls eine gewisse Zeitlang beibehalten
wird. Alsdann wird die Temperatur wieder erniedrigt und erhöht in der bereits geschilderten
Weise, bis der gewünschte Zweck der Wärmebehandlung erreicht ist.
-
Bei der angegebenen Wärmebehandlung ist kennzeichnend, daß unmittelbar
aufeinanderfolgende Temperaturstufen, z. B. TI, T., oder T.>, 7'.j usw.,
einen großen TemperaturunterscÜied, jede Temperaturstufe zur übernächsten, z. B.
TI und T3, jedoch einen geringeren Temperaturunterschied haben.
-
In der gleichen `'eise ist auch eine Wärmebehandlung <lenkbar,
bei der das Ofengut drei verschiedenen Temperaturgruppen nacheinander unterworfen
wird. In der Abb. 2 ist ein solches Verfahren schematisch veranschaulicht. Das Gut
wird zunächst eine Zeitlang auf der Temperatur Ti gehalten, dann -auf die Temperatur
T.' abgekühlt und eine gewisse Zeit belassen, sodann auf eine dritte Temperatur
T3 erwärmt und wiederum eilte bestimmte Zeit belassen. Nunmehr wird das Gut auf
eine Temperatur T. erwärmt, die etwa in der Größenordnung der Teinperatur Ti liegt.
Von nun an wiederholt sichi wie aus der Abb. 2 hervorgeht, das Erniedrigen und Wiedererhöhen
der Temperatur in ähnlicher Weise. Bei einem solchen Verfahren sind die Temperaturen
TI', T.,, Tz USW',
ferner die Temperaturen T@; T5 usw. und die Temperaturen
T3; Ts usw. wenig- voneinander verschieden. Dagegen treten beim überäailb von einer
Temperatur zur nächstfolgenden gro15e Unterschiede auf. Die Anzahl der Temperaturstufen
von der niedrigsten bis zur höchsten kann bei einem solchen Verfahren verschieden
sein. Desgleichen können auch weiterhin die Unterschiede zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Temperaturen sehr groß gewählt sein.
-
Eine solche Wärmebehandlung läßt sich in der Weise ausführen, daß
das Gut nacheinander in Ofen mit den betreffenden Temperaturen behandelt wird. Dabei
ergeben sich jedoch durch unerwünschte Temperaturbeeinflussungen auf dem Wege von
dem einen zum anderen Ofen für das Ofengut Nachteile. Aus diesem Grunde kann auch
das Gut in ein und demselben Ofen warmbehandelt werden, jedoch muß bei dem bereits
bekannten Ofen alsdann die Temperatur zeitlich entsprechend geändert werden. Diese
Arbeitsweise hat aber wieder den Nachteil, daß die Temperaturänderungen von einer
Stufe zur anderen nicht schnell genug erfolgen, weil gleichzeitig mit dem Gut auch
die gesamte Masse des Ofens eine Temperaturänderung, erfahren muß. Zudem erfordert
das regelmäßige Erwärmen und Abkühlen der Ofenmasse einen erhöhten Aufwand verlorener
.Wärme.
-
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Ofen zum abwechselnden
Er- i wärmen und Abkühlen des Glühgutes zu schaffen, der unerwünschte Temperaturbeeinflussungen
des Ofengutes von einer Zone zur anderen verhindert, weiterhin im Betrieb mit einem
verhältnismäßig geringen Aufwand , an Wärme auskommt und die dem Glühgut zugedachten
Temperaturänderungen in möglichst kurzer Zeit erteilt.
-
Zu diesem Zweck wird ein Ofen mit ortsfestem und beweglichem Teil
benutzt, wobei beide Teile in bestimmten Ruhelagen des beweglichen Teils sich zu
zwei oder mehreren voneinander getrennten, einzelne Wärmezonen bildenden Kammern
ergänzen. Nach der Erfindung wird ein solcher Ofen so ausgebildet, daß der ortsfeste
Teil als Ofenmantel den mittels radial verlaufender Wände
unterteilten
und. zur Aufnahme des Gutes eingerichteten beweglichen Teil unisch.lieLlt und daß.
jede der gebildeten Kammern mit außerhalb des Ofens angeordneten Heiz- und Kühleinrichtungen
für die Wärmeübertragung durch Umwälzgase verbunden ist.
-
In vorteilhafter Weise -besitzt der Ofen eine gasdichte Hülle. Weiterhin
wird gemäß der weiteren Erfindung die Gasumwälzung durch einen oder mehrere vom
Ofen getrennt aufgestellte, mit den Kammern durch Rohrleitungen verbundene Lüfter
bewirkt. Dabei ist es zweckmäßig, in den Rohrleitungen für die umgewälzten Gase
Heiz- und/oder Kühleinrichtungen anzuordnen. Die Vorrichtungen zur Gasumwälzung
können voneinander getrennt wirksam und regelbar sein: Es ist weiterhin noch vorteilhaft,
die Heiz- und/oder Kühleinrichtungen und den beweglichen Ofenteil in Abhängigkeit
von der Zeit durch Schaltwerke elektrisch zu steuern. Weitere vorteilhafte Einzelheiten
der Erfindung sind im folgenden beschrieben.
-
Abb.3 zeigt im Längsschnitt und Abb. ¢ im Querschnitt die erfindungsgemäße
Einrichtung zum abwechselnden Erwärmen und Abkühlen des Glühgutes.
-
Der Schnitt der Abb.3 verläuft nach der Linie x-y der Abb. q.. Der
dargestellte Ofen besitzt lediglich zwei Kammern 23 und 33.
Mit Hilfe eines
solchen Ofens ist lediglich ein Wärmeprozeß. gemäß der Abb. i durch-. führbar. Zum
Erwärmen des Glühgutes gemäß Abb.2 müssen eine entsprechende Anzahl von Kammern
vorhanden sein. Die Kammer 23 ist durch eine Rohrleitung 2.1 mit einem Lüfter 25
verbunden, der die Luft aus der Kammer 23 absaugt und in den Raum 26 drückt, von
dem die Luft über die Rohrleitung 27 wieder in die Kammer 23 gelangt. Zweckmäßig
werden die Rohrleitungen 2:1 und 27 an einander gegenüberliegenden Stellen der Kammer
23 derart angeschlossen, daß die Luft auf ihrem Wege durch den Ofen das Gut möglichst
an allen Stellen gleichmäßig bestreicht., Die Tragplatten 29 für das Ofengut sind
mit Löchern 3o versehen, durch die die Luft hindurchstreichen kann. In dem Raum
26 sind die Heizkörper 3 i und die Kühleinrichtungen 32 untergebracht, durch die
die Temperatur der umgewälzten Luft von Hand oder selbsttätig in jeder gewünschten
Weise geregelt werden kann. Die Kammer 33 besitzt eine Einrichtung ähnlicher Art.
-
Der Ofen kann fernerhin gasdicht ausgeführt sein, so daß. die Wärmebehandlung
unter Gasatmosphären jeder beliebigen Zusammensetzung vorgenommen werden kann.
-
Weiterhin ist es möglich, den Aufbau des Ofens in der Weise umgekehrt
auszuführen,
da1.1 der Innenteil des Ofens die Heiz- bzw. Kühleinrichtungen
trägt und daß das gegenüber dem Iiirienteil -bewegliche Gehäuse das Behandlungsgut
aufnimmt.
-
Der Betrieb mit dem erfindungsgemiif3.en Ofen geht nach dem Schaubild
der Abb. i wie folgt vor sich: Mine der beiden Kammern, z. B. die Kammer 23, wird
auf die gewünschte Anfangstemperatur T, aufgeheizt. Dann wird das Behandlungsgut
durch die ölfnung 28 im Ofeninantel in die Kammer 23 eingebracht und auf die Tragplatten
29 gelegt. Nach dem Schließen der betreffenden öfinung 28 beginnt die erste Periode
der Wärmebehandlung, indem das Behandlungsgut, insbesonderc unter zusätzlicher Mitwirkung
der durch die Heizung 3 i aufgeheizten, umgewälzten Luft, auf die Temperatur 7i
gebracht und die erforderliche Zeit auf dieser Temperatur gehalten wird.
-
Während dieser Zeit wird die Kammer 33 auf der Temperatur T2 gehalten.
Zum Temperaturwechsel wird der bewegliche Teil des Ofens mit den Kaitimern 23 und
33 um 180'
um seine Achse gedreht. Dadurch gelangt das Gut in die Kammer 33
mit der Temperatur T.. Die Wärmebehandlung wird alsdann unter Mitwirkung der zu
diesem Teil gehörenden I-Ieiz- oder Kühleinrichtung fortgesetzt. Während dieser
Zeit wird die Kammer 23 von der Temperatur T, auf die Temperatur T3 gebracht. In
dieser Weise wird durch wiederholtes Drehen des beweglichen Ofenteiles um iSo' unter
entsprechendem Temperaturwechsel die Behandlung des Gutes zu Ende geführt. Während
des Wärmebehandlungsprozesses kommt das Ofengut nicht mit der Außenluft in Berührung,
wodurch die zu übertragende Wärme auf ein Mindestmaß, herabgesetzt und weiterhin
eine zu starke Abkühlung verhindert wird. Durch das gleichzeitige Wirken der Heiz-
und Kühleinrichtungen ergibt sich ein sehr schneller Aufbau. der jeweils gewünschten
Temperaturen, so daß der beispielsweise in Abb. i dargestellte Temperaturverlauf
tatsächlich erreicht wird.
-
Wenn die Temperaturunterschiede zwischen T, und T2, ferner zwischen
T, und T3 und zwischen T3 und Tusw. sehr groß, jedoch die Temperaturunterschiede
zwischen T1 und T2 und zwischen T2 und T, klein sind, kann der Ofen mit Vorteil
unter gleichzeitiger Belegung der Kammern 23 und 33 betrieben werden. Zu diesem
Zweck ist Jede Kammer des Ofens mit einer Tür 28 versehen. Ein solcher Temperaturverlauf
ist schematisch in Abb.5 dargestellt. Die stark ausgezogene Linie stellt den Temperaturverlauf
des z. B. i in der Kammer 23 eingebrachten Gutes in Abhängigkeit von der Zeit(
dar. Der Wechsel
der Temperaturen von TI nach T,>, von T. nach T3
wird durch Drehen des Ofeneinsatzes in der bereits beschriebenen Weise erreicht.
Die Kammer 23 wird nacheinander auf die Temperaturen T1, T3, T5 USW- gebracht,
während die Kammer 33 nacheinander die Temperaturen T=, T4, T,; usw. erhält. Sind
die einer Kammer nacheinander erteilten Temperaturen voneinander wenig unterschiedlich,
so kann nach dem ersten Drehen des Ofeneinsatzes die bisher leere Kammer 33 mit
Gut beschickt werden. Die Wärmebehandlung in dieser Kammer wird dann durch die gestrichelte
Linie dargestellt.