EP4650699A1 - Ofen mit brenner mit induktionsheizung - Google Patents

Ofen mit brenner mit induktionsheizung

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Publication number
EP4650699A1
EP4650699A1 EP24176456.2A EP24176456A EP4650699A1 EP 4650699 A1 EP4650699 A1 EP 4650699A1 EP 24176456 A EP24176456 A EP 24176456A EP 4650699 A1 EP4650699 A1 EP 4650699A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gas
heating
burner
inert gas
mixture
Prior art date
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Pending
Application number
EP24176456.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Matschullat
Klaus Weinzierl
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.)
Primetals Technologies Germany GmbH
Original Assignee
Primetals Technologies Germany GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Primetals Technologies Germany GmbH filed Critical Primetals Technologies Germany GmbH
Priority to EP24176456.2A priority Critical patent/EP4650699A1/de
Priority to PCT/EP2025/062195 priority patent/WO2025237711A1/de
Publication of EP4650699A1 publication Critical patent/EP4650699A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/06—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity heated without contact between combustion gases and charge; electrically heated
    • F27B9/10—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity heated without contact between combustion gases and charge; electrically heated heated by hot air or gas
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    • F27D2019/0028—Regulation
    • F27D2019/0034—Regulation through control of a heating quantity such as fuel, oxidant or intensity of current
    • F27D2019/004—Fuel quantity
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    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
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    • F27D2099/0015—Induction heating
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    • F27D2099/0056—Oxidant

Definitions

  • Such ovens are generally known.
  • furnaces are used in the production of iron and steel.
  • slabs are heated in a furnace to temperatures of 1000 °C and higher before being rolled, first in a roughing mill and then in a finishing mill.
  • Heavy plate mills also preheat the slabs to temperatures of 1000 °C and higher.
  • the furnaces required for heating are usually fueled by natural gas or another combustible gas, such as blast furnace gas or blast furnace gas.
  • the combustible gas is burned with air, producing carbon dioxide and water.
  • the resulting exhaust gas is released into the environment via a chimney.
  • the associated burners are typically located at both the top and bottom of the furnace chamber.
  • Inductive heating has a higher efficiency than is possible using natural gas and similar fuels.
  • inductive heating also has significant disadvantages.
  • the required peak electrical power is very high. In practice, it is in the double-digit megawatt range. This can be particularly disadvantageous when a The overall system, into which the furnace is integrated, requires temporarily high electrical power for other reasons, such as rolling a workpiece.
  • the associated induction heating system is expensive, complex to install, and not easily replaceable in case of failure.
  • operation is to be limited to either the burners or the induction heaters, it can only be achieved with reduced power output.
  • the full heating capacity can only be provided if, in addition to the burners, at least some of the induction heaters are also operated, or if, in addition to the induction heaters, at least some of the burners are also operated.
  • the object of the present invention is to create possibilities by means of which it is possible to operate an oven of the type mentioned above in a cost-effective and space-saving manner and preferably also in a flexible manner, both by burning natural gas or the like and by inductive heating.
  • an oven of the type mentioned above is designed in that the heating devices each have an induction heater, by means of which, by generating thermal energy can be introduced into at least one gas supplied to the burner and introduced into the furnace chamber via the burner by means of electrical eddy currents.
  • the burners present in a conventional oven are not removed and replaced with induction heating elements. Instead, an induction heating element is integrated into each existing burner. This saves space and is relatively inexpensive.
  • the induction heater it is theoretically possible to arrange the induction heater in such a way that it further heats either the flame generated by the burner through combustion of the gas mixture or the already combusted gas.
  • the induction heater will introduce thermal energy into gas that has not yet been heated. The induction heater therefore acts on gas that is still being supplied to the burner.
  • the flammable gas can be, for example, natural gas, as is standard practice. Alternatively, it can be hydrogen, methane, a process gas, blast furnace gas, or a defined mixture of these gases, possibly in addition to natural gas.
  • the oxygen-containing gas can be (more or less pure) oxygen or, in particular, air.
  • the burner in question may include, among other things, an ignition device by means of which the gas mixture supplied to the burner can be ignited if the burner has not yet produced a flame.
  • the ignition device can be designed as is the case in the prior art.
  • it may also be possible to temporarily or permanently position, for example, a pin made of a ceramic or a metal with a high melting point in the gas stream in the area where the flame is to be ignited, and to heat this pin by means of the inductively heated gas to such an extent that it can ignite the gas mixture.
  • an inert gas can also be supplied to the burner of the respective heating device via the supply line.
  • This makes it possible to generate the hot gas purely electrically or to generate a hot gas with a higher temperature than would be possible solely through the combustion of combustible gas. Furthermore, this allows for significantly more flexible operation of the furnace.
  • inductively heating a gas which then in turn heats the material in the furnace chamber, the technological disadvantages associated with directly inductively heating the material in the furnace chamber can also be avoided.
  • the inert gas consists essentially only of carbon dioxide and/or water vapor and/or nitrogen. This makes it particularly possible to circulate the inert gas in a closed loop. Furthermore, the composition of the inert gas remains essentially unchanged even if the combustible gas is also burned. This is because the exhaust gas from a typical combustion process also contains essentially these same components. It can therefore be readily assumed that no unexpected side effects will occur when using the inert gas to heat the material in the furnace chamber. Furthermore, the burners used in the prior art for burning natural gas and the like can be used as outlet nozzles for the inert gas without any further modifications.
  • the inert gas can be supplied to the burner of the respective heating system separately from the combustible gas and the oxygenated gas or gas mixture.
  • the inert gas can also be combined with the combustible gas or the oxygenated gas or the gas mixture before it reaches the burner.
  • the gas into which thermal energy is introduced by means of induction heating can be the combustible gas and/or the oxygen-containing gas and/or the gas mixture.
  • the gas into which thermal energy is introduced by means of induction heating can also be the inert gas itself. This is particularly possible if the induction heating is arranged in such a way that it only acts in the section of the supply where the inert gas is present.
  • the gas into which thermal energy is introduced by means of induction heating can be a mixture of the inert gas and the combustible gas, or a mixture of the inert gas and the oxygen-containing gas, or a mixture of the inert gas and the gas mixture.
  • a control unit of the furnace for the heating elements can specify a subgroup from a group of parameters characteristic of the operation of the respective heating element.
  • the number of characteristic parameters contained in the specified subgroup is one less than the number of characteristic parameters contained in the group.
  • the characteristic parameter not included in the subgroup is determined by the specified characteristic parameters.
  • the control unit is designed such that the subgroup can be redefined at any time, even during operation. In any case, the control unit controls the respective heating element according to the specified characteristic parameters.
  • the characteristic parameters include the mass flow rate of the gas mixture (with or without the temperature of the gas mixture), the heating power of the induction heater, and the temperature of the hot gas. If the burner can also be supplied with inert gas, The characteristic parameters also include a mass flow rate of the inert gas supplied to the burner, with or without the temperature of the inert gas.
  • the temperature of the inert gas can be more or less constant and therefore does not need to be specified. If it is specified, it forms a single unit together with the mass flow rate of the inert gas. Thus, the mass flow rate and the temperature of the inert gas are not two distinct characteristic quantities, but rather a single, complex characteristic quantity.
  • the induction heater consists of an induction coil. Typically, it also includes a heating element. An alternating current flowing through the induction coil generates eddy currents within the heating element, heating it.
  • the heating element consists of an electrically conductive ceramic.
  • such ceramics are known which remain stable even at very high temperatures for extended periods.
  • a good 2 is to be heated in an oven, generally designated as 1.
  • the good 2 is located according to FIG 1 in oven chamber 3 of oven 1.
  • Oven chamber 3 is thus designed in such a way, that it can receive the corresponding good 2.
  • Good 2 can, for example, be a rolled metal product, in particular made of steel.
  • good 2 can be as shown in the illustration in FIG 1
  • the rolled material must be flat and elongated. Specifically, in the case of a flat, elongated rolled material, the material 2 is conveyed in the furnace chamber 3 transversely to a longitudinal direction of the material 2. The conveying direction is in FIG 1 indicated by an arrow 4.
  • Oven 1 shows according to FIG 1 a number of heating devices 5 on.
  • the in FIG 1 The depicted number of seven heating devices 5 is purely exemplary.
  • a hot gas 6 can be introduced into the furnace chamber 3 by means of the heating devices 5. The hot gas 6 can then heat the material 2 located in the furnace chamber 3.
  • the heating devices 5 can be of the same or different construction, depending on requirements. This applies both to their dimensions and their basic design. The basic design of one of the heating devices 5 is explained in more detail below. However, these descriptions also apply to at least some of the other heating devices 5 – preferably to all of them.
  • the heating device 5 has a burner 7.
  • a gas mixture containing a flammable gas 8 and an oxygen-containing gas 9 is combusted by means of the burner 7.
  • the two gases 8 and 9 are supplied to the burner 7 via a suitable feed 10.
  • the feed 10 can be configured as shown in the illustration.
  • FIGS. 1 and 2 The burner 7 has separate piping systems for the different gases 8 and 9, through which the combustible gas 8 and the oxygen-containing gas 9 are supplied to the burner 7.
  • a mixture of the two gases 8 and 9 can also occur earlier, so that the supply 10 has a common piping system for the corresponding gas mixture.
  • the combustible gas 8 can be natural gas, hydrogen, methane, flue gas, blast furnace gas, another combustible gas, or a mixture of such gases, as required.
  • the oxygen-containing gas 9 can be, in particular, "normal" air.
  • the oxygen-containing gas 9 can be, according to FIG 1 Before being fed to the burner 7, the gas is heated in a heat exchanger 11 using the exhaust gas 12 from the furnace 1. This is preferred for energy efficiency reasons, but not strictly necessary.
  • the heating device 5 has an induction heater 13 in addition to the burner 7.
  • thermal energy can be introduced into at least one gas 8, 9, 14 supplied to the burner 7 and introduced into the furnace chamber 3 via the burner 7 by generating electric eddy currents.
  • the gas 8, 9, 14, into which thermal energy can be introduced by means of the induction heater 13 through the generation of electric eddy currents can, as required, be the flammable gas 8 or The oxygen-containing gas 9 is used.
  • an inert gas 14 can also be supplied to the burner 7 via the feed 10 – preferably via a separate piping system for the feed 10.
  • the gas 8, 9, 14, into which thermal energy can be introduced by means of the induction heater 13 through the generation of electric eddy currents can also be the inert gas 14.
  • only one of the gases 8, 9, 14, or several, or even all of the gases 8, 9, 14, can be inductively heated. For this reason, the induction heater 13 is located in FIG 2 Shown with three dashed lines.
  • the inert gas 14 can, for example, be described in the illustration in FIG 1
  • the exhaust gas 12 produced during the combustion of the combustible gas 8 and the oxygen-containing gas 9 is used.
  • the inert gas 14 consists essentially exclusively of carbon dioxide and/or water vapor and nitrogen. If pure or nearly pure oxygen is used as the oxygen-containing gas 9 and the exhaust gas 12 produced during combustion is utilized, the inert gas 14 consists essentially exclusively of carbon dioxide and/or water vapor, i.e., no or very little nitrogen. In other cases, the inert gas 14 is generated or supplied independently.
  • the inert gas 14 can also consist essentially exclusively of carbon dioxide and/or water vapor and/or nitrogen. Preferably, in this case, the inert gas 14 contains as little nitrogen as possible or is even nitrogen-free.
  • the induction heater 13 has according to FIG 4 An induction coil 15 is mounted.
  • An alternating electric current I flows in the induction coil 15, which has a relatively high frequency – usually in the kHz range.
  • the induction heater 13 typically also includes a heating element 16 in which electric eddy currents are generated by means of the alternating electric current I.
  • the heating element 16 is the element of the induction heater 13 that is inductively heated, i.e., heated by the eddy currents.
  • the heating element 16 is permeated and/or surrounded by the gas 8, 9, 14, into which thermal energy is to be introduced by means of the induction heater 13.
  • the heating element 16 can be designed as a plurality of tubes that are permeated by the gas 8, 9, 14.
  • the gas 8, 9, 14 can also flow through the outer circumference of the radiator 16. In this way, the radiator 16 transfers its (inductively generated) heat to the gas 8, 9, 14 flowing around or through it.
