DE1533993C - Einrichtung zur Regelung der Temperatur von Industrieöfen mit mehreren für sich beheizten benachbarten Heizzonen - Google Patents

Description

1 2

Es sind Einrichtungen bekannt, mit deren Hilfe mit Oberzonen und Unterzonen angewendet werden

die Temperatur und das Treibstoff-Luft-Gemisch, und ist dann in beiden Zonengruppen gleichartig

z.B. eines Rollenherdofens, bestehend aus drei aufgebaut.

Regelzonen automatisch geregelt wird. Voraus- Ausführungsbeispiele sollen an Hand der schemasetzung dafür ist eine einwandfreie Konstanthaltung 5 tischen Darstellung der Zeichnung näher erläutert der Temperatur auf der gesamten Länge des Ofens. werden. Hierzu zeigt F i g. 1 eine vereinfachte Dar-Der Ofen ist in seiner Gesamtheit gesehen mit Bren- stellung einer Ausführungsform und F i g. 2 ein ausnern so bestückt, daß eine gleichmäßige Brennstoff- führlicher gehaltenes Schaltschema einer anderen einspeisung durch die automatische Regelung ge- Ausführungsform. Nach F i g. 1 ist der schematisch" währleistet werden kann. Dabei wird die Temperatur io dargestellte Ofen, über dessen Rost R die zu beheijeder Zone einzeln mittels eines Thermoelementes zenden Blöcke in der mit dem Pfeil 11 angegebenen gemessen und Temperaturzonenreglern aufgeschaltet. Stoßrichtung eintreten, mit Brennergruppen 6 und 7 Diese Zonenregler steuern dann in Abhängigkeit von versehen, denen das Heizmittel über die Leitungen 5 den Zonentemperaturen über nachgeschaltete elek- und 20 mit den Drosselventilen 18 und 19 zugeführt trische Schaltgeräte die Stelltriebe für die Betätigung 15 wird. Im Schema der Figur sind nur die Brennerder Stellglieder (Luftklappen) der Brennstoff- bzw. gruppen für die oberen Heizzonen I und II darge-Luftzufuhr jeweils nur einer Brennergruppe stetig stellt. In den Unterzonen III und'IV kann die gleiche im Sinne der Einhaltung der jeweiligen Zonensoll- Anordnung vorgesehen sein. Die Menge des den Werttemperaturen. Brennern zugeführten Heizmittels, in der Regel Heiz-

Weiterhin sind für die Regelung der Temperatur ao gas oder öl, wird mit Mengenmeßeinrichtungen 9 von Industrieöfen, die keine räumliche Trennung und 10 bestimmt. Für die Temperaturmessung ist der des Ofenraumes gegeneinander besitzen, wie Unter- Temperaturfühler 2 etwa in Ofenmitte angeordnet züge, Schotten od. dgl., z. B. Stoßofen, Glühofen, und die Temperaturfühler 16 und 17 in den Ofen-Haubenöfen usw., mit mehreren für sich beheizten zonen vorgesehen. Vom Temperaturfühler 2 wird der benachbarten Heizzonen bereits Regelvorrichtungen 35 Regler 1 beeinflußt, dessen Sollwert am Sollwertverwendet worden, die in Abhängigkeit von der steller 3 einstellbar ist. Dieser Regler verstellt nach gemessenen Temperatur an einer Stelle des Ofens dem Beispiel der F i g. 1 den Stellmotor 4, der über ein vorgegebenes Verhältnis der den einzelnen Zonen das Ventil 18 die Heizmittelmenge für die Brennerzuzuführenden Heizmittelmengen einstellen. Die gruppe 6 bestimmt. Das Verhältnis der mit den Regelung derartiger öfen ist schwierig, da die Gefahr 30 Mengenmeßeinrichtungen 9 und 10 bestimmten besteht, daß die Heizzonen eine unterschiedliche Heizmittelmengen wird am Verhältnissteller 13 geTemperatur einnehmen und infolgedessen die Ofen- bildet und dem Regler 12 aufgeschaltet, der entleistung herabgesetzt wird, weil das Glühgut in der sprechend dem am Sollwertsteller 14 eingestellten kälteren Zone nicht ausreichend erwärmt wird. Verhältnissollwert den Stellmotor 8 und das Ventil

