EP4317479B1 - Vorrichtung und verfahren zum vorwärmen von stangenförmigen metallischen werkstücken - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum vorwärmen von stangenförmigen metallischen werkstücken Download PDF

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EP4317479B1
EP4317479B1 EP22188803.5A EP22188803A EP4317479B1 EP 4317479 B1 EP4317479 B1 EP 4317479B1 EP 22188803 A EP22188803 A EP 22188803A EP 4317479 B1 EP4317479 B1 EP 4317479B1
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EP
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magazine
fluid
preheating
bar
removal
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EP4317479A1 (de
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Detlef Franz
Christian Heinrich Löbbe
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IAS GmbH
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    • 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
    • C21D9/0075—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rods of limited length
    • 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
    • C21D9/0056—Furnaces through which the charge is moved in a horizontal straight path
    • 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
    • C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
    • C21D9/58—Continuous furnaces for strip or wire with heating by baths

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for preheating rod-shaped, metallic workpieces, in particular aluminum rods or bolts, with a preheating container for receiving the workpieces, which is supplied with a first fluid heated by a heat source.
  • the invention is based on the object of providing a device for preheating rod-shaped metallic workpieces, in particular aluminum rods or billets, which enables particularly energy-efficient heating of rod-shaped metallic workpieces, in particular aluminum billets. According to the invention, this object is achieved by a device having the features of patent claim 1.
  • the invention provides a device for preheating rod-shaped metallic workpieces, in particular aluminum rods or billets, which enables particularly energy-efficient heating of rod-shaped metallic workpieces, in particular aluminum billets.
  • the preheating container has a flow connection and a return connection connected to the heat source via a pump, wherein the first fluid is a water-based fluid, flooding of the preheating container with a defined circulating fluid volume is possible.
  • Rod-shaped workpieces arranged in the preheating container are completely surrounded by the fluid in a fluid bath, thereby maximizing the heat transfer from the fluid to the workpieces.
  • water-based fluid refers to water, an aqueous solution and also water vapor.
  • the flow connection and the return connection are connected to a heat exchanger through which a second fluid flows, which is hotter than the first fluid.
  • the second fluid is preferably a process fluid from a production or furnace facility, such as exhaust gases from a gas furnace or coil cooling water.
  • the heat exchanger can also be configured as a heat pump arrangement.
  • a heat pump functions like a compression refrigeration system, except that its primary operational focus is not on the evaporator side and thus the cooling function, but on the condenser side and thus the heating function.
  • the principle of evaporation of refrigerant in the evaporator, the increase in pressure and temperature by the compressor, and the release of heat through condensation in the condenser, with subsequent expansion of the refrigerant via the throttle valve, is the same.
  • a bar magazine is arranged in the preheating container, wherein the preheating container has a feed opening for loading the bar magazine and a removal opening for unloading the bar magazine.
  • the preheating container has a feed opening for loading the bar magazine and a removal opening for unloading the bar magazine.
  • This allows bars to pass through the preheating container.
  • the feed and removal can also be realized through a single opening. In this case, the opening forms both the feed opening and the removal opening.
  • the bar magazine is designed as a revolving magazine, with a drive provided by which the revolving magazine can be rotated. This allows for the removal of preheated bars as needed.
  • means for drying a workpiece are arranged downstream of the removal device.
  • These drying means may comprise at least one compressed air nozzle connected to a compressed air line, which is arranged in front of the removal opening of the bar magazine and is preferably directed towards it.
  • the means for drying a workpiece may also comprise pivotably arranged textile strips, such as those known from car washes.
  • a conveyor device for loading and/or unloading the bar magazine. This enables automated loading and unloading of the bar magazine.
  • a control device is provided, which is connected to the drive of the revolving magazine and is configured such that a defined rotation of the revolving magazine occurs before a bolt is removed by the conveyor device. This enables removal of the maximally heated bar from the magazine.
  • the bar magazine is arranged in the preheating container so that it can be moved vertically via a drive. This enables the bar magazine to automatically immerse itself in the fluid of the preheating container and also to emerge from the fluid.
