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Kontinuierlich arbeitender gasbeheizter Glühofen Die Erfindung betrifft
einen kontinuierlich arbeitenden gasbeheizten Glühofen, in welchem, insbesondere
an Stählen, genau festgelegte Glühprogramme durchgeführt werden können.
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Bekanntlich ist es vornehmlich bei sogenannten Edelstählen notwendig,
das Glühgut nacheinander genau einzuhaltenden Behandlungszeiten bei erhöhten Temperaturen,
die ebenfalls genau einzuhalten sind, zu unterwerfen. Häufig wurden solche Behandlungen
als sogenannte Stapelglühungen durchgeführt, wobei die Werkstücke, zu Einheiten
von mehreren Tonnen zusammengefaßt entweder in einem temperaturregelbaren Ofen behandelt
oder absatzweise durch verschieden erhitzte Zonen eines Ofens hindurchbewegt wurden.
Diese Behandlungsart kann erhebliche Nachteile ergeben, weil die Temperaturen im
Stapel verhältnismäßig schwer zu beherrschen sind, so daß im Stapelinnern andere
Temperaturen herrschen als in den äußeren Lagen. Außerdem sind jeweils lange Behandlungszeiten
erforderlich, um mit Sicherheit im gesamten Stapel eine einigermaßen gleichmäßige
Temperatur erzielen zu können, und es müssen lange Zwischenzeiten eingeschaltet
werden, wenn der Stapel von einer Behandlungstemperatur auf eine andere gebracht
wird, weil sonst der erforderliche Temperaturausgleich nicht gewährleistet ist.
Infolgedessen ergeben sich, abgesehen von qualitativen Nachteilen, Gesamtbehandlungszeiten
von großer Dauer.
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Nach einem nicht vorbekannten Vorschlag kann die Behandlungszeit herabgesetzt
werden, indem das Glühgut fortschreitend durch einen zonenweise temperaturregelbaren
Glühofen mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit hindurchgeführt wird, so daß sich
die Aufheiz-, Halte- und Abkühlungszeiten zwangläufig ergeben. Zur Durchführung
dieses Verfahrens ist es wichtig, daß Öfen zur Verfügung stehen, die eine sehr genaue
Einhaltung der erforderlichen Temperaturen in den einzelnen Ofenzonen gewährleisten,
wobei diese Temperaturen jeweils über die gesamte Zonenlänge des Ofens konstant
sein müssen. Diese Forderungen sind um so schwieriger zu erfüllen, als es gemäß
dem erwähnten, nicht vorbekannten Vorschlag unerheblich ist, daß lang gestrecktes
Glühgut sich bei der kontinuierlichen Behandlung mit einzelnen Abschnitten in verschiedenen
Behandlungszonen befindet.
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Das Ziel der Erfindung ist es, einen Ofen anzugeben, der den genannten
Forderungen in jeder Hinsicht möglichst weitgehend genügt.
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Es ist an sich bekannt, die Temperatur in Glühöfen mit dem Mittel
der Abgasumwälzung zu beherrschen. Dies ist sowohl bei Öfen für das Stapelglühen
wie auch bei Durchlauföfen der Fall. Zur Trennung der einzelnen Glühzonen in solchen
Öfen ist es bekannt, Gewölbeeinziehungen vorzusehen, die die Gasräume des Ofens
und damit die einzelnen Behandlungszonen möglichst weitgehend voneinander trennen.
Die Gewölbeeinziehungen werden. hierbei so weitgehend vorgesehen, dalS nur ein Abstand
zwischen Gewölbeeinziehung und Transportrollen verbleibt, der eben groß genug ist,
um das im Ofen zu behandelnde Gut von Zone zu Zone befördern zu können. Weiter ist
es bekannt, die Verbrennungsabgase aus dem Ofen abzuziehen und sie mittels eines
Abgasumwälzers unter so starkem Überdruck wieder in den Ofen einzuleiten, daß eine
scharfe Trennung der Ofenzonen entsteht. Hierbei soll es möglich sein, auf Gewölbeeinziehungen
ganz zu verzichten und die einzelnen Glühzonen lediglich durch die unter Überdruck
eingeleiteten Gase aufrechtzuerhalten.
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Schließlich ist es bekannt, die aus dem Ofen abgezogenen Verbrennungsgase
durch einen oder mehrere Brenner erneut aufzuheizen und sie sodann dem Ofen wieder
zuzuführen. Hierbei ist die Strömungsrichtung der heißen Gase im Ofen in einzelnen
Zonen zur Gutförderrichtung gleichsinnig und in anderen Zonen gegensinnig.
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Gemäß der Erfindung wurde erkannt, daß es zur Erfüllung der oben aufgestellten
Forderungen wichtig ist, daß die einzelnen Ofenzonen bereits durch das an sich bekannte
Mittel der Gewölbeeinziehungen voneinander getrennt werden und däß jede einzelne
Zone mit in sich geschlossener Gasumwälzung arbeitet, wobei der Ofen in jeder Zone
nach dem Gegenstromprinzip
arbeitet, d. h., daß der Gasstrom und
die Glühgutförderrichtung in allen Zonen einander entgegengerichtet sind.
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Dementsprechend wird gemäß der Erfindung ein kontinuierlich arbeitender,
gasbeheizter Ofen für die Durchführung von Glühprogrammen, insbesondere an Stählen,
mit zwei oder mehreren Zonen mit in sich geschlossener Gasumwälzung vorgeschlagen,
der dadurch gekennzeichnet ist, daß in jeder durch an sich bekanntes Einziehen des
Gewölbes gebildeten Zone Absaugeanschlußkanäle an der Glühguteinlaufseite und Druckanschlußkanäle
an der Glühgutauslaufseite angeordnet sind.
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Die beiden Kanäle stehen über einen Abgasumwälzer, beispielsweise
in Form eines Ventilators, miteinander in Verbindung, und zwar derart, daß dieser
Umwälzer am Ende des Absaugekanals und am Anfang des Druckkanals eingeschaltet ist.
Eine derartige Anordnung bietet die Möglichkeit, die Temperatur in den einzelnen
Zonen auf das genaueste einzuregeln. Darüber hinaus wird auf diese Weise die Aufrechterhaltung
einer gewünschten Ofenatmosphäre in jeder Zone ermöglicht, und zwar auch in denjenigen
Zonen, die im Zuge des Glühprogramms schwächer beheizt werden als die benachbarten
Zonen oder überhaupt nicht.
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Zur erneuten Erhitzung der Verbrennungsabgase wird vorgeschlagen,
auch beim erfindungsgemäßen Ofen Brenner im Abgasdruckkanal und/oder an den Abgaseintrittskanälen
zu den einzelnen Zonen anzuordnen. Weiter wird vorgeschlagen, in den Anschlußkanälen
zu den einzelnen Zonen Regelorgane, insbesondere Drosselklappen, vorzusehen, mit
deren Hilfe die transportierte Abgasmenge auf den erforderlichen Wert eingestellt
werden kann.
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Schließlich hat es sich als vorteilhaft erwiesen, an den Gewölbeeinziehungen
beweglich aufgehängte Abschlußeinrichtungen, vorzugsweise in Form von Blechen, vorzusehen,
um auf diese Weise die einzelnen Glühzonen noch besser voneinander zu trennen.
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Mit dem erfindungsgemäßen Ofen ist es möglich, in jeder Zone eine
vorbestimmte Temperatur auf wenige Grade genau einzuhalten, und zwar auch dann,
wenn beispielsweise eine benachbarte Zone mit einer Temperatur gefahren wird, deren
Höhe wesentlich von der der anderen Nachbarzone abweicht. Es sind Temperaturdifferenzen
zwischen hintereinanderliegenden Zonen von 150 bis 200° C im praktischen Betrieb
ohne weiteres einzuhalten, obwohl das Glühgut kontinuierlich von einer Zone in die
andere bewegt wird und somit eine entsprechende Durehtrittsöffnung für das Gut zwischen
den einzelnen Zonen vorhanden sein muß.
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In der Zeichnung ist schematisch eine bevorzugte Ausführungsform des
Ofens gemäß der Erfindung dargestellt. An Hand dieser Zeichnung wird nachfolgend
die Wirkungsweise und der Aufbau des Ofens erläutert.
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Abb. 1 ist ein axialer Längsschnitt; Abb.2 ist ein Längsschnitt durch
die Umwälzkanäle.
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Der langgestreckte Ofen 1 ist mit einem Rollgang 2 zur Förderung des
Glühgutes in Achsrichtung des Gutes ausgerüstet. Das Gut wird von diesem Rollgang
vom Eintrittsende 3 zum Austrittsende mit einer bestimmt regelbaren Geschwindigkeit
gefördert. Der Ofenraum 1 ist durch Einziehungen 4 des Ofenmauerwerkes in einzelne
Zonen 5, 6, 7 usw. unterteilt.
