Kontinuierlich arbeitender, unmittelbar mit Brennstoff beheizter Ofen <B>für die Durchführung von</B> Glühprogrammen Die Erfindung betrifft einen kontinuierlich ar beitenden, unmittelbar mit Brennstoff beheizten Ofen für die Durchführung von Glühprogrammen, ins besondere an Stählen.
Bekanntlich ist es, insbesondere bei sogenannten Edelstählen, erforderlich, diese vor ihrer endgültigen Verwendung einer bestimmten, für jede Stahlart genau festgelegten Wärmebehandlung zu unterwerfen. Durch die Wärmebehandlung wird das Gefüge der Stähle in den jeweils gewünschten Zustand versetzt.
Diese Wärmebehandlung kann etwa in sogenannten Stapelglühungen durchgeführt werden oder auch im Durchlaufverfahren. Insbesondere das zuletzt ge nannte Verfahren hat in neuerer Zeit immer weitere Verbreitung gefunden, da es wesentliche Vorteile hinsichtlich der Gleichmässigkeit des Behandlungs erfolges und auch der für die Behandlung erforder lichen Zeit mit sich bringt.
Je nach der Art des angewandten Glühverfahrens müssen auch die zur Durchführung des Verfahrens erforderlichen Oefen im Aufbau unterschiedlich sein. Hinsichtlich der Beschickung sind dem Grundsatze nach zwei Ofenarten zu unterscheiden<B>:</B> Einmal solche für satzweise Beschickung und zum anderen solche für Durchlaufbeschickung. Die Beheizung derartiger Oefen geschieht entweder elektrisch, etwa mit Wider standselementen, oder auch durch unmittelbare Beheizung mit Brennstoffen.
Bei Oefen, die zur Durchführung des Durchlauf verfahrens eingesetzt werden, ist entweder ein takt weiser Durchlauf des Gutes möglich oder auch ein kontinuierlicher Durchlauf.
Im zuletzt genannten Fall wird das Gut mit einer bestimmten, meist konstanten Geschwindigkeit durch einen langgestreckten Glühofen geführt, der in ein- zelne Zonen unterteilt ist, in denen die erforderlichen Temperaturen aufrechterhalten werden. Die Behand lungszeit in den einzelnen Glühzonen des Ofens wird bei konstanter Durchlaufgeschwindigkeit durch Wahl einer entsprechenden Länge der Glühzone eingestellt.
Die bisher bekannten Durchlaufglühöfen sind so gebaut, dass die Temperatur in jedem Ofenabschnitt gesondert eingestellt und geregelt werden kann. Schwierigkeiten bereitet jedoch meist die genaue Beherrschung der Temperaturen in, einander benach barten Ofenzonen, insbesondere dann, wenn die Tem peraturdifferenzen gross sind. Diese Schwierigkeiten sind u.a. darauf zurückzuführen, dass bei Glühöfen mit kontinuierlichem Gutdurchlauf die einzelnen Zonen nicht vollständig gegeneinander abgetrennt werden können und sich aus diesem Grunde Quer strömungen der Ofenatmosphäre nicht vermeiden las sen.
Dies hat zur Folge, dass zwischen den einzelnen Zonen Temperatur-Verwischungen eintreten. Daher kommt es auch, dass die Temperatur des zu glühen den Gutes dem eingestellten Glühprogramm nicht sicher und schnell genug folgt und deshalb empfindli che Stahlsorten, an denen komplizierte Glühpro- gramme ausgeführt werden sollen, in solchen Oefen nicht geglüht werden können. Diese Schwierigkeiten machen sich besonders nachteilig bemerkbar bei der gesteuerten Abkühlung des Glühgutes, wie sie bei spielsweise bei der Wärmebehandlung von legierten Stählen sicher beherrscht werden muss.
Gerade die gesteuerte Abkühlung des Glühgutes ist bei den be kannten Oefen nur schwer zu beherrschen, da es infolge des geringen Wärmebedarfes in dieser Pro grammphase an der notwendigen Füllung des Ofen raumes mit einer Ofenatmosphäre der erforderlichen Zusammensetzung fehlt. Schliesslich ist auch an die Wirtschaftlichkeit des Ofens zu denken, die naturgemäss umso geringer ist, je mehr die oben geschilderten Fehler und Nachteile vorhanden sind.
Die Erfindung bezieht sich auf einen mit Brenn stoff beheizten Ofen für die Durchführung von Glüh- programmen, bei dem die oben geschilderten Nach teile vermieden sind und dessen Temperaturführung besonders gut zu beherrschen ist. Ausserdem gestattet es der erfindungsgemässe Ofen auch, die Zusammen- setzung der Ofenatmosphäre in jeder Zone gesondert einzustellen und sie den dort vorliegenden Erforder nissen anzupassen. Dies ist wichtig im Hinblick auf die Aufkohlung bzw. Entkohlung des zu glühenden Gutes und die Zunderbildung an der Gutoberfläche.
Gemäss der Erfindung wird ein kontinuierlich arbeitender, unmittelbar mit Brennstoff beheizter Ofen für die Durchführung von Glühprogrammen, insbesondere an Stählen vorgeschlagen, mit zwei oder mehreren Glühzonen, sowie in sich geschlossener Gasumwälzung und Kanälen für die gemeinsame Ab führung der Verbrennungsgase aus den Glühzonen. Erfindungsgemäss sind durch Brenner unmittelbar beheizte Druckkanäle von der gemeinsamen Abgaslei tung zu jeder Ofenzone vorhanden, durch die ein re gelbarer Strom von Verbrennungsabgas in die einzel nen Glühzonen eintritt.
In den Zuleitungen können weitere regelbare Brenner vorgesehen sein, die das Abgas bzw. den für die jeweilige Ofenzone vorgesehenen Teilstrom des Abgases auf die dort verlangte Temperatur aufheizen.
Der erfindungsgemässe Ofenaufbau ermöglicht es, aus den Ueberschussgebieten des Ofens, in denen in folge des hohen Wärmebedarfs erhebliche Abgas mengen anfallen, diese in die Ofenzone mit geringerem Wärmebedarf und damit nur geringer Abgasfüllung zu leiten. Hierdurch ist es möglich, einen guten Tem peraturausgleich zwischen Ofenraum und Glühgut in jeder Ofenzone zu erzwingen.
Zur Erzielung eines völligen Temperaturausgleichs in den einzelnen Zonen zwischen dem zu glühenden Gut und dem Ofenraum ist es ferner zweckmässig, die Abgasumwälzung in den einzelnen Zonen im Gegenstrom zur Gutförderung erfolgen zu lassen. Der Absaugeanschlusskanal kann daher in jeder Zone an der Glühguteinlaufseite und der Druckan- schlusskanal an der Glühgutauslaufseite angeordnet sein, gegebenenfalls verbunden mit zusätzlichen Brennern, die die Beheizung des den Zonen erneut zuzuführenden Abgases ermöglichen,
und Regelorga nen für die Temperaturregelung und die Menge des heissen Verbrennungsabgases in den Anschlusskanä len, die zu den einzelnen Zonen führen, ist es bei dem Ofen gemäss der Erfindung möglich, in jeder Zone eine vorbestimmte Temperatur unabhängig von der Menge und den Abmessungen des Gutes auf wenige Grade genau einzuhalten. Dies ist selbst in den Fäl len möglich, in denen beispielsweise eine benach barte Zone mit einer Temperatur gefahren wird, deren Höhe von der der vorherigen Zone wesentlich verschieden ist.
Es sind Temperaturdifferenzen zwi schen benachbarten Zonen von 150 bis 2000 C im praktischen Betrieb ohne weiteres einzuhalten, obwohl der Art des Ofens entsprechend das Glühgut konti nuierlich von einer Zone in die andere bewegt wird und somit eine entsprechende Durchtrittsöffnung für das Gut zwischen den einzelnen Zonen vorhanden sein muss.
Die Heizung des Ofens geschieht im allgemeinen mit Gas, obwohl auch Oel und unter Umständen sogar Brennstoffstaub verwendet werden kann. In den Fällen, in denen die Zusatzbrenner für die Aufheizung des Abgases mit starker Flamme betrieben werden müssen, kann ohne weiteres mit Oel oder Brennstoff staub in der üblichen Weise verfahren werden.
Wird eine nur geringfügige Aufheizung des Abga ses gewünscht und muss dementsprechend die Zu satzbrennerflamme bei geringer Flammengrösse fein fühlig geregelt werden, so empfiehlt sich entweder die Verwendung von Gas oder von 0e1, insbesondere leicht flüchtigem 0e1, das vor der Verbrennung bzw. vor der Zuführung zur regelbaren Brennerdüse ver gast wird, die Vergasung kann hierbei mechanisch in Form einer Vernebelung erfolgen oder auch ther misch, wobei ein Verdampfen und teilweise sogar Cracken des flüssigen Brennstoffes eintritt.
Um den Ofen gemäss der Erfindung näher zu erläutern, ist in der Zeichnung eine bevorzugte Aus führungsform schematisch dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen axialen Längsschnitt durch die Ofenanlage und Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Umwälz- kanäle.
Der langgestreckte Ofen 1 ist mit einem Rollgang 2 zur Förderung des Glühgutes ausgerüstet. Das Gut wird von diesem Rollgang vom Eintrittsende 3 zum Austrittsende mit einer bestimmt regelbaren Ge schwindigkeit gefördert. Der Ofenraum 1 ist durch Einziehungen 4 des Ofenmauerwerkes in bekannter Weise in einzelne Zonen 5, 6, 7 usw. unterteilt.
Jede dieser einzelnen Zonen ist mit einer in sich geschlossenen Abgasumwälzung versehen. Zu diesem Zweck sind, wie insbesondere aus Abb. 2 ersichtlich, unterhalb des eigentlichen Ofens 1 zwei nebenein- anderliegende Kanäle vorgesehen, und zwar ein Ab- gasabsaugekanal 8 und ein Abgasdruckkanal 9, die sich parallel zur Ofenachse erstrecken. Die Anord nung dieser beiden Kanäle kann auch bei entspre chend grossem Ofenquerschnitt innerhalb des Ofenge häuses vorgesehen sein. Am Ende sind die beiden Kanäle, wie bei 10 und 11 angedeutet, zusammen geführt.
An dieser Stelle befindet sich der Abgasum- wälzer 12. Dieser saugt das Gas aus dem Kanal 8 ab und drückt es in den Kanal 9 hinein.
Jede einzelne Zone ist sowohl an den Kanal 8 wie auch an den Kanal 9 angeschlossen. Die Anord nung ist hierbei so getroffen, dass beispielsweise bei der Zone 5 der Anschluss 13 an den absaugenden Kanal 8 an der Glühguteinlaufseite angeordnet ist, während der Anschluss 14, durch den das Abgas von Kanal 9 in die Zone 5 hineingedrückt wird, sich an der Glühgutauslaufseite befindet. Die Abgasbewe gung ist in der Zone daher der Vorschubrichtung des Glühgutes entgegengesetzt. Genauso, wie dies für die Zone 5 beschrieben ist, sind auch die Anschlüsse in den anderen Zonen angeordnet.
Zur Regelung der den einzelnen Zonen zuge führten und abgesaugten Gasmengen sind in den Ka nälen 13 und 14 Regelorgane, etwa in Form von Drosselklappen 15 vorgesehen.
Um die Temperatur des den einzelnen Zonen wieder zugeführten Abgases zu beeinflussen, sind im Kanal 9 Zusatzbrenner wie bei 16 und 17 angedeutet, vorgesehen, die nach Bedarf an- und abgestellt bzw. geregelt werden können. Diese Zusatzbrenner wer den, wie oben beschrieben, unmittelbar mit Heizgas betrieben oder auch mit vergasten flüssigen Brenn stoffen. Es ist ebenfalls möglich, auch mit mehreren Brennern im Kanal 9 zu arbeiten. Wieviel Brenner im einzelnen vorgesehen werden müssen, richtet sich nach der Grösse des Ofens und nach der Temperatur, die in den Zonen aufrechterhalten werden soll.
Zu sätzlich sind an der Eintrittsstelle der Kanäle 14 in die Ofenzonen Brenner 18 vorgesehen, die dazu dienen, die Temperatur des umgewälzten Gases von der jeweils im Kanal 9 herrschenden Temperatur auf die Solltemperatur der einzelnen Zone zu bringen.
Mit den beschriebenen Mitteln ist es möglich, in jeder Zone eine vorbestimmte Temperatur ge nauestens einzuhalten.
Der grösste Teil der Abgasumwälzmenge wird in der Einlaufzone 5 erzeugt, und zwar durch die Bren ner 19, die der Aufheizung des eingeförderten kalten Glühgutes dienen. In den nachfolgenden Zonen sind nur wenige oder unter Umständen sogar überhaupt keine Brenner erforderlich. In Zonen, in denen das Glühgut gemäss dem einzuhaltenden Glühprogramm abgekühlt werden soll, können Abkühleinrichtungen in Form von Luft- oder wassergekühlten Kühlrohren oder Kühlkästen vorgesehen sein.
Für den Betrieb des Ofens ist es wichtig, dass eine Gasbewegung von einer Zone zur anderen unter bunden ist. Dies ist bereits im wesentlichen in aus reichender Form erreicht durch die geschlossene Um- wälzung des Abgases in jeder einzelnen Zone und die zu diesem Zweck angeordneten Anschlusskanäle 13 und 14.
Es kann indes zweckmässig sein, zusätzliche Sicherungen vorzusehen, die einen Austausch mit der Aussenluft und zwischen den einzelnen Zonen un tereinander verhindert. Zu diesem Zweck kann bei 20 am Eintrittsende und bei 21 am Austrittsende ein Luftschleier vorgesehen werden, der senkrecht auf das ein- und ausgeförderte Gut aufstösst. Die Luft schleier schliessen die Ofenatmosphäre auch bei ge- öffneten Türen weitgehend von der Aussenluft ab.
Zwischen den einzelnen Zonen können ausserdem an den Gewölbeeinziehungen 4, beispielsweise Bleche 22 aus hitzebeständigem Werkstoff beweglich aufgehängt sein, die vom Glühgut angehoben, seine Fortbewegung nicht behindern, jedoch Längsströmungen des Gases von Zone zu Zone erschweren.
Die praktischen Erfahrungen haben jedoch ge zeigt, dass diese zusätzliche Massnahme meist nicht erforderlich ist. Die einzelnen Zonen können prak tisch in beliebiger Anzahl in Achsrichtung des Ofens hintereinander gereiht werden. Infolgedessen ist es möglich, für jedes gewünschte Glühprogramm die Ofenlänge auszuwählen, die den gewünschten Durch satz gewährleistet.