  • the invention is further based on the object of providing a method for preheating rod-shaped, metallic workpieces, in particular aluminum rods or billets, which enables particularly energy-efficient heating of rod-shaped metallic workpieces, in particular aluminum billets.
  • this object is achieved by a method having the features of patent claim 12.
  • the workpieces are placed in a preheating container through which water flows.
  • This water is passed through a heat exchanger, through which a process fluid from a production or furnace device preferably flows in countercurrent. In this way, the waste heat from the production or furnace device is used to heat the water used to preheat the aluminum rods or billets.
  • a revolver magazine is arranged in the preheating container in such a way that it can rotate, that the uppermost receptacle is in alignment with the feed opening and the removal opening above the water surface, wherein the revolver magazine is first rotated in the course of a removal process, after which a workpiece thus conveyed out of the water is conveyed out of the removal opening, after which a further, The workpiece to be heated is fed through the feed opening into the free space in the revolver magazine.
  • the workpiece conveyed from the removal opening is dried during removal by means of compressed air and/or by means of drying textiles.
  • the device chosen as an exemplary embodiment for preheating rod-shaped, metallic workpieces comprises a preheating container 1, in which a revolver magazine 2 is arranged so as to be rotatable via an electric motor (not shown), as well as a loading frame for loading the revolver magazine 2 with metal bolts 3.
  • the preheating container is filled with water.
  • An inlet line 11 and an outlet line 12 open into the preheating container 1, via which it is connected to the condenser 41 of a heat pump arrangement 4, the evaporator 42 of which is connected via an inlet line 51 and an outlet line 52 to a heat source, which in the exemplary embodiment is formed by the coil cooling of an induction furnace 5, which is only indicated schematically.
  • the revolver magazine 2 comprises three circular disks 22 arranged concentrically spaced from one another on an axis 21, which in the exemplary embodiment each six regularly circumferentially arranged circular recesses 23, wherein the recesses 23 of the three circular discs 22 are aligned with one another.
  • a receiving cage 24 for receiving a metal bolt 3 is guided through each of the aligned recesses 23 of the three circular discs 22, which extend almost to the walls of the preheating container 1 arranged parallel to the circular discs 22, which walls are each provided with two circular recesses, a feed opening 13 and a removal opening 14, the dimensions of which correspond to the dimensions of the recesses 23 of the circular discs 22, with which they can be aligned by rotation of the revolver magazine 2.
  • a metal bolt 3 can be inserted into or removed from a receiving cage 24.
  • a slide device 6 is arranged, via which a metal bolt 3 can be pushed through the feed opening 13 of the preheating container 1 into a receiving cage 23 of the revolver magazine 2 or pushed out through the removal opening 14.
  • a metal bolt 3 can be pushed through the feed opening 13 of the preheating container 1 into a receiving cage 23 of the revolver magazine 2 or pushed out through the removal opening 14.
  • FIGs 1 a) to 1 c) Such a loading process is shown.
  • the removal of a metal bolt 3 from the revolver magazine is carried out according to Figures 1 c) to 1 a) .
  • the slide device 6 and the revolver magazine 2 are connected to a control system (not shown) via which the revolver magazine 2 can be rotated into a defined position within the preheating container 1 and the slide device 6 can subsequently be actuated.
  • the preheating tank 1 is filled with water up to below the supply opening 13 and the discharge opening 14.
  • a first pump (not shown)
  • the water is pumped through the outlet line 12 (return line) into the heat pump arrangement 4 and from there through the supply line 11 (supply line) back into the preheating tank 1.
  • the water circulating in this way is guided within the heat pump arrangement 4 around a condenser 41, where it absorbs the heat released by the refrigerant contained therein, which is subsequently guided through an expansion valve, where it is expanded.
  • the refrigerant was previously heated in an evaporator 42, which fed by the coil cooling of the induction furnace 5, and subsequently passed through a compressor 43 (cf. Figure 2 ).
  • the revolver magazine 2 is first rotated via the control system until the metal bolt 3 with the longest residence time is aligned with the removal opening 14.
  • the metal bolt 3 is then moved out of the receiving cage 24 of the revolver magazine 3 through the removal opening 14 via the sliding device 6.
  • a new metal bolt 3 is pushed through the feed opening 13 into the receiving cage 24 of the revolver magazine 2 via the sliding device 6.
  • the revolver magazine 2 is rotated as described above, with the new metal bolt being positioned completely underwater in the preheating container 1 and heated there.
  • the water is continuously heated by the circulation through the heat pump arrangement 4 as described above.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Vorwärmen stangenförmiger, metallischer Werkstücke, insbesondere Aluminiumstangen oder -bolzen, mit einem Vorwärmbehälter zur Aufnahme der Werkstücke, der mit einem durch eine Wärmequelle beheizten ersten Fluid beaufschlagt ist.
  • Die Temperaturführung bei der Erwärmung von Metallbolzen unterliegt hohen Anforderungen. Von zentraler Bedeutung für einen wirtschaftlichen und qualitätsgerechten Strangpressbetrieb ist dabei die Bolzentemperatur. Im Stand der Technik stehen zur Erwärmung der Bolzen im Wesentlichen drei Alternativen zur Verfügung: Die brennstoffbeheizte Erwärmung mit integrierter Warmschere, die Bolzenerwärmung mit Induktionsanlagen sowie die energieeffiziente kombinierte Bolzenerwärmung mit Gasschnellanwärmöfen und Induktionsanlagen, wie sie aus der WO 2010/031503 A1 bekannt ist.
  • Zur Steigerung der Energieeffizienz ist des im Stand der Technik bekannt, die in dem Gasschnellanwärmofen entstehenden Abgase zum Heizen einer Vorwärmzone des Gasschnellanwärmofens zu nutzen. Weiterhin ist es aus der DE 34 34 906 C3 bekannt, über Abgase des Gasschnellanwärmofens zum Vorwärmen der Verbrennungsluft des Gasschnellanwärmofens zu nutzen. Es ist darüber hinaus bekannt, die Abgase des Gasschnellanwärmofens in ein Vorwärmmagazin, insbesondere ein Stangenvorwärmmagazin zu leiten, um die dort vorgehaltenen Stangen unmittelbar vorzuwärmen.
  • In der DE 20 2018 105 511 U1 wird vorgeschlagen, die Abgase des Gasschnellanwärmofens durch einen Wärmetauscher zu leiten, um dessen Wärme auf ein Fluid, insbesondere Wasser zu übertragen. Das so erhitzte Wasser wird sodann in einer Vorwärmkammer zur Benetzung dort vorhandener Werkstücke, insbesondere Stangen verwendet. Bedingt dadurch, dass das Wasser unter dem Einfluss der Schwerkraft an den Werkstücken herunterläuft, soll eine großflächige Wärmeübertragung bewirkt sein.
  • Weitere Vorrichtungen zur Erwärmung stangenförmiger metallischer Werkstücke sind in den Druckschriften WO 2020/064360 A1 , WO 2010/035016 A1 , DE 10 2005 058 812 A1 und DE 20 2018 105 511 U1 offenbart.
  • In der Praxis bewirkt die vorstehende Lösung nur eine begrenzte Effizienzsteigerung. Dies ist unter anderem auch dadurch bedingt, dass durch den Benetzungsvorgang bereits eine erste Abkühlung des erwärmten Wassers erfolgt, bevor dieses auf das Werkstück auftrifft und eine Wärmeübertragung erfolgen kann.
  • Hier setzt die vorliegende Erfindung an. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Vorwärmen stangenförmiger, metallischer Werkstücke, insbesondere Aluminiumstangen oder -bolzen bereitzustellen, die eine besonders energieeffiziente Erwärmung von stangenförmigen metallischen Werkstücken, insbesondere Aluminiumbolzen ermöglicht. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Mit der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Vorwärmen stangenförmiger, metallischer Werkstücke, insbesondere Aluminiumstangen oder -bolzen bereitgestellt, die eine besonders energieeffiziente Erwärmung von stangenförmigen metallischen Werkstücken, insbesondere Aluminiumbolzen ermöglicht. Dadurch, dass der Vorwärmbehälter einen Vorlaufanschluss und einen Rücklaufanschluss aufweist, die über eine Pumpe mit der Wärmequelle verbunden sind, wobei das erste Fluid ein wasserbasierendes Fluid ist, ist ein Fluten des Vorwärmbehälters mit einer definierten zirkulierenden Fluidmenge ermöglicht. In dem Vorwärmbehälter sind dort angeordnete stangenförmige Werkstücke in einem Fluidbad vollständig von dem Fluid umgeben, wodurch die Wärmeabgabe von dem Fluid an die Werkstücke maximiert ist.
  • Unter dem Begriff "wasserbasierendes Fluid" ist nachfolgend Wasser, eine wässrige Lösung sowie auch Wasserdampf zu verstehen.
  • Der Vorlaufanschluss und der Rücklaufanschluss sind mit einem Wärmetauscher verbunden, der von einem gegenüber dem ersten Fluid heißeren zweiten Fluid durchströmt ist. Bevorzugt ist das zweite Fluid ein Prozessfluid einer Fertigungs- oder Ofeneinrichtung, wie beispielsweise Abgase eines Gasofens oder Spulenkühlwasser. Der Wärmetauscher kann auch in Form einer Wärmepumpenanordnung ausgestaltet sein.
  • Eine Wärmepumpe funktioniert wie eine Kompressionskälteanlage, nur ist der operative Hauptfokus nicht die Verdampferseite und somit die Kühlfunktion, sondern die Verflüssigerseite und dadurch die Heizfunktion. Das Prinzip der Verdampfung von Kältemittel im Verdampfer, die Erhöhung des Drucks und der Temperatur durch den Verdichter bis hin zur Abgabe der Wärme unter Verflüssigung im Verflüssiger mit anschließender Entspannung des Kältemittels über das Drosselorgan ist gleich.
  • In Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Vorwärmbehälter ein Stangenmagazin angeordnet, wobei der Vorwärmbehälter eine Zufuhröffnung zur Bestückung des Stangenmagazins und eine Entnahmeöffnung zur Entstückung des Stangenmagazins aufweist. Hierdurch ist eine Durchführung von Stangen durch den Vorwärmbehälter ermöglicht. Alternativ kann die Zuführung und die Entnahme auch durch eine einzige Öffnung verwirklicht sein. In diesem Fall bildet die Öffnung sowohl die Zuführöffnung als auch die Entnahmeöffnung.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Stangenmagazin als Revolvermagazin ausgebildet, wobei ein Antrieb angeordnet ist, über den das Revolvermagazin rotierbar ist. Hierdurch ist eine bedarfsweise Ausschleusung vorgewärmter Stangen ermöglicht.
  • In Weiterbildung der Erfindung sind der Entnahmevorrichtung nachgeschaltet Mittel zur Trocknung eines Werkstücks angeordnet. Dabei können diese Mittel zur Trocknung wenigstens eine mit einer Druckluftleitung verbundene Druckluftdüse umfassen, die vor der Entnahmeöffnung des Stangenmagazins angeordnet und vorzugsweise auf diese gerichtet ist. Alternativ oder zusätzlich kön nen die Mittel zur Trocknung eines Werkstücks auch schwenkbar angeordnete Textilstreifen umfassen, wie sie beispielsweise aus Autowaschanlagen bekannt sind.
  • In Ausgestaltung der Erfindung ist eine Fördereinrichtung zur Bestückung und/oder Entstückung des Stangenmagazins angeordnet. Hierdurch ist eine automatisierte Bestückung bzw. Entstückung des Stangenmagazins ermöglicht. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Steuereinrichtung angeordnet, die mit dem Antrieb des Revolvermagazins verbunden ist und die derart eingerichtet ist, dass vor Entnahme eines Bolzens durch die Fördereinrichtung eine definierte Drehung des Revolvermagazins erfolgt. Hierdurch ist eine Entnahme der maximal erwärmten Stange aus dem Magazin ermöglicht.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist das Stangenmagazin über einen angeordneten Antrieb vertikal verfahrbar in dem Vorwärmbehälter angeordnet. Hierdurch ist ein automatisches Eintauchen des Stangenmagazins in das Fluid des Vorwärmbehälters sowie auch ein Auftauchen aus dem Fluid ermöglicht.
  • Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Vorwärmen stangenförmiger, metallischer Werkstücke, insbesondere Aluminiumstangen oder -bolzen bereitzustellen, das eine besonders energieeffiziente Erwärmung von stangenförmigen metallischen Werkstücken, insbesondere Aluminiumbolzen ermöglicht. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 gelöst. Hierbei werden die Werkstücke in einen Vorwärmbehälter gegeben, der mit Wasser durchströmt wird, das durch einen Wärmetauscher geleitet wird, der vorzugsweise im Gegenstrom von einem Prozessfluid einer Fertigungs- oder Ofeneinrichtung durchströmt wird. Hierdurch wird die Abwärme der Fertigungs- oder Ofeneinrichtung zur Erhitzung des Wassers genutzt, welches zur Vorwärmung der Aluminiumstangen -oder Bolzen verwendet wird.
  • In Weiterbildung der Erfindung wird in dem Vorwärmbehälter ein Revolvermagazin derart rotierbar angeordnet, dass sich die oberste Aufnahme in Flucht mit der Zufuhröffnung und der Entnahmeöffnung oberhalb der Wasseroberfläche befindet, wobei das Revolvermagazin im Zuge eines Entnahmeprozesses zunächst rotiert wird, wonach ein auf diese Weise aus dem Wasser gefördertes Werkstück aus der Entnahmeöffnung herausgefördert wird, wonach ein weiteres, zu erwärmendes Werkstück durch die Zuführöffnung in den frei gewordenen Platz des Revolvermagazins gefördert wird.
  • In Ausgestaltung der Erfindung wird das aus der Entnahmeöffnung geförderte Werkstück bei der Entnahme mittels Druckluft und/oder mittels Trockentextilien getrocknet.
  • Andere Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen wiedergegeben und wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben. Es zeigen:
    • Figur 1
    Die schematische Darstellung Vorrichtung zum Vorwärmen stangenförmiger, metallischer Werkstücke mit Handhabungsgerüst
    1. a) in einer Position vor der Werkstückbestückung;
    2. b) in einer Position während der Werkstückbestückung;
    3. c) in einer Position nach der Werkstückbestückung;
    Figur 2
    die schematische Darstellung einer die Vorrichtung aus Figur 1 speisenden Wärmepumpenanordnung.
  • Die als Ausführungsbeispiel gewählte Vorrichtung zum Vorwärmen stangenförmiger, metallischer Werkstücke umfasst einen Vorwärmbehälter 1, in dem ein Revolvermagazin 2 über einen - nicht dargestellten - Elektromotor rotierbar angeordnet ist, sowie ein Bestückungsgerüst zur Bestückung des Revolvermagazins 2 mit Metallbolzen 3. Der Vorwärmbehälter ist mit Wasser befüllt. In dem Vorwärmbehälter 1 mündet eine Zulaufleitung 11 sowie eine Ablaufleitung 12, über die er mit dem Verflüssiger 41 einer Wärmepumpenanordnung 4 verbunden ist, deren Verdampfer 42 über eine Zulaufleitung 51 sowie eine Ablaufleitung 52 mit einer Wärmequelle verbunden ist, die im Ausführungsbeispiel durch die Spulenkühlung eines - lediglich schematisch angedeuteten - Induktionsofens 5 gebildet ist.