  • the radiator 16 can, for example, be made of stainless steel, such as stainless steel type 316L. Other materials are also possible, such as titanium, alloy C286, zirconium (especially Zr 702), or tantalum. Preferably, the radiator 16 is made of an electrically conductive ceramic.
  • the heating devices 5 of the furnace 1 are operated according to FIG 5 controlled by a control unit 17 of the furnace 1.
  • the associated control procedure is outlined below.
  • the operating state of a given heating device 5 can be characterized by various parameters.
  • a characteristic quantity is the mass flow rate M1 of the gas mixture consisting of the combustible gas 8 and the oxygen-containing gas 9.
  • its temperature T1 can also be taken into account.
  • These two characteristic quantities may together form a (1) complex characteristic quantity.
  • Another characteristic quantity is the (electrical) heating power P of the induction heater 13. If the inert gas 14 can also be supplied to the burner 7 of the respective heating device 5, the mass flow rate M2 of the inert gas 14 is another characteristic quantity.
  • the temperature T2 can also be taken into account.
  • These two characteristic quantities may also together form a (1) complex characteristic quantity.
  • Another characteristic quantity is the temperature T3 of the hot gas 6.
  • the third or fourth value is determined.
  • the present invention has many advantages.
  • it enables comparatively energy-efficient heating of goods 2, whereby technological properties – especially metallurgical properties – of the goods 2 can be advantageously influenced and peak loads on an electrical supply network can be avoided or at least reduced.

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Abstract

Ein Ofen (1) weist einen Ofenraum (3) auf, in dem ein Gut (2), insbesondere ein Walzgut aus Metall, erwärmt werden soll. Der Ofen (1) weist eine Anzahl von Heizeinrichtungen (5) auf, mittels derer ein Heißgas (6) in den Ofenraum (3) einbringbar ist, so dass das Heißgas (6) das in dem Ofenraum (3) befindliche Gut (2) erhitzt. Die Heizeinrichtungen (5) weisen jeweils einen Brenner (7) auf, mittels dessen ein ein brennbares Gas (8) und ein sauerstoffhaltiges Gas (9) enthaltendes Gasgemisch verbrennbar ist. Die Heizeinrichtungen (5) weisen jeweils eine Zuführung (10) zum Zuführen des brennbaren Gases (8) und des sauerstoffhaltigen Gases (9) oder des Gasgemischs zu dem jeweiligen Brenner (7) auf. Die Heizeinrichtungen (5) weisen jeweils eine Induktionsheizung (13) auf, mittels derer durch Erzeugung von elektrischen Wirbelströmen thermische Energie in mindestens ein dem Brenner (7) zugeführtes und über den Brenner (7) in den Ofenraum (3) eingebrachtes Gas (8, 9, 14) einbringbar ist.

Description

    Gebiet der Technik
  • Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Ofen zum Erwärmen eines in einem Ofenraum des Ofens befindlichen Gutes, insbesondere eines Walzgutes aus Metall,
    • wobei der Ofen eine Anzahl von Heizeinrichtungen aufweist, mittels derer ein Heißgas in den Ofenraum einbringbar ist, so dass das Heißgas das in dem Ofenraum befindliche Gut erhitzt,
    • wobei die Heizeinrichtungen jeweils einen Brenner aufweisen, mittels dessen ein ein brennbares Gas und ein sauerstoffhaltiges Gas enthaltendes Gasgemisch verbrennbar ist,
    • wobei die Heizeinrichtungen jeweils eine Zuführung zum Zuführen des brennbaren Gases und des sauerstoffhaltigen Gases oder des Gasgemischs zu dem jeweiligen Brenner aufweisen.
    Stand der Technik
  • Derartige Öfen sind allgemein bekannt.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Im Rahmen der Herstellung von Eisen und Stahl werden große Öfen eingesetzt. Beispielsweise werden in einer konventionellen Warmbandstraße Brammen in einem Ofen auf Temperaturen von 1000 °C und mehr erhitzt, bevor sie zunächst in einer Vorstraße und danach in einer Fertigstraße gewalzt werden. Auch bei Grobblechstraßen erfolgt ein vorheriges Erwärmen der Brammen auf Temperaturen von 1000 °C und mehr. Gleiches gilt für andere Walzstraßen. Die zum Erwärmen erforderlichen Öfen werden üblicherweise mit Erdgas oder mit einem anderen brennbaren Gas, beispielsweise einem Kuppelgas oder einem Gichtgas, betrieben. Das brennbare Gas wird mit Luft verbrannt, so dass Kohlendioxid und Wasser entstehen. Das entstehende Abgas wird über einen Kamin an die Umwelt abgegeben. Die zugehörigen Brenner befinden sich in der Regel sowohl an der Oberseite als auch an der Unterseite des Ofenraums.
  • Es ist weiterhin bekannt, Brammen und andere Walzgüter induktiv zu erwärmen. Eine induktive Erwärmung weist einen höheren Wirkungsgrad auf, als durch die Verwendung von Erdgas und dergleichen möglich ist. Eine induktive Erwärmung weist jedoch auch nennenswerte Nachteile auf. Zunächst ist die erforderliche elektrische Spitzenleistung sehr hoch. Sie liegt in der Praxis im zweistelligen Megawattbereich. Dies kann insbesondere dann von Nachteil sein, wenn eine Gesamtanlage, in welche der Ofen integriert ist, aus anderen Gründen temporär hohe elektrische Leistungen benötigt, beispielsweise zum Walzen eines Walzguts. Auch ist die zugehörige Induktionsheizung als solche teuer, aufwendig zu installieren und bei einem Ausfall auch nicht ohne weiteres zu ersetzen. Darüber hinaus ergeben sich auch aus metallurgischer Sicht nennenswerte Nachteile. Zum einen wirkt eine Induktionsheizung nur auf kleine Stellen der Walzgüter, so dass die Erwärmung ungleichmäßig ist und die Walzgüter nicht homogen durchgewärmt werden. Weiterhin ist die Aufheizung sehr schnell. Dies ist von Nachteil, weil die Walzgüter zwar erwärmt werden, für die Auflösung von Legierungselementen und Ausscheidungen im Walzgut jedoch ein nennenswerter Zeitraum erforderlich ist. Viele Stahllegierungen benötigen für die Auflösung von Legierungselementen und Ausscheidungen im Walzgut mehrere Stunden, während derer sie auf einer hohen Temperatur gehalten werden müssen, bevor sie gewalzt werden können. Hierfür ist ein Induktionsofen ungeeignet.
  • Darüber hinaus unterliegen sowohl der Preis für elektrischen Strom als auch der Preis für Erdgas und auch der Preis für CO2-Zertifikate erheblichen Schwankungen. So können Situationen auftreten, in denen - eine entsprechende Ausgestaltung des Ofens vorausgesetzt - zu bestimmten Zeiten der Betrieb mit dem brennbaren Gas und dem sauerstoffhaltigen Gas und zu anderen Zeiten der Betrieb mit elektrischem Strom kostengünstiger ist. Beispielsweise ist Strom an Tagen, an denen es sehr windig ist, sehr kostengünstig. Es ist daher schon angedacht worden, einen Ofen, der Heizeinrichtungen der eingangs genannten Art aufweist, zusätzlich mit Induktionsheizungen zu versehen, so dass er nach Bedarf mit den Brennern oder den Induktionsheizungen betrieben werden kann. Unabhängig von den damit verbundenen Kosten ist es aufgrund der beengten Verhältnisse im Ofenraum in der Praxis jedoch nicht möglich, zusätzlich zu den Brennern hinreichend viele Induktionsheizungen anzuordnen. Wenn ein Betrieb ausschließlich der Brenner oder ausschließlich der Induktionsheizungen erfolgen soll, kann dies daher nur mit einer verringerten Leistung erfolgen. Die volle Heizleistung kann nur dann aufgebracht werden, wenn zusätzlich zu den Brennern auch zumindest ein Teil der Induktionsheizungen betrieben wird oder zusätzlich zu den Induktionsheizungen auch zumindest ein Teil der Brenner betrieben wird.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, mittels derer auf kostengünstige und platzsparende Art und Weise und vorzugsweise auch auf flexible Art und Weise ein Betrieb eines Ofens der eingangs genannten Art sowohl durch Verbrennen von Erdgas oder dergleichen als auch durch induktives Heizen möglich ist.
  • Die Aufgabe wird durch einen Ofen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Ofens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 9.
  • Erfindungsgemäß wird ein Ofen der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet, dass die Heizeinrichtungen jeweils eine Induktionsheizung aufweisen, mittels derer durch Erzeugung von elektrischen Wirbelströmen thermische Energie in mindestens ein dem Brenner zugeführtes und über den Brenner in den Ofenraum eingebrachtes Gas einbringbar ist.
  • Die bei einem konventionellen Ofen vorhandenen Brenner werden also nicht als solche entfernt und gegen eine Induktionsheizung ausgetauscht. Vielmehr wird in den jeweiligen Brenner eine jeweilige Induktionsheizung integriert. Dies ist platzsparend und vergleichsweise kostengünstig möglich.
  • Es ist theoretisch denkbar, die jeweilige Induktionsheizung derart anzuordnen, dass sie eine von dem jeweiligen Brenner durch Verbrennen des Gasgemischs generierte Flamme selbst oder das bereits verbrannte Gas noch weiter erhitzt. In aller Regel wird die jeweilige Induktionsheizung jedoch in ein noch nicht erhitztes Gas thermische Energie einbringen. Die jeweilige Induktionsheizung wirkt also auf ein Gas, das mittels der Zuführung noch dem Brenner zugeführt wird.
  • Das brennbare Gas kann - wie im Stand der Technik auch - beispielsweise Erdgas sein. Alternativ kann es sich - gegebenenfalls zusätzlich zu Erdgas - um Wasserstoff, Methan, ein Kuppelgas, ein Gichtgas oder eine definierte Mischung dieser Gase handeln. Das sauerstoffhaltige Gas kann (mehr oder minder reiner) Sauerstoff oder insbesondere Luft sein.
  • Der jeweilige Brenner kann unter anderem eine Zündeinrichtung umfassen, mittels derer das dem Brenner zugeführte Gasgemisch gezündet werden kann, sofern der Brenner noch keine Flamme erzeugt. Die Zündeinrichtung kann so ausgebildet sein, wie dies auch im Stand der Technik der Fall ist. Aufgrund der Möglichkeit, ein dem Brenner zugeführtes und über den Brenner in den Ofenraum eingebrachtes Gas induktiv aufzuheizen, kann es aber auch möglich sein, in dem Gasstrom in dem Bereich, in dem die Flamme gezündet werden soll, temporär oder permanent beispielsweise einen Stift aus einer Keramik oder aus einem Metall mit einer hohen Schmelztemperatur anzuordnen und diesen Stift mittels des induktiv aufgeheizten Gases so weit aufzuheizen, dass er das Gasgemisch zünden kann.
  • Vorzugsweise ist dem Brenner der jeweiligen Heizeinrichtung über die Zuführung zusätzlich auch ein Inertgas zuführbar. Dadurch ist es möglich, das Heißgas auch rein elektrisch zu erzeugen oder ein Heißgas mit einer höheren Temperatur zu erzeugen als es nur durch das Verbrennen des brennbaren Gases möglich wäre. Weiterhin ist dadurch ein erheblich flexiblerer Betrieb des Ofens möglich. Durch das induktive Aufheizen eines Gases, das dann seinerseits das in dem Ofenraum befindliche Gut erwärmt, können weiterhin die technologischen Nachteile vermieden werden, die mit einem direkten induktiven Erwärmen des im Ofenraum befindlichen Gutes verbunden sind.
  • Vorzugsweise enthält das Inertgas als Bestandteile im wesentlichen ausschließlich Kohlendioxid und/oder Wasserdampf und/oder Stickstoff. Dadurch ist es insbesondere möglich, das Inertgas in einem geschlossenen Kreislauf zu führen. Weiterhin ändert sich auch bei einem zusätzlichen Verbrennen des brennbaren Gases die Zusammensetzung des Inertgases im wesentlichen nicht. Denn auch das Abgas eines typischen Verbrennungsprozesses enthält im wesentlichen genau diese Bestandteile. Es kann daher ohne weiteres angenommen werden, dass durch die Verwendung des Inertgases zum Erwärmen des in dem Ofenraum befindlichen Gutes keine unerwarteten Nebeneffekte auftreten. Weiterhin können die Brenner, die im Stand der Technik für das Verbrennen von Erdgas und dergleichen genutzt werden, ohne weitere Umstellung als Auslassdüsen für das Inertgas genutzt werden.
  • Es ist möglich, dass das Inertgas dem Brenner der jeweiligen Heizeinrichtung getrennt von dem brennbaren Gas und dem sauerstoffhaltigen Gas oder dem Gasgemisch zuführbar ist. Alternativ kann ein Vereinigen des Inertgases mit dem brennbaren Gas oder dem sauerstoffhaltigen Gas oder dem Gasgemisch auch schon vor dem Brenner erfolgen.
  • Das Gas, in das mittels der Induktionsheizung thermische Energie eingebracht wird, kann das brennbare Gas und/oder das sauerstoffhaltige Gas und/oder das Gasgemisch sein. In den Fällen, in denen ein Inertgas verwendet wird, kann das Gas, in das mittels der Induktionsheizung thermische Energie eingebracht wird, auch das Inertgas sein. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn die Induktionsheizung derart angeordnet ist, dass sie nur in einem Bereich der Zuführung wirkt, in dem das Inertgas geführt wird. Alternativ ist es möglich, dass das Gas, in das mittels der Induktionsheizung thermische Energie eingebracht wird, eine Mischung des Inertgases und des brennbaren Gases oder eine Mischung des Inertgases und des sauerstoffhaltigen Gases oder eine Mischung des Inertgases und des Gasgemischs ist.
  • Vorzugsweise ist einer Steuereinrichtung des Ofens für die Heizeinrichtungen aus einer Gruppe von für die Betriebsweise der jeweiligen Heizeinrichtung charakteristischen Größen eine Untergruppe vorgebbar. Die Anzahl an in der vorgegebenen Untergruppe enthaltenen charakteristischen Größen ist hierbei um 1 kleiner als die Anzahl an in der Gruppe enthaltenen charakteristischen Größen. Die in der Untergruppe nicht enthaltene charakteristische Größe ist durch die vorgegebenen charakteristischen Größen bestimmt. Die Steuereinrichtung ist derart ausgebildet, dass auch im laufenden Betrieb jederzeit die Untergruppe als solche beliebig neu festlegbar ist. In jedem Fall steuert die Steuereinrichtung die jeweilige Heizeinrichtung entsprechend den vorgegebenen charakteristischen Größen.
  • Die charakteristischen Größen umfassen einen Massenstrom des Gasgemischs mit oder ohne die Temperatur des Gasgemischs, eine Heizleistung der Induktionsheizung und eine Temperatur des Heißgases. In dem Fall, dass dem Brenner auch das Inertgas zugeführt werden kann, umfassen die charakteristischen Größen zusätzlich auch einen Massenstrom des dem Brenner zugeführten Inertgases mit oder ohne die Temperatur des Inertgases.
  • Die Temperatur des Inertgases kann mehr oder minder konstant sein und daher nicht mit vorgegeben werden müssen. Falls sie mit vorgegeben wird, bildet sie zusammen mit dem Massenstrom des Inertgases eine Einheit. Der Massenstrom des Inertgases und die Temperatur des Inertgases sind also nicht zwei voneinander verschiedene charakteristische Größen, sondern eine komplexe charakteristische Größe.
  • Die Induktionsheizung weist eine Induktionsspule auf. In aller Regel weist die Induktionsheizung zusätzlich auch einen Heizkörper auf. In dem Heizkörper werden mittels eines in der Induktionsspule fließenden elektrischen Wechselstroms elektrische Wirbelströme generiert. Dadurch wird der Heizkörper aufgeheizt. Weiterhin wird der Heizkörper von dem Gas, in das mittels der Induktionsheizung thermische Energie eingebracht werden soll, durchströmt und/oder umströmt. Dadurch gibt der Heizkörper seine Wärme an das ihn umströmende oder durchströmende Gas ab. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine effiziente Erwärmung des aufzuheizenden Gases.
  • Vorzugsweise besteht der Heizkörper aus einer elektrisch leitfähigen Keramik. Insbesondere sind derartige Keramiken bekannt, die auch bei sehr hohen Temperaturen lange Bestand haben.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird. Dabei zeigen:
    • FIG 1
    einen Ofen mit einem Ofenraum und einem darin befindlichen zu erwärmenden Gut,
    FIG 2
    eine Heizeinrichtung,
    FIG 3
    eine weitere Heizeinrichtung,
    FIG 4
    eine Induktionsheizung und
    FIG 5
    ein Blockschaltbild eines Steuerungssystems.
    Beschreibung der Ausführungsformen
  • In einem allgemein mit 1 bezeichneten Ofen soll ein Gut 2 erwärmt werden. Das Gut 2 befindet sich gemäß FIG 1 in einem Ofenraum 3 des Ofens 1. Der Ofenraum 3 ist somit derart ausgelegt, dass er das entsprechende Gut 2 aufnehmen kann. Bei dem Gut 2 kann es sich beispielsweise um ein Walzgut aus Metall handeln, insbesondere aus Stahl. Insbesondere kann das Gut 2 entsprechend der Darstellung in FIG 1 ein flaches, langgestrecktes Walzgut sein. Konkret im Falle eines flachen langgestreckten Walzguts wird das Gut 2 in dem Ofenraum 3 quer zu einer Längsrichtung des Gutes 2 gefördert. Die Förderrichtung ist in FIG 1 durch einen Pfeil 4 angedeutet.
  • Der Ofen 1 weist gemäß FIG 1 eine Anzahl von Heizeinrichtungen 5 auf. Die in FIG 1 dargestellte Anzahl von sieben Heizeinrichtungen 5 ist rein beispielhaft. Mittels der Heizeinrichtungen 5 ist ein Heißgas 6 in den Ofenraum 3 einbringbar. Das Heißgas 6 kann dadurch das in dem Ofenraum 3 befindliche Gut 2 erhitzen.
