NO166289B - Varmebehandlingsovn for sylinderformet gods. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en varmeovn for behandling av barrer, stenger, rør og lignende sylinderformet gods og av den utførelse som er angitt i innledningsavsnittet av krav 1.

Fra V/0 83/02661 er det kjent en ovn for varmebehandling av barrer, stenger, rør og lignende sylinderformede godsstykker, som ved hjelp av en transportinnretning føres gjennom et behandlingsrom. Denne transportinnretning har imidlertid en spesiell forut fastlagt høyde, således at lengdeaksen for godsstykker med forskjellig diameter ikke alltid vil ligge nøyaktig i midten av det sylinderformede behandlingsrom. Dette forhold medfører imidlertid en uregelmessig gasstrøm-ning langs godsstykkenes overflate og en tilsvarende uregelmessig oppvarming, som i sin tur kan føre til krumning av de utglødede godsstykker, hvilket kan være hindrende for den videre bearbeiding av disse gjenstander. Denne krumning med-fører dessuten i seg selv en ytterligere uregelmessig fordelt oppvarming, da avstanden mellom veggen av det sylinderformede behandlingsrom og glødegodsets overflate vil variere på ukon-trollert måte langs godsstykkenes lengdeutstrekning.

Ventilatorer for å frembringe omløpende gasstrøm er anordnet slik at godset uten ytterligere arbeidskrevende og trykktap-ende anordninger, slik som f.eks. ledeblikk, ikke kan om-strømmes ensartet av gasstrømmen over hele sin lengde. År-saken til dette kan tilbakeføres til den ensidige anordning av ventilatorene. Dessuten blåser ventilatorene på tvers av godsets lengdeakse på sådan måte at reaksjonstrykket i venti-latorhuset frembringer problemer.

En ytterligere ulempe ved denne kjente varmeovn ligger i dens anvendelse av slissdyser for konveksjonsoppvarming. Disse

slissdyser som er anordnet langs godsets lengderetning danner smale stråler av varm gass, hvis utløpshastigheter varierer i forskjellige retninger over godsets pereferi, således at ikke ensartet anslag og således heller ikke ensartet oppvarming

oppnås omkring godsets omkrets.

Tilsvarende varmeovnskonstruksjon fremgår av DE-OS 2.929.322, DE-OS 2.712.279, DE-AS 2.637.646 og DE-OS 2.349.765.

Særlig i lettmetallindustrien, f.eks. ved sylinderformede godsstykker av aluminium, stilles nå tiltagende høyere krav til ensartet oppvarming og nøyaktig opprettholdelse av de ønskede temperaturer. Utover dette bør behandlingstiden av kommersielle grunner gjøres kortest mulig, og av disse grunner tilstrebes det således at varmeovergangen til godset gjøres så høy som mulig. Men nettopp ved høye varmeover-ganger gjør de stedlige variasjoner seg sterkt gjeldende og kan medføre stedlig overoppvarming. Dette er en tungtveiende mangel ved varmebehandlingsovner hvor sylinderformet gods direkte utsettes for flammer for å oppnå forbedret varmeover-gang, slik det er kjent fra US-PS 3.837.794.

Videre er det allerede utviklet varmebehandlingsovner hvor godset dreies under varmebehandlingen (US-PS 4.410.308) eller oppvarmes induktivt (DE-OS 2.628.657). Med sådanne utførel-ser kreves imidlertid mer omfattende konstruksjonsarbeide. Dessuten sikrer induktiv oppvarming heller ikke regelmessig oppvarming av sylinderformede godsstykker over hele deres lengdeutstrekning.

Videre fremgår det av DE-OS 2.919.207 en transportinnretning for en varmeovn, hvor oppvarmingen av sylinderformede godsstykker finner sted ved direkte kontakt med oppvarmede ild-faste blokker, og således ikke ved konveksjonsoppvarming.

En varmeovn av innledningsvis angitt art fremgår endelig av US-PS 4.065.249 og oppviser et behandlingsrom hvis form er tilpasset tverrsnittet av det gods som skal behandles, en transportinnretning for føring av godsstykkene i retning av deres lengdeakser, en ventilator for å frembringe gasstrøm, en varmeinnretning for oppvarming av gasstrømmen såvel som dyseåpninger for innføring av den varme gasstrøm i behandlingsrommet. Også ved denne varmebehandlingsovn foreligger imidlertid de ovenfor angitte ulemper, nemlig uregelmessig oppvarming av sylinderformede godsstykker over sin lengdeutstrekning og/ eller over sitt omfang, hvilket kan tilbake-føres til uregelmessig gasstrømning langs godsstykkene under behandlingsprosessen.

Det er derfor et formål for oppfinnelsen å frembringe en varmeovn av ovenfor angitt art, men hvor de ovenfor nevnte ulemper ikke foreligger.

Særlig har oppfinnelsen som formål å frembringe en varmeovn som medfører en nøyaktig definert og ensartet oppvarming av sylinderformet gods over hele sin lengdeutstrekning og totale omfang og derved utelukker krumning av godsstykkene på grunn av varierende oppvarming. Dette oppnås i henhold til oppfinnelsen ved de særtrekk som er angitt i den karakterise-rende del av patentkrav 1.

Hensiktsmessig utførelseformer er angitt i underkravene.

De oppnådde fordeler ved foreliggende oppfinnelse skriver seg særlig fra det forhold at de sylinderformede godsstykker

påvirkes av den omløpende gasstrøm på sådan måte at det selv ved stykker av forskjellig diameter alltid oppnås symmetrisk fordeling av varmeoverføringen over godsets overflate og dets lengdeutstrekning. For dette formål holdes de sylinderformede godsstykker i et hvert tilfelle langs en konstant definert akse i varmeovnen, mens videre varmeoverføringen oppnås ved hjelp av en rekke dyser som avgir gasstråler med

retning nøyaktig radialt på lengdeaksen av vedkommende sylinderformede godsstykke, hvilket fører til at stabile, veldefi-nerte varmeoverføringsforhold sikres. Den nøyaktige radiale innstilling av de innfallende gasstråler oppnås videre ved en tilsvarende utforming av varmgassens strømningsbaner samt av strømningskanalene til dyseåpningene.

Oppfinnelsen vil nå bli nærmere forklart ved hjelp av et utførelseeksempel og under henvisning til de vedføyde skjema-tiske tegninger, hvorpå:

Fig. 1 viser en planskisse av en varmeovn,

Fig. 2 viser et snitt langs linjen A-A i fig. 1,

Fig. 3 viser et snitt langs linjen B-B i fig. 2,

Fig. 4 viser en detalj Z i fig. 3 i forstørret målestokk

og tilsvarende et snitt langs linjen D-D i fig. 2,

Fig. 5 viser et snitt langs linjen C-C i fig. 2,

Fig. 6 er en perspektivskisse av transportinnretningen, og Fig. 7 viser et vertikalsnitt gjennom transportinnretningen.

Det gods som skal utglødes er på tegningene antydet skjema-tisk ved en sylinderformet barre 1, som befinner seg i et sylinderformet behandlingsrom 2. Denne barre 1 føres i horisontal retning inn i behandlingsrommet ved hjelp av en føringsinnretning som fremgår av figurene 6 og 7, hvorpå barren sentreres i behandlingsrommet i vertikal retning ved hjelp av en heveinnretning som inngår i føringsinnretningen. Bolten holdes så i den sentrerte stilling et forut gitt tidsrom, senkes derpå atter og føres til slutt ut av behandlingsrommet 2. Transportinnretningen for boltene 1 forløper horisontalt i lengderetningen av den sentrale midt- eller lengdeakse av bolten 1.

Som det vil fremgå av fig. 4 fører transportinnretningen barren 1 inn i behandlingskammeret på sådan måte at lengdeaksen av alle barrer 1, uavhengig av barrediameteren, holdes i samme høyde i behandlingsrommet 2. I fig. 4 er minste barrediameter angitt ved la, mens den største barrediameter er angitt ved lb. Det vil innses at lengdeaksen for barrene la og lb i begge tilfeller er anbragt i samme posisjon.

Ytterveggene av behandlingskammeret 2 dannes av sideveggene for kanaler 4 for tilførsel av behandlingsgass, f.eks. luft, idet disse kanaler ender i dyseutløp 3 i veggene av behandlingsrommet 2. Disse utløpsdyser er anordnet i veggene på sådan måte at de gasstråler som avgis fra dysene rettes nøyaktig radialt mot vedkommende barre 1 i behandlingsrommet 2. For dette formål er gasstrålenes treffpunkter på barrens utside fastlagt slik at de ved utfolding av barrens overflate i et plan ville ligge ved hjørnene av likesidede trekanter, hvis sidelengde omtrent vil tilsvare avstanden mellom dysenes utløpsflate og overflaten av en barre med midlere diameter. Ved sirkulære dyseåpninger 3 er dyseåpningenes diameter omtrent en femtedel av deres midlere avstand fra overflaten av barren 1.

En åpning 5 med en overliggende ventilatorvifte 6 er anordnet for fjerning av den gass som treffer barren 1. Derved oppnås uhindret avstrømning av behandlingsgass fra barren 1 til et sugerom 7 som strekker seg nesten over hele boltens samlede lengde.

Ventilatoren 6 driver behandlingsgassen symmetrisk på begge sider inn i nedstrømsdiffusorer 8. Ved ytterenden av disse nedstrømsdiffusorer 8, nemlig på de steder hvor nedstrøms-dif f usorene utvider seg til omtrent anleggets bredde, er det innbygget brennere med flamme som er rettet mot utstrømningen fra ventilatoren 6, således at de varme avgasser blander seg meget intimt med den behandlingsgass som bringes i omløp av ventilatoren 6. Det kan her anvendes brennere for alle van-lige brensler. Ved anvendelse av indirekte oppvarming inn-bygges strålingsrør og ved direkte elektrisk oppvarming varmegittere i strømningskanalen ved enden av nedstrøms-dif f usorene. Ved den tilsluttede innsnevring av denne strøm-ningskanal oppnås en hastighetsøkning som fører til en ensartet hastighetsprofil i innløpsområdet 9 av tilførsels-kanalene 4 for gasstilførsel til dyseåpningene 3.

Ved det videre forløp av strømningsføringen innsnevres til-førselskanalene 4 til dyseåpningene 3 fra innløpstverrsnittet 9 til midttverrsnittet 10, slik det vil fremgå av fig. 5, således at samme strømningsvinkel innstiller seg overalt på innsiden av dyseåpningen 3.

Transportinnretningen vil nå bli beskrevet under henvisning til figurene 6 og 7. Transportinnretningen som i sin helhet er angitt ved henvisningstallet 12 og består av førings- og heveutstyr, oppviser et sett horisontalt anordnede og stasjo-nære transportruller 14. De dreibare ruller 14 i dette sett er anordnet i fast vertikal høyde og tjener bare til horisontal bevegelse av barrene 1 inn i og ut av behandlingsrommet 2.

Til rulleutstyret 14 hører en heveinnretning med basisramme 16 som kan forflyttes i vertikal retning av heveutstyr som ikke er vist, f.eks. skruejekker eller hydrauliske stempler. Rammen 16 bærer flere vertikale hevestenger 18 (tre sådanne stenger er vist i fig. 6) som oppviser horisontale lagrings-braketter 20 ved sine øverste ender. Brakettenes opplag-ringsflater for akslene som bærer de dobbelt V-formede ruller 22 er av et passende material, f.eks. et keramisk eller sintret material.

Som vist i fig. 7, er akslene 15 for rullene 14 og hevesteng-ene 18 ført gjennom isolasjonen i behandlingsrommet 20 og understøttes på utsiden av kammeret 2.

Barren 1 som viler på rullene 14 innføres horisontalt i behandlingsrommet 2 inntil den stoppes av et anslag. Barren 1 forskyves da litt bakover i motsatt retning inntil den kommer i korrekt horisontal stilling i behandlingsrommet 2. Derpå aktiveres heveenhetene, hvilket bringer rammen 16 og sammen med denne også de dobbelte V-ruller 20 oppover inntil lengdeaksen av barren 1, slik den er vist i fig. 6, falle sammen med midtaksen i behandlingsrommet 2.

De dobbelt V-formede ruller 22 er av ildfast material og jevnt fordelt langs lengden av barren 1. Bortsett fra den midtre dobbelt V-formede rulle 22 kan alle de øvrige ruller 22 dreies. Dette sikrer at varmeutvidelsen av barren 1 som følge av den oppvarming den utsettes for, finner sted i like høy grad fra midten mot begge ender av barren 1.

I en utførelseform av varmeovnen i henhold til oppfinnelsen og som omfatter flere behandlingsrom 2, kan heveinnretningene for de enkelte rom 2 aktiveres innbyrdes uavhengig, således at uavhengig matning av de enkelte rom 2 kan finne sted. For fremstillingsformål gir den beskrevne utførelse av dyseåpningene den forenkling at det med samme dyseåpning, som f.eks. kan frembringes ved passende deformasjon ved anvendelse av et trykkverktøy, kan oppnås ønsket anslagsvinkel, nemlig så vinkelrett som mulig mot midtaksen av den sylinderformede barre. På denne måte oppnås overalt ensartet strøm-ning av oppvarmingsgasser bort fra barren 1, hvilket i sin tur fører til ensartet varmeoverføring over hele overflaten av barren 1.

Claims (9)

1. Varmeovn for behandling av barrer, stenger, rør og lignende sylinderformet gods samt med: a) minst et behandlingsrom hvis form er tilpasset godsstykkenes tverrsnitt, b) en transportinnretning for føring av godsstykkene gjennom behandlingsrommet i retning av deres lengdeakser og frem til en endestasjon, c) en ventilator for å frembringe en omløpende gasstrøm, d) en varmeinnretning for oppvarming av gasstrømmen, og e) dyseåpninger for innføring av den varme gasstrøm i

behandlingsrommet,

karakterisert ved at: f) transportinnretningen (12) omfatter: fl) et føringsorgan (14) for horisontalbevegelse av

godsstykkene, f2) et heveorgan (16, 18, 20, 22) for sentrering av

godsstykkene (1) i behandlingsrommet vertikalt på deres lengdeakser og i avhengighet av godsstykkenes tverr-snittsmål, g) dyseåpninger (3) er utformet i behandlingsrommets vegger for å rette oppvarmede dysestråler i radial retning i forhold til godsstykkenes lengdeakser mot godsets overflate, h) gasstilførselen til kanalene (4) som fører oppvarmings-gass til dyseåpningene (3) befinner seg ved begge ender av behandlingsrommet, og i) ventilatoren (6) 11) er anordnet tverrstilt på midten av behandlingsrommet

( 2) samt for å 12) blåse i begge regninger mot de to innløp (9) for tilførselskanalene (4).

2. Varmeovn som angitt i krav 1, karakterisert ved at dyseåpningenes utløps-diameter ved sirkelrunde åpninger utgjør omtrent 1/5 av den midlere avstand av dyseåpningene (3) fra godsets overflate.

3. Varmeovn som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at det på oversiden av behandlingsrommet (2) er anordnet et sugerom (7), som strekker seg omtrent over hele lengdeutstrekningen av godset (1) .

4. Varmeovn som angitt i krav 3, karakterisert ved at ventilatoren (6) som står i forbindelse med sugerommet (7) er anordnet for å drive ut gassen symmetrisk på begge sider gjennom nedstrøms-diffusorer (8).

5. Varmeovn som angitt i krav 4, karakterisert ved at det ved ytterenden av nedstrømsdiffusorene (8) er anordnet brennere, hvis flammer er rettet mot utstrømningen fra ventilatoren (6).

6. Varmeovn som angitt i krav 1-5, karakterisert ved at tverrsnittet av til-førselskanalene (4) avtar fra innløpstverrsnittet (9) til midttverrsnittet (10).

7. Varmeovn som angitt i krav 1 - 6, karakterisert ved at føringsinnretningen utgjøres av et sett horisontalt anordnede føreruller (14).

8. Varmeovn som angitt i krav 1-7, karakterisert ved at heveinnretningen omfatter en bæreramme (16) som kan forskyves vertikalt ved hjelp av heveutstyr, samt dobbelt V-formede ruller (22) for understøttelse av godsstykkene (1).

9. Varmeovn som angitt i krav 8, karakterisert ved at den dobbelt V-formede rulle (22) ved godsstykkets midtpunkt er opplagret slik at den ikke kan dreies.