  • Das Revolvermagazin 2 umfasst drei konzentrisch beabstandet zueinander auf einer Achse 21 angeordnete Kreisscheiben 22, die im Ausführungsbeispiel jeweils sechs regelmäßig umlaufend angeordnete kreisförmigen Ausnehmungen 23 aufweisen, wobei die Ausnehmungen 23 der drei Kreisscheiben 22 zueinander fluchten. Durch die zueinander fluchtenden Ausnehmungen 23 der drei Kreisscheiben 22 ist jeweils ein Aufnahmekäfig 24 zur Aufnahme jeweils eines Metallbolzens 3 geführt, der sich nahezu bis zu den parallel zu den Kreisscheiben 22 angeordneten Wänden des Vorwärmbehälters 1 erstrecken, die zueinander fluchtend jeweils mit zwei kreisförmigen Ausnehmungen, einer ZufuhrÖffnung 13 und einer Entnahmeöffnung 14. versehen sind, deren Abmessungen den Abmessungen der Ausnehmungen 23 der Kreisscheiben 22 entsprechen, mit denen sie in durch Rotation des Revolvermagazins 2 in Flucht bringbar sind. In einer solchen Position kann ein Metallbolzen 3 in einen Aufnahmekäfig 24 eingebracht oder entnommen werden.
  • Es ist eine Schiebereinrichtung 6 angeordnet, über die ein Metallbolzen 3 durch die Zufuhröffnung 13 des Vorwärmbehälters 1 in einen Aufnahmekäfig 23 des Revolvermagazins 2 eingeschoben oder durch die Entnahmeöffnung 14 herausgeschoben werden kann. In den Figuren 1 a) bis 1 c) ist ein solcher Bestückungsvorgang gezeigt. Eine Entnahme eines Metallbolzens 3 aus dem Revolvermagazins erfolgt entsprechend Figuren 1 c) bis 1 a).
  • Die Schiebereinrichtung 6 und das Revolvermagazin 2 sind mit einer - nicht dargestellten - Steuerung verbunden, über die das Revolvermagazin 2 innerhalb des Vorwärmbehälters 1 in eine definierte Position rotierbar und nachfolgend die Schiebeeinrichtung 6 betätigbar ist.
  • Der Vorwärmbehälter 1 ist im Ausführungsbeispiel bis unterhalb der Zufuhröffnung 13 und der Entnahmeöffnung 14 mit Wasser gefüllt. Über eine - nicht dargestellte - erste Pumpe wird das Wasser durch die Ablaufleitung 12 (Rücklauf) in die Wärmepumpenanordnung 4 und von dort durch die Zulaufleitung 11 (Vorlauf) wieder in den Vorwärmbehälter 1 gepumpt. Das so zirkulierende Wasser wird innerhalb der Wärmepumpenanordnung 4 um einen Verflüssiger 41 geführt, wo es die von dem in diesem befindlichen Kältemittel abgegebene Wärme aufnimmt, das nachfolgend über ein Expansionsventil geführt ist, wo es entspannt wird. Das Kältemittel wurde zuvor in einem Verdampfer 42 erhitzt, der von der Spulenkühlung des Induktionsofens 5 gespeist ist, und nachfolgend über einen Verdichter 43 geleitet (vgl. Figur 2).
  • Zur Entnahme eines vorgewärmten Metallbolzens 3 aus dem Vorwärmbehälter 1 wird zunächst das Revolvermagazin 2 über die Steuerung soweit rotiert, bis der Metallbolzen 3 mit der längsten Verweildauer sich in Flucht mit der Entnahmeöffnung 14 befindet. Sodann wird der Metallbolzen 3 über die Schiebeeinrichtung 6 durch die Entnahmeöffnung 14 aus dem Aufnahmekäfig 24 des Revolvermagazins 3 herausbewegt. Nachfolgend wird ein neuer Metallbolzen 3 über die Schiebeeinrichtung 6 durch die Zuführöffnung 13 in den Aufnahmekäfig 24 des Revolvermagazins 2 eingeschoben. Im Zuge der nächsten Entnahme eines Metallbolzens 3 aus dem Vorwärmbehälter 1 wird vorab das Revolvermagazin 2 wir zuvor beschrieben rotiert, wobei der neue Metallbolzen in dem Vorwärmbehälter 1 vollständig unter Wasser positioniert wird und dort erwärmt wird. Das Wasser wird durch die vorstehend beschriebene Zirkulation durch die Wärmepumpenanordnung 4 kontinuierlich erhitzt.

Claims (14)

  1. Vorrichtung zum Vorwärmen stangenförmiger, metallischer Werkstücke, insbesondere Aluminiumstangen oder -bolzen, mit einem Vorwärmbehälter (1) zur Aufnahme der Werkstücke, der mit einem durch eine Wärmequelle beheizten ersten Fluid beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorwärmbehälter (1) ein Fluidbad zur vollständigen Aufnahme dort angeordneter Werkstücke sowie einen Vorlaufanschluss (11) und einen Rücklaufanschluss (12) aufweist, die über eine Pumpe mit der Wärmequelle verbunden sind, wobei das erste Fluid Wasser ist, und wobei der Vorlaufanschluss und der Rücklaufanschluss mit einem Wärmetauscher verbunden sind, der von einem gegenüber dem ersten Fluid heißeren zweiten Fluid durchströmt ist und der die Wärmequelle bildet.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Fluid ein Prozessfluid einer Fertigungs- oder Ofeneinrichtung ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher als Wärmepumpenanordnung (4) ausgeführt ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Vorwärmbehälter (1) ein Stangenmagazin angeordnet ist, wobei der Vorwärmbehälter eine Zufuhröffnung (13) zur Bestückung des Stangenmagazins und eine Entnahmeöffnung (14) zur Entstückung des Stangenmagazins aufweist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Stangenmagazin als Revolvermagazin (2) ausgebildet ist, wobei ein Antrieb angeordnet ist, über den das Revolvermagazin (2) rotierbar ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Entnahmeöffnung (14) nachgeschaltet Mittel zur Trocknung eines Werkstücks angeordnet sind.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Trocknung eines Werkstücks wenigstens eine mit einer Druckluftleitung verbundene Druckluftdüse umfassen, die vor der Entnahmeöffnung (14) des Stangenmagazins angeordnet und vorzugsweise auf diese gerichtet ist.
  8. Vorrichtung nach 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Trocknung eines Werkstücks schwenkbar angeordnete Textilstreifen umfassen.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fördereinrichtung zur Bestückung und/oder Entstückung des Stangenmagazins angeordnet ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung angeordnet ist, die mit dem Antrieb des Revolvermagazins (2) verbunden ist und die derart eingerichtet ist, dass vor Entnahme eines Bolzens (3) durch die Fördereinrichtung eine definierte Drehung des Revolvermagazins (2) erfolgt.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Stangenmagazin über einen angeordneten Antrieb vertikal verfahrbar in dem Vorwärmbehälter angeordnet ist.
  12. Verfahren zum Vorwärmen stangenförmiger, metallischer Werkstücke, insbesondere Aluminiumstangen oder -bolzen mit einer Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die Werkstücke in das Fluidbad eines Vorwärmbehälters (1) gegeben werden, der mit Wasser durchströmt wird, das durch einen Wärmetauscher geleitet wird, der vorzugsweise im Gegenstrom von einem Prozessfluid einer Fertigungs- oder Ofeneinrichtung durchströmt wird, sodass sie vollständig von dem Fluid umgeben sind.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Vorwärmbehälter ein Revolvermagazin (2) derart rotierbar angeordnet wird, dass sich die oberste Aufnahme in Flucht mit der Zufuhröffnung (13) und der Entnahmeöffnung (14) oberhalb der Wasseroberfläche befindet, wobei das Revolvermagazin im Zuge eines Entnahmeprozesses zunächst rotiert wird, wonach ein auf diese Weise aus dem Wasser gefördertes Werkstück aus der Entnahmeöffnung (14) herausgefördert wird, wonach ein weiteres, zu erwärmendes Werkstück durch die Zuführöffnung (13) in den frei gewordenen Platz des Revolvermagazins (2) gefördert wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das aus der Entnahmeöffnung (14) geförderte Werkstück bei der Entnahme mittels Druckluft und/oder mittels Trockentextilien getrocknet wird.
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