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Erfindungsgemäß ist jede dieser einzelnen Zonen mit einer in sich
geschlossenen Abgasumwälzung versehen. Zu diesem Zweck sind, wie insbesondere aus
Abb. 2 ersichtlich, unterhalb des eigentlichen Ofens 1 zwei nebeneinanderliegende
Kanäle vorgesehen, und zwar ein Abgasabsaugekanal 8 und ein Abgasdruckkanal9, die
sich parallel zur Ofenachse erstrecken. Am Ende sind die beiden Kanäle, wie bei
10 und 11
angedeutet, zusammengeführt. An dieser Stelle befindet sich
der Abgasumwälzer 12 in Form eines Ventilators. Dieser saugt das Gas aus
dem Kanal 8 ab und drückt es in den Kanal 9 hinein.
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Jede einzelne Zone ist sowohl an den Kanal 8 als auch an den
Kanal 9 angeschlossen. Die Anordnung ist hierbei so getroffen, daß beispielsweise
bei der Zone 5 der Anschluß13 an den absaugenden Kanal 8 an der Glühguteinlaufseite
angeordnet ist, während der Anschluß 14, durch den das Abgas vom Kanal 9 aus in
die Zone 5 hineingedrückt wird, sich an der Glühgutauslaufseite befindet. Die Abgasbewegung
in der Zone ist daher der Vorschubrichtung des Glühgutes entgegengesetzt. Genauso,
wie dies für die Zone 5 beschrieben ist, sind auch die Anschlüsse in den anderen
Zonen vorgesehen.
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Zur Regelung der den einzelnen Zonen zugeführten und abgesaugten Abgasmenge
sind in den Kanälen 13 und 14 Regelorgane, vorzugsweise in der Form von Drosselklappen
15 vorgesehen.
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Um die Temperatur des den einzelnen Zonen wieder zugeführten Abgases
zu beeinflussen, sind im Kanal 9 Zusatzbrenner 16 und 17 vorgesehen, die nach Bedarf
an- und abgestellt bzw. geregelt werden können. Es wäre natürlich möglich, auch
mit mehr als zwei Brennern im Kanal 9 zu arbeiten. Zusätzlich sind an der
Eintrittsstelle der Kanäle 14 in die Ofenzonen Brenner 18 vorgesehen, die dazu dienen,
die Temperatur des umgewälzten Gases von der jeweiligen im Kanal 9 herrschenden
Temperatur auf die Solltemperatur der einzelnen Zonen zu bringen.
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Mit diesen Mitteln ist es möglich, in jeder Zone eine vorbestimmte
Temperatur genauestens einzuhalten. Der größte Teil der Abgasumwälzmenge wird in
der Zone 5 erzeugt, und zwar durch die Brenner 19, die der Aufheizung des eingeförderten
kalten Glühgutes dienen.
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In den nachfolgenden Zonen sind nur wenige oder unter Umständen sogar
überhaupt keine Brenner erforderlich, die unmittelbar den Ofenraum bzw. das Glühgut
beheizen. In Zonen, in denen das Glühgut gemäß dem einzuhaltenden Glühprogramm abgekühlt
werden soll, können Abkühleinrichtungen in Form von Luft- oder wassergekühlten Kühlrohren
vorgesehen sein.
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Für den Betrieb des Ofens ist es wichtig, daß eine Gasbewegung von
einer Zone zur anderen unterbunden ist. Dies ist bereits im wesentlichen in ausreichender
Form erreicht durch die geschlossene Umwälzung des Abgases in jeder einzelnen Zone
und die zu diesem Zweck angeordneten Anschlußkanäle 13 und 14. Es kann indes zweckmäßig
sein, zusätzliche Sicherungen vorzusehen, die einen Austausch mit der Außenluft
und zwischen den einzelnen Zonen untereinander verhindern. Zu diesem Zweck kann
bei 20 am Eintrittsende und bei 21 am Austrittsende ein Luftschleier vorgesehen
werden, der senkrecht auf das ein- und ausgeförderte Glühgut
aufstößt.
Die Luftschleier schließen die Ofenatmosphäre auch bei geöffneten Türen weitgehend
von der Außenluft ab. Zwischen den einzelnen Zonen können außerdem an den Gewölbeeinziehungen
4 beispielsweise Bleche 22 aus hitzebeständigem Werkstoff beweglich aufgehängt sein,
die, vom Glühgut angehoben, seine Fortbewegung nicht behindern, jedoch Längsströmungen
des Gases von Zone zu Zone verhindern.
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Wie ohne weiteres verständlich, können die einzelnen Zonen praktisch
in beliebiger Anzahl in Achsrichtung hintereinandergereiht werden. Infolgedessen
ist es möglich, für jede Glühgutlängsabmessung und für jedes gewünschte Glühprogramm
die Ofenlänge auszuwählen, die den gewünschten Durchsatz gewährleistet.