EP0652412B1 - Industrieofen zur Wärmebehandlung von Einsatzgut in einem Wärmebehandlungsraum - Google Patents

Industrieofen zur Wärmebehandlung von Einsatzgut in einem Wärmebehandlungsraum Download PDF

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EP0652412B1
EP0652412B1 EP94116783A EP94116783A EP0652412B1 EP 0652412 B1 EP0652412 B1 EP 0652412B1 EP 94116783 A EP94116783 A EP 94116783A EP 94116783 A EP94116783 A EP 94116783A EP 0652412 B1 EP0652412 B1 EP 0652412B1
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EP
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flow
industrial furnace
heat treatment
treatment chamber
charge
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EP94116783A
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Dominik Dr. Schröder
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Schmitz and Apelt LOI Industrieofenanlagen GmbH
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Schmitz and Apelt LOI Industrieofenanlagen GmbH
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING 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
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/74—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
    • C21D1/767—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material with forced gas circulation; Reheating thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B17/00—Furnaces of a kind not covered by any preceding group
    • F27B17/0016—Chamber type furnaces
    • F27B17/0083—Chamber type furnaces with means for circulating the atmosphere
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D7/00—Forming, maintaining, or circulating atmospheres in heating chambers
    • F27D7/04—Circulating atmospheres by mechanical means

Definitions

  • the invention relates to an industrial furnace for the heat treatment of feedstock, the is arranged in a batch with flowable spaces in a heat treatment room, with a fan, which promotes a gas flow from an inflow channel to an outflow channel, wherein the inflow channel and the outflow channel essentially opposite one another laterally adjoin the heat treatment room and the inflow channel with Flow baffles is provided.
  • the feed material is arranged in a batch with spaces through which it can flow. Due to a special design of the flow guidance, an even temperature should be achieved be achieved in the batch. With this construction, the use of reversible Current drives, d. H. Reversible flow fans or with complicated flap controls to reverse the direction of the fault be avoided. For uniform flow of the feed material are blow-out ducts or nozzle blow-out ducts or nozzles on both sides of the batch staggered.
  • the object of the invention is accordingly an industrial furnace of the beginning to create the type mentioned, in which a structurally simple manner uniform temperature distribution within the batch is achieved.
  • This object is achieved in that in the heat treatment room in the flow path before the batch at least two with evenly distributed passage openings provided rectification plates arranged one behind the other in the flow direction are.
  • the flow hits evenly from a multitude of evenly distributed passage openings on the batch.
  • a high level of uniformity in the flow distribution also means an even temperature distribution in the batch.
  • the number of rectification plates is arbitrary. Trials have had good results achieved when using three rectification plates. Here is the relationship between Improve the uniformity of flow distribution and the inevitable The best way to increase the pressure drop.
  • the arrangement of the through openings of the rectification plates as well as the respective open area are of the directional stabilizing structure of the batch and of the desired Flow rate dependent.
  • the free passage area is under free space of the openings for the gas flow understood.
  • the dimensioning can be done with the help of simulation programs.
  • the rectification plates can for example designed as perforated perforated sheets, networks or as a mesh be. The use of perforated perforated sheets has proven to be particularly advantageous exposed.
  • the solution according to the invention is structurally very simple and inexpensive.
  • the heat treatment room is fluidically favorable with essentially smooth walls completed.
  • By dispensing with flow impulses from nozzle systems can also with reduced z. B. at half fan speed, so at low flow rate achieves a uniform inflow of the feed material will.
  • the industrial furnace is universally suitable for heating and cooling processes and guarantees the shortest dwell times and thus high efficiency.
  • the rectification plates between the inflow duct and the heat treatment space are advantageous arranged.
  • the rectification plates are preferably arranged at a distance from one another, which is so large that the flow after flowing through a rectification plate can each be equal.
  • each rectification plate increases in the direction of flow, d. that is, the The free area of a rectifying plate is larger than that of an upstream one Rectification plate.
  • An essential development of the invention is that in the outflow channel at least one rectification plate is arranged. This can result in unfavorable outflow conditions, e.g. B. in that the flow behind the batch in a vertical Discharge channel is collected or sucked in by a fan in the middle, be balanced.
  • the passage area within the rectification plate can preferably change, such that the passage area from the area of the main flow to the Areas with lower flow increases.
  • Fig. 1 shows a schematic section through an industrial furnace.
  • An input material is located in an industrial furnace 1 in a heat treatment room 2 3, for example plates, pipes or profiles.
  • the insert 3 is in the Heat treatment room 2 to form a batch 4 with flowable spaces 5 arranged.
  • a fan 6 promotes a gas flow into a side of the heat treatment room 2 adjacent inflow channel 7, which is provided with baffles 8.
  • An outflow duct 9 is located opposite the inflow duct 7.
  • a burner 10 heats the gas flow before it is conveyed into the inflow duct 7 by the fan 6 becomes.
  • perforated rectification plates 11 Between the inflow duct 7 and the heat treatment room 2 are three perforated rectification plates 11, in the form of perforated perforated plates, at a distance in the direction of flow arranged one behind the other. The distance is so large that the flow after flowing through the passage openings 12 of each rectification plate 11 can equalize.
  • each rectification plate 11 increases in the direction of flow, d. that is, the free passage area of the passage openings 12 for the gas flow is from Rectifier plate to rectifier plate larger.
  • the outflow conditions are unfavorable. Therefore there is a rectification plate in the outflow channel 11 'arranged.
  • the passage area within the rectification plate 11 changes such that the passage area starts from the area of the main flow increases towards the areas with less flow.
  • the rectification plates 11 also as wire mesh, networks or mesh be trained.

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Description

Die Erfindung betrifft einen Industrieofen zur Wärmebehandlung von Einsatzgut, das zu einer Charge mit durchströmbaren Zwischenräumen in einem Wärmebehandlungsraum angeordnet ist, mit einem Ventilator, der einen Gasstrom von einem Einströmkanal zu einem Ausströmkanal fördert, wobei der Einströmkanal und der Ausströmkanal im wesenlichen gegenüberliegend seitlich an den Wärmebehandlungsraum angrenzen und wobei der Einströmkanal mit Strömungsleitblechen versehen ist.
Ein derartiger Industrieofen ist aus EP B1 0283869 bekannt.
Das Einsatzgut ist zu einer Charge mit durchströmbaren Zwischenräumen angeordnet. Durch eine besondere Gestaltung der Strömungsführung soll eine gleichmäßige Temperatur in der Charge erreicht werden. Mit dieser Konstruktion soll der Einsatz von reversierbaren Strömungsantrieben, d. h. Ventilatoren mit umkehrbarer Strömungsrichtung oder mit komplizierten Klappensteuerungen zur Umkehr der Störmungsrichtung vermieden werden. Zur gleichmäßigen Strömungsbeaufschlagung des Einsatzgutes sind zu beiden Seiten der Charge Ausblaskanäle oder Düsenausblaskanäle oder Düsen versetzt zueinander angeordnet.
Der in der EP-B1 0283 869 beschriebenen Lösungsweg ist konstruktiv sehr aufwendig. Außerdem ist die Vergleichmäßigung der Temperatur in der Charge weiter zu verbessern, insbesondere in horinzontaler Richtung.
Die Aufgabe der Erfindung besteht demgemäß darin, einen Industrieofen der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem auf konstruktiv einfacher Art und Weise eine gleichmäßige Temperaturverteilung innerhalb der Charge erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Wärmebehandlungsraum im Strömungsweg vor der Charge mindestens zwei mit gleichmäßig verteilten Durchtrittsöffnungen versehene Gleichrichtplatten in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet sind.
Von den Gleichrichtplatten aus trifft die Strömung gleichmäßig aus einer Vielzahl von gleichmäßig verteilten Durchtrittsöffnungen auf die Charge. Eine hohe Gleichmäßigkeit in der Strömungsverteilung bedeutet zugleich auch eine gleichmäßige Temperaturverteilung in der Charge.
Beim Trocknen einer Bahn mittels eines Gasstromes ist es z.B. aus FR-A-2 337 863 bekannt, Gleichrichtplatten in Form von Lochblechen im Gasstrom zu dessenVergleichmäßigung parallel zu einer horizontalen Bahn anzuordnen. Eine seitliche Anordnung angrenzend an zu einer Charge mit durchströmbaren Zwischenräumen angeordnetem Stückgut findet sich nicht im Stand der Technik.
Die Anzahl der Gleichrichtplatten ist beliebig. Bei Versuchen wurden gute Ergebnisse bei der Verwendung von drei Gleichrichtplatten erzielt. Hier ist das Verhältnis zwischen Verbesserung der Vergleichmäßigung der Strömungsverteilung und der unvermeidliche Erhöhung des Druckverlustes am besten.
Die Anordnung der Durchtrittsöffnungen der Gleichrichtplatten sowie die jeweilige Freifläche sind von dem richtungsstabilisierenden Aufbau der Charge und von der gewünschten Strömungsgeschwindigkeit abhängig. Unter Freifläche wird die freie Durchtrittsfläche der Durchtrittsöffnungen für den Gasstrom verstanden. Die Dimensionierung kann mit Hilfe von Simulationsprogrammen erfolgen. Die Gleichrichtplatten können beispielsweise als perforierte Lochbleche, Netzwerke oder als Maschengitter ausgebildet sein. Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung von perforierten Lochblechen herausgestellt.
Der erfindungsgemäße Lösungsweg ist konstruktiv sehr einfach und kostengünstig. Der Wärmebehandlungsraum ist strömungstechnisch günstig mit im wesentlichen glatten Wänden abgeschlossen. Durch den Verzicht auf Strömungsimpulse aus Düsensystemen kann auch bei verringerter z. B. bei halber Ventilatordrehzahl, also bei geringer Strömungsleistung eine gleichmäßige Anströmung des Einsatzgutes erreicht werden. Der Industrieofen ist universell für Erwärmungs- und Kühlvorgänge geeignet und garantiert kürzeste Verweilzeiten und somit hohe Wirkungsgrade.
Vorteilhafterweise sind die Gleichrichtplatten zwischen Einströmkanal und Wärmebehandlungsraum angeordnet.
Vorzugsweise sind die Gleichrichtplatten mit einem Abstand zueinander angeordnet, der so groß ist, daß sich die Strömung nach dem Durchströmen einer Gleichrichtplatte jeweils vergleichmäßigen kann.
Bei stark heterogenen Strömungsverhältnissen ist es besonders vorteilhaft, wenn die Durchtrittsfläche jeder Gleichrichtplatten in Strömungsrichtung zunimmt, d. h., daß die Freifläche einer Gleichtrichtplatte jeweils größer ist als diejenige einer stromauf angeordneten Gleichrichtplatte.
Eine wesentliche Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß im Abströmkanal mindestens eine Gleichrichtplatte angeordnet ist. Dadurch können ungünstige Abströmverhältnisse, z. B. dadurch, daß die Strömung hinter der Charge in einem senkrechten Abströmkanal gesammelt oder mittig von einem Ventilator angesogen wird, ausgeglichen werden.
Vorzugsweise kann sich die Durchtrittsfläche innerhalb der Gleichrichtplatte ändern, derart, daß die Durchtrittsfläche vom Bereich der Hauptströmung ausgehend, zu den Bereichen mit geringerer Strömung hin zunimmt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Industrieofens im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt in:
   Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch einen Industrieofen.
In einem Industrieofen 1 befindet sich in einem Wärmebehandlungsraum 2 ein Einsatzgut 3, beispielsweise Platten, Rohre oder Profile. Das Einsatzgut 3 ist in dem Wärmebehandlungsraum 2 zu einer Charge 4 mit durchströmbaren Zwischenräumen 5 angeordnet. Ein Ventilator 6 fördert einen Gasstrom in einen seitlich an den Wärmebehandlungsraum 2 angrenzenden Einströmkanal 7, der mit Leitblechen 8 versehen ist.
Gegenüber dem Einströmkanal 7 befindet sich ein Ausströmkanal 9. Ein Brenner 10 beheizt den Gasstrom, bevor dieser vom Ventilator 6 in den Einströmkanal 7 gefördert wird.
Zwischen Einströmkanal 7 und Wärmebehandlungsraum 2 sind drei perforierte Gleichrichtplatten 11, in Form von perforierten Lochblechen, in Strömungsrichtung mit Abstand hintereinander angeordnet. Der Abstand ist jeweils so groß, daß sich die Strömung nach dem Durchströmen der Durchtrittsöffnungen 12 jeder Gleichrichtplatte 11 vergleichmäßigen kann.
Die freie Durchtrittsfläche jeder Gleichrichtplatte 11 nimmt in Strömungsrichtung zu, d. h., die freie Durchtrittsfläche der Durchtrittsöffnungen 12 für den Gasstrom wird von Gleichrichtplatte zu Gleichrichtplatte größer.
Da die Strömung hinter der Charge in einem senkrechten Abströmkanal gesammelt wird, sind die Abströmverhältnisse ungünstig. Daher ist im Abströmkanal eine Gleichrichtplatte 11' angeordnet. Die Durchtrittsfläche innerhalb der Gleichrichtplatte 11 ändert sich derart, daß die Durchtrittsfläche vom Bereich der Hauptströmung ausgehend zu den Bereichen mit geringerer Strömung hin zunimmt.
Im Rahmen der Erfindung sind ohne weiteres Abwandlungsmöglichkeiten gegeben. So können die Gleichrichtplatten 11 auch als Drahtgitter, Netzwerke oder Maschengitter ausgebildet sein.

Claims (6)

  1. Industrieofen zur Wärmebehandlung von Einsatzgut, das zu einer Charge (4) mit durchströmbaren Zwischenräumen (5) in einem Wärmebehandlungsraum (2) angeordnet ist, mit einem Ventilator (6), der einen Gasstrom von einem Einströmkanal (7) zu einem Ausströmkanal (9) fördert, wobei der Einströmkanal (7) und der Ausströmkanal (9) seitlich im wesentlich gegenüberliegend an den Wärmebehandlungsraum (2) angrenzen und wobei im Einströmkanal (7) Strömungsleitbleche (8) vorgesehen sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß im Wärmebehandlungsraum (2) im Strömungsweg vor der Charge (4) mindestens zwei mit gleichmäßig verteilten Durchtrittsöffnungen (12) versehene Gleichrichtplatten (11) in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet sind.
  2. Industrieofen nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Gleichrichtplatten (11) zwischen Einströmkanal (7) und Wärmebehandlungsraum (2) angeordnet sind.
  3. Industrieofen nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Gleichrichtplatten (11) mit einem Abstand zueinander zugeordnet sind, der so groß ist, daß sich der Gasstrom nach dem Durchströmen jedes Gleichrichtbleches (11) vergleichmäßigen kann.
  4. Industrieofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die freie Durchtrittsfläche jeder Gleichrichtplatte (11) in Strömungsrichtung zunimmt.
  5. Industrieofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß im Abströmkanal (9) mindestens eine Gleichrichtplatte (11') angeordnet ist.
  6. Industrieofen nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß sich die freie Durchtrittsfläche innerhalb der Gliechrichtplatte (11') derart ändert, daß die Durchtrittsfläche vom Bereich der Hauptströmung ausgehend zu den Bereichen mit geringerer Strömung hin zunimmt.
EP94116783A 1993-11-05 1994-10-25 Industrieofen zur Wärmebehandlung von Einsatzgut in einem Wärmebehandlungsraum Expired - Lifetime EP0652412B1 (de)

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DE4337533A DE4337533A1 (de) 1993-11-05 1993-11-05 Industrieofen zur Wärmebehandlung von Einsatzgut, das zu einer Charge in einem Wärmebehandlungsraum angeordnet ist

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EP0652412A1 EP0652412A1 (de) 1995-05-10
EP0652412B1 true EP0652412B1 (de) 1998-03-25

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