DE1063624B - Industrial furnace - Google Patents

Description

DEUTSCHESGERMAN

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.For the heat treatment of materials and workpieces that are cooled with perfect Surface should be available, for example for sintering, annealing, brazing, reducing etc., so far only such furnace systems are in use, which by electrical heating resistors or heated by radiant tubes. However, these heaters can only be used when in use Particularly high-quality materials are exposed to temperatures higher than 1100 ° C. they are subject to severe wear and tear. For the operation of such systems, which consist of a furnace room with an attached Cold room or cooling tunnel and usually also one for continuous or intermittent conveyance of the material to be treated exist suitable device, protective gas generators are required, which also require high acquisition costs; they are also expensive to operate because they require special fuels, whose heat content is not used economically.

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.For scaling-free heating of workpieces that do not require cooling in a reducing gas atmosphere, but removed from the furnace chamber in a hot state, for example for further deformation (forging) are to be, ovens are also in use in which a reducing, in particular carbon dioxide-containing Atmosphere by burning the flowable material, which is also used to heat the furnace chamber at the same time Fuel with an initial air adjusted to the target content of reducible gas components amount is generated and this atmosphere is subjected to post-combustion, the heat yield of which is used to increase the temperature in the useful space of the furnace.

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. Industrial ovens of this type have also become known, in whose usable space there is a heat source Refrigerator is connected. Such a room, usually designed as an elongated tunnel but now requires an atmosphere that is particularly free of oxidizing components, so that the workpieces on their long way through this tunnel do not start, but at the end of the tunnel in a bare condition can be taken. These properties have those generated by partial combustion in the usable space Combustion gases are not, because these mixtures only have the high levels prevailing in this usable space Temperatures have a sufficient reducing effect.

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-In order for such furnace systems with reducing operated heating burners in the usable space also for the A refrigeration room to provide a suitable reducing atmosphere has hitherto been required, still to use a special protective gas generator which is suitable for use in the cooling tunnel

Anmelder:Applicant:

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

Dipl.-Ing. Robert von Linde, Gräfelfing bei München, ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Robert von Linde, Graefelfing near Munich, has been named as the inventor

netes Gasgemisch liefert. Eine solche Anlage erfordert hohe Anschaffungskosten und ist umständlich zu handhaben und zu betreiben.supplies a nice gas mixture. Such a system requires high acquisition costs and is cumbersome to use and operate.

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.A similar, also known system avoids these disadvantages by the fact that within A partial gas flow constantly circulates in a cooling tunnel section. However, this gas flow mixes with it the air that constantly penetrates the cooling tunnel through the extraction opening, the circulating mixture therefore gradually loses its reducing properties and the workpieces leave the furnace not in the desired bare state.

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.These disadvantages are avoided in that, according to the invention, to that designed as a 'cooling tunnel Cooling chamber a line for the supply of the largest, cooled down from the furnace chamber Part of their moisture content and, if necessary, of other unwanted ones that may still be contained Components freed combustion gas mixture is provided.

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.The connection for the supply of the partial gas quantity is preferably located near the tunnel mouth, from which the treated parts are removed in a cooled state. That as a protective gas The mixture used flows through the cooling tunnel against the conveying direction of the furnace material and warms up. It can therefore be fed to the furnace without impairing the furnace chamber temperature from which it is used to further utilize the bound heat with the main part of the from the initial combustion originating mixture is fed to an afterburning.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des^: Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt undIn the drawing, an embodiment of the ^is invention the object represented. It shows
Fig. 1 is a cross section and

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Ofenanlage nach Linie H-II in Fig. 1.FIG. 2 shows a longitudinal section through a furnace installation along line 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 angepaßteA prechamber or combustion chamber 3 is inserted into one side wall of an annealing furnace 1, in its axis a burner tube 4 opens. This pipe is connected to the heating gas line 5, which the burner one adapted to the heat demand of the furnace chamber 10

909 60S/280909 60S / 280

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. Amount of fuel supplies. In the combustion chamber 3 continues to open for supplying the hot Insulated line 8 serving primary or primary air. A valve 7 can be used to adjust the amount of air regulate depending on the amount of fuel supplied that in the furnace chamber 10, which is for receiving the to be treated, e.g. to be sintered, glowing or normalized materials or workpieces serves, a reductive atmosphere is created. Instead of the burner tube .4, an imperfect Combustion of heating oil suitable oil burners are provided.

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. ■With such a combustion, which the reactive components supplied with the fuel If it is only used incompletely to generate heat, only a comparatively small increase in temperature is achieved. In order to still do with the Thermal energy supplied to the fuel as much as possible to achieve high glow chamber temperatures to be used, which are also sufficient for the purposes mentioned, the hot partially burned mixture, which from the furnace chamber 10 through an opening 11 of an intermediate wall 12 into one through this wall and the glow chamber ceiling 13 divided chamber space 14, 15 flows in, still with one for complete combustion sufficient amount of secondary air burned. To supply this air, its quantity through a valve 17 can be adjusted, a line also connected to the conveying paths of the fan 9 is used 18. Second or post-combustion increases the temperature of the mixture considerably. A part the heat contained in the mixture is used to heat the particularly refractory and highly thermally conductive Existing fabric wall parts 12 and 13 are used, which are caused by thermal radiation and maintaining high temperatures in the furnace space 10 contribute. ■

., 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.., A considerable remainder of the heat content of the Combustion gases are used to preheat the combustion air. A first serves this purpose Heat exchanger or recuperator 19, in which the outflow from furnace 1 through exhaust gas line 20 hot combustion gases transfer most of their heat to that conveyed by the fan 9 Give off air. The secondary air is additionally heated by the fact that the line 18 in several turns by a partition by means of a partition 21 within the furnace Heizgaszug 22 is passed.

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.To the furnace space 10, which is used to accommodate the substances or workpieces to be treated, and a for introducing the material to be treated has loading opening 23, this opening is opposite a cooling tunnel 25 surrounded by a cooling jacket 24, through which the material to be treated is conveyed through after the end of the heat treatment. This is the purpose of the illustrated Exemplary embodiment a conveyor belt 27, indicated by dashed lines, reversing between two rollers 26; Of course, other continuous or intermittent conveying means such as lifting beams, Bumpers, etc. m., can be used.

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.In order to ensure that the parts or materials freed from oxides in the furnace leave the system in perfect condition, they must also be protected from oxidizing influences in the cooling tunnel. In the previously known systems, a suitable, at least approximately neutral, usually reducing atmosphere is maintained in the cooling tunnel for this purpose, which atmosphere is obtained in a protective gas generator. In the illustrated system according to the invention, a part of the combustion gas flowing out of the furnace chamber 10 through the opening 11, which has a sufficient content of reducing components in the form of carbon monoxide and hydrogen and does not contain oxygen, is at the bottom of the chamber 14 through a line 28 removed, cooled in a cooler 30 and thereby freed from most of its moisture and finally introduced into the cooling tunnel 25 via the lines 31 and 32 by means of a fan 33 in the vicinity of the removal end. The fan ensures that the gas content of the cooling tunnel rings a ge ^J has excess pressure to the atmosphere in the furnace chamber 10; Fig. the hot furnace gases cannot penetrate the cooling tunnel directly. The gas flowing through the cooling tunnel against the conveying direction of the workpieces and substances and finally flowing out into the furnace chamber can be carried away with the combustion gas and subjected to the secondary combustion with this. If necessary, the used protective gas or part of it can also be discharged into the open through a line 34 with a shut-off element 35. If a particularly low moisture content of the atmosphere in the cooling tunnel should be desired, drying devices of a known type, e.g. adsorption dryers, can also be switched into line 31, or the mixture portion removed from chamber 14 can be subjected to pressure drying, with others if necessary Gas components that are not always desired and, among other things, some of the carbon dioxide are separated in the cooling tunnel.

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 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. 1. Industrial furnace for the heat treatment of workpieces, in which the heating and Heat retention serving fuel space with a target content of reducible constituents adjusted amount of air burned and the heat released in the process to heat the Oven goods are used, - 'whereby the heating and heat retention serving space a cooling space then receiving the heat is connected, characterized in that to the cooling space designed as a cooling tunnel (25) a line (28, 31, 32) for the supply of cooled down coming from the furnace space (10, 14), of the largest part of their moisture content and, if necessary, of other possibly still contained Combustion gas mixture freed from undesired constituents is provided. 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.2. Industrial furnace according to claim 1, characterized in that the line (28, 31, 32) for supply the cooled and prepared combustion gas mixture coming from the furnace chamber near the tunnel mouth in the cooling tunnel (25) is inserted. In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 497 442, 2 628 830.Considered publications:
U.S. Patent Nos. 2,497,442, 2,628,830. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings