DE892961C - Verfahren zum Gluehen im Elektroofen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Glühen im Elektroofen Die Aufheizung eines beispielsweise als Widerstandsofen ausgebildeten, elektrischen Ofens wird bekannterweise so durchgeführt, daß die mittlere Ofentemperatur bis zu dem am Regler eingestellten Temperatursollwert ansteigt, um dann mit einer gewissen Regeltoleranz infolge der Steuerung der Energiezufuhr durch den Temperaturregler ungefähr auf gleicher Höhe zu bleiben. Dieser Aufheizvorgang erfordert eine bestimmte Zeit Z1. Während dieser Zeit ist die Energieaufnahme des Ofens gleich dessen Ansehlußwert N. Von der Zeit Z1 bis zum Ende des Glühvorganges, sinkt der Mittelwert der Energieaufnahme bis auf den Leerwert x, des Ofens ab. Dieser Vorgang verläuft angenähert nach einer Exponentialkurve. Die Kurve der mittleren Temperatur des Glühgutes nähert sich der Ofe:ntemperaturkurve aperiodisch. Der Wendepunkt der Glühtemperaturkurve steht in einem gewissen Zusammenhang mit der Zeit 7.1 und liegt bei normalen. Ofenverhältnissen fast immer in deren Nähe. Der Zeitpunkt Z1 steht aus diesem Grund auch zu der Aufheizzeit Z2 des Glühgutes und damit zum Durchsatz des Ofens in Beziehung.
• In -der Fig. r ist der Verlauf des vorstehend beschriebenen Aufheizvorganges dargestellt. Daraus ergibt sich, daß beim Glühen während der Zeit Z1 bis Z2 der Anschlußwert des Ofens schlecht ausgenutzt wird und daß .damit die Durchsatzfähisgkeit des Ofens stark begrenzt ist. In. den meisten Fällen ist die Zeit Z1 vergleichsweise klein im Verhältnis zur Zeit Z2 bis Z1.
• Die mittlere Leistungsaufnahme wird in dem Diagramm durch die Kurve r, die Ofentemperatur und Glühguttemperatur durch die Kurven .2 und 3 dargestellt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Zeit Z2 bis Z1 zu verkleinern und damit den Ofendurchsatz zu erhöhen. Zu diesem Zweck muß der Ofen die volle Leistung während einer längeren Zeit ,aufnehmen, .d. h. die. Zeit Z1 wird vergrößert. Gemäß .der Erfindung geschieht das in der Weise, daß die Ofensolltemperatur zeitweise überschritten wird, wobei zur selbsttätigen Begrenzung und Regelurig des Temperaturanstiegs Mittel, z. B, ein Zeitrelais, verwendet werden, die-beim Erreichen, der Ofensolltemperatur dasAnsprechen des Reglers oder der unmittelbaren Steuerorgane für die Energiezufuhr so, lange verzögern, bis .die gewünschte, über dem Sollwert liegende Temperatur erreicht ist.
• Durch die, Erfindung wird nicht nur der bereits vorgenannte Vorteil einer besseren Ausnutzung des Ofens, sondern auch ein sehr wirksamer Schutz des Glühgutes gegen eine schädliche Überhitzung erreicht. Aus diesem Grund wird die gemäß der Erfindung vorgenommene Überhitzung -des Ofens nach Höhe der Temperatur und zeitlich, und zwar selbsttätig durch geeignete Mittel, z. B. ein Zeitrelais, begrenzt. Da die Überhitzungsperiode u. a. von der Ofencharge abhängig ist, ist im praktischen Betrieb. eine Anpassung der Aufheizung an das Einsatzgut -erforderlich. Dem kann durch einstellbare Intervalle im Zeitrelais Rechnung getragen werden.
• Der Verlauf der Glühun:g nach dem neuen Verfahren ist aus der Fig. 2 ersichtlich. Die Bezugszeichen entsprechen denen in der Fig. r. Die wesentliche Verkleinerung der Zeit Z1 bis ZZ der regulierten mittleren Leistungsaufnahme des Ofens und die sehr beachtliche! Verbesserung der Ofenleistung geht daraus klar hervor, d. h. das Aufheizen des Glühgutes erfolgt schneller als bei den bisher üblichen. Maßnahmen und. der Durchsatz des Ofens wird in einem sehr beachtlichen Ausmaß erhöht.
• Das Verfahren, nach der Erfindung läßt sich zweckmäßig in der Weise .durchführen, da.ß für die selbsttätige Führung des Glühvorganges beispielsweise in einem -,elektrischen Widerstandsofen eine Einrichtung vorgesehen; ist, @dlie ins der Hauptsache aus einem Temperatursollwertregler, einem Zeitrelais und einem Thermoelementkreis besteht, wobei beim Erreichen des Ofentemperatursollwertes das Zeitrelais .dem Thermoelementkreis für den Sollwertregler eine der vorhandenen Spannung entgegengesetzte Hilfsspannung zuschaltet, deren Wirkungsdauer- und größer so bemessen ist, daß der eintretende Temperaturanstieg nur bis zur gewünschten Höhe über der Solltemperatur vor sich geht, während die Sollwertanzeige .des Reglers während dieser Zeit unverändert bleibt und erst nach Ablauf dieser durch das Zeitrelais bestimmten Zeit die Abschaltung der Zusatzspannung wieder erfolgt, so daß die Ofentemperatur auf die gewünschte Solltemperatur fällt Falls die überhitzungstemperatur vor Ablauf des Zeitrelais erreicht wird, verhindert der Temperaturregler einen weiteren, Temperaturanstieg bis zum vollständigen Ablauf des Relais.
• Es ist auch möglich, das Zeitrelais so zu schalten, daß es die Steuerorgane für die Energiezufuhr direkt beeinflußt, d. h.'daß die Schütze für die volle OfEnleistung unmittelbar betätigt werden. Durch eitlen zweiten Reglerkontakt, der entsprechend höher eingestellt ist, kann der zusätzliche Schutz gegen ein Überschreiten der gewünschten Überhitzungstemperatur ebenfalls erreicht werden.
• Die Erfindung ist überall da, mit Vorteil zu verwenden, wo die zulässige Ofentemperatur höher liegt als die normale Betriebstemperatur. Dies ist z. B. bei der Mehrzahl der Industrieöfen, für die Wärmebehandlung von. Aluminiumlegierungen, Kupferlegierungen sowie auch bei der Wärmebehandlung von Stahl der Fall, wo z. B. im letztgenannten Fall Öfen von etwa wolo° C zulässiger -Ofentemperatur verwendet werden, während die benötigte Glühtemperatur zwischen etwa 70o bis 95o' C liegt. Da die Wärmeübertragung durch Konvektion mit zunehmender Temperaturdifferenz steigt und .die Wärmeübertragung durch Strahlung mit der vierten Potenz der absoluten Temperatur zunimmt, ist -bereits durch eine zeitweise Überhitzung um etwa 5ot bis roo° C unter Verwendung geeigneter Mittel zur Begrenzung von. Dauer und Höhe der Überhitzung eine sehr beachtliche, Verkürzung der Aufheizzeit zu erzielen. Die Dauer und Höhe der Überhitzung sind bei kleinen Chargen natürlich entsprechend zu variieren. Die Erfindung ist bei allen elektrischen Industrieöfen anwendbar, die eine nichtkontinuierliche Erzeugung aufweisen. So kann der Gegenstand der Erfindung beispielsweise in sogenannten Umluftöfen mit mehreren Ofenkammern mitVorteil zur Anwendung gebracht werden. In diesem Fall wird außer der Erhöhung des Durchsatzes erreicht, daß der nachteilige Einfluß einer neueingebrachten Charge auf bereits aufgeheizte, im Ofen befindliche Chargen, in bezug auf deren Temperatur vermindert wird. Das Verfahren und die Einrichtung gemäß der Erfindung gelangt bei jeder Kammer zur Anwendung, sobald in diese eine neue Charge eingesetzt wurde. Jeder zu einer Kammer gehörigenRegelgruppe oder allen Gruppen gemeinsam wird also eine gemäß der Erfindung ausgebildete Einrichtung zugeordnet.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: z. Verfahren zum Glühen im Elektroofen mit bestimmten, z. B. durch Regler eingestellten Sollwert der Ofentemperatur, dadurch gekennzeichnet, daß .die Ofensolltemperatur zeitweise überschritten wird, wobei zur Begrenzung und Regelung !des Temperaturanstiegs Mittel, z. B. ein Zeitrelais, verwendet werden, die beim Erreichen der Ofensolltemperatur das Ansprechen des Reglers oder der unmittelbaren. Steuerorgane für die Energiezufuhr .des Ofens so lange verzögern, bis die gewünschte, über dem Sollwert liegende Temperatur erreicht ist.
2. 2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung und Begrenzung .des Temperaturanstiegs ein TemperatursoIlwertregler, ein Zeitrelais und ein Thermoelementkreis vorgesehen sind, wobei das Zeitrelais beim Erreichen des Ofentemperatursollwertes .dem Thermoelementkreis für den Temperatursollwertregler eine der vorhandenen. Spannung entgegengesetzte Hilfsspannung zuschaltet, deren Wirkungsdauer und Größe so bemessen ist, daß ein weiterer Temperaturanstieg bis zur gewünschtenHöhe über,der Solltemperatur entritt, während die Sollwertanzeige dies Reglers in dieser Zeit unverändert bleiibt.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitrelais derart angeordnet ist, daß es direkt auf die Steuerorgane für die Energiezufuhr des Ofens, z. B. auf die Schütze für die volle Ofenleistung wirkt und zur Begrenzung ider,dein Sollwert Übersteigenden Temperatur ein zweiter Reglerkon:takt vor-.gesehen ist. q.. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Überschreitung der Ofensolltemperatur nach Zeit und Höhe dem Einsatzgut des Ofens angepaßt wird.