  • Die Heizeinrichtungen 5 können nach Bedarf gleichartig oder verschiedenartig aufgebaut sein. Dies gilt sowohl bezüglich ihrer Dimensionierung als auch bezüglich ihres prinzipiellen Aufbaus. Nachstehend wird der prinzipielle Aufbau einer der Heizeinrichtungen 5 näher erläutert. Mindestens für einige der anderen Heizeinrichtungen 5 - vorzugsweise für alle Heizeinrichtungen 5 - gelten diese Ausführungen jedoch ebenfalls.
  • Gemäß FIG 1 - siehe ergänzend FIG 2 - weist die Heizeinrichtung 5 einen Brenner 7 auf. Mittels des Brenners 7 wird ein Gasgemisch verbrannt, das ein brennbares Gas 8 und ein sauerstoffhaltiges Gas 9 enthält. Die beiden Gase 8, 9 werden dem Brenner 7 über eine entsprechende Zuführung 10 zugeführt. Beispielsweise kann die Zuführung 10 entsprechend der Darstellung in den FIG 1 und 2 für die verschiedenen Gase 8, 9 voneinander getrennte Leitungssysteme aufweisen, über die dem Brenner 7 einerseits das brennbare Gas 8 und andererseits das sauerstoffhaltige Gas 9 zugeführt werden. Alternativ kann eine Mischung der beiden Gase 8, 9 auch eher erfolgen, so dass die Zuführung 10 ein gemeinsames Leitungssystem für das entsprechende Gasgemisch aufweist. Das brennbare Gas 8 kann nach Bedarf Erdgas, Wasserstoff, Methan, Kuppelgas, Gichtgas, ein anderes brennbares Gas und eine Mischung derartiger Gase sein. Das sauerstoffhaltige Gas 9 kann insbesondere "normale" Luft sein. Das sauerstoffhaltige Gas 9 kann gemäß FIG 1 vor dem Zuführen zum Brenner 7 in einem Wärmetauscher 11 mittels des Abgases 12 des Ofens 1 erwärmt werden. Dies ist aus Gründen der Energieeffizienz bevorzugt, aber nicht zwingend erforderlich.
  • Gemäß FIG 2 weist die Heizeinrichtung 5 zusätzlich zu dem Brenner 7 eine Induktionsheizung 13 auf. Mittels der Induktionsheizung 13 ist durch Erzeugung von elektrischen Wirbelströmen thermische Energie in mindestens ein dem Brenner 7 zugeführtes und über den Brenner 7 in den Ofenraum 3 eingebrachtes Gas 8, 9, 14 einbringbar.
  • Das Gas 8, 9, 14, in das mittels der Induktionsheizung 13 durch Erzeugung von elektrischen Wirbelströmen thermische Energie einbringbar ist, kann nach Bedarf das brennbare Gas 8 oder das sauerstoffhaltige Gas 9 sein. Vorliegend ist dem Brenner 7 über die Zuführung 10 - vorzugsweise über ein eigenständiges Leitungssystem der Zuführung 10 - zusätzlich auch ein Inertgas 14 zuführbar. In diesem Fall kann das Gas 8, 9, 14, in das mittels der Induktionsheizung 13 durch Erzeugung von elektrischen Wirbelströmen thermische Energie einbringbar ist, auch das Inertgas 14 sein. Nach Bedarf kann nur ein einzelnes der Gase 8, 9, 14 oder können mehrere oder sogar alle der Gase 8, 9, 14 induktiv erwärmt werden. Aus diesem Grund ist die Induktionsheizung 13 in FIG 2 dreifach gestrichelt eingezeichnet.
  • Das Inertgas 14 kann beispielsweise entsprechend der Darstellung in FIG 1 das beim Verbrennen des brennbaren Gases 8 und des sauerstoffhaltigen Gases 9 entstehende Abgas 12 sein. In diesem Fall enthält das Inertgas 14 als Bestandteile im wesentlichen ausschließlich Kohlendioxid und/oder Wasserdampf und Stickstoff. Falls als sauerstoffhaltiges Gas 9 reiner oder nahezu reiner Sauerstoff verwendet wird und das beim Verbrennen entstehende Abgas 12 genutzt wird, enthält das Inertgas 14 als Bestandteile im wesentlichen ausschließlich Kohlendioxid und/oder Wasserdampf, also keinen oder nur sehr wenig Stickstoff. In anderen Fällen wird das Inertgas 14 eigenständig erzeugt oder zur Verfügung gestellt. In diesem Fall kann das Inertgas 14 als Bestandteile ebenfalls im wesentlichen ausschließlich Kohlendioxid und/oder Wasserdampf und/oder Stickstoff enthalten. Vorzugsweise enthält das Inertgas 14 in diesem Fall möglichst wenig Stickstoff oder ist sogar frei von Stickstoff.
  • FIG 3 zeigt eine Abwandlung von FIG 2. Der Unterschied besteht darin, dass in der Abwandlung von FIG 3 zuerst das Inertgas 14 mit dem brennbaren Gas 8 und/oder dem sauerstoffhaltigen Gas 9 vereinigt wird und erst danach das Gasgemisch, das durch die Vereinigung des Inertgases 14 mit dem brennbaren Gas 8 und/oder dem sauerstoffhaltigen Gas 9 entstanden ist, mittels der Induktionsheizung 13 induktiv erwärmt wird. Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, dass mittels einer einzigen Induktionsheizung 13 pro Brenner 7 stets ein Gas 8, 9, 14 erwärmt werden kann. Dies gilt sowohl in der einen extremen Situation, in der dem Brenner 7 ausschließlich das Inertgas 14 zugeführt wird, als auch in der anderen extremen Situation, in der dem Brenner 7 ausschließlich das brennbare Gas 8 und das sauerstoffhaltige Gas 9 zugeführt werden.
  • Zum Generieren der elektrischen Wirbelströme weist die Induktionsheizung 13 gemäß FIG 4 eine Induktionsspule 15 auf. In der Induktionsspule 15 fließt ein elektrischer Wechselstrom I, der eine relativ hohe Frequenz - meist im kHz-Bereich - aufweist, In der Regel weist die Induktionsheizung 13 weiterhin einen Heizkörper 16 auf, in dem mittels des elektrischen Wechselstroms I elektrische Wirbelströme generiert werden. Der Heizkörper 16 ist dasjenige Element der Induktionsheizung 13, das als solches induktiv erhitzt wird, also durch die Wirbelströme aufgeheizt wird. Der Heizkörper 16 wird von dem Gas 8, 9, 14, in das mittels der Induktionsheizung 13 thermische Energie eingebracht werden soll, durchströmt und/oder umströmt. Beispielsweise kann der Heizkörper 16 als Mehrzahl von Rohren ausgebildet sein, die von dem Gas 8, 9, 14 durchströmt werden. Gegebenenfalls kann das Gas 8, 9, 14 auch am äußeren Umfang des Heizkörpers 16 entlangströmen. Dadurch gibt der Heizkörper 16 seine (induktiv erzeugte) Wärme an das ihn umströmende oder durchströmende Gas 8, 9, 14 ab.
  • Der Heizkörper 16 kann beispielsweise aus rostfreiem Stahl bestehen, beispielsweise aus dem Stahl des Typs stainless steel 316L. Auch andere Materialien sind möglich, beispielsweise Titan, Alloy C286, Zirkon (insbesondere Zr 702) oder Tantal. Besonders bevorzugt besteht der Heizkörper 16 aus einer elektrisch leitfähigen Keramik.
  • Die Heizeinrichtungen 5 des Ofens 1 werden gemäß FIG 5 von einer Steuereinrichtung 17 des Ofens 1 gesteuert. Das zugehörige Steuerverfahren wird nachstehend skizziert.
  • Der Betriebszustand einer jeweiligen Heizeinrichtung 5 kann durch verschiedene Größen charakterisiert werden.
  • Eine charakteristische Größe ist der Massenstrom M1 des Gasgemischs, das aus dem brennbaren Gas 8 und dem sauerstoffhaltigen Gas 9 besteht. Gegebenenfalls kann zusätzlich zum Massenstrom M1 dieses Gasgemischs noch dessen Temperatur T1 berücksichtigt werden. Diese beiden charakteristischen Größen bilden gegebenenfalls zusammen eine (1) komplexe charakteristische Größe. Eine weitere charakteristische Größe ist die (elektrische) Heizleistung P der Induktionsheizung 13. Falls dem Brenner 7 der jeweiligen Heizeinrichtung 5 zusätzlich auch das Inertgas 14 zugeführt werden kann, ist der Massenstrom M2 des Inertgases 14 eine weitere charakteristische Größe. Gegebenenfalls kann zusätzlich zum Massenstrom M2 des Inertgases 14 noch dessen Temperatur T2 berücksichtigt werden. Diese beiden charakteristischen Größen bilden gegebenenfalls zusammen ebenfalls eine (1) komplexe charakteristische Größe. Eine weitere charakteristische Größe ist die Temperatur T3 des Heißgases 6.
  • In ihrer Gesamtheit sind die vorstehend genannten charakteristischen Größen überbestimmt. Es können also nicht alle unabhängig vorgegeben werden. Es ist jedoch möglich, jede der charakteristischen Größen zu ermitteln, sofern die anderen charakteristischen Größen bekannt sind. Man hat also insgesamt drei bzw. (falls dem Brenner 7 der jeweiligen Heizeinrichtung 5 zusätzlich auch das Inertgas 14 zugeführt werden kann) vier charakteristische Größen, nämlich
    • den Massenstrom M1 des Gasgemischs (gegebenenfalls zuzüglich dessen Temperatur T1),
    • die Heizleistung P der Induktionsheizung 13,
    • die Temperatur T3 des Heißgases 6 und
    • ggf. den Massenstrom M2 des Inertgases 14 (gegebenenfalls zuzüglich dessen Temperatur T2).
  • Bei Vorgabe von zwei bzw. drei dieser Größen ist die dritte bzw. vierte Größe bestimmt.
  • Gemäß FIG 5 können der Steuereinrichtung 17 beliebige zwei bzw. drei dieser Größen vorgegeben werden. In jedem Fall ist die Steuereinrichtung 17 in der Lage, die einzige verbleibende Größe zu ermitteln und weiterhin auch die jeweilige Heizeinrichtung 5 entsprechend den vorgegebenen Größen zu steuern. Die Steuereinrichtung 17 ist hierbei derart ausgebildet ist, dass auch im laufenden Betrieb jederzeit beliebig neu festlegbar ist, welche Größen vorgegeben werden. Es kann also jederzeit gewechselt werden zwischen
    • einer Vorgabe des Massenstroms M1 des Gasgemischs (gegebenenfalls zuzüglich dessen Temperatur T1), der Heizleistung P der Induktionsheizung 13 und des Massenstroms M2 des Inertgases 14 (gegebenenfalls zuzüglich dessen Temperatur T2),
    • einer Vorgabe des Massenstroms M1 des Gasgemischs (gegebenenfalls zuzüglich dessen Temperatur T1), der Heizleistung P der Induktionsheizung 13 und der Temperatur T3 des Heißgases 6,
    • einer Vorgabe des Massenstroms M1 des Gasgemischs (gegebenenfalls zuzüglich dessen Temperatur T1), des Massenstroms M2 des Inertgases 14 (gegebenenfalls zuzüglich dessen Temperatur T2) und der Temperatur des Heißgases 6 und
    • einer Vorgabe der Heizleistung P der Induktionsheizung 13, des Massenstroms M2 des Inertgases 14 (gegebenenfalls zuzüglich dessen Temperatur T2) und der Temperatur T3 des Heißgases 6.
  • Falls das Inertgas 14 nicht zugeführt werden kann, entfällt die dritte der vier vorstehenden Vorgabemöglichkeiten. Die drei anderen Vorgabemöglichkeiten sind vom Ansatz her unverändert, wobei jedoch angenommen wird, dass der Massenstrom des Inertgases 14 nicht vorhanden bzw. 0 ist.
  • Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Insbesondere ist eine vergleichsweise energieeffiziente Erwärmung von Gütern 2 möglich, wobei technologische Eigenschaften - insbesondere metallurgische Eigenschaften - der Güter 2 vorteilhaft beeinflusst werden können und Spitzenbelastungen eines elektrischen Versorgungsnetzes vermieden oder zumindest reduziert werden können.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Ofen
    2
    Gut
    3
    Ofenraum
    4
    Pfeil
    5
    Heizeinrichtungen
    6
    Heißgas
    7
    Brenner
    8
    brennbares Gas
    9
    sauerstoffhaltiges Gas
    10
    Zuführung
    11
    Wärmetauscher
    12
    Abgas
    13
    Induktionsheizung
    14
    Inertgas
    15
    Induktionsspule
    16
    Heizkörper
    17
    Steuereinrichtung
    I
    Wechselstrom
    M1, M2
    Massenströme
    P
    elektrische Leistung
    T1 bis T3
    Temperaturen

Claims (9)

  1. Ofen zum Erwärmen eines in einem Ofenraum (3) des Ofens befindlichen Gutes (2), insbesondere eines Walzgutes aus Metall,
    - wobei der Ofen eine Anzahl von Heizeinrichtungen (5) aufweist, mittels derer ein Heißgas (6) in den Ofenraum (3) einbringbar ist, so dass das Heißgas (6) das in dem Ofenraum (3) befindliche Gut (2) erhitzt,
    - wobei die Heizeinrichtungen (5) jeweils einen Brenner (7) aufweisen, mittels dessen ein ein brennbares Gas (8) und ein sauerstoffhaltiges Gas (9) enthaltendes Gasgemisch verbrennbar ist,
    - wobei die Heizeinrichtungen (5) jeweils eine Zuführung (10) zum Zuführen des brennbaren Gases (8) und des sauerstoffhaltigen Gases (9) oder des Gasgemischs zu dem jeweiligen Brenner (7) aufweisen,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Heizeinrichtungen (5) jeweils eine Induktionsheizung (13) aufweisen, mittels derer durch Erzeugung von elektrischen Wirbelströmen thermische Energie in mindestens ein dem Brenner (7) zugeführtes und über den Brenner (7) in den Ofenraum (3) eingebrachtes Gas (8, 9, 14) einbringbar ist.
  2. Ofen nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass dem Brenner (7) der jeweiligen Heizeinrichtung (5) über die Zuführung (10) zusätzlich auch ein Inertgas (14) zuführbar ist.
  3. Ofen nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Inertgas (14) als Bestandteile im wesentlichen ausschließlich Kohlendioxid und/oder Wasserdampf und/oder Stickstoff enthält.
  4. Ofen nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Inertgas (14) dem Brenner (7) der jeweiligen Heizeinrichtung (5) getrennt von dem brennbaren Gas (8) und dem sauerstoffhaltigen Gas (9) oder dem Gasgemisch zuführbar ist.
  5. Ofen nach Anspruch 2, 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Gas (8, 9, 14), in das mittels der Induktionsheizung (13) thermische Energie eingebracht wird, das Inertgas (14) oder eine Mischung des Inertgases (14) und des brennbaren Gases (8) oder eine Mischung des Inertgases (14) und des sauerstoffhaltigen Gases (9) oder eine Mischung des Inertgases (14) und des Gasgemischs ist.
  6. Ofen nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass einer Steuereinrichtung (10) des Ofens für die Heizeinrichtungen (5) aus einer Gruppe von für die Betriebsweise der jeweiligen Heizeinrichtung charakteristischen Größen eine Untergruppe vorgebbar ist,
    - dass die Anzahl an in der vorgegebenen Untergruppe enthaltenen charakteristischen Grö-ßen um 1 kleiner als die Anzahl an in der Gruppe enthaltenen charakteristischen Größen ist und die in der Untergruppe nicht enthaltene charakteristische Größe durch die vorgegebenen charakteristischen Größen bestimmt ist,
    - dass die Steuereinrichtung (17) derart ausgebildet ist, dass auch im laufenden Betrieb jederzeit die Untergruppe als solche beliebig neu festlegbar ist,
    - dass die Steuereinrichtung (17) die jeweilige Heizeinrichtung (5) entsprechend den vorgegebenen charakteristischen Größen steuert und
    - dass die charakteristischen Größen einen Massenstrom (M1) des Gasgemischs mit oder ohne die Temperatur (T1) des Gasgemischs, eine Heizleistung (P) der Induktionsheizung (13) und eine Temperatur (T3) des Heißgases (6) und einen Massenstrom (M2) des dem Brenner (7) zugeführten Inertgases (14) mit oder ohne die Temperatur (T2) des Inertgases (14) umfassen.
  7. Ofen nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass einer Steuereinrichtung (10) des Ofens für die Heizeinrichtungen (5) aus einer Gruppe von für die Betriebsweise der jeweiligen Heizeinrichtung charakteristischen Größen eine Untergruppe vorgebbar ist,
    - dass die Anzahl an in der vorgegebenen Untergruppe enthaltenen charakteristischen Grö-ßen um 1 kleiner als die Anzahl an in der Gruppe enthaltenen charakteristischen Größen ist und die in der Untergruppe nicht enthaltene charakteristische Größe durch die vorgegebenen charakteristischen Größen bestimmt ist,
    - dass die Steuereinrichtung (17) derart ausgebildet ist, dass auch im laufenden Betrieb jederzeit die Untergruppe als solche beliebig neu festlegbar ist,
    - dass die Steuereinrichtung (17) die jeweilige Heizeinrichtung (5) entsprechend den vorgegebenen charakteristischen Größen steuert und
    - dass die charakteristischen Größen einen Massenstrom (M1) des Gasgemischs mit oder ohne die Temperatur (T1) des Gasgemischs, eine Heizleistung (P) der Induktionsheizung (13) und eine Temperatur (T3) des Heißgases (6) umfassen.
  8. Ofen nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Induktionsheizung (13) eine Induktionsspule (15) und einen Heizkörper (16) aufweist,
    dass in dem Heizkörper (16) mittels eines in der Induktionsspule (15) fließenden elektrischen Wechselstroms (I) elektrische Wirbelströme generiert werden und der Heizkörper (16) dadurch aufgeheizt wird und dass der Heizkörper (16) von dem Gas, in das mittels der Induktionsheizung (13) thermische Energie eingebracht werden soll, durchströmt und/oder umströmt wird, so dass der Heizkörper (16) seine Wärme an das ihn umströmende oder durchströmende Gas (8, 9, 14) abgibt.
  9. Ofen nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Heizkörper (16) aus einer elektrisch leitfähigen Keramik besteht.
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