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DE3335283A1 - METHOD FOR HEAT TREATING METALS IN POT OR HOOD OVENS - Google Patents

METHOD FOR HEAT TREATING METALS IN POT OR HOOD OVENS

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Publication number
DE3335283A1
DE3335283A1 DE3335283A DE3335283A DE3335283A1 DE 3335283 A1 DE3335283 A1 DE 3335283A1 DE 3335283 A DE3335283 A DE 3335283A DE 3335283 A DE3335283 A DE 3335283A DE 3335283 A1 DE3335283 A1 DE 3335283A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas
fluidized beds
cooling device
recipient
preheating device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE3335283A
Other languages
German (de)
Inventor
Rainer 5768 Sundern Herdieckerhoff
Herbert 5750 Menden Rediger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WERNER HERDIECKERHOFF NACHF IN
Original Assignee
WERNER HERDIECKERHOFF NACHF IN
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by WERNER HERDIECKERHOFF NACHF IN filed Critical WERNER HERDIECKERHOFF NACHF IN
Priority to DE3335283A priority Critical patent/DE3335283A1/en
Priority to PCT/DE1984/000198 priority patent/WO1985001519A1/en
Priority to EP84903626A priority patent/EP0156888A1/en
Publication of DE3335283A1 publication Critical patent/DE3335283A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
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    • C21D9/54Furnaces for treating strips or wire
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    • C21METALLURGY OF IRON
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Abstract

In a process for heating, annealing and cooling charges enclosed in containers, it is possible, during the heat treating of metals by means of pot furnaces or cover furnaces, to save thermal energy and annealing time due to the fact that cold gas from a preheating device (2) surronding a still cold charge to be heated (1) traverses fluidized beds (6) arranged inside the wall (3) of a cooling device (5) surrounding a warm charge (4) to be cooled, beds wherein is provided the aluminium oxide or the like, pulverized and maintained in a floating state by the gas flowing vertically and used as heat-exchanger, the gas being then recycled by isolated conduits of corresponding fans (16) of the preheating device (2) to be used as heating medium.

Description

P 233 ■P 233 ■

PatentanneidungPatent application

der Firma:of the company:

Dr. Werner Herdieckerhoff,Dr. Werner Herdieckerhoff,

Nachf.Nachf.

Industrieöfen und Apparatebau,Industrial furnaces and apparatus engineering,

Viktoriastr. 10-12, 4750 UnnaViktoriastr. 10-12, 4750 Unna

Verfahren zur Wärmebehandlung von Metallen in Topf- oder HaubenöfenProcess for the heat treatment of metals in pot or hood furnaces

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufheizen, Glühen und Abkühlen von in Rezipienten eingeschlossenen Chargen bei der Wärmebehandlung von Metallen mit Hilfe von Topf- oder Haubenöfen, sowie einer zusätzlichen Kühlvorrichtung, (DE-PS 22 56 676)The invention relates to a method for heating, annealing and cooling of enclosed in recipients Batches in the heat treatment of metals with the help of pot or hood furnaces, as well as an additional one Cooling device, (DE-PS 22 56 676)

In der Metallindustrie ist während der Bearbeitung und der Verformung zur Erzielung bestimmter Gefügezustände zwischen den einzelnen Fertigungsschritten eine Glühbehandlung erforderlich. Hierzu werden die Metall produkte in Glühofen mit und ohne Glühschützhauben (Rezipienten) auf eine den gewünschten Gefügezustand entsprechende Temperatur erhitzt, und anschließend außerhalb des Ofens wieder abgekühlt. Die bei der Abkühlung anfallende Ab-In the metal industry is during machining and the deformation to achieve certain structural conditions between the individual production steps an annealing treatment necessary. For this purpose, the metal products in an annealing furnace with and without annealing protective hoods (recipients) to a state that corresponds to the desired structural condition Temperature heated, and then cooled again outside of the oven. The cooling that occurs during cooling

wärme geht hierbei heute noch in den meisten Fällen verloren, da eine effektive Rückführung in den Wärmebehandlungsprozeß bisher nicht möglich ist. Zum Glühen in Rezipienten hat die Anmelderin das sogenannte Doppelvakuumsystem entwickelt. Dabei befindet sich die Charge in einem Rezipienten, der evakuiert werden kann. Dieser, aus hitzebeständigem Blech bestehende Rezipient, würde implodieren, wenn er bei hoher Erhitzung und dadurch nachlassender Festigkeit dem vollen Vakuum ausgesetzt würde. Darum wird in dem Mantelraum zwischen der Ofenwandung und dem Rezipienten ein sogenanntes Stützvakuum gebildet, das den Außendruck auf die Rezipientenwandung je nach Stärke des Stützvakuums mindert. (Prospekt Firma Dr. Werner Herdieckerhoff "Heiße Probleme, gelöst durch glühende Technik" - Doppelvakuumglühanlage -)In most cases, heat is still lost today because it is effectively fed back into the heat treatment process is not yet possible. The applicant has the so-called double vacuum system for glowing in recipients developed. The charge is in a recipient that can be evacuated. This, Recipients made of heat-resistant sheet metal would implode if they were heated to a high temperature and thereby would be exposed to the full vacuum with decreasing strength. That is why in the jacket space between the furnace wall and a so-called supporting vacuum is formed for the recipient, which reduces the external pressure on the recipient wall depending on the strength of the supporting vacuum. (Brochure company Dr. Werner Herdieckerhoff "Hot problems, solved by glowing technology "- double vacuum annealing system -)

Die Ofentechnik zur Wärmebehandlung von Metallen aller Art hat eine weitgehende Optimierung erfahren. Nur auf Einzel gebieten ist noch eine sprunghafte Weiterentwicklung zu erwarten. Die Energiekosten treten immer mehr in den Vordergrund., Es sind daher auch Überlegungen gemacht worden, wie durch eine geeignete Wärmerückgewinnung eine Energieeinsparung erzielt werden kann.The furnace technology for the heat treatment of metals of all kinds has undergone extensive optimization. Only on Individual areas is still a leap forward expected. The energy costs come more and more to the fore., Therefore, considerations have been made how energy savings can be achieved through suitable heat recovery.

Die Überlegungen sind auf erhebliche Schwierigkeiten gestoßen. Bisher wurde nur der Austausch der außerhalb des Rezipienten anfallenden Wärme über Gebläse und Wärmetauscher, beispielsweise zur-Wärmespeicherung der Heizungs anlagen od. dgl., in Erwägung gezogen.The considerations have met with considerable difficulties. So far, only the exchange has been made outside the recipient's heat generated by the fan and heat exchanger, for example for heat storage in the heating system plants or the like, considered.

Um den Kühlprozeß nicht in dem Ofen stattfinden zu lassen, in dem die Glühe stattgefunden hat, ist es üblich, die Charge unter Kühlhauben od. dgl. bis auf Atmosphärentemperatur herunterzukühlen. Die Kühlhauben sind für diesen Zweck mit Wasserberieselungsanlagen und/oder Kühlluftventilatoren versehen. (DE-PS 22 56 676)In order not to let the cooling process take place in the furnace, in which the annealing has taken place, it is customary to store the batch under cooling hoods or the like down to atmospheric temperature to cool down. The cooling hoods are for this purpose with water sprinklers and / or Provide cooling air fans. (DE-PS 22 56 676)

Zur beschleunigten, direkten Erwärmung von Werkstücken, sind bereits öfen vorgeschlagen worden, bei denen die Erhitzung des Werkstoffes über ein Wärmeübertragungsfluid erfolgt. Dieses Wärmeübertragungsfluid entsteht in sogenannten Wirbelbetten. Dabei wird Gas durch einen porösen Boden des beheizbaren Behälters geblasen und dadurch eine Füllung aus sehr fein gekörntem Alluminium-Qxyd od. dgl. aufgewirbelt. Die feinen Partikel werden durch die Verwirbelung sowie die starke Molekularbewegung des tragenden Gasstromes so zu einer Art Flüssigkeit umgewandelt, so daß die Wärme wesentlich schneller als durch Strahlung und Konvektion auf das Werkstück übertragen wird. Die Beheizung erfolgt jneist über die Zündung eines brennbaren Gasgemisches im Wirbelbett. Versuche mit dieser neuen Technik haben ergeben, daß sich ein großer Teil der sonst eingesetzten Wärmemenge ersparen läßt. Dies ist auch darauf zurückzuführen, daß der Zeitaufwand wesentlich geringer wird. Diese neue Technik ist bisher nur zögernd von der Praxis aufgenommen worden und mehr oder weniger eine Außenseitertechnik geblieben. (Britische Patentspecification 1 537 486)For accelerated, direct heating of workpieces, ovens have already been proposed in which the heating of the material via a heat transfer fluid he follows. This heat transfer fluid is created in so-called fluidized beds. Gas is blown through a porous bottom of the heatable container and thereby a filling of very finely grained aluminum oxide or the like whirled up. The fine particles are created by the turbulence as well as the strong molecular movement of the carrying gas stream is converted into a kind of liquid, so that the heat is much faster than is transmitted to the workpiece by radiation and convection. The heating is always done via the ignition a combustible gas mixture in a fluidized bed. Experiments with this new technique have shown that a can save a large part of the otherwise used amount of heat. This is also due to the fact that the time required is much lower. This new technology has so far only been reluctantly adopted in practice and remained more or less an outsider technique. (British Patent Specification 1 537 486)

Aufgabe der Erfindung ist es, ein rationell arbeitendes Verfahren für in der Glühtechnik einzusetzende Haubenoder Topfofen zu finden, bei dem die Verluste an Energie durch geeignete Wärmetauschverfahren verringert werden.The object of the invention is to provide an efficiently working method for hoods or hoods to be used in annealing technology To find pot furnace in which the losses of energy are reduced by suitable heat exchange processes.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch die Lehre des Verfahrensanspruchs 1, dessen Merkmale kombinieren eine Kühlhaube, die eine abzukühlende heiße Charge umgibt, und eine Vorheizhaube, die eine noch kühle Charge umgibt in einem Wärmetauschverbund.The invention solves the problem posed by the teaching of method claim 1, combine its features a cooling hood, which surrounds a hot charge to be cooled, and a preheating hood, which surrounds a charge that is still cool in a heat exchange network.

Mit in den Wandungen einer Glühhaube oder eines GVühtopfes bzw. -Schachtes nach der Erfindung sind Ringkammerwirbelbetten vorgesehen, die für eine beschleunigte Wärmeabtragung von der Rezipientenwandung auf das für den Wärme-With in the walls of an annealing hood or a GVI pot or shaft according to the invention, annular chamber fluidized beds are provided for accelerated heat dissipation from the recipient wall to the

Λ * «ι aΛ * «ι a

** mm ** mm

tausch vorgesehene Gas sorgen. Dieses überträgt die Wärme dann auf die Charge in der Vorheizhaube. Der Einsatz von Wirbelbetten innerhalb des Verfahrens nach der Erfindung verwendet im Gegensatz zum Stand der Technik im wesentlichen eine indirekte Arbeitsweise.exchange the gas provided. This then transfers the heat to the charge in the preheating hood. The use of fluidized beds used within the method according to the invention in contrast to the prior art essentially an indirect way of working.

Die Erfindung kann konventionellen Glühverfahren zu einer erheblich erhöhten Wirtschaftlichkeit verhelfen.The invention can be applied to conventional annealing processes help a considerably increased profitability.

Mit Hilfe der Erfindung kann nun nach Beendigung des Wärmebehandlungsprozesses der Rezipient mit der Glühcharge aus dem Glühofen ausgesetzt und dem Wirbelbettwärmetauscher zugeführt werden. Dieser fst bei Haubenofen als kombinierte Kühl-Wärmetauschhaube ausgebildet, bzw. bei Topfofen als kombinierter Kühl- oder Wärmetauschschacht. Die Rezipientenräume sind zunächst noch'von dem Wärmetauschsystem ausgenommen, doch kann, wie spätere Merkmale der Erfindung zeigen, durch geeignete Maßnahmen auch eine Einbeziehung der Rezipientenräume erfolgen. Bei diesem unmitelTbaren Gasaustausch treten Schwierigkeiten auf, weil innerhalb des Rezipienten der Vorheizhaube die kalte Charge meist nicht mit Sicherheit absolut rein ist. Dies hat zur Folge, daß durch Ziehfette od. dgl. das Inertgas verunreinigt wird. Es kann auch uner-With the aid of the invention, the recipient with the annealing charge can now after the end of the heat treatment process exposed from the annealing furnace and fed to the fluidized bed heat exchanger. This is near a hood furnace designed as a combined cooling and heat exchange hood, or with pot ovens as a combined cooling or heat exchange shaft. The recipient rooms are initially still from the heat exchange system excepted, but can, as later features of the invention show, by suitable measures the recipient rooms are included. Difficulties arise with this direct gas exchange because within the recipient of the preheating hood the cold charge is usually not absolutely certain is pure. As a result, the inert gas is contaminated by drawing fats or the like. It can also

o
wünschter Sauerstoff oder CO durch Undichtigkeiten beigemengt worden sein. Dies führt dann zu einer Wertmindung der noch heißen, gerade geglühten Charge. Diese Schwierigkeiten lassen sich jedoch durch nicht unmittelbar zur Erfindung gehörende bekannte Maßnahmen überwinden.
O
Desired oxygen or CO may have been added through leaks. This then leads to a depreciation of the still hot, just annealed batch. However, these difficulties can be overcome by known measures which do not belong directly to the invention.

Das Verfahren nach Anspruch 1 läßt sich durch den Anspruch 2 verbessern, wenn die indirekt arbeitenden Wärmetauschgase zusätzlich den zumindest bei Doppelvakuumöfen abgeschlossenen Mantelraum zwischen dem Rezipienten und der Ofeninnenwandung durchströmen.The method according to claim 1 can be improved by claim 2 if the indirectly operating heat exchange gases in addition, the jacket space between the recipient, which is closed at least in the case of double vacuum ovens and flow through the furnace interior wall.

-V-V

Eine wesentlich rationellere Arbeitsweise ergibt sich durch die Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 3. Hier wird vorgeschlagen, zwei annähernd identisch ausgebildete Hauben oder Schächte zu verwenden und die beiden Rezipienten, sowohl der Kühlvorrichtung als auch der Vorheizhaube, unmittelbar im Wärmetausch miteinander zu verbinden, wobei in den beiden Rezipienteninnenräumen und in den Leitungen natürlich eine Inertisierung vorab erfolgen muß, wie dies im Einzelnen der Anspruch 3 lehrt.A much more rational way of working results by using the method according to claim 3. It is proposed here to have two approximately identical designs To use hoods or shafts and the two recipients, both the cooling device and the Preheating hood to be connected to each other directly in the heat exchange, with the two recipient interiors and in the lines, of course, an inertization must take place beforehand, as claim 3 teaches in detail.

Während der Anspruch 4 die Lehren der Vorhergehenden vorrichtungsmäßig ergänzt, gibt der Anspruch 5 die konstruktive Lehre, wie sich bei den in Frage kommenden Hauben- oder Schacht- bzw. Topfofen das Wirbelbettverfahren konstruktiv einordnen läßt. Die Ansprüche 6 bis 11 sind erfindungsgemäße wesentliche Ausgestaltungen, deren vorteilhafte Wirkungen sich aus Zeichnung und Beschreibung ergeben.While claim 4 complements the teachings of the preceding device in terms of device, claim 5 gives the constructive Teaching how the fluidized bed process is used in the hood, shaft or pot furnaces in question can be classified constructively. The claims 6 to 11 are essential embodiments of the invention, their advantageous effects result from the drawing and description.

λ »m Λ m λ λ »m Λ m λ

* * * Λ Il* * * Λ Il

Die Zeichnung zeigt mitThe drawing shows with

Figur 1 die Kombination einer Kühlhaube mit einer Vorheizhaube und Wärmetauschsystem,Figure 1 the combination of a cooling hood with a preheating hood and heat exchange system,

Figur 2 einen Teilschnitt durch eine der Hauben mit Wirbelbetten für das Wärmetauschsystem.FIG. 2 shows a partial section through one of the hoods with fluidized beds for the heat exchange system.

Als Haube ausgebildet ist links eine Kühlvorrichtung 5 und rechts eine Vorheizvorrichtung 2, dargestellt. Diese Hauben sind mit ihren isolierten Wandungen 3 über die Rezipienten 11 und 12 gestülpt, unter denen sich rechts die kühle Charge 1 und links die abzukühlende Charge 4 befindet.In the form of a hood, a cooling device 5 is shown on the left and a preheating device 2 is shown on the right. These Hoods are placed with their insulated walls 3 over the recipients 11 and 12, under which are on the right the cool batch 1 and on the left the batch 4 to be cooled is located.

Nach Art bekannter Doppelvakuumglühöfen, sind die Rezipienten 11 und 12 vakuumdicht mit je einer Sockelkonstruktion 25 verbunden, in der vakuumdichte Umwä'l ζ Ventilatoren 23 für die Gasumwälzung innerhalb der Rezipienteninnenräume 14 und 15 sorgen.The recipients are like known double vacuum annealing furnaces 11 and 12 are connected in a vacuum-tight manner to a base construction 25 in each case, in which the vacuum-tight circulation is made up of fans 23 ensure the gas circulation within the recipient interior 14 and 15.

Beide Hauben für die Kühlvorrichtung 5 und für die Vorheizvorrichtung 2 können mit deckelseitig angeordneten zusätzlichen Deckellüfter 24 versehen sein. Die Kühlvorrichtung kann zusätzlich Wasserberieselungsvorrichtungen aufweisen, die nicht dargestellt sind.Both hoods for the cooling device 5 and for the preheating device 2 can be provided with additional cover fans 24 arranged on the cover side. The cooler may additionally have water sprinkler devices that are not shown.

Fürdie Durchführung verschiedener Variationen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zweckmäßig, die Durchlässe der Deckellüfter 24 zur Atmosphäre vakuumdicht verschließbar zu machen, und wenigstens den Mantelraum 7 der Kühlvorrichtung 5 und vorzugsweise auch den Mantelraum 8 der Vorheizvorrichtung 2 in den Wärmetauschkreislauf mit einzubeziehen.For making various variations of the invention According to the method, it is expedient to close the passages of the cover fan 24 to the atmosphere in a vacuum-tight manner to make, and at least the jacket space 7 of the cooling device 5 and preferably also the jacket space 8 the preheating device 2 to be included in the heat exchange circuit.

7 -7 -

- /ICT-- / ICT-

In den isolierten Wandungen 3 der Kühlvorrichtung 5 sind an der Innenwandung 9 Wirbelbetten 6 vorgesehen, die als mehrfach übereinander angeordnete Ringkammern ausgebildet sind, wobei die porösen Einblasöffnungen in der oberen Wandung 20 der Ringkanäle.19, bzw. in dem Boden der Ringkammern 18 angeordnet sind. Das gleiche gilt ggf. auch zwischen den isolierten Wandungen 3 der Vorh,eizvorrichtung 2 und deren Innenwandung 10.In the insulated walls 3 of the cooling device 5 are provided on the inner wall 9 fluidized beds 6 as multiple superposed annular chambers are formed, the porous injection openings in the upper wall 20 of the annular channels. 19, or in the bottom of the annular chambers 18 are arranged. The same applies, if necessary, between the insulated walls 3 of the Preheating device 2 and its inner wall 10.

Die Blasgeschwindigkeit innerhalb der Wirbelbetten 6 ist so eingestellt, daß die Feststoffe nicht über die Ausgänge der Wirbelbetten 6 in das Leitungssystem 27 sowie den Ventilator 16 geraten können. Die Regulierung der vertikalen Luftströmung bzw. der Gasstromgeschwindigkeit ist daher von ausschlaggebender Bedeutung.The blowing speed within the fluidized beds 6 is set in such a way that the solids do not enter the line system 27 via the outlets of the fluidized beds 6 as well as the fan 16 can come. The regulation of the vertical air flow or the gas flow velocity is therefore of crucial importance.

Zwischen der Kühlvorrichtung 5 und der Vorheizvorrichtung sind isolierte Leitungssysteme 27 vorgesehen. Die Zeichnung zeigt nicht alle ggf. erforderlichen Varianten der Leitungsführung. Sie soll lediglich darstellen, daß je nach der verwendeten Verfahrensvariante verschiedene Anordnungen zweckmäßig sind.Between the cooling device 5 and the preheating device insulated line systems 27 are provided. The drawing does not show all cable routing variants that may be required. It is only intended to show that, depending on the variant of the method used, different ones Arrangements are appropriate.

Dargestellt in der Figur 1 ist eine Leitungsführung mit stark ausgezogenen Linien, die über die isolierte Leitung 13 aus dem Wirbelbettbereich der Kühlvorrichtung 5 unmittelbar in den Innenraum 15 des Rezipienten 12 für die Vorheizvorrichtung 2 führt. Dort wird das Gas über den Umwälzventilator 23 umgewälzt und abgekühlt über Ventilatoren 16 den Wirbelbetten 6 der Kühlvorrichtung 5 zugeleitet, in denen sie wieder Wärme aufnehmen, um dann den Kreislauf zu wiederholen.Shown in Figure 1 is a line routing with strongly drawn lines, which over the isolated Line 13 from the fluidized bed area of the cooling device 5 directly into the interior 15 of the recipient 12 for the preheater 2 leads. There the gas is circulated and cooled by means of the circulation fan 23 The fluidized beds 6 of the cooling device 5 are fed via fans 16, in which they again generate heat then repeat the cycle.

Eine solche Verbindung ohne Verwendung von Inertgas ist nur dann möglich, wenn die in die Charge 1 indizierte Temperatur noch vergleichsweise gering ist. So könnenSuch a connection without the use of inert gas is only possible if the indicated in batch 1 Temperature is still comparatively low. So can

- sr- - sr-

333S283333S283

beispielsweise Ziehfette abgedampft werden, bevor die Erhitzung der Charge 1 so weit forgeschritten ist, daß eine schädliche Auswirkung eintritt.For example, drawing fats are evaporated before the heating of charge 1 has progressed so far that a harmful effect occurs.

Es kann aber auch der Innenraum 15 des Rezipienten nach abwechselndem Vakuumziehen und anschließendem Spülen eine InertgasfUliung erhalten und die Leitungsschaltung so gewählt werden, daß ein Tauschkreislauf zwischen den Rezipienteninnenräumen 14 und 15 erfolgt.But it can also be the interior 15 of the recipient after alternating vacuum drawing and subsequent rinsing received an inert gas filling and the line circuit be chosen so that an exchange cycle takes place between the recipient interiors 14 and 15.

Auch ist es denkbar, den Rezipienteninnenraum 15 zu Wärmetauschzwecken dann mit den Mantelräumen 8 der Vorheizvorrichtung 2 zu verbinden, wenn diese und die Leitungen ebenfalls inertisiert sind.It is also conceivable to then combine the recipient interior 15 with the jacket spaces 8 of the preheating device for heat exchange purposes 2 to be connected if this and the lines are also inerted.

Der Gaskreislauf kann bei bestimmten Einsatzfällen auch einer .Beheizung unterzogen werden; dies geschieht durch eine externe Heizvorrichtung 26. Es ist aber auch möglich, innerhalb der Wirbelbetten 6, vorzugsweise bei der Vorheizvorrichtung 2 extern Beheizungseinrichtungen 22 anzuordnen. Weniger wichtig ist eine derartige Zusatzheizung bei der Kühlvorrichtung 5, obwohl auch das ggf. aus verfahrenstechnischen Gründen zweckmäßig sein kann.The gas cycle can also be used in certain applications be subjected to heating; this is done by an external heating device 26. However, it is also possible within the fluidized beds 6, preferably at the preheating device 2 external heating devices 22 to be arranged. Such additional heating is less important in the case of the cooling device 5, although this may also be useful for procedural reasons.

Die beschleunigte Aufheizung innerhalb der Vorheizvorrichtung 2 kann auch durch Combustionserhitzung erfolgen. In diesem Falle wird in die.Wirbelbetten 6 der Vorheizvorrichtung 2 brennbares Gas eingeführt und in den Wirbelbetten kontrolliert gezündet. Es lassen sich damit erheblich beschleunigte Vorheizvorgänge erzeugen. Dann ist eine Einbeziehung von Rezipienteninnenräumen nicht sinnvoll.The accelerated heating within the preheating device 2 can also take place by combustion heating. In this case, combustible gas is introduced into the fluidized beds 6 of the preheater 2 and into the fluidized beds ignited in a controlled manner. It can be used to generate significantly accelerated preheating processes. then the inclusion of recipient interiors is not sensible.

Es liegt auf der Hand, daß auch die Innenräume 14, der Rezipienten 11 und 12 nach Art bekann.ter Wirbelbettöfen so ausgebildet werden könnten, daß das jeweils dort.It is obvious that the interiors 14, the recipients 11 and 12 are similar to known fluidized bed ovens could be designed so that each there.

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gebildete WärmeUbergangsfluid sowohl der Wärmeabfuhr, als auch, der Wärmezufuhr dienen kann. Dabei ist es von besonderem Vorteil, daß das verwendete Aluminiumoxyd oder andere geeignete chemisch neutrale Feststoffpartikel keine chemische Reaktionen mit den Chargen eingehen können, so daß lediglich auf die Reinheit des verwendeten Trägergases bzw. Wärmetauschgases geachtet werden muß.formed heat transfer fluid both the heat dissipation, as well as that can serve to supply heat. It is of particular advantage that the aluminum oxide used or other suitable chemically neutral solid particles no chemical reactions with the batches can enter into, so that only on the purity of the used Carrier gas or heat exchange gas must be taken into account.

Strichpunktiert angedeutete Leitungssysteme 27, an denen Flansche 28 angedeutet sind, sollen die Abkuppelbarkeit der einzelnen Leitungen zur Herstellung variabeler Funktionsabläufe andeuten. Es erübrigt sich im einzelnen anhand des Beispiels die verschiedenen möglichen Schaltungen zu beschreiben, weil dies aus den erfindungsgemäßen Verfahrensabläufen bzw. den vorgeschlagenen Vorrichtungen ohne weiteres hervorgeht.Line systems 27 indicated by dash-dotted lines, on which flanges 28 are indicated, are intended to facilitate the uncoupling of the individual lines for the production of variable functional processes. It is not necessary in detail on the basis of the example to describe the various possible circuits, because this is out of the inventive Process sequences or the proposed devices is readily apparent.

Die Zeichnung nach Figur 2 ergänzt lediglich die Figur 1, die Anordnung der Wirbelbetten 6 zu einem der Rezipienten 11, 12 die interne Beheizungseinrichtungen 22, die porösen Einblasöffnungen 21, die Ringkammern 18 und die Ringkanäle 19 sowie durch entsprechende Pfeile die möglichen Umlaufverlaufe des Wärmetauschgases sind in der vergrößerten Darstellung deutlicher. Der Mantelraum sei abgeschlossen, aber mit den Ablaufkanälen 29 der Wirbelbetten 6 verbunden. Dabei kann es sehr vorteilhaft sein, wenn beispielsweise anders als in der Zeichnung Fig. 2 dargestellt, der von der Vorheizvorrichtung 2 kommende gekühlte Gasstrom ohne vorher die Wirbelbetten zu durchströmen, den zwischen der Rezipientenwandung und der Innenwandung 9 der Kühlvorrichtung 5 Mantelraum durchströmt, bevor das Gas in die Ringkanäle 19 und von dort aus über die porösen Einlassöffnungen 21 in die Ringkammern 18 der Wirbelbetten 6 einströmen kann.The drawing according to FIG. 2 merely supplements FIG. 1, the arrangement of the fluidized beds 6 in relation to one of the recipients 11, 12 the internal heating devices 22, the porous injection openings 21, the annular chambers 18 and the ring channels 19 and the possible circulation paths of the heat exchange gas are shown in FIG the enlarged representation more clearly. The shell space is closed, but with the drainage channels 29 of the Fluidized beds 6 connected. It can be very advantageous if, for example, different from what is shown in the drawing FIG. 2 shows the cooled gas stream coming from the preheating device 2 without the fluidized beds beforehand to flow through, the jacket space between the recipient wall and the inner wall 9 of the cooling device 5 flows through before the gas flows into the annular channels 19 and from there via the porous inlet openings 21 in the annular chambers 18 of the fluidized beds 6 can flow in.

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Weiche der vielen Möglichkeiten, die sich aus der erfindungsgemäßen Anordnung und den erfindungsgemäßen Verfahren ergeben, jeweils zum Einsatz kommen, ist eine Frage der Wirtschaftlichkeit für den jeweils geplanten Einsatzzweck der Vorrichtungen. Es wird jeweils abzuwägen sein, ob beide Hauben mit Wirbelbetten versehen sein müssen, oder ob nicht ggf. bei identischer Ausbildung der beiden Vorrichtungen, der scheinbare Mehraufwand eher zu Verbilligungen führt.Which of the many possibilities that result from the arrangement according to the invention and the method according to the invention are used in each case is a question of economic efficiency for the intended use of the devices in each case. It will have to be weighed up in each case whether both hoods have to be provided with fluidized beds, or whether, if the two devices are of identical design, the apparent additional expense tends to lead to cheaper prices.

Für den Fachmann ergibt sich offensichtlich eine Vielfältigkeit der Anwendungsmöglichkeiten, die im Rahmen der zeichnerischen Darstellungen keine Beschreibung erforderlich machen.Obviously, there is a variety for the person skilled in the art of the possible applications, which are not described in the context of the graphic representations make necessary.

PP.

27.09.1983 P ο s i 11 ο η s ζ ah 1 en 1 i s te -/»V'09/27/1983 P ο si 11 ο η s ζ ah 1 en 1 is te - / »V '

1 kühle Charge1 cool batch

2 Vorheizvorrichtung 33352832 preheater 3335283

3 isolierte Wandung3 insulated wall

4 abzukühlende Charge4 batch to be cooled

5 Kühlvorrichtung5 cooling device

6 Wirbelbetten6 fluidized beds

7 Mantelraum zur Kühlvorrichtung7 Shell space to the cooling device

B Mantelraum zur VorheizvorrichtungB Shell space for preheating device

9 Innenwandung der Kühlvorrichtung9 Inner wall of the cooling device

10 Innenwandung der Vorheizvorrichtung10 Inner wall of the preheating device

11 Rezipient der Kühlvorrichtung11 Recipient of the cooling device

12 Rezipient aer Vorheizvorrichtung12 recipient aer preheater

13 isolierte Leitung13 insulated line

14 Innenraum des Rezipienten14 Interior of the recipient

15 Innenraum des Rezipienten15 Interior of the recipient

16 Ventilator16 fan

17 Kreisleitungen17 circuit lines

18 Ringkammer18 annular chamber

19 Ringkanal19 ring channel

20 obere Wandung20 upper wall

21 poröse Eirtblas'öffnungen21 porous air blow openings

22 Beheizungseinrichtung.en22 heating equipment

23 Umwälzventilator23 circulation fan

24 Deckellüfter24 lid fans

25 Sockelkonstruktion25 base construction

26 externe Heizvorrichtung26 external heater

27 Leitungssysteme27 piping systems

28 Flansche28 flanges

29 Ablaufkanal29 drainage channel

30 Rezipientenwandung30 Recipient wall

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Claims (11)

