DE4238240A1 - Glühofen für zeitweilig gestapeltes Glühgut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Glühofen mit beheizbarem Innenraum für im Innenraumquerschnitt zeitweilig gestapeltes Glühgut.

Bei Wärmebehandlungsöfen, in denen die Wärmeübertragung wesentlich durch Konvektion erfolgt, ist ein wichtiges Kriterium für die Aufheizgeschwindigkeit, die Strömungsgeschwindigkeit durch den Ofen bzw. am zu erwärmenden Gut vorbei. Diese wird in aller Regel durch entsprechende Auswahl von Umwälzventilatoren erreicht. Die Auslegung der Luftumwälzmenge wird bei einer angenommen Beladung - d. h. Ausfüllung des Ofenquerschnitts - in Strömungsrichtung vorgenommen. Wegen der gleichzeitig erforderlichen Festlegung der notwendigen Pressung nimmt man üblicherweise eine volle Beladung des Ofens an.

Für diesen Betriebszustand, die damit verbundene Strömungsgeschwindigkeit und dem sich daraus ergebenden Wärmeübertragungskoeffizienten ergibt sich eine definierte Aufheizzeit.

Wird der Glühofen nun mit weniger Glühgut beladen, entsteht über letzterem bis zur Ofendecke ein freier Ofenquerschnitt, durch den die Erwärmungsluft bevorzugt strömt. Damit sinkt die Strömungsgeschwindigkeit am Glühgut gegebenenfalls so stark, daß sich bei nicht voll beladenem Ofen wesentlich erhöhte Aufheizzeiten ergeben. Dies ist allerdings nur dann der Fall, wenn bei vollem Ofen die Heizleistung ausreichend groß ist.

Die erhöhten Aufheizzeiten bedingen einerseits einen unwirtschaftlicheren Betrieb sowie anderseits qualitative bzw. metallurgische Unterschiede zwischen voll und teilweise gefülltem Ofen.

Die sich daraus ergebende Forderung nach gleichmäßiger bzw. vollständiger Füllung eines Ofens ist aus produktionstechnischen Gründen nicht immer zu erfüllen.

Aus diesen Gründen hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, eine Anpassung des Strömungsquerschnitts des Ofens an den Füllgrad zu erreichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre nach dem unabhängigen Patentanspruch; die Unteransprüche geben besonders günstige Weiterbildungen an.

Erfindungsgemäß wird im oberen Bereich des Ofeninnenraumes eine den Innenraumquerschnitt verändernde Schikaneneinrichtung aus temperaturbeständigem Werkstoff - beispielsweise als Blechtafeln - angeordnet, die mit einem Teil zur Oberfläche des Glühgutstapels in eine untere Betriebsstellung absenkbar bzw. von dieser anhebbar ausgebildet ist. Dazu hat sich eine die Länge und Breite des Innenraumes etwa horizontal durchspannende Fläche aus dem temperaturbeständigen Werkstoff als günstig erwiesen, die zumindest endwärts an jeweils eine Werkstofftafel angelenkt ist, wobei das andere Ende dieser Werkstofftafel durch ein Gelenk mit einem Festpunkt verbunden ist, der bevorzugt am First des Ofeninnenraumes vorgesehen ist. Hierdurch wird auf einfache Weise erreicht, daß die beschriebenen unerwünschten Strömungsverhältnisse durch Ausfüllen des freien Querschnitts vermieden werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung entspricht die Breite der Werkstofftafel der Innenraumbreite, und die Werkstofftafel ist im Innenraum mit Spiel zur Ofenwandung um das Firstgelenk schwenkbar. Dieses zur Unterbindung von Reibung erforderliche Spiel kann strömungstechnisch vernachlässigt werden.

Im Rahmen der Erfindung ist die Schikaneneinrichtung so ausgestaltet, daß ihre von einem Grundblech gebildete untere Fläche aus deren firstnahen Ruhelage stufenlos in die untere Betriebsstellung absenkbar ist. Dazu verhelfen die beiden um jene Firstgelenke schwenkbaren Werkstoff- oder Fronttafeln, die entweder einstückig oder bevorzugt wenigstens einmal durch ein horizontales Mittelgelenk - beispielsweise in zwei gleich große Hälften - geteilt sind.

Vorteilhafterweise kann das Mittelgelenk wenigstens einer Werkstofftafel in den Schikaneninnenraum eingeschwenkt werden, was die Ofenbaulänge nicht beeinflußt. Auch soll erfindungsgemäß das Mittelgelenk einer Werkstofftafel mit einer Ofentür so verbunden sein, daß in deren Öffnungsstellung die Schikaneneinrichtung in eine firstnahe Ruhelage überführt ist. Auf diese Weise ist die Handhabung der Schikane sehr vereinfacht.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Fig. 1: den Längsschnitt durch einen gasbeheizten Auslagerungsofen;

Fig. 2: einen Querschnitt durch einen Auslagerungsofen;

Fig. 3: ein vergrößertes Detail aus Fig. 2;

Fig. 4: eine schematische Skizze zu unterschiedlichen Betriebsstellungen des Details der Fig. 3 in Seitenansicht.

In den Innenraum 10 der beispielsweisen Länge n von hier 7800 mm eines Glühofens 12 werden auf einem Chargierwagen 14 - oder bei einer anderen Ausführung auf einer Rollenbahn 16 - Metallprofile od. dgl. Glühgut eingebracht, die/das aus Gründen der Übersichtlichkeit bei 18 lediglich angedeutet ist. Dieser Glühofen 12 wird in nicht dargestellter Weise mit Gas beheizt und auf die von den Werkstoffeigenschaften des Glühgutes 18 abhängige Glühtemperatur gebracht.

Füllt das in Fig. 2 auf dem Chargierwagen 14 gestapelte Glühgut 18 den Querschnitt des beheizten Innenraumes 10 der Breite b von hier 3700 mm und der Höhe h von 2500 mm nicht aus, wird das Strömungsverhalten der in Pfeilrichtung x geführten Heizgase gegenüber einem ausgefüllten Querschnitt verändert, d. h. die Strömungsgeschwindigkeit sinkt in unerwünschter Weise ab.

Um den offenen Restquerschnitt des Innenraumes 10 in einem solchen Falle auszufüllen, ist am Ofenfirst 20 eine Schikane 22 aus von den Glühtemperaturen nicht beeinflußbarer Metallegierung angeordnet, welche aus einem Grundblech 24 und zwei - jeweils endwärts angelenkten - Frontblechen 26 besteht. Die Länge q des Grundbleches ist um ein Maß t geringfügig kürzer als die Länge n des Ofeninnenraumes 10, die Breite e des Grundbleches 24 und der Frontbleche 26 entspricht nahezu der Breite b des Ofeninnenraumes 10 und ist gegenüber dieser nur insoweit kürzer, als ein ausreichendes Spiel für eine Relativbewegung von Grundblech 24 und Frontblechen 26 gegenüber der Ofenwandung 28 erforderlich bleibt. Der so entstehende schmale Spalt 30 zwischen der Ofenwandung 28 und der Schikane 22 ist strömungstechnisch vernachlässigbar.

Wie vor allem die Fig. 1, 4 erkennen lassen, ist jedes Frontblech 26, dessen Höhe i etwa einem Drittel der Höhe h des Ofeninnenraumes 10 entspricht, an seinen Enden mit Gelenken 32, 33 ausgestattet, dessen eines an den Ofenfirst angeschlossen und dessen anderes mit dem Grundblech 24 verbunden ist. Bei einer bevorzugten Ausführung nach Fig. 3, 4 ist das wie eine Schürze abwärts hängende Frontblech 26t in seiner Höhe i durch ein weiteres Gelenk 34 in zwei Hälften geteilt. Die Gelenke 32 bis 34 bestehen bevorzugt aus metallischen Gelenkachsen und - aus dem Frontblech 26, 26t bzw. dem Grundblech 24 herausgeformten fluchtenden - Gelenkbüchsen.

Dank dieser Ausbildung der Schikane 22 kann diese aus einer in Fig. 3, links, angedeuteten unteren Betriebsstellung stufenlos in eine obere Öffnungsstellung (Fig. 3, rechts) angehoben werden, was beim Öffnen der Fronttür 36 des Glühofens 12 durch ein diese mit der Schikane 22 verbindendes Gestänge selbsttätig erfolgt. Ist das Glühgut 18 eingebracht und wird die Fronttür 36 geschlossen, senkt sich das Grundblech 24 unter Ausfüllen des Innenraumquerschnittes auf das Glühgut 18 ab, wobei der Abstand z des Grundblechs 24 vom Ofenfirst 20 stufenlos variierbar ist.

Fig. 3 zeigt in ihrer Mitte eine mittlere Gebrauchsstellung der die geteilten Frontbleche 26t aufweisenden Schikane 22, welche in Fig. 4 strichpunktiert bei 22b angedeutet ist; mit 22a ist die obere Ruhelage der Schikane 22 kenntlich gemacht. Beim Anheben des Grundbleches 24 bewegt sich das Mittelgelenk 34 auf einer Kreisbahn um das obere Gelenk 32, welche in Fig. 4 bei K angedeutet ist. Das untere Sockelgelenk 33 wird dabei i.w. in der Vertikalen Q durch das Firstgelenk 32 geführt. Hierdurch wird eine unerwünschte Auslenkung des Grundbleches 24 in Ofenlängsrichtung vermieden. Diese Auslenkung ist bei den ungeteilten Frontblechen 26 gegeben - in Fig. 4 ist der Radius für die Bewegungsbahn des Sockelgelenks 33 bei R eingezeichnet.

Der erwähnte axiale Abstand t zwischen vorderem Frontblech 26 und Fronttür 36 ist geringfügig größer als der Radius r oder R, des Konstruktionskreises K oder der Bewegungsbahn F - und entspricht bei dem geteilten Frontblech 26t damit etwa der Hälfte der Frontblechhöhe i. Ein derartiger Abstand ist an der Hecktür 38 nicht erforderlich, da dort eine Auslenkung des geteilten Frontbleches 26 in den Schikaneninnenraum 23 erfolgt.

In Fig. 1 werden die Frontbleche 26 gleichgerichtet ausgelenkt und das fronttürseitige Frontblech 26 ist an die Hebemechanik angeschlossen.

Claims (10)

1. Glühofen mit einem beheizbaren Innenraum für im Innenraumquerschnitt zeitweilig gestapeltes Glühgut, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Bereich des Ofeninnenraumes (10) eine den Innenraumquerschnitt verändernde Schikaneneinrichtung (22) aus temperaturbeständigem Werkstoff angeordnet und mit einem Teil (24) zur Oberfläche des Glühgutstapels (18) in eine untere Betriebsstellung absenkbar bzw. von dieser anhebbar ausgebildet ist.

2. Glühofen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine die Länge (n) und Breite (b) des Innenraumes (10) etwa horizontal durchspannende Fläche (24) aus dem temperaturbeständigen Werkstoff, die zumindest endwärts an jeweils eine Werkstofftafel (26) angelenkt ist, wobei das andere Ende der Werkstofftafel durch ein Gelenk (32) mit einem Festpunkt (20) verbunden ist.

3. Glühofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von einem Grundblech (24) gebildete untere Fläche der Schikaneneinrichtung (22) aus deren firstnahen Ruhelage stufenlos in die untere Betriebsstellung absenkbar ist.

4. Glühofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Festpunkt (20) am First des Ofeninnenraumes (10) vorgesehen ist.

5. Glühofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (e) der Werkstofftafel (26) der Innenraumbreite (b) etwa entspricht und die Werkstofftafel im Innenraum (10) mit Spiel zur Ofenwandung (28) um das Firstgelenk (32) schwenkbar ist.

6. Glühofen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstofftafel (26) wenigstens einmal durch ein horizontales Mittelgelenk (34) geteilt ist.

7. Glühofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstofftafel (26) durch das Mittelgelenk (34) in zwei gleich große Hälften geteilt ist.

8. Glühofen nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelgelenk (34) wenigstens einer Werkstofftafel (26) in den Schikaneninnenraum (23) einschwenkbar ist.

9. Glühofen nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelgelenk (34) einer Werkstofftafel (26) mit einer Ofentür (36) so verbunden ist, daß in deren Öffnungsstellung die Schikaneneinrichtung (22) in eine firstnahe Ruhelage überführt ist.

10. Glühofen nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schikaneneinrichtung (22) wenigstens einmal in Ofenlängsrichtung unterteilt ist.