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Durchlaufofen und Verfahren zu seinem Betrieb Durchlauföfen, die außer
einer Heizung noch eine Vorwärm- und Kühlzone besitzen, werden im allgemeinen von
einem gasförmigen Wärmeaustauschmittel, das je nach dem zu behandelnden Gut aus
Luft oder einem dieses Gut nicht angreifenden Schutzgas bestehen kann, entgegen-
der Gutbewegungsrichtung durchströmt. Da die Durchlaufgeschwindibseit des Guts in
allen drei Zonen in der Regel gleichbleibt und z. B. durch die für das Glühen in
der Heizzone erforderliche Zeit festgelegt ist, richten sich bei derartigen Öfen
die Längen der Vorwärm- und Kühlzone u. a. bisher in erster Linidanach, daß in der
Kühlzone einmal das Gut mit einer bestimmten Temperatur den Ofen verläßt und außerdem
aber die Temperatur des Wärmeaustauschmittels der der Heizzone bereits möglichst
nahekommt, während in der Vorwärmzone das Wärmeaustauschmittel nicht nur das Gut
schon weitgehend auf die Temperatur der Heizzone bringen, sondern auch mit möglichst
niedriger Temperatur aus dem Ofen wieder austreten soll. Diese Bedingungen. führen
jedoch vielfach zu unerwünscht langen Öfen und stehen verschiedentlich nicht im
Einklang mit den sonstigen Erfordernissen der Wärmebehandlung des jeweiligen Guts.
So ist meist ein wesentlich kürzerer oder längerer Aufenthalt in der Vorwärm- oder
Kühlzone erwünscht, als es sich bei den nach den vorstehenden Gesichtspunkten bemessenen
Ofenlängen und Durchsatzgeschwindigkeiten ergibt, und es wird weiterhin als ,ein
Mangel empfunden, daß es innerhalb dieser Zone nicht möglich ist, dem Temperaturanstieg
bzw.
-abfall des Guts den für seine Wärmebehandlung günstigsten zeitlichen Verlauf zu
geben.
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Hier setzt nun die Erfindung ein mit dem Vorschlag, insbesondere bei
Durchlauföfen der- angegebenen Art an einer oder mehreren Stellen längs der Vorwärm-
und/oder Kühlzone in' diese Zone zusätzlich zu dem Wärmeaustauschmittel ein gasförmiges
Mittel einzuleiten, dessen. Temperatur von der sich sonst an diesen Stellen in dem
Ofen einstellenden Temperatur verschieden ist. Auf diese Weise läßt sich die Temperatur
in jedem Punkt der Gutdurchlaufstrecke in beliebiger Weise beeinflussen. Zum Beispiel
kann man in der Vorwärmzone die Guttemperatur, die dort sonst im wesentlichen gleichmäßig
zunimmt, durch Zufuhr wärmerer Zusatzluft bereits frühzeitig schnell auf höhere
Werte bringen, alsdann zunächst auf dieser Höhe halten und erst kurz vor der Heizzone
weiter ansteigen lassen. Ebenso ist es möglich, in der Kühlzone durch Zufuhr kälterer
Luft die Abkühlung wesentlich zu beschleunigen und damit diese Zone entsprechend
zu verkürzen. Insbesondere kann man. hierbei ,die Abkühlung aber auch in einem solchen
Zeitpunkt vornehmen, der für die in dem Gut durch die Wärmebehandlung zu erzielenden
Eigenschaften am zweckmäßigsten ist. In allen diesen Fällen empfiehlt es sich weiterhin,
die zusätzliche Gaszufuhr, z. B. durch in den-Ofen eingeführteThermoelemente, hinsichtlich
:Menge und/oder Temperatur in Abhängigkeit von der Temperatur in dem jeweils von
diesem Gas beaufschlagten Ofenabschnitt zu regeln.
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Wie ohne weiteres verständlich, ist es für die Anwendung des so gekennzeichneten
Verfahrens unerheblich, ob die betreffenden Öfen außer einer Heizzone gleichzeitig
noch sowohl eine Vorwärmals auch eine Kühlzone aufweisen; diese Maßnahmen können
vielmehr genau so vorteilhaft sein, wenn nur eine dieser beiden Zonen vorhanden
ist. Ebenso ist es nicht erforderlich, daß der Wärmeaustausch innerhalb jeder einzelnen
Zone sowie zwischen den Zonen durch ein zwangsläufig strömendes Mittel erfolgt,
das also z. B. am Ofenausgang entgegen der Gutförderrichtung in den Ofen eingeblasen
wird. Mit gleichem Vorteil wird man sich daher auch bei solchen Öfen der Erfindung
bedienen, bei denen außerhalb der Heizzone kaltes und warmes Gut in entgegengesetzter
Richtung aneinander vorbeigeführt werden, wobei dann das aus der Heizzone austretende
Gut in dem anschließenden, nicht mehr beheizten Ofenabschnitt seine Wärme im wesentlichen
erst noch an -das noch nicht behandelte Gut abstrahlt.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens können verschiedene
vorteilhafte Einrichtungen verwendet werden, von denen einige in der Zeichnung dargestellt
sind. In dieser zeigen Fig. i und 2 den Längs- bzw. Querschnitt eines Durchlaufofens
nach,dieser Erfindung sowie Fig.3 ausschnittweise den Längsschnitt einer anderen
Ausführungsform.
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Dem als Ausführungsbeispiel gewählten Durchlaufofen i, der zum Brennen
von Porzellan oder zum Glühen von Stahl- oder anderen Metallteileti dienen kann,
wird an seiner durch eine Tür 2 verschließbaren Eintrittsöffnung jeweils das Erwärmungsgut
3 zugeführt. Dieses durchläuft in der Pfeilrichtung 4 zunächst eine Vorwärmzone
5, alsdann eine mit elektrischen Heizelementen 6 belegte Glüh- oder Brennzone 7
und anschließend eine Kühlzone 8, worauf es an der ebenfalls durch eine Tür 9 verschließbaren
Austrittsöffnung den Ofen verläßt. Im Gegenstrom zu dieser Gutbewegung drückt ein
am Ofenende eingebauter Fliehkraftlüfter io Luft oder, insbesondere beim Glühen
von Stahlteilen, ein entsprechendes Schutzgas. in der Pfeilrichtung i i durch den
Ofen. Das kalt in den. Ofen eingeführte Gas erwärmt sich dabei in der Kühlzone an
dem heißen Glühgut, wodurch dieses andererseits abgekühlt wird, und gibt die so
aufgenommene Wärmemenge irn der Eingangszone 5 an das Erwärmungsgut wieder ab, bevor
es bei i2 aus dem Ofen austritt, von wo es gegebenenfalls in geschlossenem Kreislauf
wieder dem Lüfter io zugeführt wird. Dabei kann dieses Gas, wie in Fig. i dargestellt,
die Heizzone 7 ebenfalls durchströmen oder aber durch entsprechende Maßnahmen, wie
einen unter der Wirkung eines Fliehkraftlüfters stehenden Umgehungskanal, von dieser
Zone ferngehalten werden.
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Um gemäß der Erfindung längs der Vorwärm-und Kühlzone 5, bzw. 8 die
sieh dort durch die Strömung des von dem Lüfter io eingeblasenen Wärmeaustauschmittels
jeweils einstellenden Ofentemperaturen örtlich regeln zu können, wird in diese Zonen
durch Stutzen 13 ein entsprechend wärmeres oder kälteres Gas, beispielsweise Frischluft,
eingeführt. Die Menge dieses Gases läßt sich in weiten Grenzen durch Drosselorgane
14 verändern, deren Verstellmotoren ihrerseits von Thermoelementen 15 gesteuert
sein können, die, wie in der Zeichnung für einen einzelnen Ofenabschnitt veranschaulicht,
in dem von dem Gas zu beeinflussenden Ofenbereich eingebaut sind. Dabei kann der
gegebenenfalls auch als Düse ausgebildete Mündungsteil dieses Gaseintrittsstutzens
13 unter Über- oder Unterdruck stehen. Im vorliegenden Fall ist zu diesem
Zweck innerhalb des Ofenraums für jeden Eintrittsstutzen ein -weiterer Fliehkraftlüfter
16 vorgese'heil, dessen Saug- und Druckseite 17 bzw. 18 durch eine zur inneren
Ofenwandung insbesondere parallele Wand i9 getrennt sind.
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Dadurch, daß der Gaseintrittsstutzen bis auf die Saugseite dieser
Trennwand durchgeführt ist, und zwar zweckmäßigerweise, wie in Fig. 2 dargestellt,
vor der Ansaugöffnung 17 des Lüfters 16 endet, ohne jedoch diese Öffnung
dicht abzuschließen, saugt der Lüfter 16 laufend sowohl einen Teil des gasförmigen
Wärmeaustauschmittels aus dem Ofeninnern als auch Zusatzgas aus dem Eintrittsstutzen
und mischt beide Gase durcheinander, -worauf dieses Gemisch mit einer nunmehr von
der ursprünglichen Temperatur des Wärmeaustauschmittels abweichendenTemperatur über
denUmleitun.gskanal zwischen Trennwand i9 und innerer Ofenwandung wieder in
den
Ofenraum und damit an das Erwärmungsgut herangeführt wird. , Durch entsprechende
Verlängerungen 20, 21 dieser Trennwand ig ist es möglich, das Gasgemisch an jeder
gewünschten Stelle an das Erwärmungsgut heranzubringen, beispielsweise derart, daß,
wie aus Fig. 2 ersichtlich, das Gemisch von unten nach oben an dem Gut vorbeiströmt.
Dabei ist es jedoch nicht erforderlich, daß die beiden Leitbleche 2o und 21 in der
gleichen Höhe über der Ofensohle enden. und sonst vollkommen gleich ausgebildet
sind. Weiterhin können zusätzlich zu diesen Längswänden ig bis 21 noch Ouerwände
22 vorgesehen sein, die jeweils den von einem Gaseintrittsstutzen. 13 und seinem
zugehörigen Lüfter 16 beaufschlagen, d. h. hinsichtlich seiner Temperatur zu beeinflussenden
Ofenabschnitt begrenzen und von den benachbarten Ofenabschnitten scheiden. Bei der
Ausführung nach Fig. 3 fehlen diese Trennwände 22, so daß das temperierte Gasgemisch
unmittelbar nicht nur von unten, sondern auch von den Seiten her an das Erwärmungsgut
herangeführt wird, was besonders bei einem Gut größerer Höhe von Vorteil ist, da
sich in einem solchen Gut sonst leicht unterschiedliche Temperaturen in den verschiedenen
Höhenlagen einstellen können.
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Die zusätzliche Gasmenge kann weiterhin über den- bereits für das
Wärmeaustauschmittel vorliandenen Austrittsstutzen 12 am Ofeneingang abgeführt werden.
Es ist jedoch auch möglich, wie dies bei den in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispielen
der Fall ist, zu diesem Zweck in jedem Ofenabschnitt einen zusätzlichen Abgasstutzen
23 vorzusehen, der z. B. von dem durch die Wände 2o bis 22 gebildeten Mischgasumleitungskanal
abzweigt und wieder ein gegebenenfalls in Abhängigkeit von der Temperatur des betreffenden
Ofenabschnitts geregeltes Drosselorgan 24 enthalten kann.
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Die vorstehend erwähnten Mittel gestatten es nun, die Temperatur sowohl
innerhalb der Vorwärm- als auch der Kühlzone in jeder beliebigen Weise örtlich zu
beeinflussen, insbesondere dann, wenn in die Zuleitungen des zusätzlichen Gasstroms
noch Einrichtungen eingebaut sind, die dieses Gas vor ihrem Eintritt in den Ofen
je nach Bedarf abkühlen oder erwärmen und dann mit Vorteil ebenfalls von Thermoelementen
od. dgl. in dem jeweils zu beeinflussenden Ofenbereich gesteuert werden. Dabei ist
es keinesfalls erforderlich, daß sich die verschiedenen, :durch die zusätzliche
Gaszufuhr beeinflußten Ofenbereiche, wie in den Ausführungsbeispielen dargestellt,
unmittelbar aneinander 'anschließen, sondern. auf diese können vielmehr, je nach
dem gewünschten Verlauf des Erwärmungs- bzw. Abkühlungsprozesses, auch nichtbeeinflußte
Abschnitte folgen.
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Auch sonst ist die Erfindung nicht auf die dargestelltenAusführungsbeispiele
beschränkt, sondern kann in beliebiger Weise abgewandelt werden.. Beispielsweise
ist es möglich, die Gasein- und -austrittsstutzen sowie die zusätzlichen Lüfter
auch an anderen Teilen der Ofenwandung, z. B. am Boden, anzuordnen oder den Ein-
und Austritt des Zusatzgases statt quer zur Gutdurchlaufrichtung in der gleichen
Richtung wie diese oder ihr entgegen erfolgen zu lassen. Weiterhin können die Lüfter
16 statt im Ofeninnern auch in der Zu- bzw. Ableitung des Schutzgases eingebaut
sein- oder dieseLeitungen sonstwie unter Über- bzw. Unterdruck gesetzt werden. Auch
hierbei ist es dann ohne weiteres möglich, die Zu- und Ableitung des Zusatzgases
mit Hilfe von Leitblechen, entsprechend den Wänden 19 bis 21 bei der Ausführungsform
nach Fig. i bis 3, so zu führen, daß dieses Gas den von ihm zu beeinflussenden Ofenbereich
jeweils voll erfaßt, beispielsweise indem zusammengehörige Zu- und Ableitungen an
gegenüberliegenden Ofenwandungen, wie einerseits am Boden, andererseits an der Decke,
in den Ofen münden.