p 233 333S283 26.09.1983 Patentansprüchep 233 333S283 09/26/1983 claims 1. Verfahren zum Aufheizen, Glühen und Abkühlen von in Rezipienten eingeschlossenen Chargen bei der Wärmebehandlung von Metallen mit Hilfe von Topfoder Haubenöfen sowie einer zusätzlichen Kühlvorrichtung, dadurch gekennzeichnet,, daß aus einer, eine vorzuheizende noch kühle Charge (1) umgebenden Vorheizvorrichtung (2) (Haube oder Topf) kommendes kühles Gas innerhalb der Wandung (3) einer, eine heiße, abzukühlende Charge (4) umgebenden Kühlvorrichtung (5) angeordnete Wirbelbetten (6) durchströmt, in denen sich durch das als Wärmetauscher dienende strömende Gas im Schwebezustand gehaltenes, pulverisiertes Aluminiumoxyd oder dergleichen befindet, welches Gas dann über isolierte Leitungen und entsprechende Ventilatoren innerhalb des Kreislaufes der Vorheizvorrichtung (Z) als Heizmedium wieder zugeführt wird. 1. A method for heating, annealing and cooling batches enclosed in recipients in the heat treatment of metals with the aid of pot or hood furnaces and an additional cooling device, characterized in that a preheating device (2) surrounding a still cool batch (1) to be preheated (Hood or pot) coming cool gas flows through the wall (3) of a cooling device (5) which surrounds a hot batch (4) to be cooled down and in which fluidized beds (6) are kept in suspension by the flowing gas serving as a heat exchanger, pulverized aluminum oxide or the like is located, which gas is then fed back as a heating medium via insulated lines and corresponding fans within the circuit of the preheating device (Z). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. daß Wärmetauschgase zusätzlich den Mantelraum (7) der Kühlvorrichtung (5) und/oder (8) der Vorheizvorrichtung (2) zwischen der Irtnenwandung (9) der Kühlvorrichtung (5) bzw. (10) der Vorheizvorrichtung (2) und dem Rezipienten (11) der Kühlvorrichtung2. The method according to claim 1, characterized. that heat exchange gases additionally the jacket space (7) of the cooling device (5) and / or (8) of the preheating device (2) between the inner wall (9) of the cooling device (5) or (10) of the preheating device (2) and the recipient (11 ) the cooling device (5) bzw. (12) der Vorheizvorrichtung (2) durchströmen.Flow through (5) or (12) of the preheating device (2). 3. Verfahren nach einem der Verfahrensansprüche 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in .dem Rezipienten (12) der Vorheizvorrichtung (2) zusätzlich zu der Inertisierung in dem Rezipienten (11) der Kühlvorrichtung (5) eine Inertisierung stattfindet, derart, daß im Wechsel durch Vakuumziehen und anschließender Inertgasflutung glühschädliche Bestandteile entfernt3. The method according to one of the method claims 1 and / or 2, characterized in that in .dem recipient (12) of the preheating device (2) in addition to the inertization in the recipient (11) of the cooling device (5), an inertization takes place, such that alternately removes glowing components by vacuum drawing and subsequent inert gas flooding 2_ 3335263 2 _ 3335263 werden, um dann über isolierte Leitungen (13) durch eine entsprechende Klappensteuerung den so gefüllten Rezipienten (12) zum unmittelbaren Gasaustausch mit dem Rezipienteninnenraum (14) des Rezipienten (11) zu verbinden.in order to then use insulated lines (13) by means of a corresponding flap control to control the filled Recipients (12) for direct gas exchange with the recipient interior (14) of the recipient (11) connect to. 4. Vorrichtung zur Durchführung einer oder mehrerer der Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kühlvorrichtung (5) und der Vorheizvorrichtung (H) abkuppelbare über einen oder mehrere Ventilatoren (16) geführte Kreisleitungen (17) so angeordnet, sind, daß der Gasstrom im Kreislauf zwischen beiden Vorrichtungen (2 und 5) wenigstens einmal ein aus mehreren Wirbelbetten (6) bestehendes Wärmetauschsystem durchströmt.4. Device for carrying out one or more of the methods according to claims 1 to 3, characterized in that between the cooling device (5) and the preheating device (H) disconnectable circuit lines (17) guided by one or more fans (16) are arranged in such a way that are that the gas flow in the circuit between the two devices (2 and 5) flows at least once through a heat exchange system consisting of several fluidized beds (6). 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelbetten (6) aus Ringkammern (18), die übereinander angeordnet sind, bestehen, wobei unter jeder Ringkammer (18) sich ein Ringkanal (19) befindet, dessen obere Wandung (20) poröse Einblasöffnungen (21) zu den darüberliegenden Wirbelbetten (6) aufweist.5. The device according to claim 4, characterized in that the fluidized beds (6) consist of annular chambers (18) which are arranged one above the other, wherein under each annular chamber (18) there is an annular channel (19) whose upper wall (20) porous injection openings (21) to the overlying fluidized beds (6). 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kühlvorrichtung durch den Mantelraum (7) gekühltes Gas geleitet .wird und dieses erst dann in die Wirbelbetten (6) einströmt, sowie der Mantelraum gegenüber der Atmosphäre und/oder dem Wirbelbettbereich abschottbar ist.6. Apparatus according to claim 5, characterized in that cooled gas is passed through the jacket space (7) in the cooling device and only then flows into the fluidized beds (6), and the jacket space can be sealed off from the atmosphere and / or the fluidized bed area . 7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Vorheizvorrichtung (2) mit als Wirbelbetten (6) ausgebildeten Wärmetauschern versehen ist..7. The device according to one or more of claims 4 to 6, characterized in that the preheating device (2) is provided with heat exchangers designed as fluidized beds (6). 8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche-4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Innenräume der Rezipienten im Leitungskreislauf mit den Wirbelbetten (6) zusammengeschaltet sind, und in diesem gebildeten Kreislauf ausschließlich Inertgas umläuft.8. The device according to one or more of claims 4 to 7, characterized in that the interior space or spaces of the recipients are interconnected in the line circuit with the fluidized beds (6), and only inert gas circulates in this circuit formed. 9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 8, dadurch cjekennzeichentt daß die Kühlvorrichtung (5) und/oder die Vorheizvorrichtung (2) mit Beheizungseinrichtungen (22) vorzugsweise innerhalb der Wirbelbetten (6) versehen sind.9. The device or more of claims 4 to 8, characterized cjekennzeichent t that the cooling device (5) and / or the preheater (2) are provided with heating devices (22) preferably within the fluidized bed (6) according to one. 10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche10. Device according to one or more of the claims 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rezipienten (8, mit vakuumdichten Umwälzventilatoren (23) versehen sind.4 to 9, characterized in that the recipients (8) are provided with vacuum-tight circulating fans (23). 11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 10,- dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelbetten (6) vorzugsweise der Vorheizvorrichtung mit einer Combustionsheizung versehen sind.11. The device according to one or more of claims 4 to 10, - characterized in that the fluidized beds (6) are preferably provided with a combustion heater of the preheating device.
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