Mit der nachfolgend beschriebenen Regeleinrich- 35 19 in der Heizmittelleitung zur Brennergruppe 7 tung sollen diese Nachteile vermieden und ein verstellt. Da der Regler 12 das am Sollwertsteller 14 störungsfreies rationelles Arbeiten von Industrieöfen vorgegebene Verhältnis zwischen den Heizmittel-' mit mehreren Heizzonen, die sich gegenseitig beein- mengen für die Brennergruppen 6 und 7 einstellt, flüssen können, erreicht werden. Gemäß der Erfin- kann mit dem Regler 1 die Gesamtmenge des dem dung wirkt hierzu ein von den benachbarten Heiz- 40 Ofen zuzuführenden Heizmittels vorgegeben werden, zonen beeinflußter etwa in Ofenmitte angeordneter denn der Regler 12 stellt die Heizmittelmenge für die Temperaturfühler auf einen die Gesamtmenge des Brennergruppe 7 nach der der Gruppe 6 ein. Wenn Heizmittels beeinflussenden Regler ein, während ein also der Regler 1 mehr Heizmittel fordert und sein Regler das an einem Sollwertsteller vorgegebene Ver- Stellglied entsprechend verstellt, wird im vorgegehältnis der den einzelnen Brennergruppen zugeführ- 45 benen Verhältnis auch das Heizmittel für dieBrennerten Heizmittelmengen einstellt und ein zusätzlicher gruppe 7 verstellt. Die Temperatur in den Ofen-Regler in Abhängigkeit von der Differenz oder dem zonen I und II wird mit den Temperaturfühlern 16 Verhältnis der in den benachbarten Heizzonen ge- und 17 gemessen und in der Einrichtung 21 das Vermessenen Temperaturwerte das Verhältnis der Heiz- hältnis oder die Differenz der Temperaturwerte gemittelmengen verändert. Hierzu verstellt der zuletzt 50 bildet. Dieses Verhältnis kann noch, wie nicht näher genannte Regler den Sollwertsteller des Reglers für dargestellt ist, mit einem Sollwert verglichen werden, die Heizmittelmengen. Nach der Temperaturdifferenz oder dem Verhältnis

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist verstellt der Regler 15 den Sollwertsteller 14 für das

dem für die Heizmittelmenge der einen Zone vor- Verhältnis der Heizmittelmengen der Brennergrup-

gesehenen Regler anteilig die der anderen Zone zu- 55 pen 6 und 7. Die gleiche Regeleinrichtung kann in

geführte Menge aufgeschaltet und der Sollwert dieses den Unterzonen des Ofens vorgesehen sein.

Reglers wird von einem Regler verstellt, dessen Meß- Für die Temperaturmessung werden bekannte

fühler die Temperatur in der Ofenmitte mißt. Der Thermoelemente oder auch Strahlungspyrometer

Regler für die andere Heizzone ist dabei mit einem mit den entsprechend nachgeschalteten, in der F i g. 1

Sollwertsteller zur Einstellung des Verhältnisses der 60 nicht dargestellten Meßumformern verwendet. Die

Heizmittelmengen der beiden benachbarten Zonen Temperaturfühler werden zweckmäßig so angebracht,

versehen und dieser Sollwertsteller wird in Abhängig- daß sie die Temperatur der Ofenatmosphäre an den

keit von der Differenz oder dem Verhältnis der Tem- betreffenden Stellen messen.

peratur in den benachbarten Heizzonen von dem· Im folgenden soll noch kurz die Arbeitsweise der

erwähnten zusätzlichen Regler verstellt, wenn die 65 Regeleinrichtung bei unterschiedlicher Betriebsweise

Differenz oder das Verhältnis der Temperatur von des Ofens erläutert werden. Wird der Ofen ohne Be-

einem vorgegebenen Sollwert abweicht. Schickung gefahren, so herrscht an allen Stellen die

Die Regeleinrichtung der Erfindung kann bei öfen gleiche Temperatur, der Regler 1 gibt die Heiz-

mittelmenge für die Brennergruppe 6 vor und der Regler 12 stellt entsprechend, dem Verhältnis am Verhältnissteller 13 die Heizmittelmenge für die Brennergruppe 7 ein. Da die Temperaturen auch an den Temperaturfühlern 16 und 17 annähernd gleich sind, greift der Regler 15 nicht ein und für diesen Fall stellt z. B. der Regler 12 die gleiche Heizmittelmenge auch für die Brennergruppe 7 ein. Bei Temperaturunterschieden an den Temperaturfühlern 16 und 17 wird das Verhältnis entsprechend korrigiert bis gleiche Temperaturen vorhanden sind oder ein am Sollwertsteller des Reglers einstellbarer Temperaturunterschied vorliegt.

Wird der Ofen beschickt, so tritt relativ kaltes Material in die Ofenzone I ein und die Temperatur am Temperaturfühler 17 sinkt ab. Das Temperaturverhältnis oder die Temperaturdifferenz im Eingang des Reglers 15 führt zu einer Verstellung des Sollwertes am Verhältnissteller 13. Das relativ kalte, dem Ofen zugeführte Gut beeinflußt auch die Temperatur am Temperaturfühler 2, so daß der Regler 1 das Drosselventil 18 öffnet. Der Brennergruppe 6 wird jetzt mehr Heizmittel als der Brennergruppe 7 zugeführt. Außerdem ist die Gesamtmenge der Heizmittelzufuhr erhöht. Wenn das Heizmittel in die Zone II gelangt, wird auch die Temperatur in dieser Zone verringert, wenn auch eine gewisse Erwärmung des im Ofen zu glühenden Gutes stattgefunden hat. Das Verhältnis der Heizmittelmengen für die Brennergruppen 6 und 7 wird jetzt allmählich zurückgestellt, so daß im Endzustand etwa eine gleichmäßige Verteilung des Heizmittels auf die Brennergruppen 6 und 7 stattfindet.

Hört die Glühgutzufuhr zum Ofen auf, so laufen die Regelvorgänge in umgekehrter Reihenfolge ab. Zunächst tritt am Temperaturfühler 17 eine zu hohe Temperatur auf. Am Sollwertsteller 14 wird eine kleinere Sollmenge für die Heizmittelzufuhr zur Brennergruppe 6 im Verhältnis zu der zur Brennergruppe? vorgegeben; auch der Temperaturfühler 2 meldet eine zu hohe Temperatur, so daß der Regler 1 die Heizmittelzufuhr in der Leitung 5 drosselt. Wenn das Glühgut den Ofen verläßt, steigt wieder die Temperatur am Temperaturfühler 16 und das Verhältnis der Heizmittelmengen wird zurückgestellt und die Gesamtzufuhr vom Heizmittel gedrosselt.

Nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 verstellt der Regler 1 in Abhängigkeit von der Temperatur der Ofenmitte den Sollwertsteller 23 des Reglers 22. Der Stellmotor 4 dieses Reglers stellt das Ventil 18 in der Heizmittelleitung 5 zur Brennergruppe 6 ein. Die Meßwerte der Mengenmeßeinrichtungen 9 und 10 der Brennergruppe 6 und der Brennergruppe 7 sind anteilig der Eingangsschaltung des Reglers 22 aufgeschaltet. Die übrigen Meß- und Regeleinrichtungen sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen und arbeiten in der gleichen Weise.

Tritt kaltes Glühgut in den Ofen ein, so sinkt die Temperatur der Ofenzone I. Über den Temperaturfühler 17 wird der Regler 15 beeinflußt, der das Verhältnis der Gasmengen am Sollwertsteller 14 des Verhältnisreglers 12 verändert. Da auch am Temperaturfühler 2 ein Absinken der Temperatur auftritt, wird über den Regler 1 der Sollwertsteller 23 des Reglers 22 verstellt und der Stellmotor 4 öffnet das Ventil 18 für die Heizmittelzufuhr zu der Brennergruppe 6. Der Brennergruppe 6 wird sofort mehr Heizmittel zugeführt als der Brennergruppe 7 und das kalte Glühgut schnell aufgeheizt. Wenn das Gut in die Ofenzone II eintritt, wird auch der Temperaturfühler 16 beeinflußt und die Temperatur wird sich der des Temperaturfühlers 17 annähern, so daß das Verhältnis der Heizmittelmengen auf den Sollwert zurückgeführt wird. Am Regler 15 ist noch ein Sollwertsteller 33 vorgesehen, mit dem eine feste Lastverstellung des Verhältnisses der Heizmittelmengen

ίο zu den Brennergruppen eingestellt werden kann. Dieses Verhältnis wird so gewählt, daß für den Betriebszustand des Ofens bei fortlaufender Beschickung stets die Brennergruppe 6 eine größere Heizmittelzufuhr als die Brennergruppe 7 erhält, da ja kälteres

is Glühgut fortlaufend in die Zone I eintritt. Mit dem Sollwertsteller 33 läßt sich somit ein Sollverhältnis für die Differenztemperatur oder das Verhältnis der Temperaturen an den Temperaturfühlern 17 und 16 einstellen.

ao Bei der beschriebenen Regelung können die benachbarten Zonen sich gegenseitig nicht beeinflussen, da die vorgesehenen Regler dafür sorgen, daß jeder Zone der richtige Anteil der vom Regler 1 vorgegebenen Gesamtheizmittelmenge zugeführt wird.

»5 Die Regeleinrichtungen für die den Brenner zuzuführenden Luftmengen sind in der Zeichnung nicht dargestellt, da es sich um bekannte Regeleinrichtungen handelt. Die Leitungen für die Luftzufuhr mit den entsprechenden Meß- und Drossel- Organen sind mit 24 und 25 bezeichnet.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Regelung der Temperatur von Industrieöfen mit mehreren für sich beheizten benachbarten Heizzonen und mit Regelvorrichtungen, die ein vorgegebenes Verhältnis der Heizmittelmengen für die Brennergruppen der Heizzonen einstellen, gekennzeichnet durch a) einen die Gesamtmenge des Heizmittels beeinflussenden, von einem etwa in Ofenmitte angeordneten Temperaturfühler (2) gesteuerten Regler (1), b) einen das an einem Sollwertsteiler (14) vorgegebene Verhältnis der den einzelnen Brennergruppen (6, 7) zugeführten Heizmittelmengen einstellenden Regler (12), c) einen das Verhältnis der Heizmittelmengen in Abhängigkeit von der Differenz oder dem Verhältnis der in den benachbarten Heizzonen (I, II) gemessenen Temperaturwerte verändernden Regler (15).

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem für die Heizmittelmenge der einen Zone (I) vorgesehenen Regler (22) anteilig die der anderen Zone (II) zugeführte Heizmittelmenge auf geschaltet ist und der Sollwert (23) dieses Reglers (22) von dem Regler (1) für die Temperatur in der Ofenmitte verstellbar ist, während der Regler (12) für die andere Zone (II) mit einem Sollwertsteller (14) zur Einstellung des Verhältnisses der Heizmittelmengen der beiden Zonen (I, II) versehen ist und daß der in Abhängigkeit von der Differenz der Temperaturen, in den benachbarten Heizzonen (I, II) beeinflußte Regler (15) auf den Sollwertsteller (14) im Sinne einer Veränderung des Verhältnisses einwirkt.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeich-

net durch einen auf den Regler (15) einwirkenden, auf einen bestimmten Wert der Differenz bzw. des Verhältnisses einstellbaren Sollwertsteller bzw. Verhältnissteller (33).

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Ofen (Of) mit Oberzonen (I, H) und Unterzonen (III, IV) in beiden Ofenzonengruppen (I, II und III, IV) die gleiche Regeleinrichtung für benachbarte Zonen (I und II bzw. III und IV) vorgesehen ist. '

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturfühler (16,17) für die Messung der Temperatur in den Ofenzonen (II, I) in Durchlauf richtung jeweils am Anfang bzw. am Ende der betreffenden Zone so angeordnet sind, daß sie die Temperatur der Ofenatmosphäre messen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen