DE3332989C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Temperatur-Folgeregelung eines Durchlaufofens.

Bisherige Temperatur-Folgeregelungen für Durchlauföfen sind darauf abgestellt, daß das Wärmegut den Ofen gleichmäßig durchläuft und der Ofenherd gleichmäßig belegt ist. Wenn das Ofengut unterschiedliche Abmessungen besitzt und sich Lücken zwischen den einzelnen Durchsatzteilen befinden, so wird die gleichmäßige Erwärmung des Ofengutes gestört. Es sind z. B. Temperaturübergänge an dem Wärmegut in der Nähe der Lücken festzustellen. Ferner kann auch eine unterschiedliche Qualität des Wärmegutes eine ungleichmäßige Erwärmung bewirken. Größere Abweichungen der Wärmeguttemperatur treten ebenfalls auf, wenn z. B. infolge einer Betriebsunterbrechung in dem dem Ofen folgenden Fertigungsbereich die Durchlaufgeschwindigkeit geändert werden muß, oder wenn sich die Durchlaufgeschwindigkeit mehrfach ändert.

Aus der Druckschrift Neue Hütte, 28. Jg., H. 3, Seiten 81 bis 86, ist eine technische Konzeption für eine Temperatur- Folgeregelung eines Herdwagenofens bekannt, der in Zonen eingeteilt ist und eine Brennerregelung aufweist, wobei die Sollwert-Temperatur berechnet, die Ofenatmosphärentemperatur gemessen, die Ist-Temperatur mit den berechneten Soll-Temperaturen verglichen wird und die Zuführung für die Brennstoff- und Luftmengen bei Soll- Istwert-Abweichungen entgegen der Richtung der Regelabweichung zonenabhängig verstellt werden.

Dagegen bezieht sich das Verfahren nach der Erfindung auf einen Durchlaufofen, in dem die einzelnen Wärmegutstücke zeitversetzt ein sich stetig änderndes Temperaturprofil durchlaufen und eine über die Erfassung von Ofenbefeuerungsdaten örtlich berechnete Wärmegutstück- Ist-Temperaturen mit der jeweiligen für den gleichen Ort vorgegebenen Soll-Temperatur des Wärmegutstückes verglichen wird.

Ferner ist es aus ABC-Technik und Naturwissenschaft, Bd. 2, Verlag Harri Deutsch, S. 854, bekannt, Sollwert-Istwert- Vergleiche der Temperaturen vorzunehmen und entsprechend der Regelabweichung, die Gaszufuhr zu verstellen, hier jedoch erfolgt kein Hinweis auf Zonenaufteilung des Ofens, Wärmegutstück-Temperaturen und Angabe zu deren Ermittlung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gleichmäßige Aufheizung des Wärmegutes bei unterschiedlichen Durchsätzen zu bewirken, wobei bei der Aufheizung des Wärmegutes auch Ungleichmäßigkeiten im Durchlauf und der Herdbelegung berücksichtigt werden sollen.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit der Gesamtheit der Merkmale des einzigen Patentanspruchs.

Die direkte Messung der Temperatur des Wärmegutes im Ofen ist in der Regel in der Hüttenindustrie unmöglich. Es ist deshalb von Bedeutung, mehrere Ofenbefeuerungsdaten, mehrfach über die Ofenlänge und taktweise zu erfassen, die dazu geeignet sind, fortlaufend die Temperaturerhöhung der Wärmegutstücke einzeln zu bestimmen. Die mathematischen Berechnungsverfahren hierfür sind bekannt. Sie gehen aus von der Fourierischen Differentialgleichung, die für die Bedingungen eines bestimmten Industrieofens mit Hilfe von elektronischen Rechenanlagen mindestens interativ lösbar ist. So gelangt man je Takt zu Werten für die Temperaturerhöhung und durch Summierung der Werte für jedes Stück von der Eingabe in den Ofen an zu Angaben über seine repräsentative Temperatur (Ist-Temperatur) und Lage im Ofen (Regelzone).

Diese so ermittelte Ist-Temperatur des Wärmegutes wird mit einer Soll-Temperatur, die jeweils örtlich über die Ofenlänge vorgegeben ist, verglichen. Aufgrund einer Differenz zwischen Soll- und Ist-Wert und in Abhängigkeit von der Größe dieser Differenz wird der Ofen zonenweise geregelt. Natürlich wird, wenn die Regelzone länger ist als das einzelne Wärmegutstück, der Ofen nicht für jedes Stück individuell geregelt, sondern immer nur zonenweise.

Die erfindungsgemäße Temperatur-Folgeregelung erweist sich als sehr geeignet, bei ungleichmäßigem Durchlauf und ungleich dichter Herdbelegung eine sehr gleichmäßige Erwärmung des Gutes zu bewirken. Von großem Vorteil ist, daß die Ofenbefeuerung der abmessungsbedingten oder durchlaufgeschwindigkeitsabhängigen Durchsatz angepaßt werden kann oder selbsttätig angepaßt wird. Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren wird außerdem ein höherer wärmetechnischer Wirkungsgrad erzielt, und das Verfahren erweist sich damit als energiesparend. Im übrigen hält sich der Aufwand für die Temperatur-Folgeregelung in den Grenzen, die allein durch die Energieeinsparung gerechtfertigt sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die Figur zeigt eine Seitenansicht eines Durchlaufofens mit der erfindungsgemäßen Temperatur-Folgeregelung.

In der Figur kennzeichnet die stark ausgezogene Linie 1 die feuerfeste Umhüllung des Ofenraumes mit dem Einlaß 2 und dem Auslaß 4 für das Wärmegut 3. Der Ofen ist bestückt mit je einer Reihe Brenner 5 im Oberofen und Brenner 6 im Unterofen. Je zwei Brenner des Oberofens und des Unterofens bilden eine Regelzone. Der Ofen besitzt hier sechs Regelzonen. Die Brenner 5, 6 führen dem Ofen Brenngas und Luft zu. Der Abgasstrom verläuft entgegen dem Wärmeguttransport zum Abgasaustritt bei 7.

Das Wärmegut 3 tritt durch den Einlaß 2 in den Ofen ein und wird, da das Wärmegut entgegen der Zeichnung im Ofen dicht an dicht liegt, von der Bewegung des Brammendrückers 8 auf dem Herd 9 durch den Ofen zum Austritt 4 transportiert.

Der Ofen ist mit einem Sensor 10 für die Temperaturmessung der Ofenatmosphäre in jedem Regelabschnitt bestückt. Im vorliegenden Fall ist also je Regelzone für Unter- und Oberofen je ein Sensor vorhanden. In der Fig. 1 sind außerdem ein Rechner 11, eine Temperaturmeldeleitung 12, eine Brennersteuerungsleitung 13 und eine Leitung 14 zur Übertragung einer Angabe über die Durchlaufgeschwindigkeit des Wärmegutes 2 eingetragen.

Claims (1)

1. Temperatur-Folgeregelung eines Durchlaufofens mit in Zonen aufgeteilter Ofenfeuerung und mit zonenweiser Messung von Ofenbefeuerungsdaten wie der Ofenatmosphärentemperatur, mit dem Vergleich der jeweiligen Ist-Temperatur mit der dazu vorgegebenen Soll-Temperatur und mit einer entgegen der Sollwert-Istwert-Abweichung wirkenden Verstellung der Zuführung für die Brennstoff- und Luftmenge in den Zonen, wobei die zonenweise Messung taktweise abgefragt und eine - oder mehrere - Ofenbefeuerungsdaten wie die Ofenatmosphärentemperatur oder die zugeführten Brennstoff- und Luftmengen gemessen werden diesen zonenweisen Meßdaten der Ofenbefeuerung mehrfach auf der Ofenlänge fortschreitend die jeweilige örtliche Wärmegutstück-Temperaturänderung berechnet wird, als Ist-Temperatur die Wärmegutstück-Temperatur örtlich berechnet wird als Summe aus der Wärmegut-Anfangstemperatur vor Eintritt in den betrachteten örtlichen Bereich und der berechneten örtlichen Wärmegutstück-Temperaturänderung und diese berechnete Wärmegutstück-Ist- Temperatur verglichen wird mit der jeweiligen für den gleichen Ort vorgegebenen Soll- Temperatur des Wärmegutstückes.