EP0897017A1 - Turmofen zur Wärmebahandlung von Metallbändern - Google Patents

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Peter Helmut Dipl.-Ing. Ebner
Heribert Dipl.-Ing. Lochner
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Ebner Peter Helmut Dipl-Ing
Lochner Heribert Dipl-Ing
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Ebner Peter Helmut Dipl-Ing
Lochner Heribert Dipl-Ing
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    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0043—Muffle furnaces; Retort furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/66—Tower-type furnaces

Definitions

  • the invention relates to a tower furnace for the heat treatment of metal strips with the belt running through the entire furnace height Muffle.
  • Metal strips in particular made of Cr-Ni steel or Cr steel, have hitherto been continuously bright annealed in so-called door furnaces, the heat treatment taking place under a protective gas consisting of H 2 or H 2 / N 2 mixture.
  • the strip is heated by radiation in a muffle heated on the outside and then cooled in a cooling system. Both gas burners and electrical resistance heating elements can be used to heat the muffle.
  • the oven temperature is determined by the material used Limited muffle.
  • the strip heating is therefore from the muffle counter temperature dependent and runs according to one of the emission factors of the band and the muffle certain function.
  • the muffle length results from the tear length of the used Material, d. H. that the dead weight of the muffle leads to their destruction can.
  • the invention has for its object a tower furnace of the aforementioned To create the way in which the desired strip end temperature is reached without the Exceeding the tear length of the muffle and without the band heating due to colder Delay oven parts.
  • the invention solves this problem in that an insulated plug with electrical Heating is inserted into the top of the muffle, whereas one is preferably under the plug gas-heated preheating room.
  • the furnace can be brightly glowed even after a long interruption in production with a normal addition of H 2 .
  • the energy losses are negligible due to the slightly lower temperature of the muffle outer wall in the plug area.
  • this lowering of the temperature there is at the same time an increase in the strength of the material, which in turn allows the muffle to be lengthened, with no risk that the tear length of the muffle will be exceeded.
  • the drawing shows an exemplary embodiment of a tower furnace schematically in longitudinal section.

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Abstract

Ein Turmofen zur Wärmebehandlung von Metallbändern weist eine sich über die ganze Ofenhöhe erstreckende und vom Band (6) durchlaufende Muffel (3) auf. In die Muffel (3) ist ein isolierter Stopfen (1) mit elektrischer Heizung (2) oben in die Muffel (3) eingesetzt. Unter diesem Stopfen (1) befindet sich in der Muffel (3) ein mit Gas beheizter Vorwärmraum (4). <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Turmofen zur Wärmebehandlung von Metallbändern mit sich über die ganze Ofenhöhe erstreckender, vom Band durchlaufener Muffel.
Metallbänder, insbesondere aus Cr-Ni-Stahl bzw. Cr-Stahl, werden bisher in sogenannten Turmöfen kontinuierlich blankgeglüht, wobei die Wärmebehandlung unter Schutzgas, bestehend aus H2 bzw. H2/N2-Gemisch erfolgt. Das Band wird in einer auf der Außenseite beheizten Glühmuffel durch Strahlung erwärmt und nachfolgend in einem Kühlsystem abgekühlt. Zur Beheizung der Muffel können sowohl Gasbrenner als auch elektrische Widerstandsheizelemente herangezogen werden.
Es ist auch eine Erwärmung des Bandes in einem elektrisch beheizten Ofen ohne Muffel bekannt. Dabei besteht aber der Nachteil, daß sich bis zum Erreichen einer einwandfrei blankgeglühten Bandoberfläche bei Produktionsunterbrechungen eine lange Spülzeit mit hohem Wasserstoffverbrauch während des Spül- und Produktionsbetriebes ergibt.
Um einen möglichst hohen Materialdurchsatz zu erreichen, wird mit maximal möglicher Ofentemperatur geglüht. Die Ofentemperatur ist jedoch durch den Werkstoff der eingesetzten Muffel begrenzt. Die Banderwärmung ist also von der Muffelgegentemperatur abhängig und verläuft nach einer von den Emissionsfaktoren des Bandes und der Muffel bestimmten Funktion. Die Muffellänge ergibt sich aus der Reißlänge des verwendeten Werkstoffes, d. h. daß das Eigengewicht der Muffel zu deren Zerstörung führen kann.
Um die Bandtemperatur in die Nähe der Muffel-Maximaltemperatur zu bringen, ist es bekannt, den Ofen geteilt auszuführen. Dabei wird in einem unteren, mit einer Glühmuffel versehenen meist gasbeheizten Ofen das Band vorgewärmt und durchläuft dann einen darüber angeordneten muffellosen elektrisch beheizten Ofen, der mit höheren Temperaturen gefahren werden kann. Da ein Teil des Ofens muffellos ausgeführt ist, ergibt sich wieder eine verlängerte Spülzeit. Durch den H2-Betrieb sind höhere Energieverluste der Außenwand des Ofens gegeben. Gegenüber Luft- oder Rauchgasen wird der Wärmedurchgang in den Isolierkörpern, z. B. Mauerung oder keramische Wolle, durch H2 deutlich erhöht. Da zwei übereinander angeordnete Öfen vorgesehen sind, ergibt sich an den Flanschstellen der beiden Öfen eine Verminderung der Erwärmungsleistung des Gesamtofens, abgesehen von den erhöhten Baukosten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Turmofen der eingangs geschilderten Art zu schaffen, bei dem die gewünschte Bandendtemperatur erreicht wird, ohne die Reißlänge der Muffel zu überschreiten und ohne die Banderwärmung durch kältere Ofenteile zu verzögern.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß ein isolierter Stopfen mit elektrischer Heizung oben in die Muffel eingesetzt ist, wogegen sich unter dem Stopfen ein vorzugsweise gasbeheizter Vorwärmraum befindet.
Da der isolierte Stopfen in seinem Volumen wesentlich kleiner als ein muffelloser Ofen ist, ergibt sich auch nach längerer Produktionsunterbrechung bereits kurzfristig bei normaler Zugabemenge von H2 die Blankglühfähigkeit des Ofens. Die Energieverluste sind auf Grund der im Stopfenbereich geringfügig abgesenkten Temperatur der Muffelaußenwand vernachlässigbar. Durch diese Temperaturabsenkung ist aber gleichzeitig eine Festigkeitserhöhung des Materials gegeben, die wiederum eine Verlängerung der Muffel erlaubt, wobei keine Gefahr besteht, daß die Reißlänge der Muffel überschritten wird.
Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel einen Turmofen schematisch im Längsschnitt.
We ersichtlich, ist ein isdierter Stopfen 1 mit elektrischer Heizung 2 oben in die sich über die ganze Ofenhöhe erstreckende Muffel 3 eingesetzt. Unter den Stopfen 1 befindet sich ein Vorwärmraum 4, wobei dort die Muffel von außen durch den Freiraum 4a gasbeheizt ist Mit 5 ist die Außenisolation bezeichnet. Wie ersichtlich, durchläuft das zur Wärmebehandlung vorgesehene Band 6 die ganze Ofenlänge.

Claims (1)

  1. Turmofen zur Wärmebehandlung von Metallbändern mit sich über die ganze Ofenhöhe erstreckender, vom Band (6) durchlaufener Muffel (3), dadurch gekennzeichnet, daß ein isolierter Stopfen (1) mit elektrischer Heizung (2) oben in die Muffel (3) eingesetzt ist, wogegen sich unter dem Stopfen (1) ein vorzugsweise gasbeheizter Vorwärmraum (4) befindet.
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