DE740193C - Verfahren zum Betrieb eines Durchgangsofens mit Vorwaerm-, Heinz- und Kuehlzone - Google Patents

Description

• Verfahren zum Betrieb eines Durch'angsofens mit Vorwärm-, Heiz- und Kühlzone Bei fast allen Wärmebehandlungsvorgängen spielt die Frage der Wiederabkühlung des Arbeitsgutes eine bedeutende Rolle. Bei neuzeitlichen Anlagen ist man irn allgemeinen bestrebt, die dem behandelten Gut mitgeteilte Wärme wenigstens teilweise wieder zurückzugewinnen. Bei Durchgangsöfen, bei denen das Arbeitsgut im Fließbetrieb durch den Ofen hindurchgeführt wird, kann die Wärmerückgewinnung beispielsweise dadurch erzielt werden, daß zwei Beschickungstunnels vorgesehen werden, durch die das Arbeitsgut im Gegenlauf auf zwei nebeneinander- oder übereinanderliegenden Wegen gefördert wird. Dadurch wird erreicht, daß ein Teil der Wärmemenge des aus dem Ofen austretenden Gutes auf das eintretende Gut übertragen wiVd. Diese Art der Wärmerückgewinnung bei Durchgangsöfen hat nun den Nachteil, daß man, falls man eine ins Gewicht fallende Wärmerückgewinnung erzielen will, zu sehr beträchtlichen Ofenlängen kommt. Trotzdem ist der auf diese Weise erzielbare Wärmerückgewinn verhältnismäßig eng begrenzt, da bei steigender Ofenlänge auch die Wärmeverluste zunehmen, die ja -bei der Wärmerückgewinnung nicht mehr erfaßt werden können.
• Weiterhin sind auch Durchgangsöfen mit einem Beschickungstunnel bekanntgeworden, bei denen der Wärmeaustausch zwischen dem warmen, aus dem Ofen austretenden und dem halten, .in den Ofen eintretenden Arbeitsgut durch Luft (oder Gas) erfolgt, die durch den Ofentunnel hindurchgeblasen wird. Die Luft bzw. das Gas strömt hierbei zunächst an dem aus dem Ofen austretenden Gut vorbei, nimmt dabei dessen Wärme zum Teil auf und erreicht dabei eine Temperatur, die schon fast der eigentlichen Ofentemperatur gleichkommt. Anschließend tritt die Luft durch die eigentliche Heizzone hindurch und wird hier auf die richtige Ofentemperatur aufgeheizt. Im Anschluß hieran gelangt die Luft in den Eingangsteil des Beschickungstunnels, der gleichzeitig für die Vorwärmung des Arbeitsgutes dient. Hierbei gibt die Luft einen Teil ihres Wärmeinhaltes an das kalte eintretende Arbeitsgut ab, und zwar um so mehr, je länger die Berührung der Luft mit dem Arbeitsgut anhält. Um keine zu großen Wärmeverluste durch die austretende Ofenatmosphäre inKauf nehmen zu müssen. muß man diese einerseits langsam dem Gut entgegen durch den Ofentunnel und dessen Wärmeaustauschzonen hindurchfördern. Andererseits muß man die Beschickungstunnels, in denen der Wärmeaustausch vor sich geht, verhältnismäßig Iaiig bemessen und außerdem müssen die Deschih kungstunnels nach außen gut gegen Wärmeverluste isoliert werden. Trotzdem besteht auch bei derartigen Durchgangsöfen der Nachteil. daß mit wachsender Ofenlänge auch die Wärmeverluste beträchtlich zunehmen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile, nämlich die verhältnismäßig grobe Baulänge und die sich dadurch ergebenden ziemlich -roßen Wärmeverluste bei Durchgangsöfen zu beheben. Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß einerseits die Ofenatmosphäre als Wärmeträger durch den Beschickungstunnel entgegen der Förderrichtung des zu behandelnden Arbeitsgutes durch an sich bekannte Mittel, wie Gebläse, hindurchgefördert wird, während andererseits in den eigentlichen Wärmeaustauschzonen eine zusätzliche Querumwälzung der Ofenatmosphäre durch an sich bekannte 'Mittel, wie Lüfter u. dgl., herbeigeführt wird. Dadurch wird erreicht, daß die Ofenatmosphäre bei ihrem Durchtritt durch die Vorwärm- und Kühlzonen wiederholt und intensiv umgewälzt und durch die bei der Querumwälzung entstehende kräftige Verwirbelung intensiv mit dem in den Ofen eintretenden Arbeitsgut in Berührung gebracht wird. Gegenüber anderen bekannten Ausführungen von Durchgangsöfen ergeben sich hierdurch wesentlich kürzere Vorwärm- und Kühlzonen.
• Die Menge des in der Längsrichtung durch den Ofentunnel hindurchziehenden gasförmigen Wärmeträgers wird dabei ausschließlich ,nach der notwendigen Wärmemenge bemessen und kann in Abhängigkeit von der Ofentemperatur und der gewünschten Austrittstemperatur des Wärmeträgers an der Guteintrittsstelle durch an sich bekannte Mittel, wie Temperaturmet3geräte, Drosselklappen und ähnliche zur Regelung der Fördermenge geeignete Mittel auf einem zuvor bestimmbaren Bestwert gehalten werden. 'Mit anderen Worten heißt das, die längs durch den Ofen zu fördernden Luft- oder Gasmengen können derart bemessen werden, daß ihr Wärmeinhalt, den sie entsprechend der Ofentemperatur annehmen, genau derjenigen Wärmemenge entspricht, die das in den Ofen eintretende Ar-,-ebenen Ofenkonstruktion aufzunehmen vermag. Ausschlaggebend hierfür ist in erster Linie die Querumwälzung des Wärmeträgers in den Wärmeaustauschzonen.
• Um bestimmte Aufheiz- und Abkühlkurven für das Arbeitsgut zu erzielen, kann die Förderung einzelner Lüfter, die zur Erzielung der Querumwälzung dienen. in Abhängigkeit von der Temperatur der zugehörigen Ofenzonen mit an sich bekannten Mitteln, wie Thermoelementen, Temperaturreglern, Widerständen, Schaltern, Drosselklappen u. dgl., gesteuert werden. In besonderen Fällen kann hierbei auch eine zusätzliche Heizung herangezogen werden.
• Bei Wärmebehandlungsvorgängen. bei denen das Glühgut höhere Temperaturen annehmen muß, ist es oft aus Festigkeitsgründen nicht möglich, in den an die Heizzone anschließenden Aufheiz- bzw. Abkühlzonen Lüfter für die Querumwälzung vorzusehen. Um nun auch in diesen Zonen eine erhöhte Wärmeübertragung zwischen Gut und Luft zu erreichen. «-erden unter Ausnutzung *der Tatsache, da(.) bei höheren Temperaturen die Wärmestrahlung vom Gut auf die Ofenwände bereits eine bedeutende Rolle spielt, in der Ofenwand Zwischenwände und Schikanen vorgesehen, welche eine größere Fläche für den Wärmeübergang zwischen Ofenwand und Luft- oder Gasstrom schaffen, wodurch natürlich auch der Wärmeübergang erhöht wird.
• Bei Ofen, die mit einem Schutzgas betrieben werden, kann dieses zur Vermeidung von Gasverlusten vom Ofeneingang aus dem Ofenende wieder zugeführt werden. Im allgemeinen muß das Schutzgas nach einmaligem Durchgang durch den Ofen einer Reinigun g unterzogen werden, da es in den meisten Fällen auf seinem Wege durch den Ofen Sauerstoff aufnimmt.
• In den Abb. i und a ist ein Ausführungsbeispiel eines nach der Erfindung ausgebildeten Durchgangsofens in zwei Schnitten dargestellt, bei dem die Förderung des Arbeitsgutes durch den Ofen mittels Wagen erfolgt. Der Ofen a besitzt eine Einschubzone b und eine Vorwärmzone c, in der Lüfter d angeordnet sind, die die Ofenluft quer zum Tunnel umwälzen. Hieran schließen sich nacheinander eine Vorwärmezone e mit Zwischenwänden f bzw. Rippen u. dgl. an, eine Heizzone g mit Heizkörpern h, eine Vorkühlzone k, die in gleicher Weise wie die Vorwärmzone e ausgeführt ist, und eine Kühlzone in, die entsprechend der Vorwärmzone c ausgebildet ist. Der Ofeneingang ist durch eine Türn verschlossen; die den Lüfter o trägt. Letzterer ist dazu bestimmt, die Luft im Ofen in Richtung des Tunnels umzuwälzen. Das Arhpits- Pfeiles in den Ofen eingefahren, während die Förderrichtung des Lüfters o durch Pfeile s angegeben ist. Das Arbeitsgutp wird mittels Wagen g kontinuierlich oder absatzweise durch den Ofen hindurchbefördert. In Abb.2 ist das Arbeitsgut mit den Ziffern i bis S bezeichnet, und zwar in der Reihenfolge, wie es in den Ofen eingebracht wird. Das mit i bis 3 bezeichnete Arbeitsgut befindet sich in den Abkühlzonen und gibt dabei Wärme an den im Gegenstrom zum Arbeitsgut fließenden Luftstrom ab. - Durch die der Luft entsprechend der Pfeile t in Abb. i erteilte Querumwälzung in der Zone mit und durch Zwischenwände und Schikanen f in der Zone k wird eine hohe Wärmeübertragung auf den Wärmeträger erzielt. Das mit ¢ bezeichnete Arbeitsgut befindet sich in der Heizzone g und wird dort auf der eigentlichen Ofentemperatur gehalten, während das mit 5 bis 7 bezeichnete Arbeitsgut in den Aufheizzonen c und e durch die mittels der Lüfter d quer zum Ofentunnel umgewälzten Luft vorgewärmt wird. Die Vorteile der Lüfter d und der Zwischenwände und Schikanen f kommen in den Aufheizzonen in gleicher Weise wie in den Abkühlzonen zur Geltung.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Betrieb eines Durchgangsofens mit Vorwärm-. Heiz- und Kühlzone unter Verwendung eines gasförmigen Wärmeträgers zur Erzielung des Wärmeaustausches zwischen dem aus dem einen Ende des Ofens austretenden und dein am anderen Ende des Ofens eintretenden Arbeitsgut, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Längsrichtung entgegen der Förderrichtung des Arbeitsgutes durch den Ofentunnel hindurchtretende gasförmige Wärmeträger innerhalb der Kühl- und Vorwärmzonen mittels Lüfter o. dgl. quer zur Richtung des Ofentunnels umgewälzt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Querumwälzung des Wärmeträgers nach den Erfordernissen der Wärmerückgewinnung und mit Rücksicht auf die gewünschten örtlichen Temperaturen in den Vorwärm- und Kühlzonen mit an sich bekannten Mitteln, wie Thermoelementen, Temperaturreglern, Drosselklappen u. dgl., gesteuert werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2 unter Verwendung eines als Wärmeträger dienenden Schutzgases, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzgas an der Eintrittsstelle des Arbeitsgutes abgenommen und dem Ofen an der Austrittsstelle des Ofens durch Rohrleitungen und Fördergebläse wieder zugeführt wird. q..
4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach den Erfordernissen des Wärmerückgewinnes und in Abhängigkeit von der Austrittstemperatur des Wärmeträgers die Menge des entgegen der Förderrichtung des Arbeitsgutes durch den Ofen strömenden gasförmigen Wärmeträgers durch an sich bekannte Mittel, wie; Temperaturmeßgeräte, Thermoelemente, Drosselklappen u. dgl., geregelt wird.
5. 5. Durchgangsofen zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß in den Vorwärm- und Kühlzonen höherer Temperatur Einbauten, wie Trenn- und Leitwände, vorgesehen sind, die dazu - dienen, die Wärmeübertragungsflächen zwischen Ofenwand und dem gasförmigen Wärmeträger zu vergrößern. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschrift Nr. 702988.