EP2449144A2 - Method for heating lightweight metal ingots - Google Patents

Method for heating lightweight metal ingots

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Publication number
EP2449144A2
EP2449144A2 EP10788222A EP10788222A EP2449144A2 EP 2449144 A2 EP2449144 A2 EP 2449144A2 EP 10788222 A EP10788222 A EP 10788222A EP 10788222 A EP10788222 A EP 10788222A EP 2449144 A2 EP2449144 A2 EP 2449144A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
light metal
metal blocks
heat transfer
heat
contact surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10788222A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Eduard Morbitzer
Robert Ebner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebner Industrieofenbau GmbH
Original Assignee
Ebner Industrieofenbau GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Ebner Industrieofenbau GmbH filed Critical Ebner Industrieofenbau GmbH
Publication of EP2449144A2 publication Critical patent/EP2449144A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/002—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working by rapid cooling or quenching; cooling agents used therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
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    • 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
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/34—Methods of heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C21D9/0081—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for slabs; for billets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B17/00—Furnaces of a kind not covered by any preceding group
    • F27B17/0016—Chamber type furnaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
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    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals

Definitions

  • the invention relates to a method for heating light metal blocks, wherein the light metal blocks are heated by hot burner exhaust gases in an oven.
  • the light metal blocks are heated in an oven, usually a blast furnace.
  • an oven usually a blast furnace.
  • the combustion air required for the burner is preheated with the hot exhaust gases in the heat exchange, whereby fuel savings can be achieved.
  • Higher flame temperatures support an environmentally harmful nitric oxide formation.
  • the invention is therefore based on the object, a method for heating of light metal blocks of the type described in such a way that under utilization of the waste heat of the kiln exhaust gases, a preheating of the light metal blocks with a reduction of environmental pollution is possible by nitrogen oxides.
  • the invention solves the problem set by the fact that the light metal blocks are preheated before being heated in the oven via at least one surface preheating, which is acted upon by a liquid, heated in heat exchange with the hot exhaust gases from the oven, circulated heat transfer medium.
  • a circulating, liquid heat transfer medium is heated in heat exchange with the help of the sensible waste heat of the hot exhaust gases from the furnace, with the aid of which then the preheating device is applied, to which the light metal blocks to be heated surface.
  • the preheating device is applied, to which the light metal blocks to be heated surface.
  • the preheating can also be placed remotely from the oven, because yes, the heat carrier can be pumped without great effort over longer distances in insulated pipes.
  • the preheating of the light metal blocks can thus be inserted at an advantageous location in the processing line of the light metal blocks.
  • the heat exchanger is to be arranged together with a light metal blocks in a planar system receiving preheating in a heat transfer fluid for a liquid heat transfer, so not through the heat exchanger combustion air for the kiln burner, but a liquid heat carrier is heated its heat to the light metal blocks receiving preheater emits.
  • the preheating device may have a frame with a contact surface for the light metal blocks and with a transverse to the contact surface extending, forming a contact surface for the light metal blocks, flowed through by the heat transfer heat transfer plate.
  • the heat transfer plate is preferably composed of two layers forming at least one flow channel for the heat carrier between them, of which the layer forming the contact surface for heat transfer should have advantageous properties.
  • the opposite position is to be designed so that heat losses are avoided as possible, which requires either a layer of a thermally insulating material or provided with the thermal insulation layer.
  • Another measure to support a surface conditioning of the preheater to the light metal block is to resiliently support the heat transfer plate on the side facing away from the contact surface. This resilient support allows independent compensation when the contact surface is not parallel to the adjacent surface of the light metal blocks.
  • the footprint of the frame for the light metal blocks drops against the contact surface of the heat transfer plate out.
  • the light metal block to be heated in each case slides along the contact surface against the contact surface, in order to fit snugly against this contact surface.
  • the footprint can have rollers with an axis parallel to the footprint and the contact surface of the heat transfer plate axes, so that an attached to the rollers of the footprint, for example by means of a hoist light metal block moved by gravity on the rollers against the contact surface of the heat transfer plate and with a weight-related force component is pressed against this contact surface.
  • FIG. 1 shows a device according to the invention for heating light metal blocks in a schematic block diagram
  • Fig. 2 is a preheating device for the light metal blocks in a vertical cross section
  • Fig. 3 is a section along the line IM-III of Fig. 2 on a smaller scale.
  • a furnace 2 for heating of light metal blocks 1
  • a furnace 2 usually a blast furnace, is provided, which is heated by means of burners 3.
  • a fan 4 for distributing the hot burner exhaust gases in the furnace 2 at least one fan 4 is provided.
  • the hot exhaust gases from the furnace 2 are withdrawn via an exhaust gas line 5 and fed to a heat exchanger 6, which is part of a heat transfer circuit 7.
  • This heat transfer circuit has, in addition to the heat exchanger 6 for heating the liquid heat carrier, a circulation pump 8 and a preheating device 9, which encloses a heat exchanger in the form of a heat transfer plate 10 through which the liquid heat carrier flows.
  • the area recorded by the preheater 9 light metal blocks 1 are thus preheated on the adjacent heat exchanger plate 10 by means of the circulated heat transfer medium to be heated after preheating in the oven 2 to the required hot rolling temperature, with the help of the hot burner exhaust gases whose sensible Waste heat after heating the light metal blocks 1 is used for heating the liquid heat carrier in the heat exchanger 6.
  • the utilization of the sensible waste heat of the exhaust gases from the furnace 2 not only improves the energy balance, but also allows the furnace 2 to be cooled with a lower flame temperature. To drive the burner 3, so that the risk of increased nitrogen oxide formation can be largely avoided.
  • the preheating device 9 itself is shown in more detail in FIGS. 2 and 3.
  • the preheating device 9 has a frame 11 which determines a contact surface 13 formed by rollers 12. Transverse to this contact surface 13, and preferably perpendicular thereto, the heat transfer medium flows through the heat transfer plate 10, which is supported on support legs 14 of the frame, as shown in FIG. 2 can be seen. Since the frame 11 is arranged so that the support surface 13 drops against the heat transfer plate 10 and the axes of the rollers 12 of the support surface 13 parallel to the support surface 13 and parallel to the heat exchanger plate 10, the light metal blocks 1 placed on the rollers 12 are due to the weight against the heat exchanger plate 10, which forms a contact surface 15 for the light metal blocks 1. The over the contact surface 15 fed to the respective light metal block 1 heat exchanger plate 10 thus transmits due to the given temperature differences, the heat of the heat exchanger plate 10 by flowing heat transfer to the respective light metal block. 1
  • the heat exchanger plate 10 has two layers 16 and 17, between which there is at least one flow channel 18 for the liquid heat carrier, which is connected to a flow 19 and a return 20 of the heat transfer circuit 7.
  • the meandering flow channel 18 in the exemplary embodiment according to FIG. 3 is formed, for example, by milling into one of the two layers 16 and 17, preferably into the layer 17 facing away from the contact surface 15. Since it does not depend on a mutual dense delimitation of the individual sections of the flow channel 18, it is sufficient to seal the two layers 16 and 17 against each other by a peripheral circumferential seal 21.
  • this layer 16 can be divided by grooves 22 in fields separated from each other, wherein the grooves form bending points, which in an exposure of the layer 16 by the liquid heat transfer an adjustment allow the contact surface 15 to the opposite surface of the respective light metal block 1 by a corresponding deformation of the layer 16.
  • the opposite layer 17 must represent a corresponding abutment and either have sufficient bending stiffness or be supported rigidly.
  • the facing away from the light metal block 1 layer 17 of the heat exchanger plate 10 is provided with a thermal insulation 23. But it could also be the layer 17 itself be made of a thermally insulating material.
  • Another way to support the whopping system of light metal block 1 on the contact surface 15 of the heat exchanger plate 10 is to support the heat exchanger plate 10 via spring elements 24 against the support legs 14 of the frame 11, whereby an independent overall orientation of the heat exchanger plate 1 against the abutment surface of the respective Alloy block 1 is enabled.
  • spring elements 24 are indicated in the form of coil springs, but this is not mandatory.

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Abstract

The invention relates to a method for heating lightweight metal ingots (1), the lightweight metal ingots (1) being heated in a furnace (2) by hot burner waste gases. In order to create advantageous conditions of heating, the lightweight metal ingots (1), before being heated in the furnace (2), are preheated by means of at least one preheating device (8) which rests flat on the ingots and which is supplied by a liquid heat transfer medium that is heated by heat exchange with the hot waste gases emitted by the furnace (2), said medium being circulated in a cycle (7).

Description

Verfahren zum Erwärmen von Leichtmetallblöcken Technisches Gebiet  Method for heating light metal blocks Technical field
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erwärmen von Leichtmetallblöcken, wobei die Leichtmetallblöcke durch heiße Brennerabgase in einem Ofen erwärmt werden. The invention relates to a method for heating light metal blocks, wherein the light metal blocks are heated by hot burner exhaust gases in an oven.
Stand der Technik State of the art
Zum Warmwalzen von Leichtmetallblöcken werden die Leichtmetallblöcke in einem Ofen, üblicherweise einem Stoßofen, erwärmt. Zu diesem Zweck ist es bekannt, flüssige oder gasförmige Brennstoffe in Brennern zu verbrennen und die Leichtmetallblöcke mittels der von einem Gebläse umgewälzten heißen Brennerabgase zu beaufschlagen. Um die fühlbare Abwärme der Ofenabgase nützen zu können, wird die für die Brenner erforderliche Verbrennungsluft mit den heißen Abgasen im Wärmeaustausch vorgewärmt, wodurch Brennstoffeinsparungen erzielt werden können. Höhere Flammentemperaturen unterstützen allerdings eine die Umwelt belastende Stickoxidbildung. For hot rolling of light metal blocks, the light metal blocks are heated in an oven, usually a blast furnace. For this purpose, it is known to burn liquid or gaseous fuels in burners and to apply the light metal blocks by means of the hot burner exhaust gases circulated by a fan. In order to use the sensible waste heat of the kiln exhaust gases, the combustion air required for the burner is preheated with the hot exhaust gases in the heat exchange, whereby fuel savings can be achieved. Higher flame temperatures, however, support an environmentally harmful nitric oxide formation.
Zur Wärmebehandlung von Blechen ist es außerdem bekannt (EP 2 014 777 A1 ), das Blech zwischen zwei Wärmeübertragungsplatten anzuordnen und diese Wärmeübertragungsplatten mit einer Wärmeenergie zu beaufschlagen, so- dass die Wärme von den flächig am Blech anliegenden Wärmeübertragungsplatten auf das Blech übertragen wird. Solche Einrichtungen zur Wärmebehandlung von Blechen können jedoch keinen Beitrag leisten, um Leichtmetallblöcke rasch auf die geforderte Warmwalztemperatur zu erwärmen. For heat treatment of metal sheets, it is also known (EP 2 014 777 A1) to arrange the sheet between two heat transfer plates and to apply heat energy to these heat transfer plates, so that the heat is transferred from the sheet lying on the sheet heat transfer plates on the sheet. However, such devices for heat treating sheet metal can not contribute to rapidly heating light metal blocks to the required hot rolling temperature.
Darstellung der Erfindung Presentation of the invention
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Erwärmen von Leichtmetallblöcken der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, dass unter Ausnützung der Abwärme der Ofenabgase eine Vorwärmung der Leichtmetallblöcke unter einer Verringerung der Umweltbelastung durch Stickoxide möglich wird. The invention is therefore based on the object, a method for heating of light metal blocks of the type described in such a way that under utilization of the waste heat of the kiln exhaust gases, a preheating of the light metal blocks with a reduction of environmental pollution is possible by nitrogen oxides.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die Leichtmetallblöcke vor ihrer Erwärmung im Ofen über wenigstens eine flächig anliegende Vorwärmeinrichtung vorgewärmt werden, die von einem flüssigen, im Wärmeaustausch mit den heißen Abgasen aus dem Ofen erwärmten, im Kreislauf geführten Wärmeträger beaufschlagt wird. The invention solves the problem set by the fact that the light metal blocks are preheated before being heated in the oven via at least one surface preheating, which is acted upon by a liquid, heated in heat exchange with the hot exhaust gases from the oven, circulated heat transfer medium.
Durch die Vorwärmung der Leichtmetallblöcke mit Hilfe der fühlbaren Abwärme der Ofenabgase erübrigt sich eine Brennluftvorwärmung, sodass die Flammentemperatur niedriger ausfällt und damit die Gefahr der Bildung von Stickoxiden deutlich herabgesetzt wird. Wegen der Vorwärmung der Leichtmetallblöcke wirkt sich die niedrigere Temperatur der Brennerabgase kaum auf die Durchlaufzeit der Leichtmetallblöcke durch den Ofen aus, sodass vergleichbar kurze Erwärmungszeiten sichergestellt werden können. Ein unmittelbares Vorwärmen der Leichtmetallblöcke mit Hilfe der heißen Abgase aus dem Ofen wäre allerdings mit aufwendigen, einem Ofen vergleichbaren Einrichtungen verbunden. Um diesen Aufwand zu vermeiden, wird mit Hilfe der fühlbaren Abwärme der heißen Abgase aus dem Ofen ein im Kreislauf geführter, flüssiger Wärmeträger im Wärmeaustausch erwärmt, mit dessen Hilfe dann die Vorwärmeinrichtung beaufschlagt wird, an die die zu erwärmenden Leichtmetallblöcke flächig ange- legt werden, sodass auf die an der Vorwärmeinrichtung anliegenden Leichtmetallblöcke die Wärme des die Vorwärmeinrichtung beaufschlagenden Wärmeträgers übertragen wird. Aufgrund des Wärmeträgerkreises kann die Vorwärmeinrichtung auch vom Ofen entfernt aufgestellt werden, weil ja der Wärmeträger ohne besonderen Aufwand auch über größere Strecken in isolierten Rohrleitungen gepumpt werden kann. Die Vorwärmung der Leichtmetallblöcke kann folglich an einer vorteilhaften Stelle in der Bearbeitungslinie der Leichtmetallblöcke eingefügt werden. By preheating the light metal blocks with the help of the sensible waste heat of the kiln exhaust gases, a combustion air preheating is unnecessary, so that the flame temperature is lower and thus the risk of the formation of nitrogen oxides is significantly reduced. Because of the preheating of the light metal blocks, the lower temperature of the burner exhaust gases hardly affects the flow time of the light metal blocks through the furnace, so that comparably short heating times can be ensured. However, an immediate preheating of the light metal blocks using the hot exhaust gases from the oven would be associated with consuming, comparable to a furnace facilities. In order to avoid this expense, a circulating, liquid heat transfer medium is heated in heat exchange with the help of the sensible waste heat of the hot exhaust gases from the furnace, with the aid of which then the preheating device is applied, to which the light metal blocks to be heated surface. be set so that the heat of the preheating acting on the heat transfer medium is transferred to the voltage applied to the preheating light metal blocks. Due to the heat transfer circuit, the preheating can also be placed remotely from the oven, because yes, the heat carrier can be pumped without great effort over longer distances in insulated pipes. The preheating of the light metal blocks can thus be inserted at an advantageous location in the processing line of the light metal blocks.
Zum Erwärmen von Leichtmetallblöcken mit einem über Brenner beheizten Ofen kann von einer herkömmlichen Vorrichtung ausgegangen werden, bei der ein von den heißen Abgasen des Ofens beaufschlagbarer Wärmetauscher vorgesehen ist. Zum Unterschied zu herkömmlichen Vorrichtungen dieser Art ist jedoch der Wärmetauscher zusammen mit einer die Leichtmetallblöcke in einer flächigen Anlage aufnehmenden Vorwärmeinrichtung in einem Wärmeträgerkreis für einen flüssigen Wärmeträger anzuordnen, sodass über den Wärmetauscher nicht Verbrennungsluft für die Ofenbrenner, sondern ein flüssiger Wärmeträger erwärmt wird, der dann seine Wärme an die die Leichtmetallblöcke aufnehmende Vorwärmeinrichtung abgibt. For heating of light metal blocks with an oven heated by burners can be assumed to be a conventional device in which a heat acted upon by the hot exhaust gases of the furnace heat exchanger is provided. In contrast to conventional devices of this type, however, the heat exchanger is to be arranged together with a light metal blocks in a planar system receiving preheating in a heat transfer fluid for a liquid heat transfer, so not through the heat exchanger combustion air for the kiln burner, but a liquid heat carrier is heated its heat to the light metal blocks receiving preheater emits.
Wesentlich für die Wärmeübertragung ist eine möglichst großflächige, satte Anlage an der Vorwärmeinrichtung. Zu diesem Zweck kann die Vorwärmeinrichtung ein Gestell mit einer Aufstandfläche für die Leichtmetallblöcke und mit einer quer zur Aufstandfläche verlaufenden, eine Anlagefläche für die Leichtmetallblöcke bildenden, vom Wärmeträger durchströmten Wärmeübertragungsplatte aufweisen. Die Wärmeübertragungsplatte setzt sich dabei vorzugsweise aus zwei zwischen sich wenigstens einen Strömungskanal für den Wärmeträger bildenden Lagen zusammen, von denen die die Anlagefläche bildende Lage für die Wärmeübertragung vorteilhafte Eigenschaften aufweisen soll. Die gegenüberliegende Lage ist so auszuführen, dass Wärmeverluste möglichst vermieden werden, was entweder eine Lage aus einem wärmedämmenden Werkstoff oder eine mit der Wärmedämmung versehene Lage erfordert. Damit - A - eine großflächige Anlage der einen Lage an den Leichtmetallblöcken zur möglichst verlustfreien Wärmeübertragung sichergestellt werden kann, kann diese die Anlagefläche bildende Lage der Wärmeübertragungsplatte durch Biegestellen ergebende Nuten in einzelne Felder unterteilt werden. Wird der Wärmeträger zwischen den beiden Lagen mit einem ausreichenden Förderdruck gefördert, um die die Anlagefläche bildende Lage der Wärmetauscherplatte mit einem entsprechenden Hydraulikdruck zu beaufschlagen, so kann im Zusammenwirken mit den nutenartigen Biegestellen für eine satte Anlage dieser die Anlagefläche bildenden Lage an den Leichtmetallblöcken gesorgt werden, selbst wenn die Leichtmetallblöcke Unebenheiten aufweisen. Die den Leichtmetallblöcken abgekehrte Lage der Wärmetauscherplatte bildet dabei ein Widerlager, sodass diese den Leichtmetallblöcken abgekehrte Lage entweder selbst ausreichend biegesteif auszubilden oder entsprechend abzustützen ist. Essential for the heat transfer is as large as possible, rich plant on the preheater. For this purpose, the preheating device may have a frame with a contact surface for the light metal blocks and with a transverse to the contact surface extending, forming a contact surface for the light metal blocks, flowed through by the heat transfer heat transfer plate. The heat transfer plate is preferably composed of two layers forming at least one flow channel for the heat carrier between them, of which the layer forming the contact surface for heat transfer should have advantageous properties. The opposite position is to be designed so that heat losses are avoided as possible, which requires either a layer of a thermally insulating material or provided with the thermal insulation layer. In order to - A - a large-scale system of a layer of the light metal blocks for lossless heat transfer can be ensured, this can be divided into individual fields of the contact surface forming position of the heat transfer plate by bending points resulting grooves. If the heat transfer medium is conveyed between the two layers with a sufficient delivery pressure in order to apply a corresponding hydraulic pressure to the position of the heat exchanger plate forming the contact surface, then the layer forming the contact surface on the light metal blocks can be provided in cooperation with the groove-like bending points even if the light metal blocks have unevenness. The position of the heat exchanger plate facing away from the light metal blocks forms an abutment, so that this position facing away from the light metal blocks is either sufficiently rigid in itself or is supported accordingly.
Eine weitere Maßnahme, eine flächige Anlage der Vorwärmeinrichtung an den Leichtmetall blocken zu unterstützen, besteht darin, die Wärmeübertragungsplatte auf der der Anlagefläche abgekehrten Seite federnd abzustützen. Diese federnde Abstützung erlaubt einen selbständigen Ausgleich, wenn die Anlagefläche nicht parallel zu der anliegenden Fläche der Leichtmetallblöcke verläuft. Another measure to support a surface conditioning of the preheater to the light metal block is to resiliently support the heat transfer plate on the side facing away from the contact surface. This resilient support allows independent compensation when the contact surface is not parallel to the adjacent surface of the light metal blocks.
Besonders vorteilhafte Konstruktionsverhältnisse ergeben sich, wenn die Aufstandfläche des Gestells für die Leichtmetallblöcke gegen die Anlagefläche der Wärmeübertragungsplatte hin abfällt. Bei einer solchen Ausbildung gleitet der jeweils aufzuwärmende Leichtmetallblock entlang der Aufstandfläche gegen die Anlagefläche, um sich satt an diese Anlagefläche anzulegen. Zur Vermeidung von Gleitreibungen kann die Aufstandfläche Rollen mit einer zur Aufstandfläche und zur Anlagefläche der Wärmeübertragungsplatte parallelen Achsen aufweisen, sodass ein auf die Rollen der Aufstandfläche beispielsweise mit Hilfe eines Hebezeugs aufgesetzter Leichtmetallblock aufgrund der Schwerkraft über die Rollen gegen die Anlagefläche der Wärmeübertragungsplatte bewegt und mit einer gewichtsbedingten Kraftkomponente an diese Anlagefläche gedrückt wird. Kurze Beschreibung der Zeichnung Particularly advantageous construction conditions arise when the footprint of the frame for the light metal blocks drops against the contact surface of the heat transfer plate out. With such a design, the light metal block to be heated in each case slides along the contact surface against the contact surface, in order to fit snugly against this contact surface. To avoid sliding friction, the footprint can have rollers with an axis parallel to the footprint and the contact surface of the heat transfer plate axes, so that an attached to the rollers of the footprint, for example by means of a hoist light metal block moved by gravity on the rollers against the contact surface of the heat transfer plate and with a weight-related force component is pressed against this contact surface. Short description of the drawing
Anhand der Zeichnung wird das erfindungsgemäße Verfahren zum Erwärmen von Leichtmetallblöcken näher erläutert. Es zeigen Reference to the drawing, the inventive method for heating light metal blocks is explained in detail. Show it
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erwärmen von Leichtmetallblöcken in einem schematischen Blockschaltbild,  1 shows a device according to the invention for heating light metal blocks in a schematic block diagram,
Fig. 2 eine Vorwärmeinrichtung für die Leichtmetallblöcke in einem vertikalen Querschnitt und  Fig. 2 is a preheating device for the light metal blocks in a vertical cross section and
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie IM-III der Fig. 2 in einem kleineren Maßstab.  Fig. 3 is a section along the line IM-III of Fig. 2 on a smaller scale.
Weg zur Ausführung der Erfindung Way to carry out the invention
Gemäß Fig. 1 ist zur Erwärmung von Leichtmetallblöcken 1 ein Ofen 2, üblicherweise ein Stoßofen, vorgesehen, der mit Hilfe von Brennern 3 beheizt wird. Zur Verteilung der heißen Brennerabgase im Ofen 2 ist wenigstens ein Gebläse 4 vorgesehen. Die heißen Abgase aus dem Ofen 2 werden über eine Ab- gasleitung 5 abgezogen und einem Wärmetauscher 6 zugeführt, der Teil eines Wärmeträgerkreises 7 ist. Dieser Wärmeträgerkreis weist neben dem Wärmetauscher 6 zur Erwärmung des flüssigen Wärmeträgers eine Kreislaufpumpe 8 sowie eine Vorwärmeinrichtung 9 auf, die einen Wärmetauscher in Form einer vom flüssigen Wärmeträger durchströmten Wärmeübertragungsplatte 10 um- fasst. Die von der Vorwärmeinrichtung 9 flächig aufgenommenen Leichtmetallblöcke 1 werden somit über die anliegende Wärmetauscherplatte 10 mit Hilfe des im Kreislauf gepumpten Wärmeträgers vorgewärmt, um nach ihrer Vorwärmung im Ofen 2 auf die geforderte Warmwalztemperatur erwärmt zu werden, und zwar mit Hilfe der heißen Brennerabgase, deren fühlbare Abwärme nach der Erwärmung der Leichtmetallblöcke 1 zur Erwärmung des flüssigen Wärmeträgers im Wärmetauscher 6 genützt wird. Die Ausnützung der fühlbaren Abwärme der Abgase aus dem Ofen 2 verbessert nicht nur die Energiebilanz, sondern erlaubt auch, den Ofen 2 mit einer geringeren Flammentempera- tur der Brenner 3 zu fahren, sodass die Gefahr einer erhöhten Stickoxidbildung weitgehend vermieden werden kann. 1 is for heating of light metal blocks 1, a furnace 2, usually a blast furnace, is provided, which is heated by means of burners 3. For distributing the hot burner exhaust gases in the furnace 2 at least one fan 4 is provided. The hot exhaust gases from the furnace 2 are withdrawn via an exhaust gas line 5 and fed to a heat exchanger 6, which is part of a heat transfer circuit 7. This heat transfer circuit has, in addition to the heat exchanger 6 for heating the liquid heat carrier, a circulation pump 8 and a preheating device 9, which encloses a heat exchanger in the form of a heat transfer plate 10 through which the liquid heat carrier flows. The area recorded by the preheater 9 light metal blocks 1 are thus preheated on the adjacent heat exchanger plate 10 by means of the circulated heat transfer medium to be heated after preheating in the oven 2 to the required hot rolling temperature, with the help of the hot burner exhaust gases whose sensible Waste heat after heating the light metal blocks 1 is used for heating the liquid heat carrier in the heat exchanger 6. The utilization of the sensible waste heat of the exhaust gases from the furnace 2 not only improves the energy balance, but also allows the furnace 2 to be cooled with a lower flame temperature. To drive the burner 3, so that the risk of increased nitrogen oxide formation can be largely avoided.
Die Vorwärmeinrichtung 9 selbst ist in den Fig. 2 und 3 näher dargestellt. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Vorwärmeinrichtung 9 ein Gestell 11 auf, das eine durch Rollen 12 gebildete Aufstandfläche 13 bestimmt. Quer zu dieser Aufstandfläche 13, und zwar vorzugsweise senkrecht dazu, verläuft die vom Wärmeträger durchströmte Wärmeübertragungsplatte 10, die sich an Tragschenkeln 14 des Gestells abstützt, wie dies der Fig. 2 zu entnehmen ist. Da das Gestell 11 so angeordnet ist, dass die Aufstandfläche 13 gegen die Wärmeübertragungsplatte 10 abfällt und die Achsen der Rollen 12 der Aufstandfläche 13 parallel zur Aufstandfläche 13 und parallel zur Wärmetauscherplatte 10 verlaufen, werden die auf die Rollen 12 aufgesetzten Leichtmetallblöcke 1 gewichtsbedingt gegen die Wärmetauscherplatte 10 gerollt, die eine Anlagefläche 15 für die Leichtmetallblöcke 1 bildet. Die über die Anlagefläche 15 satt am jeweiligen Leichtmetallblock 1 anliegende Wärmetauscherplatte 10 überträgt somit aufgrund der gegebenen Temperaturdifferenzen die Wärme des die Wärmetauscherplatte 10 durchströmenden Wärmeträgers auf den jeweiligen Leichtmetallblock 1. The preheating device 9 itself is shown in more detail in FIGS. 2 and 3. According to the illustrated embodiment, the preheating device 9 has a frame 11 which determines a contact surface 13 formed by rollers 12. Transverse to this contact surface 13, and preferably perpendicular thereto, the heat transfer medium flows through the heat transfer plate 10, which is supported on support legs 14 of the frame, as shown in FIG. 2 can be seen. Since the frame 11 is arranged so that the support surface 13 drops against the heat transfer plate 10 and the axes of the rollers 12 of the support surface 13 parallel to the support surface 13 and parallel to the heat exchanger plate 10, the light metal blocks 1 placed on the rollers 12 are due to the weight against the heat exchanger plate 10, which forms a contact surface 15 for the light metal blocks 1. The over the contact surface 15 fed to the respective light metal block 1 heat exchanger plate 10 thus transmits due to the given temperature differences, the heat of the heat exchanger plate 10 by flowing heat transfer to the respective light metal block. 1
Um einfache Konstruktionsverhältnisse zu schaffen, weist die Wärmetauscherplatte 10 zwei Lagen 16 und 17 auf, zwischen denen sich wenigstens ein Strömungskanal 18 für den flüssigen Wärmeträger ergibt, der an einen Vorlauf 19 und einen Rücklauf 20 des Wärmeträgerkreises 7 angeschlossen ist. Der im Ausführungsbeispiel nach der Fig. 3 mäanderförmig verlaufende Strömungskanal 18 wird beispielsweise durch Einfräsungen in eine der beiden Lagen 16 und 17, vorzugsweise in die von der Anlagefläche 15 abgekehrten Lage 17, gebildet. Da es nicht auf eine gegenseitige dichte Abgrenzung der einzelnen Abschnitte des Strömungskanals 18 ankommt, genügt es, die beiden Lagen 16 und 17 gegeneinander durch eine randseitig umlaufende Dichtung 21 abzudichten. Zur Unterstützung der flächigen Anlage der durch die Lage 16 gebildeten Anlagefläche 15 am jeweiligen Leichtmetallblock 1 kann diese Lage 16 durch Nuten 22 in voneinander abgegrenzte Felder unterteilt werden, wobei die Nuten Biegestellen bilden, die bei einer Beaufschlagung der Lage 16 durch den flüssigen Wärmeträger eine Anpassung der Anlagefläche 15 an die Gegenfläche des jeweiligen Leichtmetallblocks 1 durch eine entsprechende Verformung der Lage 16 erlauben. Die gegenüberliegende Lage 17 muss ein entsprechendes Widerlager darstellen und entweder eine ausreichende Biegesteifigkeit aufweisen oder biegesteif abgestützt werden. Um Wärmeverluste zu vermeiden, ist die vom Leichtmetallblock 1 abgekehrte Lage 17 der Wärmetauscherplatte 10 mit einer Wärmeisolierung 23 versehen. Es könnte aber auch die Lage 17 selbst aus einem wärmeisolierenden Material gefertigt sein. To create simple construction conditions, the heat exchanger plate 10 has two layers 16 and 17, between which there is at least one flow channel 18 for the liquid heat carrier, which is connected to a flow 19 and a return 20 of the heat transfer circuit 7. The meandering flow channel 18 in the exemplary embodiment according to FIG. 3 is formed, for example, by milling into one of the two layers 16 and 17, preferably into the layer 17 facing away from the contact surface 15. Since it does not depend on a mutual dense delimitation of the individual sections of the flow channel 18, it is sufficient to seal the two layers 16 and 17 against each other by a peripheral circumferential seal 21. To support the planar contact of the contact surface 15 formed by the layer 16 on the respective light metal block 1, this layer 16 can be divided by grooves 22 in fields separated from each other, wherein the grooves form bending points, which in an exposure of the layer 16 by the liquid heat transfer an adjustment allow the contact surface 15 to the opposite surface of the respective light metal block 1 by a corresponding deformation of the layer 16. The opposite layer 17 must represent a corresponding abutment and either have sufficient bending stiffness or be supported rigidly. In order to avoid heat losses, the facing away from the light metal block 1 layer 17 of the heat exchanger plate 10 is provided with a thermal insulation 23. But it could also be the layer 17 itself be made of a thermally insulating material.
Eine weitere Möglichkeit, die satte Anlage des Leichtmetallblocks 1 an der Anlagefläche 15 der Wärmetauscherplatte 10 zu unterstützen, besteht darin, die Wärmetauscherplatte 10 über Federelemente 24 gegenüber den Tragschenkeln 14 des Gestells 11 abzustützen, womit eine selbständige Gesamtausrichtung der Wärmetauscherplatte 1 gegenüber der Anschlagfläche des jeweiligen Leichtmetallblocks 1 ermöglicht wird. Im Ausführungsbeispiel sind Federelemente 24 in Form von Schraubenfedern angedeutet, was aber nicht zwingend ist. Another way to support the whopping system of light metal block 1 on the contact surface 15 of the heat exchanger plate 10 is to support the heat exchanger plate 10 via spring elements 24 against the support legs 14 of the frame 11, whereby an independent overall orientation of the heat exchanger plate 1 against the abutment surface of the respective Alloy block 1 is enabled. In the exemplary embodiment spring elements 24 are indicated in the form of coil springs, but this is not mandatory.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e : Patent claim:
1. Verfahren zum Erwärmen von Leichtmetallblöcken, wobei die Leichtmetallblöcke durch heiße Brennerabgase in einem Ofen erwärmt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Leichtmetallblöcke (1 ) vor ihrer Erwärmung im Ofen (2) über wenigstens eine flächig anliegende Vorwärmeinrichtung (9) vorgewärmt werden, die von einem flüssigen, im Wärmeaustausch mit den heißen Abgasen aus dem Ofen (2) erwärmten, im Kreislauf (7) geführten Wärmeträger beaufschlagt wird. 1. A method for heating of light metal blocks, wherein the light metal blocks are heated by hot burner exhaust gases in an oven, characterized in that the light metal blocks (1) are preheated before being heated in the oven (2) via at least one surface preheating device (9) from a liquid, in heat exchange with the hot exhaust gases from the furnace (2) heated, in the circulation (7) guided heat transfer medium is applied.
2. Vorrichtung zum Erwärmen von Leichtmetallblöcken mit einem über Brenner beheizten Ofen und mit einem von den heißen Abgasen des Ofens beaufschlagbaren Wärmetauscher, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (6) und eine die Leichtmetallblöcke (1 ) in einer flächigen Anlage aufnehmende Vorwärmeinrichtung (9) in einem Wärmeträgerkreis (7) für einen flüssigen Wärmeträger liegen. 2. A device for heating of light metal blocks with a furnace heated by burners and acted upon by the hot exhaust gases of the furnace heat exchanger, characterized in that the heat exchanger (6) and a light metal blocks (1) receiving in a planar contact preheating device (9) lie in a heat transfer circuit (7) for a liquid heat carrier.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorwärmeinrichtung (9) ein Gestell (11) mit einer Aufstandfläche (13) für die Leichtmetallblöcke (1) und einer quer zur Aufstandfläche (13) verlaufenden, eine Anlagefläche (15) für die Leichtmetallblöcke (1) bildenden, vom Wärmeträger durchströmten Wärmeübertragungsplatte (10) aufweist. 3. A device according to claim 2, characterized in that the preheating device (9) a frame (11) having a contact surface (13) for the light metal blocks (1) and a transverse to the contact surface (13) extending, a contact surface (15) for the Having light metal blocks (1), flowing through the heat transfer medium heat transfer plate (10).
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsplatte (10) aus zwei zwischen sich wenigstens einen Strömungskanal (18) für den Wärmeträger bildenden Lagen (16, 17) zusammengesetzt ist. 4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the heat transfer plate (10) consists of two at least one flow channel (18) for the heat transferring layers (16, 17) is composed.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die die Anlagefläche (15) bildende Lage (16) der Wärmeübertragungsplatte (10) durch Biegestellen bildende Nuten (22) in einzelne Felder unterteilt ist. 5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the contact surface (15) forming layer (16) of the heat transfer plate (10) by bending grooves forming (22) is divided into individual fields.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsplatte (10) auf der der Anlagefläche (15) abgekehrten Seite federnd abgestützt ist. 6. Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the heat transfer plate (10) on the abutment surface (15) facing away from the side is resiliently supported.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufstandfläche (13) des Gestells (11) für die Leichtmetallblöcke (1 ) gegen die Anlagefläche (15) hin abfällt. 7. Device according to one of claims 3 to 6, characterized in that the support surface (13) of the frame (11) for the light metal blocks (1) against the abutment surface (15) out drops.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufstandfläche (13) Rollen (12) mit einer zur Aufstandfläche (13) und zur Anlagefläche (15) parallelen Achsen aufweist. 8. The device according to claim 7, characterized in that the support surface (13) rollers (12) having a support surface (13) and the contact surface (15) parallel axes.
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