DE2528334A1

DE2528334A1 - Verfahren und ofenanlage fuer die waermebehandlung von werkstuecken

Info

Publication number: DE2528334A1
Application number: DE19752528334
Authority: DE
Inventors: Kenneth Ellison; Alan Sidney Whike
Original assignee: B&K Machinery International Ltd
Current assignee: Hawker Siddeley Canada Inc
Priority date: 1975-03-25
Filing date: 1975-06-25
Publication date: 1976-10-07
Also published as: GB1496404A; FR2305704B1; IT1029223B; AU1171576A; JPS51110754A; JPS5548237B2; SE410515B; AU503146B2; FR2305704A1; ZA761275B; SE7508164L

Description

PATENTANWÄLTE

DiPL-ING. CURT WALLACH ^a München 2,

DIPL-ING. GÜNTHER KOCH ΞονΤ^Γ⁸

DR. TINO HAI BACH

UNSER ZEICHEN: "] 5 229

B & K MACHINERY INTERIiATIOlTAL LIMITED Malton, Ontario, Kanada

Verfahren und Ofenanlage für die Wärmebehandlung von Werkstücken

Die Erfindung betrifft öfen zum Trocknen oder Aushärten von Überzügen, die aus Farben, Lacken, Klebstoffen und dgl. bestehen, welche oxidierbare Lösungsmittel enthalten und auf ein den Ofen durchlaufendes Werkstück aufgetragen worden sind, z.B. auf eine Bahn eines band- oder streifenförmigen Materials.

Die hier in Betracht kommenden öfen werden gewöhnlich als "Luftumwälzungs-Konvektionsöfen" bezeichnet.

Solche öfen sind gewöhnlich in mehrere Ofenzonen unterteilt, und in jeder dieser Zonen sind Umwälzgebläse und Kanäle bzw. Leitungen vorhanden, die dazu dienen, die Atmosphäre in der betreffenden Zone ständig so umzuwälzen, daß das Werkstück von einem Gasstrom überstrichen wird. Diese Gase werden während des Umwälzens erhitzt, um die richtige Ofentemperatur aufrechtzuerhalten. Ein Teil der Gase wird kontinuierlich als Abgas abgezogen und durch Zusatzluft oder Zusatzgase ersetzt.

Beim Aushärten von Lösungsmittel enthaltenden Überzügen, mit denen z.B. Blechmaterial in Streifenform versehen worden ist, ergeben sich verschiedene Probleme. Erstens müssen die Lösungsmitteldämpfe unschädlich gemacht werden, bevor sie an die Atmoshäre

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gegeben werden können, um eine Verunreinigung der Atmosphäre zu verhindern. Dies kann in bestimmten Fällen mit Hilfe einer Lösungsmittelextraktion geschehen, bei der die in den Ofenabgasen enthaltenen Lösungsmitteldämpfe kondensiert werden, um erneut verwendet werden zu können; alternativ kann man zu diesem Zweck einen Katalysator, z.B. Platin, benutzen. In den meisten Fällen werden jedoch die Lösungsmitteldämpfe einfach dadurch oxidiert, daß man die Abgase durch eine Verbrennungskammer leitet, die meistens geeignet sein muß, die Lösungsmittel zu 98$ bis 99$ zu oxidieren, damit die geltenden Vorschriften über den Emissionsschutz bei Anlagen dieser Art erfüllt werden. Bei diesen Verbrennungseinrichtungen handelt es sich gewöhnlich um mit Gas beheizte Einrichtungen, und der Brennstoffverbrauch, der durch das erforderliche Ausmaß der Oxidation des Lösungsmittels bedingt ist und außerdem durch die sehr großen Abgasmengen solcher öfen beeinflußt wird, ist von maßgebender Bedeutung für die Konstruktion eines solchen Ofens.

Zwar ermöglicht es die Rückgewinnung der durch solche Verbrennungseinrichtungen erzeugten Wärme zur Nutzung in dem Ofen oder an einer anderen Stelle, die Betriebskosten der Verbrennungseinrichtung etwas zu senken, doch ist es in vielen Fällen unmöglich, die bei der Verbrennungseinrichtung zurückgewonnene Wärme auf wirtschaftliche Weise oder im vollen Ausmaß nutzbar zu machen.

Daher wäre es erwünscht, die Menge der an die Atmosphäre abgegebenen Abgase möglichst weitgehend zu verringern, so daß man mit kleineren Verbrennungseinrichtungen zum Verarbeiten der Abgase auskommt· Es ist bereits vorgeschlagen worden, oxidierte Gase, die von der Abgasverbrennungseinrichtung abgegeben werden, kontinuierlich erneut umzuwälzen und sie innerhalb der Anlage weiter zu verwenden, so daß sich das an die Atmosphäre abgegebene Abgasvolumen entsprechend verringert, doch ist diese Lösung nur von begrenztem Wert, denn es bleiben große Mengen

an oxidierten Gasen zurück, die infolge der beschränkten Regelbarkeit der Temperatur in den verschiedenen Zonen des Ofens nicht erneut verwendet werden können. Da jedes an die Atmosphäre abgegebene Abgasvolumen durch Frischluft ersetzt werden muß, die früher oder später auf die Verbrennungstemperatur erhitzt werden muß, ergibt sich ein unnötiger Warmeverbrauch.

Ein zweiter Hauptfaktor, der bei der Konstruktion eines solchen Ofens zu berücksichtigen ist, ist die Art und Weise, in der die verschiedenen Ofenzonen beheizt werden. Es sind bereits verschiedene Beheizungsverfahren und -anordnungen vorgeschlagen worden; bei einem häufig angewendeten Verfahren werden Gasbrenner benutzt, mittels welcher die umgewälzten Gase in den verschiedenen Zonen erhitzt werden. Natürlich stellen die Brennstoffkosten, die zum Erhitzen der Gase aufgewendet werden müssen, einen weiteren wichtigen Paktor dar, der die Kosten des Ofenbetriebs beeinflußt. Ferner sind bereits Anordnungen vorgeschlagen worden, bei denen der Verbrauch an Brennstoff zum Erhitzen der Gase in den verschiedenen Ofenzonen dadurch verringert werden soll, daß die von der Verbrennungseinrichtung abgegebenen oxidierten Gase erneut durch die verschiedenen Zonen geleitet werden; mit Hilfe solcher Anordnungen haben sich bereits gewisse Erfolge erzielen lassen. Jedoch ergeben sich hierbei weitere Schwierigkeiten. Dies ist insbesondere darauf zurückzuführen, daß sich die von einer typischen Verbrennungseinrichtung abgegebenen Abgase auf einer-Temperatur von etwa 76O⁰C befinden. Bei so hohen Temperaturen sind die gebräuchlichen Kanäle aus Stahlblech, die Gebläse, die Regeleinrichtungen und dgl. nicht mehr betriebsfähig, und daher muß man diese Teile aus Speziellegierungen herstellen, damit sie den hohen Temperaturen standhalten. Diese Maßnahme führt natürlich zu einer erheblichen Steigerung der Baukosten des Ofens, die Wartung muß in kürzeren Zeitabständen erfolgen, und die Betriebssicherheit des Ofens verringert sich.

Weiterhin ist beim Konstruieren eines solchen Ofens die Tatsache zu berücksichtigen, daß es möglich sein muß, die Temperatur der Gase in den verschiedenen Zonen zu regeln und diese Regelung bei den verschiedenen Zonen fortschreitend so durchzuführen, daß der auf das Streifen- oder Bandmaterial aufgebrachte Überzug aufoptimale Weise ausgehärtet wird. Solche Überzüge können mehrere verschiedene Lösungsmittel enthalten, die sich bezüglich ihrer Siedepunkte unterscheiden, so daß der Überzug von innen nach außen fortschreitend getrocknet wird, um ihn in den gewünschten endgültigen Zustand zu bringen. Ferner enthalten Farben oder Lacke bestimmter Arten Lösungsmittel mit relativ hohem Siedepunkt, so daß sie eine relativ hohe Ofentemperatur bedingen, während bei anderen Überzügen, z.B. solchen aus Klebstoffen, Lösungsmittel mit relativ niedrigem Siedepunkt verwendet werden, bei denen niedrigere Ofentemperaturen erforderlich sind.

Soll ein Ofen geschaffen werden, der es ermöglicht, über einen relativ großen Temperaturbereich zahlreiche verschiedene Lacke, Überzüge, Klebstoffe und dgl. zu verarbeiten, ist es daher erforderlich, dafür zu sorgen, daß die Gastemperaturen in den verschiedenen Zonen genau geregelt werden können. Die Regelung der Gastemperatur in den verschiedenen Zonen eines Ofens wird dann, wenn die Gase auch nur teilweise mit Hilfe erneut umgewälzter Gase von hoher Temperatur aus einer ■Verbrennungseinrichtung erhitzt werden, besonders schwierig, denn zur Regelung der Temperatur ist es erforderlich, jeder Zone ein Gemisch aus Frischluft und Abgasen der Verbrennungseinrichtung zuzuführen, das so abgestimmt ist, daß in der betreffenden Zone die richtige Gastemperatur erreicht wird. Wie erwähnt, erweist sich die Verbindung von auf hoher Temperatur befindlichen Abgasen einer Verbrennungseinrichtung nicht nur als schwierig, sondern auch als relativ kostspielig, wenn man die Anforderungen an die zu benutzenden Einrichtungen berücksichtigt, und daher ist es entsprechend unerwünscht, erneut umgewälzte Abgase einer Verbrennungseinrichtung zur Aufrechterhaltung der Gastemperaturen in den verschiedenen Ofenzonen zu verwenden.

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Ein weiterer Gesichtspunkt, der bei der Konstruktion eines solchen Aushärtungsofens zu beachten ist, besteht darin, daß es aus Sicherheitsgründen erforderlich ist, dafür zu sorgen, daß der Lösungsmitteldampfgehalt eines beliebigen der Leitungsanlage des Ofens entnommenen Gasstroms einen bestimmten Prozentsatz nicht überschreitet, der für jedes einzelne Lösungsmittel als untere Explosionsgrenze festgelegt ist. Normalerweise wird dies dadurch erreicht, daß man dafür sorgt, daß die in die verschiedenen Zonen eingeleiteten Zusatzgase nur vernachlässigbar geringe Mengen an Lösungsmitteldämpfen enthalten, und daß bei jeder Zone ein ausreichender Belüftungsgrad aufrechterhalten wird. Wenn sich ein ungewöhnlicher Betriebszustand ergibt, so daß zu große Mengen an Lösungsmitteldämpfen von den Gasen mitgerissen werden und der zulässige Lösungsmittelgehalt überschritten wird, muß man Notmaßnahmen ergreifen, um den Ofen zu belüften und den Lösungsmitteldampfgehalt der im Ofen vorhandenen Gase so herabzusetzen, daß die Gefahr einer Explosion vermieden wird. Wenn solche Notmaßnahmen überhaupt oder in kurzen Zeitabständen getroffen werden müssen, ist kein wirtschaftlicher Betrieb der Ofenanlage möglich, denn bei jeder Außerbetriebsetzung ergeben sich erhebliche Verluste an vergeudetem Material und nutzbarer Produktionszeit.

Es ist jedoch erwünscht, bei jeder solchen Ofenanlage Vorkehrungen zu treffen, die ein schnelles Belüften und Abkühlen der Anlage derart ermöglichen, daß der Betrieb der Fertigungsstraße zum Aufbringen von Überzügen nur in einem minimalen Ausmaß unterbrochen zu werden braucht, damit man z.B. schnell von einer Überzugsfarbe auf eine andere Überzugsfarbe übergehen kann, und gleichzeitig muß dafür gesorgt sein, daß die Ofenanlage im Notfall belüftet werden kann, wenn der Grenzwert des Lösungsmittelgehalts der Gase versehentlich überschritten wird. Bei den bis jetzt bekannten Ofenanlagen ist eine solche Kombination einer weitgehenden Anpassungsfähigkeit mit den erforderlichen Sicherheitseinrichtungen nicht anzutreffen, und wenn z.B. auf eine andere Farbe übergegangen werden soll, müssen ziemlich zeitraubende Arbeiten durchgeführt werden.

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An bestimmten Punkten der Aushärtungsanlage ist es ferner erwünscht, das Streifen- oder Bandmaterial nicht nur nach dem Konvektionsverfahren mit Hilfe umgewälzter heißer Gase zu erhitzen, sondern das Material auch Strahlungswärme auszusetzen, damit das Metall selbst erwärmt wird, um den Anstrich oder ein anderes Überzugsmaterial von innen nach außen fortschreitend auszuhärten. Bis Jetzt wird eine solche Anwendung von Strahlungswärme - wenn überhaupt - gewöhnlich mit Hilfe von gasbeheizten Strahlungsheiζeinrichtungen oder elektrischer Strahlungsheizeinrichtungen bewirkt, die in dem Ofen angeordnet sind, Die Benutzung solcher Strahlungsheizeinrichtungen bedingt natürlich einen noch höheren Brennst off auf wand, wodurch sich die Betriebskosten des Ofens weiter erhöhen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ofen und ein Verfahren zum Behandeln von Werkstücken der genannten Art zu schaffen, bei dem die verschiedenen Nachteile und Verlustquellen bekannter öfen und Verfahren möglichst vermieden sind. Gemäß der Erfindung wird ein größerer Teil der Lösungsmitteldämpfe enthaltenden Ofenzonenabgase dem Ofen und damit den verschiedenen Zonen erneut zugeführt. Bevor dies geschieht, werden die Abgase durch den einzelnen Zonen zugeordnete Verbrennungseinrichtungen geleitet, die jeweils am Eingang der betreffenden Zone angeordnet sind und dazu dienen, die zugeführten Abgase auf eine geregelte erhöhte Temperatur zu bringen, damit die Lösungsmitteldämpfe oxidiert werden. Hierbei wird jeder Zone ein oxidiertes Gasvolumen zugeführt, das ausreicht, um in der betreffenden Zone eine vorbestimmte Gastemperatur aufrechtzuerhalten. Eine weitere Verbrennungseinrichtung ist der Austrittsseite des Ofens zugeordnet, und durch diese Einrichtung wird ein bestimmter Anteil der Ofenabgase geleitet, damit ein Teil dieser Abgase an die Atmosphäre abgegeben werden kann, wobei diese letzte Verbrennungseinrichtung die vorhandenen Lösungsmitteldämpfe so oxidiert, daß die Entstehung von Umweltschäden vermieden wird. Ein weiterer Teil der Lösungsmitteldämpfe enthaltenden Ofenabgase wird durch eine

Beipaß-Verbrennungseinrichtung geleitet, von der aus die oxidierten Gase einer Strahlungsheizeinrichtung zugeführt werden, um diese mit der benötigten Wärme zu versorgen, so daß Strahlungswärme unmittelbar an das Streifen- oder Bandmaterial abgegeben werden kann. Schließlich werden die oxidierten Gase aus der Strahlungsheizeinrichtung in den Ofen übergeleitet, um eine zusätzliche Belüftung zu bewirken.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung gibt die Abgasverbrennungseinrichtung ihre Abgase an gesonderte Strahlungsheizleitungen ab, die an die Stelle der ersten Konvektionszone des Ofens treten, und die oxidierten Dämpfe werden dann über einen Kamin abgeführt.

Ferner doll durch die Erfindung ein Aushärtungsofen geschaffen werden, der die schon genannten Vorteile bietet, bei dem die Abgase einer oder mehrerer Zonen, in welchen die Abgase geringe Lösungsmittelmengen aufnehmen, erneut direkt durch eine Zone geleitet werden, in der große Lösungsmittelmengen frei werden, um so die Belüftung dieser Zone zu verbessern, bei dem die Abgase der Zonen, in denen geringe Lösungsmittelmengen frei werden, entsprechend einer Kaskadenanordnung fortschreitend durch weitere Zonen geleitet werden, in denen größere Lösungsmittelmengen freigesetzt werden, um auch die Ventilation dieser weiteren Zonen zu verbessern, bei dem weiterhin die Beipaß-Verbrennungseinrichtung ihre Abgase an eine Strahlungsheizrohranordnung abgibt, die sich über und unter einem Teil des Werkstücks erstreckt, wobei diese Einrichtung nach innen gerichtete Strahlungsflächen besitzt, die Strahlungswärme an beide Seiten des Werkstücks abgeben, wobei die Rohranordnung eine Erweiterung des Oxidationsraums bildet, so daß sich die Verweilzeit der Abgase verlängert und eine ausreichende Oxidation der erneut umgewälzten Ofenabgase sichergestellt ist. Somit bilden die Lösungsmitteldämpfe einen Teil des Brennstoffs zum Zuführen von Wärme zu der Strahlungsheizeinrichtung. Zu der . Beipaß-Verbrennungseinrichtung gehört eine Einrichtung zum Variieren der Brennstoffzufuhr, und es ist eine Regeleinrichtung

zum Variieren der Zufuhr erneut umgewälzter Ofenabgase zu der Verbrennungseinrichtung vorhanden, so daß es möglich ist, nach Bedarf größere oder kleinere Mengen von Lösungsmitteldämpfen zu oxidieren,, Auf diese Weise steht ein sehr anpassungsfähiges System zur Verfügung, bei dem ein fester Anteil der Ofenabgase an die Atmosphäre abgegeben wird, während die übrigen Abgase entweder von den den verschiedenen Zonen zugeordneten Verbrennungseinrichtungen oder der Beipaß-Verbrennungseinrichtung aufgenommen werden, was sich jeweils danach richtet, wieviel Wärme die Zonen-Verbrennungseinrichtungen benötigen, um den Wärmebedarf der betreffenden Zonen zu decken. Somit werden gemäß der Erfindung Änderungen der der Atmosphäre zuzuführenden Abgasmengen und der aufzunehmenden Frischluft vermieden. Schließlich soll durch die Erfindung ein Aushärtungsofen der genannten Art geschaffen werden, bei dem die einzelnen Ofenzonen nicht nur einzelne Zonen-Verbrennungseinrichtungen aufweisen, mittels welcher die erneut umgewälzten Ofenabgase oxidiert werden, bevor sie den verschiedenen Zonen erneut zugeführt werden, sondern zusätzlich auch Ergänzungsheiζeinrichtungen, die ein schnelles Aufheizen der verschiedenen Zonen ermöglichen und es gestatten, nach Bedarf zusätzliche Wärme zu erzeugen.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Aushärtungsofenanlage mit Einrichtungen, die es ermöglichen, eine Materialbahn mit einem Grundierungsüberzug und gleichzeitig eine weitere Materialbahn mit einem Decküberzug zu behandeln bzw. auszuhärten;

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1, der weitere Einzelheiten der Ofenanlage erkennen läßt;

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1, in dem die andere Hälfte der Ofenanlage dargestellt ist;

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Fig. 4 einen vergrößerten schematisehen Längsschnitt durch die Strahlungsheiζeinrichtung des Ofens nach Fig« 2; und

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer abgeänderten Ausführungsform einer Strahlungsheiζeinrichtung.

In Fig. 1 erkennt man in einer schematischen Darstellung den Aufbau einer Ofenanlage für eine Fertigungsstraße, bei der Bänder oder Streifen aus Blech mit einem Anstrich bzw. einer Grundierung und einem Decküberzug versehen werden. Für jeden Fachmann liegt es natürlich auf der Hand, daß man auch Ofenanlagen der in Fig. 1 dargestellten allgemeinen Art schaffen könnte, die anderen Zwecken dienen, z.B. dem Aushärten von Überzügen anderer Art einschließlich Überzügen aus Klebstoffen, wobei nur unbedeutende konstruktive Änderungen erforderlich sind.

Gemäß Fig. 1 gehören zu der Ofenanlage ein Grundierungs-Behandlungsofen 10 und ein Deckanstrich-Behandlungsofen 12, die zwar voneinander getrennt, jedoch an ein und dieselbe Belüftungs- und Heizanlage angeschlossen sind, so daß sie sich gleichzeitig betreiben lassen, um gleichzeitig zwei verschiedene Streifen oder Bänder auszuhärten.

Gemäß Fig. 1 ist der Grundierungs-Aushärtungsofen 10 praktisch in vier Zonen 1OA, 1OB, 1OC und 1OD unterteilt, während der Deckanstrich-Aushärtungsofen 12 in fünf Zonen 12A, 12B, 12C, 12D und 12E unterteilt ist.

Die öfen 10 und 12 haben im wesentlichen den gleichen grundsätzlichen Aufbau, und daher wird im folgenden zunächst eine eingehende Beschreibung des Ofens 10 gegeben, doch ist zu bemerken, daß der Deckanstrich-Aushärtungsofen 12 im wesentlichen mit den gleichen Einrichtungen versehen ist, auf die weiter unten etwas näher eingegangen wird.

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Die vier Zonen 1OA bis 1OD des Ofens 10 sind zu einer einzigen zusammenhängenden Baugruppe zusammengefaßt, die als Tunnel oder langgestreckte Kammer ausgebildet ist, deren Abmessungen so gewählt sind, daß sie einen hindurchlaufenden Streifen bzw. ein Band aus Blech oder ein anderes streifenförmiges Werkstück aufnehmen kann. Zu jeder dieser vier Zonen gehören ihnen einzeln zugeordnete Ofenzonen-Gasumwälzkammern 14, 16, 18 und 20, durch die hindurch die in den Zonen vorhandenen Gasgemische kontinuierlich auf bekannte Weise umgewälzt werden, z.B. mit Hilfe beliebiger nicht dargestellter Gebläse und Leitungen.

Die Abgase werden aus den verschiedenen Ofenzonen über zugehörige Leitungen 22, 24, 26 und 28 abgezogen. Um die Belüftung der Zone 1OB zu verstärken, sind die Abgasleitungen 26 und 28 zu einer Leitung JO vereinigt, über die die Abgase der Ofenzonen 1OC und 1OD der Ofenzone 1OB erneut zugeführt werden.

Der Ofenzone 1OA wird Frischluft über eine Frischluftleitung 32 zugeführt, die an eine Frischluftspeiseeinrichtung 34 angeschlossen ist, von der Frischluft aus der Atmosphäre aufgenommen wird. Bei einer alternativen Anordnung, die gemäß der Erfindung bevorzugt wird, ist die Speiseeinrichtung 34 mit der Be- und EntlUftungsanlage der Räume verbunden, in denen die Überzüge auf das Streifenmaterial aufgebracht werden. Auf diese Weise wird die Atmosphäre in diesen Räumen frisch und atembar gehalten, und alle Lösungsmitteldämpfe, die in den genannten Räumen entstehen könnten, bleiben in die Ofenanlage eingeschlossen, in der von ihnen Gebrauch gemacht wird, so daß die aus den Lösungsmitteldämpfen gewinnbare Wärme in den öfen ausgenutzt werden kann und nicht einfach aus den genannten Räumen an die Atmosphäre abgeführt wird. Diese Anordnung macht auch die Verwendung einer Verbrennungseinrichtung in Verbindung mit der Belüftungsanlage der genannten Räume entbehrlich, die anderenfalls benötigt würde, um den Vorschriften über den Umweltschutz zu entsprechen. Eine Frischluftzweigleitung 32a kann gemäß Fig. 1 an den Eingang der Ofenzone 1OA angeschlossen sein,

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so daß Frischluft direkt der Öffnung an der Vorderseite dieser Ofenzone zugeführt wird.

Der Auslaß 22 ist dem Hauptofenauslaßabschnitt 22a in der Zone 1OA zugeordnet und an eine zentrale Mischkammer J>6 angeschlossen, die durch eine Hauptspeiseleitung 38 mit Zweigspeiseleitungen 40, 4-2 und 44 verbunden ist, welche ihrerseits zu den Zonenumwälzkammern 16, 18 und 20 der Ofenzonen 1OB, 1OC und 1OD führen.

Die Mischkammer 56 steht ferner in Verbindung mit dem Abgaskanal 46, der eine Abgas-Verbrennungseinrichtung 48 speist, aus der die Abgase zu einem Kamin 50 gelangen. Auf der Ausgangsseite der Verbrennungseinrichtung 48 kann eine Wärmerückgewinnungseinrichtung 52 vorhanden sein, und die hier zurückgewonnene Wärme kann an beliebiger Stelle zu Heizzwecken verwendet werden bzw» dazu dienen, z.B· mit Hilfe eines Luftvorwärmers 54 die über die Leitung j4 zugeführte Frischluft vorzuwärmen»

Es ist zu bemerken, daß der Mischkammer j?6 Ofenabgase zugeführt werden, bei denen es sich im wesentlichen um die vereinigten Abgase aus den Zonen 1OD, 1OC, 1OB und 1OA handelt. Diese Abgase enthalten sämtliche Lösungsmitteldämpfe, die aus dem Überzug des MaterialStreifens entfernt worden sind, während dieser den Ofen 10 durchlief.

Gemäß der Erfindung dient ein Teil dieser Dämpfe zum Beheizen der Zonen 1OB, 1OC und 1OD. Zu diesem Zweck ist jeder dieser Zonen eine gesonderte Verbrennungseinrichtung 56 bzw. 58 bzw. 60 zugeordnet, und diesen Verbrennungseinrichtungen werden die Lösungsmitteldämpfe mitführenden Ofenabgase über die Zweigleitungen 40, 42 und 44 zugeführt. Die Verbrennungseinrichtungen dienen zum Oxidieren der Lösungsmitteldämpfe, und die auf hoher Temperatur befindlichen oxidierten Gase werden dann mit den erneut umgewälzten Ofenzonengasen gemischt, die in die Ofen-

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zonen über die zugehörigen Umwälzkammern 16, 18 und 20 eintreten, wobei gleichzeitig erreicht wird, daß sich der prozentuale Gehalt der zirkulierenden Zonengase an Lö'sungsmitteldämpfen verringert. Ferner ist eine Abzweigspeiseleitung 62 vorhanden, die zu einem Luftvorhang 63 der Ofenzone 1OD führt, damit heiße Gase in das Austrittsende dieser Zone eingeleitet werden.

Damit die Temperatur in jeder der Zonen 1OB, 1OC und 1OD geregelt werden kann, sind in die Leitungen 40, 42 und 44 Regeleinrichtungen 66 eingeschaltet, die an nicht dargestellte, in den betreffenden Zonen angeordnete Temperaturfühler angeschlossen sind. Jede Änderung einer Zonentemperatur als Folge einer Schwankung der Wärmebelastung führt zu einer änderung des Volumens der den Verbrennungseinrichtungen zugeführten Ofenabgase durch die Regeleinrichtungen 64, so daß die Zufuhr heißer oxidierter Gase aus den zugehörigen Verbrennungseinrichtungen 56, 58 und 60 entsprechend variiert wird. Auf diese Weise läßt sich die Temperatur in jeder Ofenzone auf den jeweils gewünschten Wert einregeln.

Die Verbrennungseinrichtungen 56, 58 und 60 werden gemäß einem bekannten Verfahren normalerweise mit Erdgas oder einem anderen Brennstoff beheizt, wobei sich der Brennstoffverbrauch jeweils nach dem Prozentsatz richtet, in dem Lösungsmitteldämpfe in den über die Leitungen 40, 42 und 44 zugeführten.Abgasen enthalten sind. Um die Temperatur des von den drei Verbrennungseinrichtungen abgegebenen oxidierten Gases zu regeln, sind Temperaturregler 68 vorhanden, welche die Abgastemperatur der verschiedenen Verbrennungseinrichtungen fühlen und die Brennstoffzufuhr entsprechend regeln.

Um ein schnelles Aufheizen der Ofenzonen 1OA bis 1OD zu ermöglichen, sind gemäß Fig. 1 im Bereich der Umwälzkammern Hilfsheizeinrichtungen 70 angeordnet. Natürlich werden diese Hilfsheizeinrichtungen in erster Linie bei der erstmaligen Inbetriebsetzung des Ofens benutzt, und sobald die Leitungen 40, 42 und 44 in der

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normalen Menge von Losungsraitteldämpfen durchströmt werden, genügt in weitaus der Mehrzahl der Fälle der Betrieb dar einzelnen Verbrennungseinrichtungen 56, 58 und 60 zur Erzeugung der gesaraten für die vier Ofenzonen benötigten Wärmemengen, d.h. die Hilfsheizeinrichtungen 70 werden nur mit kleiner Flamme betrieben oder dann abgestellt. Zwar werden solche Hilfsheizeinrichtungen gewöhnlich z.B_e mit Erdgas betrieben, doch könnte man auch jeden beliebigen anderen Brennstoff verwenden, der ausreichende Wärmemengen liefert. Natürlich kann man entsprechende Regeleinrichtungen vorsehen, die jedoch in Pig. 1 der Deutlichkeit halber nicht dargestellt sind.

In die Eintrittsleitung 32 ist eine weitere Heizeinrichtung 72 eingeschaltet, mittels welcher das in die Ofenzone 1OA eintretende Gemisch aus Frischluft und Abgasen erhitzt wird, bei der es sich jedoch nicht um eine Verbrennungseinrichtung handelt, d.h. die an dieser Stelle keine Oxidation der Lösungsmitteldämpfe bewirkt.

Damit die Abfuhr von Abgasen aus den Zonen 1OC und 1OD geregelt werden kann, sind in die Abgasleitungen 26 und 28 Regelventile ¹Jk eingeschaltet, und es sind druckempfindliche Regeleinrichtungen 76 vorhanden, die den Druck in diesen Ofenzonen fühlen und die Regelventile 74 entsprechend verstellen. Auch in die Abgasleitung 24 ist ein Regelventil 78 eingeschaltet, dem eine Druckfühleinrichtung 80 zugeordnet ist, mittels welcher der Druck in der Ofenzone 1OB gefühlt und der Öffnungsgrad des Regelventils variiert wird₀

Damit das streifenförmige Behandlungsgut der Wirkung von Strahlungswärme ausgesetzt werden kann, ist gemäß Fig_e 1 eine insgesamt mit 82 bezeichnete Strahlungsheizeinrichtung vorhanden, deren Einzelheiten aus Fig. 4 ersichtlich sind, und die in einem Abgasabgabeteil des Ofens zwischen den Zonen 1OA und 1OB angeordnet ist. Gemäß Fig. 4 ist die Strahlungsheizeinrichtung 82 als im wesentlichen U-förmige Rohrschleife mit einem unteren

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Schenkel 84, einem oberen Schenkel 86 und einem Verbindungsabschnitt 88 ausgebildet. Die beiden Schenkel der Einrichtung 82 übergreifen die Unterseite bzw. die Oberseite des den Ofen 10 durchlaufenden streifenförmigen Werkstücks und sind so weit voneinander entfernt,daß gewisse Lageänderungen des den Ofen durchlaufenden Materialstreifens möglich sind. Die beiden Schenkel 84 und 86 sind mit nach innen gerichteten Strahlflächen 90 versehen, die vorzugsweise auf der Innenseite des U-Rohrs Wärmeübertragungsflächen z.B. in Form von Rippen, Erhöhungen o.dgl. aufweisen. Auf der Außenseite ist das U-Rohr isoliert, um Wärmeverluste nach außen zu verhindern.

Gemäß Pig. 1 ist eine Umgehungsleitung 92 vorhanden, die von der Mischkammer 36 zu einer zugehörigen Verbrennungseinrichtung 94 führt, die ihre Abgase einem Ende der Strahlungsheizeinrichtung 82 zuleitet, und zwar entweder dem freien Ende des unteren Schenkels 84 oder dem freien Ende des oberen Schenkels 86. Das andere Ende der Strahlungsheizeinrichtung 82 steht im Bereich des Abgasabgabeteils 22a in Verbindung mit der Ofenzone 1OA, an die sich eine Abgasleitung 22 anschließt, welche zu der schon beschriebenen Mischkammer 36 führt. Die Verbrennungseinrichtung 94 ist in die Umgehungsleitung 92 eingeschaltet und dient dazu, die Lösungsmitteldämpfe zu oxidieren, die von den aus der Mischkammer 36 kommenden Abgasen mitgeführt werden. Diese Verbrennungseinrichtung in der Umgehungsleitung 92 wird normalerweise mit Erdgas oder einem anderen Brennstoff beheizt. Die Temperatur der von der Verbrennungseinrichtung abgegebenen oxidierten Gase wird mit Hilfe eines temperaturempfindlichen Reglers 96 geregelt, der auf die Temperatur der Abgase dieser Verbrennungseinrichtung anspricht.

Die U-förmige Rohranordnung mit den Abschnitten 84, 86 und 88 bildet eine langgestreckte Oxidationskammer, so daß eine lange Verweilzeit gewährleistet ist, die ausreicht, um die Lösungsmitteldämpfe zu oxidieren. Somit kann man die Verbrennungseinrichtung 94 in der Umgehungsleitung 92 bei einer etwas niedri-

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geren Temperatur betreiben und trotzdem eine ausreichende Oxidation erreichen.

Die Zufuhr von Abgasen zu der Verbrennungseinrichtung 94 von der Mischkammer 36 aus wird mit Hilfe eines Ventils 98 geregelt, das durch einen auf den Druck in der Ofenzone 1OA ansprechenden Regler 99 gesteuert wird.

Damit in Notfällen ein schnelles Abkühlen und Belüften des Ofens möglich ist, sind mehrere zum schnellen Abkühlen dienende Prischlufteinlässe den verschiedenen Teilen der ganzen Ofenanlage zugeordnet, so daß an den betreffenden Punkten Frischluft zugeführt werden kann. Diese zur schnellen Kühlung dienenden Belüftungseinrichtungen 100 sind als Ventile bzw. Regelklappen ausgebildet, die manuell oder mit Hilfe eines Befehlssignals oder automatisch durch eine beliebige llotsteuereinrichtung geöffnet bzw. geschlossen werden können. Bei einer typischen Anordnung sind den für Kotfälle vorhandenen Regel- bzw. Steuereinrichtungen Gasanalysatoren zugeordnet, die sich in dem Ofen an verschiedenen Punkten befinden und so ausgebildet sind, daß sie Warnsignale erzeugen, sobald der Lösungsmitteldampfgehalt der Abgase denjenigen Prozentsatz überschreitet, welcher der unteren Sxplosionsgrenze des betreffenden Lösungsmittels entspricht.

Gemäß Fig. 1 ist zur Unterstützung des Schnellkühlventils in der Abgasleitung 2β eine zusätzliche Abdichtungsklappe vorhanden, um jede Gefahr zu vermeiden, daß Abgase des Ofens beim Auftreten einer Undichtigkeit an diesem Punkt der Anlage aus der Leitung 26 in die Atmosphäre entweichen.

Stromaufwärts des Gebläses F führt eine Druckentlastungsleitung 104 von einem Punkt zwischen der Regelklappe 100 und der Verschlußklappe 102 zurück zu der Abgas-Rückumwälzleitung 30* so daß alle an der Regelklappe 100 vorbei entweichenden Abgase erneut zu der Leitung 30 gefördert werden.

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Über die ganze Ofenanlage sind zahlreiche weitere Gebläse ver~ teilt, die in Pig. 1 schematisch angedeutet sind, und deren Wirkungsweise für jeden Fachmann auf der Hand liegt; sie dienen natürlich dazu, die erforderlichen Gasströme in den verschiedenen Teilen der Ofenanlage aufrechtzuerhalten.

Gemäß Pig.1 ist derDeckschicht-Aushärtungsofen 12 im wesentlichen in der gleichen Weise mit Zonenverbrennungseinrichtungen sowie Einrichtungen zum erneuten Umwälzen der Zonenabgase ausgerüstet, und in Fig. 1 erkennt man die Zonen-Rückumwälzkammern 114, 116, 118, 120 und 122, die den verschiedenen Ofenzonen 12A bis 12E zugeordnet sind. Auch in diesem Fall führen von der Hauptspeiseleitung 38 aus Zweigleitungen 124, 128, 130 und zu den zugehörigen Zonen-Umwälzkammern 12B bis 12E. Die verschiedenen Zonenverbrennungseinrichtungen 134, 136, I38 und dienen zum Oxidieren der ihnen über die Zweigleitungen zugeführten Lösungsmitteldämpfe und zum Erzeugen von Wärme zum Umwälzen der Gase in den zugehörigen Zonen.

Natürlich sind bei dem Ofen 12 Regeleinrichtungen vorhanden, die den bezüglich des Ofens 10 beschriebenen ähneln, jedoch der Deutlichkeit halber nicht dargestellt sind.

Ferner sind Hilfsheizeinrichtungen 142 für die Ofenzonen 12A bis 12E vorhanden. Der Speiseleitung 152 ist eine Heizeinrichtung 150 zugeordnet, mittels welcher das der Ofenzone 12A zugeführte Gemisch aus Frischluft und Abgasen erhitzt wird. Bei dieser Heizeinrichtung handelt es sich nicht um eine Verbrennungseinrichtung, d.h. sie dient nicht dazu, an dieser Stelle in den Abgasen enthaltene Lösungsmitteldämpfe zu oxidieren.

In den Hauptabgasabgabeteil der Ofenzone 12A ist eine Strahlungsheizeinrichtung 15²J- eingebaut, die der vorstehend beschriebenen Strahlungsheizeinrichtung 82 nach Fig. 4 ähnelt, mit einer in eine Umgehungsleitung eingeschalteten Verbrennungseinrichtung 156 versehen ist und in der gleichen Weise gesteuert wird wie die beschriebene Verbrennungseinrichtung 94 des Ofens 10.

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Ähnlich wie bei dem Ofen 10 sind bei dem Ofen 12 zum schnellen Abkühlen dienende BeIUftungseinrichtungen 158 vorhandene Die aus den Ofenzonen 12C, 12D und 12E austretenden Abgasströme werden durch zugehörige Leitungen 16O, 1Ö2 und 164 geführt, die sämtlich mit Regelklappen versehen sind, wie es bezüglich der Ofenzonen 1OC und 1OD beschrieben wurde. Eine gemeinsame Rückleitung 166 leitet die Abgase der Zonen 12C, 12D und 12E zu der Zone 12B zurück.

Die Abgase der Zone 12B werden über eine Leitung 168 abgeführt, die in der Frischluftspeiseleitung 152 mündet, so daß der Zone 12A ein Gemisch aus Frischluft und Ofenabgasen direkt zugeführt wird. Die Abgase des Hauptofenteils der Zone 12A werden über eine Leitung I70 zu der den beiden Öfen 10 und 12 gemeinsamen Mischkammer 36 geleitet.

Gemäß Fig. 1 ist eine der Abdichtungsklappe 102 ähnelnde Abdichtungsklappe 172 zur Unterstützung der in die Leitung 166 eingeschalteten Regelklappe 158 für eine schnelle Entlüftung vorhanden.

Während des normalen Betriebs, d.h. nach dem Erreichen des Beharrungszustandes, enthalten die Mischkammer 36 und die Leitung 38 normalerweise Ofenabgase mit einem Gehalt an Lösungsmitteldampf, der dem Sollwert entspricht oder sich ihm annähert. Diese Gase strömen durch die Leitung 38 zu den Zweigleitungen 40, 42 und 44. Natürlich strömen ähnliche Gase auch durch die Zweigleitungen 124, 128, I30 und 1J52. Eine nähere Erläuterung der Arbeitsweise des Ofens 12 dürfte sich erübrigen, da dieser Ofen im wesentlichen in der gleichen Weise wie der Ofen 10 und gleichzeitig damit arbeitet.

Sobald die Abgase durch die Zweigleitungen strömen, gelangen sie zu den Verbrennungseinrichtungen 56* 58 und 60, wo die Lösungsmitteldämpfe auf bekannte Weise oxidiert werden. Diese Verbrennung der Lösungsmitteldämpfe führt zusammen mit der

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Erzeugung von Wärme durch die Brenner der Verbrennungseinrichtungen zu einer Erhöhung der Temperatur der entweichenden oxidierten Gase, die ausreicht, um die in den Zonen 1OB, 1OC und 1OD zirkulierenden Gase auf der gewünschten Temperatur zu halten. Es ist natürlich zu bedenken, daß die Temperaturen in den verschiedenen Zonen bei der bevorzugten Betriebsweise auf verschiedenen Werten gehalten werden, und daß man daher normalerweise unterschiedliche Wärmemengen zuführen muß» Wie erwähnt, wird die Temperatur in den genannten Zonen mit Hilfe der Regelklappen 64 in den Zweigleitungen 40, 42 und 44 geregelt, die ihrerseits durch die temperaturempfindlichen Regler 66 gesteuert werden. Um die Temperatur in einer bestimmten Zone herabzusetzen, wird die zugehörige Regelklappe weiter geschlossen, um die Zufuhr der Lösungsmitteldämpfe enthaltenden Abgase zu der betreffenden Verbrennungseinrichtung zu verringern.

Auf diese Weise läßt sich die in jeder Zone herrschende Temperatur genau einregeln»

Ein Teil der zirkulierenden Gase wird als Ofenabgas aus den Zonen 1OC und 1OD kontinuierlich über die zugehörigen Abgasleitungen 26 und 28 abgeführt und über die Leitung 30 erneut in die Zone 1OB eingeleitet. Gleichzeitig werden der Zone 1OB in der beschriebenen Weise von der Verbrennungseinrichtung 56 aus oxidierte Gase zugeführt, so daß sich bei der Zone 1OB im Vergleich zu den Zonen 1OC und 1ÖD normalerweise etwa der dreifache Gasdurchsatz ergibt. Dies ist erwünscht, denn in der Zone 1OB werden größere Lösungsmittelmengen verdampft als in jeder der Zonen 1OC und 1OD.

Die Abgase der Zone 1OB werden über die Abgasleitung 24 abgeführt und über die Leitung yi erneut mit den in der Zone 1OA zirkulierenden Gasen gemischt. An dieser Stelle wird die von der Ofenanlage jeweils benötigte Prischluftmenge zugeführt, so daß sich die Erwärmung der Gase in der Zone 1OA regeln läßt.

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und daß sich gleichzeitig der gesamte prozentuale Gehalt des in der Zone 1OA zirlculierenden Gasgemisches an Lösungsmitteldampf en etwas verringert, da eine Vermischung mit Frischluft stattfindet, ohne daß Jedoch die Gase vor dem Eintreten in die Zone 1OA oxidiert werden. Es ist zu bemerken, daß die Heizeinrichtung 72 nicht als Verbrennungseinrichtung zur Wirkung kommt, sondern lediglich dazu dient, die in der Zone 1OA zirkulierenden Gase auf der gewünschten stabilen Temperatur zu halten. Dies ist erwünscht, da in den meisten Fällen die Zone 1OA mit einer etwas niedrigeren Temperatur betrieben werden muß als die Zonen 1OB, 1OC und 1OD. Der Gasdurchsatz der Zone 1OA ergibt sich aus der Summe der gesamten Abgasmenge der Zone 1OB und der zugeführten Frischluft, so daß von Zone zu Zone eine additive, kaskadenartige Belüftung erfolgt.

Die gesamten Abgase der Zone 1OA werden am Hauptofenauslaß 22a über die Leitung 22 abgeführt und in die Mischkammer 56 eingeleitet, wo sie erneut zur Verfügung stehen, um über die Speiseleitung 58 wieder umgewälzt zu werden.

Während des gesamten Betriebs wird ein wechselnder Anteil der Gase aus der Mischkammer 36 ständig über die Umgehungsleitung 92 abgezogen und durch die in diese Leitung eingeschaltete Verbrennungseinrichtung 94 geführt. Die oxidierten Gase gelangen zu der Strahlungsheizeinrichtung 82, in der sie durch die Rohrabschnitte 84, 88 und 86 nach Fig» 4 zirkulieren, um einen Teil ihrer Wärme an die Wärmeaustauschflächen 90 abzugeben, die diese Wärme dann direkt von beiden Seiten her an den dazwischen hindurchlaufenden Materialstreifen S abgeben.

Die von der Strahlungsheizeinrichtung 82 abgegebenen Gase strömen zu dem Hauptofenauslaßteil 22a und mischen sich mit den in die Abgasleitung 22 eintretenden kühleren Gasen, um dann zu der Mischkammer 36 zurückgeführt zu werden.

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Während des gesamten Betriebs wird kontinuierlich eine feste Teilmenge der Gase aus der Mischkammer J>6 über die Abgasleitung 46 und die Verbrennungseinrichtung 48 abgezogen, woraufhin Wärme aus diesen Gasen in der Wärmerückgewinnungseinrichtung 52 zurückgewonnen wird, während die Abgase über den Kamin 50 entweichen können.

Vorzugsweise wird der Prozentsatz der Gase, die über die Verbrennungseinrichtung 48 dem Kamin 50 zugeführt werden, so niedrig gehalten, wie es sich mit dem Volumen der der Ofenanlage zugeführten Frischluft und den Mengen an Lösungsmitteldämpfen und Verbrennungsprodukten vereinbaren läßt, die während des Ofenbetriebs entstehen.

Es ist zu bemerken, daß Gase aus den Verbrennungseinrichtungen, die sich auf einer sehr hohen Temperatur von z.B. etwa 76O⁰C befinden, nur auf der Austrittsseite der Verbrennungseinrichtungen 56, 58, 60, 94 und 48 anfallen. Sobald die Gase die betreffenden Verbrennungseinrichtungen passiert haben, mischen sie sich in den Zonen 10B, 1OC und 1OD mit den erneut umgewälsten Gasen, so"daß sie ihre überschüssige Wärme an diese Gase abgeben«. Werden die Gase dann erneut von den Leitungen aufgenommen, befinden sie sich daher auf einer erheblich niedrigeren Temperatur. Die von der Strahlungsheizeinrichtung 82 abgegebenen Gase mischen sich im Ofenauslaßteil sofort mit kühleren Gasen. Daher ergeben sich keine Schwierigkeiten aus der Handhabung von Gasen, welche die Ofenanlage und die Rohrleitungen mit sehr hohen Temperaturen'durchströmen. In der Praxis überschreitet die maximale, normal auftretende Betriebstemperatur, die in allen Teilen der Leitungen, den Gebläsen und dgl. zu beobachten ist, den Wert von etwa 48O°C nicht. Bei solchen Temperaturen kann man die üblichen Werkstoffe für Rohrleitungen und Gebläse verwenden, ohne daß eine Beschädigung zu befürchten ist.

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Während des Betriebs der Ofenanlage im Beharrungszustand sind die in die einzelnen Zonen 1OB, 1OC und 1OD eintretenden Gasmengen mehr oder weniger stabil, d.h. es treten nur sehr geringfügige Änderungen in Abhängigkeit von der Tätigkeit der verschie· denen Temperaturregler auf.

Entsprechend wird auch die Menge der Abgase, die über die Verbrennungseinrichtung 48 und den Kamin 50 an die Atmosphäre abgegeben werden, auf einem stabilen Prozentsatz des gesamten Abgasausstoßes der Ofenanlage gehalten. Dieser Prozentsatz kann in Abhängigkeit von den Eigenschaften der Lösungsmittel und dem Sauerstoffbedarf der Anlage etwas variieren. Ist es möglich, die Anlage bei einem niedrigeren Prozentsatz an Sauerstoff zu betreiben und trotzdem eine einwandfreie Oxidation der Lösungsmitteldämpfe aufrechtzuerhalten, benötigt man eine geringere Frischluftmenge, d.h. es braucht nur eine geringere Abgasmenge an die Atmosphäre abgegeben zu werden.

Wie erwähnt, muß die Ofenanlage beim Betrieb sehr anpassungsfähig sein, damit die verschiedensten Werkstoffe behandelt werden können, die Überzüge der verschiedensten Art mit den entsprechenden Lösungsmitteln tragen. Bei manchen Werkstoffen und Lösungsmitteln verbrauchen die Verbrennungseinrichtungen 56, 58 und 60 der verschiedenen Zonen einen größeren Anteil der Abgase, so daß sich das Volumen der Abgase, die von der in die Umgehungsleitung eingeschalteten Verbrennungseinrichtung verarbeitet werden müssen, auf ein Minimum verringert.

In anderen Fällen ist die Belastung der Zonen-Verbrennungseinrichtungen 56* 58 und 60 geringer, und in diesen Fällen muß die Verbrennungseinrichtung 94 in der Umgehungsleitung 92 so eingeregelt werden, daß sie einen entsprechend größeren Teil der Abgase verarbeitet, um den prozentualen Gehalt der Abgase an Lösungsmitteldämpfen herabzusetzen und diesen Gehalt innerhalb der gesamten Ofenanlage auf dem Nullwert zu halten.

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Sobald in den Zonen 1OB, 10C und 10D der Behar rungs zustand erreicht ist, muß man das durch die Verbrennungseinrichtung 94 geleitete Gasvolumen so einregeln, wie es Jeweils erforderlich ist, damit die restlichen Lösungsmitteldämpfe in der Ofenanlage verbraucht werden. Somit verleiht die Benutzung der ■Verbrennungseinrichtung 94 der gesamten Ofenanlage ein hohes Maß von Anpassungsfähigkeit, ohne daß es erforderlich ist, die an die Atmosphäre abgegebenen Abgasmengen, die praktisch vergeudet werden, zu vergrößern.

In manchen Fällen kann es zweckmäßig sein, eine andere Ausführungsform einer Strahlungsheizeinrichtung zu benutzen, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist.

Bei dieser Ausführungsform ist die Zone 1OA des Ofens so abgeändert, daß keine Konvektionsbeheizung des Werkstücks, der Umwälzgebläse und der Gasleitungen erfolgt, da an ihrer Stelle eine stärkere Strahlungsheizwirkung innerhalb der gesamten Zone 1OA herbeigeführt wird. Gemäß Fig. 5 ist der Zone 1OA eine Frischluftzuführungsleitung 32a zugeordnet, der die Frischluft von einer beliebigen Quelle aus, z.B. aus dem Raum, in dem die Überzüge aufgebracht werden, oder aus der Atmosphäre, zugeführt wird. Die Mischkammer 36 ist mit der Zone 1OA durch eine Gaszuführungsleitung 200 verbunden, die die mit Lösungsmittel geschwängerten Gase von der Mischkammer 36 zu der Verbrennungseinrichtung 202 leitet; die von der Verbrennungseinrichtung 202 abgegebenen Gase werden durch eine Strahlungsheizeinrichtung in Form einer Rohranordnung 204 geleitet, zu der im wesentlichen ein oberer und ein unterer Kanal gehören, welche sich oberhalb bzw. unterhalb der Bahn des Materialstreifens oder Werkstücks, von dem die Zone 1OA durchlaufen wird, über die ganze Länge dieser Zone erstreckt. Ferner ist eine Rückleitung 206 vorhanden, die das andere Ende der Strahlungsheizeinrichtung 204 über den Wärmetauscher 54 zum Vorwärmen der zugeführten Frischluft mit dem Kamin 50 verbindet.

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Eine Abgasleitung 210 nimmt die von der in Fig. 5 nicht dargestellten Zone 1OB abgegebenen Abgase auf und steht in Verbindung mit der Frischluftzufuhrungsleitung 32a, so daß über eine Zweigleitung 212 der Zone 1OA ein Gasgemisch zugeführt werden kann, das aus heißen Abgasen und kühlerer Frischluft besteht und dazu dient, den Ofen 1OA zu belüften. Somit wird die Zone 1OA parallel zu dem Werkstück von Belüftungsgas durchströmt, das nur eine minimale Heizwirkung ausübt.

Die Abgase der Zone 1OA werden über die Abgasleitung 22 abgezogen und wieder zu der Mischkammer 36 gefördert.

Zusätzliche Frischluft kann erforderlichenfalls zum Kühlen der Strahlungsheizeinrichtung 204 über einen zweiten Frischlufteinlaß 216 zugeführt werden.

Gemäß Fig. 5 dienen sämtliche von der Verbrennungseinrichtung 202 abgegebenen Gase in erster Linie dazu, den Materialstreifen durch Strahlungswärme unter Benutzung der Strahlungsheizeinrichtung 204 zu erwärmen, und danach werden diese Gase über die Abgasleitung 206 dem Kamin 50 zugeführt. Somit tritt die Verbrennungseinrichtung 202 nach Fig«, 5 an die Stelle der Abgas-Verbrennungseinrichtung 48 nach Fig. 1, so daß sich Wärme auf noch wirtschaftlichere Weise zurückgewinnen läßt.

Bezüglich der Wirkungsweise der Verbrennungseinrichtung 9A in der Beipaß~Leitung 92 und der Strahlungsheizeinrichtung 82 ergeben sich keine Änderungen,

Da während der Inbetriebsetzung der Ofenanlage in der zugeführten Frischluft nur ein kleiner Prozentsatz an Lösungsmitteldämpfen enthalten ist oder Lösungsmitteldämpfe vollständig fehlen, werden die Hilfsbrenner 70 nach Fig. 1 so eingestellt, daß jeder Zone eine ausreichende Wärmemenge zugeführt wird, um eine einwandfreie Aushärtung oder sonstige Behandlung des Wertstücks und des darauf vorhandenen Überzugs zu gewährleisten.

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Mit zunehmendem Gehalt der in den Zonen zirkulierenden Abgase an Lösungsmitteldämpfen wird die durch die Zonen-Verbrennungseinrichtungen gelieferte Wärmemenge größer, so daß es dann möglich ist, die Hilfsbrenner zu drosseln und sie nur noch mit kleiner Flamme weiter zu betreiben.

Soll die Fertigungsstraße aus irgendeinem Grund stillgesetzt werden, z.B. für den Übergang auf eine andere Farbe oder einen anderen Überzug oder aus einem sonstigen Grund, wird gemäß Fig. 1 die zur schnellen Abkühlung dienende Belüftungseinrichtung 100 in Betrieb gesetzt, um der Ofenanlage an verschiedenen Punkten Frischluft auf direktem Wege dort zuzuführen, wo die betreffenden Regelklappen vorhanden sind, so daß die Temperatur der Gase in den verschiedenen Zonen schnell gesenkt wird.

Auf diese Weise ist es möglich, relativ schnell auf eine andere Farbe oder dgl. überzugehen, da es nur erforderlich ist, die Fertigungsstraße stillzusetzen, die Regelklappen für die schnelle Abkühlung der Ofenanlage zu betätigen und dann, wenn der Betrieb wieder aufgenommen werden soll, die Hilfsbrenner in Betrieb zu setzen, damit die verschiedenen Zonen schnell wieder auf ihre Betriebstemperatur gebracht werden können.

Ansprüche:

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Claims

ANSPRÜCHE

1· Wärmebehandlungs-Ofenanlage zum Behandeln eines Werkstücks, das einen Überzug trägt, welcher verdampfbare Lösungsmittel und dgl. enthält, die sich oxidieren lassen und daher geeignet sind, mindestens einen Teil des Wärmebedarfs der Ofenanlage zu dekken, gekennzeichnet durch eine Ofenkammeranordnung (10) mit einer ersten Ofenzone (10A) und einer zweiten Ofenzone (1OB), durch die sich das Werkstück (S) nacheinander hindurchbewegen läßt, wobei mindestens die zweite Ofenzone so ausgebildet ist, daß sich in ihr Gase kontinuierlich umwälzen lassen, Gaszuführungseinrichtungen (j52, 30), die es ermöglichen, den Ofenzonen kontinuierlich Ofengase zuzuführen, Abgas-Abführungseinrichtungen (22, 24), die an die Ofenzonen angeschlossen sind und es ermöglichen, aus den Ofenzonen kontinuierlich jeweils einen Teil der darin vorhandenen gasförmigen Atmosphäre abzuziehen, sowie durch eine Abgas-Überströmeinrichtung (32), welche die Abgas-Abführungseinrichtung der zweiten Ofenzone mit der Gaszuführungseinrichtung der ersten Ofenzone verbindet, um aus der zweiten Ofenzone abgezogene Abgase erneut ohne jede weitere Behandlung der ersten Ofenzone zuzuführen, damit diese Abgase die erste Ofenzone durchströmen, um danach aus ihr über die zugehörige Abgas-Abführungseinrichtung (22) abgeführt zu werden.

2. Ofenanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine dritte Ofenzone (1OC), eine Abgas-Abführungseinrichtung (26) für die dritte Ofenzone, eine zu der dritten Ofenzone führende Einrichtung (42) zum Zuführen von Ofengasen sowie eine Abgas-Strömungsverbindung (30), die in Verbindung mit der Abgas-Abführungseinrichtung (26) der dritten Ofenzone und der Ofengas-Zuführungseinrichtung für die zweite Ofenzone steht, so daß es möglich ist, aus der dritten Ofenzone abgezogene Abgase der zweiten Ofenzone erneut zuzuführen und sie danach entsprechend einer Kaskadenanordnung aus der zweiten Ofenzone ab» zuziehen und sie dann erneut der ersten Ofenzone zuzuführen.

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5. Ofenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der ersten Ofenzone (1OA) um eine Zone handelt, in der Lösungsmitteldämpfe in großem Ausmaß freigegeben werden, und daß es sich bei der zweiten Ofenzone (1OB) um eine Zone handelt, in der im Vergleich zur ersten Ofenzone eine geringere Menge an Lösungsmitteldämpfen freigegeben wird.

4. Ofenanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine der ersten Ofenzone (1OA) zugeordnete Einrichtung (52a) zum Zuführen von Frischluft zu der ersten Ofenzone als Bestandteil der Ofengase für die erste Ofenzone.

5· Ofenanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch an die erste Ofenzone (10A) angeschlossene Abgas-Rückumwälzeinrichtungen (j6, 38) zum erneuten Umwälzen eines Teils der der ersten Ofenzone entnommenen Abgase zu der zweiten Ofenzone (IOB) sowie eine weitere Gaszuführungseinrichtung (40) zum Zuführen dieser Gase zu der zweiten Ofenzone.

6. Ofenanlage nach Anspruch 5* gekennzeichnet durch eine dritte Ofenzone (1OC), eine vierte Ofenzone (IOD) sowie an die Abgas-Abführungseinrichtung (22) der ersten Ofenzone (IOA) angeschlossene Verbindungseinrichtungen (36, J>8) zum Aufnehmen erneut umzuwälzender Abgase aus der ersten Ofenzone und an diese Verbindungseinrichtungen angeschlossene Zonen-GaszufUhrungseinrichtungen (42, 44) zum erneuten Umwälzen eines Teils der Abgase der ersten Ofenzone zu der dritten Ofenzone und der vierten Ofenzone als dafür bestimmte Ofengase.

7. Ofenanlage nach Anspruch 5* gekennzeichnet durch eine Ofenzonengas-Verbrennungseinrichtung (56), die an die zusätzliche Einrichtung (4o) zum Zuführen von Gasen zu der zweiten Ofenzone (IOB) angeschlossen ist, der die Abgase der ersten Ofenzone (IOA) zugeführt werden, die es ermöglicht, in den Abgasen enthaltene Lösungsmitteldämpfe zu oxidieren, und

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zu der eine Einrichtung (64) zum Regeln der Zufuhr der Abgase zu der Verbrennungseinrichtung gehört, so daß sich die Zufuhr von Wärme zu der zweiten Ofenzone regeln läßt.

8. Ofenanlage nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Ofengas-Verbrennungseinrichtungen (58, 60), die an die Einrichtungen (42, 44) zum Zuführen von Gasen zu der dritten Ofenzone (1OC) bzw. der vierten Ofenzone (IOD) angeschlossen sind, denen Abgase der ersten Ofenzone (IOA) zugeführt werden, die es ermöglichen, in diesen Abgasen enthaltene Lösungsmitteldämpfe zu oxidieren, und denen Einrichtungen (64) zum Regeln der Zufuhr von Abgasen zu den Verbrennungseinrichtungen der dritten und der vierten Ofenzone zugeordnet sind, damit sich die Wärmezufuhr zu der dritten und der vierten Ofenzone regeln läßt.

9. Ofenanlage nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch mehrere Lufterhitzungseinrichtungen (70), von denen jeder der Ofenzonen (IOA bis 10D) jeweils eine zugeordnet ist, die von den Zonen-Verbrennungseinrichtungen (56, 58, 60) getrennt sind, und es ermöglichen, beim Fehlen einer ausreichenden Wärmezufuhr durch die Zonen-Verbrennungseinrichtungen die Gase in den betreffenden Ofenzonen zu erhitzen.

10. Ofenanlage nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine normalerweise geschlossene Frischluft-Zuführungs- und -Regeleinrichtung (IOO), die sich betätigen läßt, um den Ofenzonen Frischluft zuzuführen, um eine schnelle Abkühlung der Ofenzonen zu bewirken.

11. Ofenanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Abgas-Verbrennungseinrichtung (48), die an die Einrichtung (22) zum Abführen von Abgasen aus der ersten Ofenzone (IOA) angeschlossen ist, der kontinuierlich ein Teil der Abgase aus der ersten Ofenzone zugeführt wird, und die, eine Verbrennung dieser Abgase derart bewirkt, daß die

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darin enthaltenen Lösungsmitteldämpfe oxidiert werden, sowie durch einen Kamin (50) zum Abgeben der Abgase der Verbrennungseinrichtung an die Atmosphäre«

12. Ofenanlage zum Behandeln eines Werkstücks, das einen Überzug trägt, der verdampfbare Lösungsmittel und dgl. enthält, welche sich oxidieren lassen, um mindestens einen Teil des Wärmebedarfs der Ofenanlage zu decken, gekennzeichnet durch eine Ofenkammeranordnung (10) mit einer ersten Ofenzone (10A) und einer zweiten Ofenzone (1OB), durch die sich das Werkstück (S) nacheinander hindurchbewegen läßt, wobei mindestens die zweite Ofenzone so ausgebildet ist, daß sich in ihr Ofengase kontinuierlich umwälzen lassen, an die beiden Ofenzonen angeschlossene Abgas-Abführungseinrichtungen (22, 24) zum kontinuierlichen Abführen jeweils eines Teil der Ofengase aus jeder der beiden Ofenzonen, mit den Ofenzonen verbundene Gaszuführungseinrichtungen (32, 30) zum kontinuierlichen Zuführen von Ofengasen zu den Ofenzonen, während aus den Ofenzonen die Abgase abgeführt werden, eine in eine Umgehungsleitung (92) eingeschaltete Verbrennungseinrichtung (94) zum Aufnehmen eines Teils der aus der ersten Ofenzone abgeführten Abgase und zum Oxidieren von darin enthaltenen Lösungsmitteldämpfen sowie einen Wärmetauscher (82), dem die oxidierten Gase von der in die Umgehungsleitung eingeschalteten Verbrennungseinrichtung aus zugeführt werden, und der dazu dient, Strahlungswärme an das Werkstück abzugeben, wobei die oxidierten Gase danach aus dem Wärmetauscher entweichen und sich mit den in der ersten Ofenzone (IOA) vorhandenen Gasen mischen»

13. Ofenanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Wärmetauscher eine sich innerhalb der ersten Ofenzone (10A) erstreckende Rohr- bzw. Kanalanordnung (84, 86, 88) gehört, die Wärmeabstrahlungsflachen (90) aufweist, durch die in der ersten Ofenzone Strahlungswärme direkt an das Werkstück (S) abgegeben wird.

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14. Ofenanlage nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (98) zum Regeln der Abgasmenge, die je Zeiteinheit der in die Umgehungsleitung (92) eingeschalteten Verbrennungseinrichtung (94) zugeführt wird, sowie eine Einrichtung (99) zum Fühlen der Temperatur der die erste Ofenzone (IOA) verlassenden Abgase und zum Steuern der Regeleinrichtung derart, daß der Abgasdurchsatz der genannten Verbrennungseinrichtung in Abhängigkeit von der gefühlten Abgastemperatur geregelt wird.

15. Ofenanlage nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine weitere in der ersten Ofenzone (IOA) angeordnete Strahlungsheizeinrichtung in Gestalt einer Rohr- bzw. Kanalanordnung (204) zum Abgeben von Strahlungswärme an das Werkstück (S), eine an diese Strahlungsheizeinrichtung angeschlossene weitere Verbrennungseinrichtung (202) zum Speisen der Strahlungsheizeinrichtung mit auf eine erhöhte Temperatur gebrachten Verbrennungsgasen sowie eine Abgas-Strömungsverbindung (200, 36), welche die weitere Verbrennungseinrichtung mit der Abgas-Abgabeeinrichtung (22) der ersten Ofenzone verbindet und dazu dient, einen Teil der von der ersten Ofenzone abgegebenen Abgase der weiteren Verbrennungseinrichtung zuzuführen.

16. Ofenanlage nach Anspruch 15* gekennzeichnet durch eine an die weitere Strahlungsheizeinrichtung (204) angeschlossene Einrichtung (206) zum Abführen von Verbrennungsabgasen zur Atmosphäre, wobei die weitere Verbrennungseinrichtung (202) so betrieben wird, daß die vorhandenen Lösungsmitteldämpfe in einem Ausmaß oxidiert werden, das genügt, um eine minimale Verschmutzung der Atmosphäre zu gewährleisten, wobei die weitere Verbrennungseinrichtung gleichzeitig dazu dient, der weiteren Strahlungsheizeinrichtung mindestens einen Teil der von ihr benötigten Wärme zuzuführen.

17. Ofenanlage nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (216) zum Zuführen von Prisch-

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luft zu der weiteren Strahlungsheizeinrichtung (204) und zum Regeln ihrer Temperatur sowie durch eine Einrichtung (212) zum Zuführen von Gasen zu der ersten Ofenzone (10A), die durch eine Verbindungseinrichtung (210) mit der Abgas-Abführungseinrichtung (24) der zweiten Ofenzpne (10B) verbunden ist und dazu dient, kontinuierlich der zweiten Ofenzone entnommene Abgase erneut in die erste Ofenzone einzuleiten.

18. Verfahren zum Durchführen einer Wärmebehandlung eines Werkstücks, das einen Überzug trägt, der verdampfbare Lösungsmittel und dgl. enthält, welche sich oxidieren lassen, um mindestens einen Teil des Wärmebedarfs einer Ofenanlage zum Durchführen des Verfahrens zu decken, gekennzeichnet durch kontinuierliches Bewegen des Werkstoffs durnh mindestens eine erste Ofenzone und eine sich daran anschliessende zweite Ofenzone einer Ofenkammeranordnung, wobei mindestens die zweite Ofenzone kontinuierlich zirkulierende Gase enthält, kontinuierliches Zuführen von Gasen zu beiden Ofenzonen, kontinuierliches Abführen von Abgasen aus den Ofenzonen sowie kontinuierliches Überleiten der der zweiten Ofenzone entnommenen Abgase mit anschließendem erneutem Zuführen dieser Abgase zu der ersten Ofenzone derart, daß mindestens ein Teil der Gase ersetzt wird, die aus der ersten Ofenzone als Abgase abgeführt werden.

19· Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß Gase in einer dritten Ofenzone ständig umgewälzt werden, daß der dritten Ofenzone kontinuierlich Abgase entnommen werden, und daß diese der dritten Ofenzone entnommenen Abgase kontinuierlich entsprechend einer Kaskadenanordnung zu der zweiten Ofenzone zurückgeleitet werden, so daß bei der Kaskadenanordnung der dritten Ofenzone entnommene Gase zu der zweiten Ofenzone und der zweiten Ofenzone entnommene Gase zu der ersten Ofenzone strömen.

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20. Verfahren nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, daß kontinuierlich ein Teil der aus der ersten Ofenzone abgeführten Abgase erneut der zweiten Ofenzone zugeführt wird, daß die so zurückgeleiteten Abgase dort, wo sie in die zweite Ofenzone eingeleitet werden, kontinuierlich einer Verbrennung unterzogen werden, um Wärme zu erzeugen, die mindestens einen Teil des Wärmebedarfs der zweiten Ofenzone deckt, und daß die der Verbrennung unterzogenen Gase einen geringeren Lösungsmitteldampfgehalt haben als die in der genannten Ofenzone umgewälzten Gase und in der genannten Weise als Zusatzgase verwendet werden, so daß in den in der zweiten Ofenzone zirkulierenden Gasen ein vorbestimmter Wert des Lösungsmitteldampfgehalts aufrechterhalten wird.

21. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der in der ersten Ofenzone erzeugten Lösungsmitteldämpfe größer ist als die Menge der in der zweiten Ofenzone erzeugten Lösungsmitteldämpfe, und daß die Menge der in der zweiten Ofenzone erzeugten Lösungsmitteldämpfe größer ist als die Menge der in der dritten Ofenzone erzeugten Lösungsmitteldämpfe.

22. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der ersten Ofenzone als Bestandteil der Ofengase für die erste Ofenzone kontinuierlich Frischluft zugeführt wird.

2J. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß kontinuierlich ein Teil der Abgase der ersten Ofenzone zu der dritten Ofenzone zurückgeleitet wird, daß diese Abgase dort, wo sie der dritten Ofenzone zugeführt werden, kontinuierlich einer Verbrennung ausgesetzt werden, um Wärme zu erzeugen, die mindestens einen Teil des Wärmebedarfs der dritten Ofenzone deckt, und daß die der Verbrennung unterzogenen Gase einen niedrigeren Gehalt an Lösungs mitteldämpfen haben-als die in der dritten Ofenzone zirkulie-

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renden Gase, und daß sie das in der erwähnten Weise zugeführte Zusatzgas bilden, das dazu dient, in den in der dritten Ofenzone zirkulierenden Gasen einen vorbestimmten Wert des Lösungsmitteldampfgehalts aufrechtzuerhalten.

24. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß kontinuierlich ein Teil der Abgase der ersten Ofenzone abgezweigt wird, daß diese Teilmenge durch eine in eine Umgehungsleitung eingeschaltete Verbrennungseinrichtung geleitet wird, um die in dem Abgas enthaltenen Lösungsmitteldämpfe zu oxidieren, daß die von der genannten Verbrennungseinrichtung in der Umgehungsleitung abgegebenen Gase durch eine in der ersten Ofenzone angeordnete Rohr- bzw. Kanalanordnung geleitet werden, und daß die Rohr- oder Kanalanordnung dazu dient, dem Werkstück bei seinem Hindurchlaufen durch die erste Ofenzone Strahlungswärme zuzuführen.

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