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Haubenblankglühofen mit Heiz- und Schutzgashaube Die Erfindung betrifft
einen Haubenblankglühofen mit Heiz- und Schutzgashaube, die zur Vergrößerung der
wärmeübertragenden Oberfläche gewellt oder mit Rippen versehen ist.
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Bei den bekannten Haubenglühöfen mit Umwälzbeheizung, die so arbeiten"daß
beim Glühen, beispielsweise von Bandringen, unter einer Schutzgashaube durch einen
Umwälzer Schutzgas als Wärmeträger mit hoher Geschwindigkeit umgewälzt wird, erfolgt
die Wärmeübertragung derart, daß die direkt oder indirekt beheizte Schutzgashaube
die Wärme direkt durch Strahlung und/oder indirekt über das umgewälzte Schutzgas
an das Glühgut abgibt.
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Dabei werden ohne besondere Vorkehrungen die oberen Glühguteinheiten
schneller erwärmt als die unteren. Da nun alle Teile des Glühgutes dem erforderlichen
Glühvorgang unterzogen, also mindestens eine festgelegte Zeit einer bestimmten Temperatur
ausgesetzt sein müssen, wird .der Zeitaufwand für den Glühvorgang erheblich erhöht,
also die Leistung des Ofens stark gedrosselt.
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Es .ist auch bereits vorgeschlagen worden, gehört aber noch nicht
zum Stande der Technik, Steuerorgane für den Schutzgasstrom so anzuordnen, daß den
unteren Glühguteinheiten mehr Wärme zugeführt und dadurch eine gleichmäßigere Erwärmung
aller C`rlühguteinheiten begünstigt wird. Da festgestellt wurde, daß die Temperaturen
des Umwälzgases an verschiedenen Stellen im Umwälzsystem sehr unterschiedlich waren,
wurde die Umwälzgeschwindigkeit erheblich gesteigert und die Heizfläche der Schutzgashaube
vergrößert. Durch diese Maßnahme wurde ein besserer Temperaturausgleich im Umwälzsystem
er-reich t.
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DerF rfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch entsprechende Ausbildung
der Schutzgashaube möglichst gleiche Temperaturen des Schutzgases überall im Umwälzsystem
zu schaffen und damit gleichmäßigere und schnellere Erwärmung des Glühgutes zu erzielen.
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Es ist bekannt, bei der Reduktion von schlecht wärmeleitenden, pulverförmigen
Metallverbindungen in Glühkästen, die Glühkästen zur besseren Zuleitung der Wärme
an das Pulver mit wärmeleitenden Rippen zu durchziehen. An ,diesen Rippen kommt
das Pulver direkt zur Anlage.
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Es ist auch bereits bekanntgeworden, in Hau:benglühöfen Glühgutbehälter
anzuordnen, die von dem Schutzgasstrom spiralförmig um- oder durchströmt werden
sollen, wobei als Mittel zur Erzielung dieser Strömung nur Sog bzw. Druck des Umwälzers
verwendet wurde, in einem Falle auch zusätzlich ein in Nähe des Umwälzers angeordneter
Leitkranz. Diese Mittel konnten die erwünschte spiralförmige Strömung nicht erreichen.
Es ist auch bereits bekanntgeworden, schmiedeeiserne Glühgutzylinder mit vertikal
gewellten Wänden auszubilden und die Schutzhaube von Haubenglühöfen zur Erzielung
einer vergrößerten Heizfläche gleichfalls mit vertikalen Wellen oder Rippen zu versehen.
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Die Erfindung geht von einer derartigen Anordnung aus und schlägt
vor, auf der Innen- und Außenseite der Schutzgashaube Rippen aufzusetzen, die an
der Außenseite im wesentlichen .senkrecht verlaufen und an der Innenseite schraubenlinienförmig
angeordnet sind derart, daß sie das aufsteigende Schutzgas schraubenlinienförmig
führen. Durch diese Anordnung werden nicht nur die wärmeaufnehmende und die wärmeabgebende
Fläche der Haube vergrößert, sondern es wird gleichzeitig der aufsteigende Schutzgasstrom
geführt und sein Weg entlang der wärmeabgebenden Innenwand der Schutzgashaube vergrößert.
Der Schutzgasstrom wird also auf seinem Weg vor Eintreten in ,die jeweiligen Konvektoren
mehr Wärme aufnehmen können als bei allen bisher genannten Anordnungen. Durch die
Anordnung wird gleichzeitig bei der Abkühlung ein höherer Kühleffekt erzielt.
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Zusätzlich zu diesen wärmetechnischen Fortschritten ergibt sich eine
Vergrößerung der Stabilität der Haube, die von erheblicher Bedeutung ist. Bei den
bisher üblichen Hauben, die bei einer Höhe von etwa 3 bis 4 m ein erhebliches Gewicht
haben, trat nach wenigen Glühvorgängen infolge der erheblichen Gewichtsbelastung
in erhitztem Zustand ein Knittern und Deformieren des Haubenunterteils ein, was
nunmehr wirksam durch die Rippenanordnung, in.sbesondere
durch
die außen und innen verschieden angeordneten Rippen völlig vermieden wird.
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Dadurch, daß die Außenfläche im Verhältnis zur Innenfläche der Schutzgashaube
durch Veränderung der Zahl und/oder Größe der Rippen verschieden groß gewählt «-erden
kann, ist es möglich, jede gewünschte Wärmeaufnahme und -abgabe zu erzielen. Durch
Veränderung der Steigung und/oder des Abstandes und/oder der Anzahl der Innenrippen
in Abhängigkeit von der Höhe der Haube ist es möglich, den Schutzgasstrom im einzelnen
während seines Weges zu beeinflussen. Die Wärmeüberleitung und die Steigungsgeschwindigkeit
können auch noch dadurch gesteuert werden, daß der Rippenquerschnitt sich in Abhängigkeit
von der Höhe der Schutzgashaube ändert. Die Innenrippen werden mit Vorteil der Richtung
des aufsteigenden. aus dem Diffusor austretenden, umgewälzten Schutzgases angepaßt.
Es ist auch daran gedacht, nur im unteren Teil der Schutzgashaube Rippen anzuordnen,
da im allgemeinen der Wärmezuführung im Unterteil mehr Aufmerksamkeit zugewandt
werden muß als der Wärmezuführung im Oberteil.
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Es sind doppelwandige Schutzgashauben bekannt, in denen das Schutzgas
beim Aufsteigen zwischen der Außen- und Innenwand erwärmt wird und am oberen Ende
der Innenwand, die dicht unter dem Haubendeckel endet, mit seiner höchsten Temperatur
austritt. Der Nachteil dieser Konstruktionen ist, daß die oberen Glühguteinheiten
schneller erwärmt werden als die unteren.
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Erfindungsgemäß soll auch bei mehrwandigen Schutzgashauben mindestens
eine der Hauben mit Rippen und/oder Wellen und die Außenwand der Außenhaube immer
mit senkrechten Rippen versehen werden. Durch Verringerung der Höhe der Innenhaube
und/oder durch Anbringung von üffnungen in dieser kann der Schutzgasstrom erheblich
unterhalb des Deckels bereits nach unten umgelenkt und damit den unteren Glühguteinheiten
eine größere Wärmemenge zugeführt werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen
beschrieben. In den Zeichnungen stellt dar.
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Fig.l eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer einwandigen Schutzgashaube,
teilweise im Schnitt, in einem Haubenblankglühofen, Fig.2 eine erfindungsgemäße
Ausführungsform einer einwandigen Schutzgashaube, teilweise im Schnitt, mit Innenrippen
mit nach oben hin zunehmender Steigung, Fig.3 eine erfindungsgemäße Ausführungsform
einer einwandigen Schutzgashaube, teilweise im Schnitt, mit Innen- und Außenrippen
an einem Teil der Schutzgashaube, Fig. =1 eine erfindungsgemäße Ausführungsform
einer doppelwandigen Schutzgashaube, teilweise im Schnitt, Fig. 5 eine erfindungsgemäße
Ausführungsform einer teilweise doppelwandigen Schutzgashaube, teilweise im Schnitt.
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In Fig. 1 ist ein Haubenblankglühofen dargestellt, der direkt oder
indirekt beheizt sein kann und in den eine Schutzgashaube gemäß der Erfindung eingesetzt
ist. Die in die Heizhaube 1 eingebrachte Wärmemenge wird direkt oder indirekt durch
Strahlung auf die Schutzgashaube 2 übertragen. Unter der Schutzgashaube 2 wird das
Schutzgas durch einen Umwälzer 3 umgewälzt. Glühguteinheiten, z. B. Blechbunde 4,
4a und 4 b, sind durch Konvektoren 5 und 5 a voneinander getrennt. Das Schutzgas
gibt seine Wärme in den Kreisläufen A, B und C durch die Konvektoren 5, 5a
und über die obere Fläche des oberen Bundes 4 b an das Glühgut ab und gelangt über
einen in der Mitte der Bunde 4, 4a, 4b gebildeten Saugraum 6 zum Umwälzer 3 zurück.
Zur einwandfreien Führung des Schutzgasstromes ist der Diffusor 7 finit (im
Querschnitt) als logarithmische Spiralen ausgebildeten Lamellen 8 ausgerüstet. Über
eine als Leitorgan ausgebildete Außenwand 9 des Diffusors 7 wird z. B. ein tangentialer
Austritt und ein bestimmter Steigungswinkel des Schutzgasstromes erreicht.
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Die Schutzgashaube 2 besteht aus einem Blechmantel 10 und einem Deckel
11. An der Innenseite des Blechmantels 10 sind Rippen und/oder Wellen 12 aufgeschweißt
bzw. in anderer geeigneter Weise so angebracht, daß ein wirksamer Wärmeübergang
von dem Mantel 10 auf die spiralförmigen Rippen und;' oder Wellen 12 erfolgt.
Je nach der Anzahl und/oder der Formgebung und, /oder der sonstigen Ausbildungsart
der Rippen und/oder Wellen 12 kann die Wärmeübertragung der Oberfläche beliebig
vergrößert und außerdem durch senkrechte oder spiralförmige Anordnung der umgewälzte
Schutzgasstrom gelenkt werden. Ihr Steigungswinkel richtet sich nach der als Leitorgan
ausgebildetenAußenwand9 desDiffusors7. Durch diese Vergrößerung der wärmeabgebenden
Innenfläche ist eine entsprechende Vergrößerung der wärmeaufnehmenden Außenfläche
der Schutzgashaube 2 bedingt. Sie wird in gleicher Weise wie bei der Innenfläche
durch Rippen und/oder Wellen 13, die vorzugsweise senkrecht angeordnet sind, erreicht.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, kann man dabei Rippen und/oder Wellen 13 vorsehen, die
bis auf den Deckel 11 gezogen sind und,/oder am Rand des Deckels 11 enden. Mit .der
Vergrößerung der Außenfläche der Schutzgashaube wird in vorteilhafter Weise gleichzeitig
auch der Kühleffekt beim Abkühlen des Glüheinsatzes vergrößert und die Stabilität
der dünnwandigen Schutzgashaube erheblich gesteigert.
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Durch die Vergrößerung ,der wirksamen inneren und äußeren Heizflächen
der Schutzgashaube 2 und durch das damit erzielte günstigere Verhältnis der Heizflächen
zur wärmeaufnehmenden Fläche des Glühgutes sowie durch die unterstützende Steuerung
des Schutzgasstromes infolge der geneigt angeordneten Rippen und/oder Wellen 12
wird eine besonders schnelle und gleichmäßige Erwärmung des Glühgutes erreicht.
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Da bei Haubenblankglühöfen ohne Steuerung des Schutzgasstromes die
oberen Glühguteinheiten schneller erwärmt werden als die unteren, kann, wie in Fig.2
dargestellt, die Steigung der inneren Rippen 12 so geändert werden, daß im unteren
Teil der Haube, also dort, wo die größere Wärmemenge benötigt wird, eine größere
Heizfläche zur Verfügung steht. Derselbe Zweck läßt sich, wie in F.ig 3 dargestellt,
dadurch erreichen, daß die Innenrippen 12 und die Außenrippen 13 nur an einem Teil
der Haube, z. B. nur im unteren Teil, angebracht sind oder daß die Anzahl der Rippen
im oberen Teil vermindert wird.
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Es sind doppelwandige Schutzgashauben zur Verwendung in Haubenblankglühöfen,
jedoch ohne Steuerung des Schutzgasstromes, bekannt. Hierbei wird das Schatzgas
beim Aufsteigen zwischen Außenhaube 14 (Fig. d) und Innenhaube 15 erwärmt und tritt
am oberen Ende der Innenhaube 15, die dicht unter dem Haubendeckel 11 endet, mit
seiner höchsten Temperatur aus. In erfindungsgemäßer Weise sind zur Vergrößerung
der Heizfläche mindestens an einer Haube,
z. B. an der Innenwand
der Außenhaube 14, spiralförmige Rippen und/oder Wellen 12 angebracht, und die Außenwand
der Außenhaube 14 ist mit senkrechten Rippen 16 versehen. Da auch bei dieser Ausführung
der obere Teil des Glühgutes schneller erwärmt wird als der untere und damit eine
ungleichmäßige Erwärmung eintritt, können, wie Fig.5 zeigt, zur schnelleren Erwärmung
der unteren Glühgutteile und langsameren Erwärmung der oberen Glühgutteile, insgesamt
also zur Erzielung einer gleichmäßigeren und damit insgesamt auch schnelleren Erwärmung
auch bei der doppelwandigen Haube wenigstens an einer Haube lediglich ein Teil der
Heizflächen mit spiralförmigen Rippen und/oder Wellen 12 versehen und an der Außenwand
der Außenhaube 14 senkrechte Rippen 16 angebracht werden. Der Schutzgasstrom wird
dann z. B. bereits in halber Höhe der Haube 17 nach unten umgelenkt, und zur Beheizung
der unteren Glühguteinheiten verwendet, während nur ein kleinerer Teil die oberen
Glühguteinheiten bestreicht und aufheizt, so daß eine gleichmäßigere Erwärmung des
gesamten Glühgutes erfolgt.
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Abgesehen von den dargestellten Ausführungsbeispielen ist auch daran
gedacht, die Vergrößerung der Oberflächen der Hauben oder eines Teiles derselben
durch andere Formgebung zu erreichen.