DE1063624B

DE1063624B - Industrieofen

Info

Publication number: DE1063624B
Application number: DEL28183A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Robert Von Linde
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1957-07-25
Filing date: 1957-07-25
Publication date: 1959-08-20

Description

DEUTSCHES

Für die Wärmebehandlung von Werkstoffen und Werkstücken, die in gekühltem Zustand mit einwandfreier Oberfläche zur Verfügung stehen sollen, beispielsweise zum Sintern, Glühen, Hartlöten, Reduzieren usw., sind bisher ausschließlich solche Ofenanlagen in Gebrauch, welche durch elektrische Heizwiderstände oder durch Strahlrohre beheizt werden. Diese Heizvorrichtungen können jedoch nur bei Verwendung besonders hochwertiger Werkstoffe höheren Temperaturen als 1100° C ausgesetzt werden. Sie sind dabei einem starken Verschleiß unterworfen. Zum Betrieb solcher Anlagen, die aus einem Ofenraum mit angeschlossenem Kühlraum oder Kühltunnel und in der Regel auch einer zur stetigen oder absatzweisen Förderung des Behandlungsgutes geeigneten Vorrichtung bestehen, werden Schutzgaserzeuger benötigt, welche gleichfalls hohe Anschaffungskosten bedingen; auch ihr Betrieb ist teuer, da sie besondere Brennstoffe erfordern, deren Wärmeinhalt nicht wirtschaftlich ausgenutzt wird.

Zum zunderfreien Erwärmen von Werkstücken, die keiner Abkühlung in reduzierender Gasatmosphäre bedürfen, sondern in heißem Zustand, beispielsweise zur weiteren Verformung (Schmieden) dem Ofenraum entnommen werden sollen, sind auch öfen in Gebrauch, in denen eine reduzierende, insbesondere kohlenoxydhaltige Atmosphäre durch Verbrennen des gleichzeitig auch zum Beheizen des Ofenraumes dienenden fließfähigen Brennstoffes mit einer dem Sollgehalt an reduktionsfähigen Gasbestandteilen angepaßten Erstluft· menge erzeugt und diese Atmosphäre einer Nachverbrennung unterworfen wird, deren Wärmeertrag zur Steigerung der Temperatur im Nutzaum des Ofens herangezogen wird.

Es sind auch Industrieöfen dieser Art bekanntgeworden, an deren Nutzraum ein das Wärmegut aufnehmender Kühlraum angeschlossen ist. Ein solcher in der Regel als langgestreckter Tunnel gestalteter Raum benötigt nun aber eine besonders von oxydierenden Bestandteilen freie Atmosphäre, damit die Werkstücke auf ihrem langen Weg durch diesen Tunnel nicht anlaufen, sondern am Tunnelende in blankem Zustand entnommen werden können. Diese Eigenschaften haben die durch Teilverbrennung im Nutzraum erzeugten Verbrennungsgase nicht, denn diese Gemische haben nur bei den in diesem Nutzraum herrschenden hohen Temperaturen eine ausreichende reduzierende Wirkung.

Um auch bei solchen Ofenanlagen mit reduzierend betriebenen Heizbrennern im Nutzraum auch für den Kühlraum eine geeignete reduzierende Atmosphäre, bereitzustellen, ist man bisher genötigt gewesen, noch einen besonderen Schutzgaserzeuger zu verwenden, welcher ein für den Gebrauch im Kühltunnel geeig-

Anmelder:

Dipl.-Ing. Robert von Linde,
Gräfelfing bei München, Akilindastr. 56

Dipl.-Ing. Robert von Linde, Gräfelfing bei München, ist als Erfinder genannt worden

netes Gasgemisch liefert. Eine solche Anlage erfordert hohe Anschaffungskosten und ist umständlich zu handhaben und zu betreiben.

Eine ähnliche, ebenfalls bekanntgewordene Anlage vermeidet zwar diese Nachteile dadurch, daß innerhalb eines Kühltunnelabschnittes ständig ein Teilgasstrom umläuft. Dieser Gasstrom vermischt sich jedoch mit der durch die Entnahmeöffnung ständig in den Kühltunnel eindringenden Luft, das umlaufende Gemisch büßt daher allmählich seine reduzierenden Eigenschaften ein, und die Werkstücke verlassen die Ofenanlage nicht in dem gewünschten blanken Zustand.

Diese Nachteile werden dadurch vermieden, daß gemäß der Erfindung zu dem als' Kühltunnel ausgebildeten Kühlraum eine Leitung zur Zuführung von aus dem Ofenraum stammenden, abgekühlten, vom größten Teil ihres Feuchtigkeitsgehaltes und erforderlichenfalls von weiteren, etwa noch enthaltenen unerwünschten Bestandteilen befreiten Verbrennungsgasgemisch vorgesehen ist.

Vorzugsweise befindet sich der Anschluß für die Zuführung der Teilgasmenge in der Nähe der Tunnelmündung, aus welcher die behandelten Teile in gekühltem Zustand entnommen werden. Das als Schutzgas dienende Gemisch strömt also entgegen der Förderrichtung des Ofengutes durch den Kühltunnel und erwärmt sich dabei. Es kann also ohne Beeinträchtigung der Ofenraumtemperatur dem Ofen zugeführt werden, aus dem es zur weiteren Ausnutzung der gebundenen Wärme mit dem Hauptteil des aus der Erstverbrennung stammenden Gemisches einer Nachverbrennung zugeführt wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des^: Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Ofenanlage nach Linie H-II in Fig. 1.

In die eine Seitenwand eines Glühofens 1 ist eine Vor- oder Brennkammer 3 eingesetzt, in deren Achse ein Brennerrohr 4 einmündet. Dieses Rohr ist an die Heizgasleitung 5. angeschlossen, welche dem Brenner eine dem Wärmebedarf des Ofensraumes 10 angepaßte

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Brennstoffmenge zuführt. In die Brennkammer 3 mündet weiterhin eine zur Zuführung der heißen Primär- oder Erstluft dienende isolierte Leitung 8 ein. Durch ein Ventil 7 läßt sich die Luftmenge dergestalt in Abhängigkeit von der zugeführten Brennstoffmenge einregeln, daß im Ofenraum 10, der zur Aufnahme der zu behandelnden, z.B. zu sinternden, glühenden oder zu normalisierenden Werkstoffe bzw. Werkstücke dient, eine reduktionsfähige Atmosphäre entsteht. An Stelle des Brennerrohres .4 kann auch ein zur unvollkommenen Verbrennung von Heizöl geeigneter ölbrenner vorgesehen werden.

Bei einer derartigen Verbrennung, welche die mit dem Brennstoff zugefürirten reaktionsfähigen Bestandteile nur unvollkommen zur Wärmeerzeugung ausnutzt, wird auch nur eine vergleichsweise geringe Temperatursteigerung erzielt. Um trotzdem die mit dem Brennstoff zugeführte Wärmeenergie möglichst weitgehend zur Erzielung hoher Glühraumtemperaturen heranzuziehen, die auch für die genannten Zwecke ausreichen, wird das heiße teilverbrannte Gemisch, welches aus dem Öfenraum 10 durch eine öffnung 11 einer Zwischenwand 12 in einen durch diese Wand und die Glühraumdecke 13 abgeteilten Kammerraum 14, 15 einströmt, noch mit einer zur vollständigen Verbrennung ausreichenden Zweitluftmenge verbrannt. Zur Zuführung dieser Luft, deren Menge durch ein Ventil 17 eingeregelt werden kann, dient eine ebenfalls an die Förderwege des Ventilators 9 angeschlossene Leitung 18. Durch die Zweit- oder Nachverbrennung wird die Gemischtemperatur noch beträchtlich erhöht. Ein Teil der in dem Gemisch enthaltenen Wärme wird zur Erhitzung der aus besonders feuerfestem und gut wärmeleitendem Stoff bestehenden Wandteile 12 und 13 herangezogen, welche durch Wärmestrahlung zur Entstehung und Aufrechterhaltung hoher Temperaturen im Ofenraum 10 beitragen. ■

., Ein beträchtlicher Restanteil des Wärmeinhaltes der Feuerungsgase wird zur Vorwärmung der Verbrennungsluft verwendet. Diesem Zweck dient zunächst ein Wärmeaustauscher oder Rekuperator 19, in welchem die durch die Abgasleitung 20 aus dem Ofen 1 abströmenden heißen Verbrennungsgase den wesentlichen Teil ihrer Wärme an die durch den Ventilator 9 geförderte Luft abgeben. Eine zusätzliche Erwärmung erfährt die Zweitluft dadurch, daß die Leitung 18 in mehreren Windungen durch einen mittels einer Zwischenwand 21 innerhalb des Ofens abgeteilten Heizgaszug 22 hindurchgeführt ist.

An den Öfenraum 10, der zur Aufnahme der zu behandelnden Stoffe oder Werkstücke dient und eine zum Einführen des Behandlungsgutes dienende Beschickungsöffnung 23 aufweist, ist dieser öffnung gegenüber ein von einem Kühlmantel 24 umgebener Kühltunnel 25 angeschlossen, durch den das Behandlungsgut nach beendeter Wärmebehandlung hindurchgefördert wird. Diesem Zweck dient beim dargestellten Ausführungsbeispiel ein zwischen zwei Laufrollen 26 umkehrendes, gestrichelt angedeutetes Förderband 27; selbstverständlich können auch andere stetig oder absatzweise betriebene Fördermittel, wie Hubbalken, Stoßstangen u. a. m., verwendet werden.

Um zu erreichen, daß die im Ofenraum von Oxyden befreiten Teile oder Werkstoffe die Anlage in einwandfreiem Zustand gekühlt verlassen, müssen sie auch im Kühltunnel vor oxydierenden Einflüssen bewahrt werden. Bei den bisher bekannten Anlagen wird zu diesem Zweck im Kühltunnel eine geeignete, mindestens annähernd neutrale, in der Regel reduzierende Atmosphäre aufrechterhalten, welche in einem Schutzgaserzeuger gewonnen wird. Bei der dargestellten Anlage gemäß der Erfindung wird ein Teil des aus dem Ofenraum 10 durch die Öffnung 11 abströmenden Verbrennungsgases, das einen ausreichenden Gehalt an reduzierenden Bestandteilen in Form von Kohlenmonoxyd und Wasserstoff hat und keinen Sauerstoff enthält, am Boden der Kammer 14 durch eine Leitung 28 entnommen, in einem Kühler 30 abgekühlt und dadurch von dem größten Teil seiner Feuchtigkeit befreit und schließlich über die Leitungen 31 und 32 mittels eines Ventilators 33 in der Nähe des Entnahmeendes in den Kühltunnel 25 eingeführt. Der Ventilator sorgt dafür, daß der Gasinhalt des. Kühltunnels einen ge^J ringen Überdruck gegen die Atmosphäre in Ofenraum 10 hat; die heißen Ofengase, können also nicht unmittelbar in den Kühltunnel eindringen. Das entgegen der Förderrichtung der Werkstücke und Stoffe durch den Kühltunnel hindurchströmende und schließlich in den Ofenraum abfließende Gas kann mit dem Verbrennungsgas abgeführt und mit diesem der Zweitverbrennung unterworfen werden. Im Bedarfsfall kann das verbrauchte Schutzgas oder ein Teil davon durch eine Leitung 34 mit Absperrglied 35 auch ins Freie abgeleitet werden. Wenn ein besonders niedriger Feuchtigkeitgehalt der Atmosphäre im Kühltunnel erwünscht sein sollte, können auch noch Trockenvorrichtungen bekannter Art, z.B. Adsorptionstrockner, in die Leitung 31 eingeschaltet werden, oder es kann der aus der Kammer 14 entnommene Gemischanteil einer Drucktrocknung unterworfen werden, wobei im Bedarfsfalle auch andere im Kühltunnel nicht immer erwünschte Gasbestandteile und unter anderem auch ein Teil des Kohlendioxydes abgeschieden werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Industrieofen für die Wärmebehandlung von Werkstücken, in dessen der Aufheizung und Wärmehaltung dienenden Nutzraum Brennstoff mit einer dem Sollgehalt an reduktionsfähigen Bestandteilen angepaßten Luftmenge verbrannt und die dabei frei werdende Wärme zum Erwärmen des Ofengutes ausgenutzt wird,-'wobei an den der Aufheizung und Wärmehaltung dienenden Nutzraum ein das Wärmegut danach aufnehmender Kühlraum angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem als Kühltunnel (25) ausgebildeten Kühlraum eine Leitung (28, 31, 32) zur Zuführung von aus dem Ofenraum (10, 14) stammenden abgekühlten, vom größten Teil ihres Feuchtigkeitsgehaltes und erforderlichenfalls von weiteren etwa noch enthaltenen unerwünschten Bestandteilen befreiten Verbrennungsgasgemisch vorgesehen ist.

2. Industrieofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (28, 31, 32) zur Zuführung des aus dem Ofenraum stammenden, abgekühlten und aufbereiteten Verbrennungsgasgemisches in der Nähe der zur Entnahme der gekühlten Werkstücke dienenden Tunnelmündung in den Kühltunnel (25) eingeführt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 497 442, 2 628 830.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen