DE1807504B2

DE1807504B2 - Durchlauferwärmungsofen für Metallblöcke, -stangen od.dgl

Info

Publication number: DE1807504B2
Application number: DE1807504A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Wilhelm Dipl.Ing. 5600 Wuppertal Elhaus
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-11-07
Filing date: 1968-11-07
Publication date: 1974-01-31
Also published as: DE1807504C3; JPS5212127B1; FR2022762A1; NL6916826A; DE1807504A1; US3632093A; AT303100B; GB1254360A; CH508859A; BE741371A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Durchlauferwärmungsofen für Metallblöcke, -stangen od. dgl. mit einer sius zumindest zwei feuerfesten Schalenelementcn zusammengesetzten Herdtunnelwandung, mit durchlaufender Transporteinrichtnug zur Förderung des zu erwärmenden Gutes und mit das zu erwärmende Gut unmittelbar beaufschlagende Brenner.

öfen dieser Art müssen verschiedenen Anforderungen gerecht werden. Sofern das Anwärmgut beispielsweise durch Strangpressen verformt werden soll, ist eine rotationssymmetrische Temperaturverteilung bei allen zur Verarbeitung vorgesehenen Rundbarren mit unterschiedlichen Durchmessern notwendig. Erschwerend kann die Forderung hinzukommen, auch Flachbarren im gleichen Ofen mit rotationssymmetrischer Temperaturverteilung anzuwärmen. Die bekannten Öfen erfüllen diese Forderungen nicht oder nur in ungenügender Weise, was zum einen auf die ungünstige Anordnung und Einstellung der einzelnen Brenner, zum anderen auf die mit zu erwärmenden, in den Herdraum hineinragenden Tragevornchtungen der Transportkette bzw. -rollen und schließlich auf die zwischen dem Herdtunnel und den besagten Transporteinrichtungen hindurchströmende Falschluft, die das Anwärmgut an seiner Unterseite abkühlt, zurückzuführen ist.

Die bekannten Durchlauferwärmungsofen weisen also Nachteile auf, die ihren Einsatz begrenzen und ihre Wirtschaftlichkeit ungünstig beeinflussen. Eine weitverbreitete Ofenform besteht aus feuerfestem Mauerwerk entsprechender Dicke, wodurch die aufzubringende Speicherwärme relativ groß ist, was sich insbesondere beim Anfahren oder nach Betriebsunterbrechungen nachteilig auswirkt. Daneben ist aber auch die Anwärmzeit der zu erwärmenden Güter relativ lang, da auf Grund der baulich bedingten ungünstigen Brenneranordnung nur ein Teil der Oberfläche des Anwärmgutes zur Übertragung der Wärme ausgenutzt wird. Die langen Anwärmzeiten bedingen eine verhältnismäßig große Baulänge des Ofens. Umstellungen des Ofens auf Anwärmgüter anderer Abmessungen sind schwierig durchzuführen. Wegen der großen Speicherwärme des Mauerwerks und der Konzentrierung der zugeführten Wärmemenge auf relativ kleine Bereiche der Anwärmgutoberfläche ergibt sich ein verhältnismäßig hoher brennstoffverbrauch.

Bei einem bekannten Ofen für die thermische Behandlung von Werkstücken (deutsche Patentschrift 890 055) ist zur besseren Ausnützung der zugeführten Wärmemenge vorgesehen, so viele Heizquellen im Ofen anzuordnen, wie das Wärmgut Oberflächen besitzt und den Ofen im Bereich jeder Heizquelle mit einem quer zur Heizrichtung verlaufenden Reflektionsgewölbe auszustatten. Durch die besondere Formgebung des Innenprofils dieses Ofens soll die Sekundiirintensität der eingestrahlten Wärmeenergie an die Stellen der Oberfläche des Wärmgutes gebracht werden, an denen die Wirkung der Primärintensität nachläßt. Ein solcher Ofen ist äußerst kostenaufwendig herzustellen und verlangt umfangreiche Umbauarbeiten, wenn Wärmgüter unterschiedlicher Formgebung thermisch behandelt werden sollen.

Ein weiterhin bekannter mit Ultrarotstrahlern ausgerüsteter Ofen (deutsches Gebrauchsmuster 1642 O07) besteht aus zwei Halbschalen, die mit Flanschen versehen und schraubgemäß miteinander verbunden sind. Dieser Ofen besitzt keine Transporteinrichtung und eignet sich nicht zur Durchlauferwärmung von Metallblöcken od. dgl., sondern ist eher für die Lackeinbrennung lackierter Gegenstände bestimmt.

Ein an beiden Stirnseiten geschlossener Ofen (britische Patentschrift 971933) besitzt zwei sich zu einem Halbkreis ergänzende Viertelschalen, die bodenseitig schwenkbeweglich gelagert sind. Zum Ein-

füllen oder zum Herausnehmen des Wärmgutes müs- Reduzierung der Speicherwärme, eine Verkürzung

sen die Viertelschalen mittels einer Winde auseinan- der Anwärmzeit und damit eine Verringerung des

dergeklappt werden, Brennstoffverbrauches erreicht. Durch die Ausncht-

Ein mit einer Förderkette ausgerüsteter Ofen barkeit der Brenner kann die zur übertragung der

(deutsche Patentschrift 264 019) besitzt einen Glüh- 5 Wärme bestimmte Oberfläche des Anwärmgutes op-

raum, der an den Stirnenden abriegelbar ist und bei timal ausgenutzt werden.

dem die Flammen oder heißen Gase über Kanäle in In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung Kann

den Glühraum gelangen. Eine rotationssymmetrische vorgesehen sein, daß die Schalenelemente mit ihren

Anwärmung des Anwärmgutes ist bei diesem Ofen unteren Endbereichen verschwenkbar auf Tragschie-

wegen der indirekten Wärmezufuhr nicht gegeben. io nen sitzen, daß sie je eine äußere seitliche Abstüt-

Ein als kombinierte Anwärmanlage ausgebildeter zung aufweisen und daß sie durch in den oberen Ofen (deutsche Auslegeschrift 1 221 657) besteht aus Spalt eingesetzte Abstandhalter lagefixiert sind. Hiereinem brennstoff- und einem induktiv beheizten Teil. durch kann der Ofen leicht und einfach montiert Die Brenner des ersten Teils (in welchem eine Vor- oder demontiert werden; die Rauchgase können wärmung auf 200 bis 300° C erfolgt) sind dabei in »s durch den oberen Spalt abziehen und durch den unfreier Atmosphäre angeordnet. Sie können von ihrer teren Spalt können die Transportmittel durchgeführt Umgebung durch Flammenleitbleche abgetrennt wer- werden.

den. Diese Flammenleitbleche sollen dem Zweck die- Ferner kann vorgesehen sein, daß die Brenner einnen, die von den Brennern erzeugten Flammen der- zein oder paarweise in ihre: Leistung einstellbar sind, art zu leiten, daß sie die Oberfläche der 7\i erwär- 20 Somit können z. B. die obec.-a Brennerreihen gegenmenden Güter oberhalb der Brenner praktisch voll- über den unteren in ihrer Leistujg einzeln oder paarständig umspülen und ferner sollen sie noch Ablen- weise geringer eingestellt werden, so daß die Wärmekungen der Flammen durch Luftbewegungen od. dgl. zufuhr im oberen Bereich des Herdraumes dem dort verhindern und Schutz für das Bedienungspersonal infolge der nach oben abströmenden Rauchgase gebieten. Der brennstoffbeheizte Teil dieser bekannten 25 gcnüber dem im unteren Bereich vorhandenen gerin-Anwärmanlage, der auf einen Ofenkörper verzichtet, geren Wärmebedarf angepaßt werden kann. Um eine besitzt keinen guten thermischen Wirkungsgrad und nachträgliche Einstellung der oberen Brennerreihe keine größere Anwärmleistung. Die Erzielung einer besonders einfach durchfühlen zu können, empfiehlt rotationssymmetrischen Anwärmung ist im brenn- es sich, die Brenner als Reihenbrenner auszubilden, stoffbeheizten Teil dieser Anwärmanlage nicht mög- 30 wobei mehrere Düsen durch eine Sammelleitung mitlich. einander zu verbinden sind.

Die Anordnung mehrerer Brennerreihen ist bei Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung einem Durchlauferwärmungsofen (USA.-Patent- kann vorgesehen sein, daß beidseitig neben der schrift 2 603 470) bekannt, dessen Herdtunnelwan- Transporteinrichtung Brennerreihen angeordnet und dung aus Blockelementen größerer Dicke zusammen- 35 schräg nach oben gerichtet sind. Durch diese Maßgesetzt ist. Die Speicherwärme der Blockelemente ist nähme wird der im Bereich der Transportmittel gegerelativ groß. Die in den Blockelementen eingesetzten bene erhöhte Wärmebedarf berücksictfigt. Die obe-Brenne. sind nicht in bezug auf das Anwärmgut aus- ren Brennerreihen sollten so angeordnet sein, daß die richtbar, und das Anwärmgut wird daher im wesentli- Rauchgase den übrigen Teil der Oberfläche des Anchen indirekt erwärmt. ₄ü wärmgutes auch bei verschiedenen Querschnitten der

Öfen der vorgenannten Art sind ferner gezeigt und Stangen, Blöcke od. dgl. gleichmäßig beaufschlagen,

beschrieben in den USA.-Patentschriften 3 118 493, Das Transportmittel für das Anwärmgut kann eine

3 219 465, 2 529 690 sowie in der deutschen Patent- an sich bekannte Transportkette mit daran befestig-

schrift 940 229. Sämtliche dort beschriebenen Öfen ten Tragevorrichtungen sein, die einen den unteren

besitzen auf Grund ihrer verhältnismäßig dicken 45 Spalt weitgehend ausfüllenden Schaftbereich besit-

feuerfesten Auskleidung eine große Speicherwärme zen. Durch letztere Maßnahme wird eine weiterge-

der Herdtunnelwände. Die dort vorgesehenen Bren- hende Verbesserung der Temperaturverteilung über

ncr sind nicht in bezug auf das Anwärmgut ausricht- den Querschnitt des Anwärmgutes erreicht, da die

bar, so daß auch keine rotationssymmetrische Erwär- zwischen der Herdtunnelwandung und den Tragevor-

mung des Anwärmgutes möglich ist. 50 richtungen der Transportkette hindurch strömende

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Falschluftmenge verringert wird.

Durchlauferwärmungsofen zu schaffen, bei dem die Schließlich können im oberer Bereich des Herd-Speicherwärme der feuerfesten Schalenelemente ge- tunnels ein- oder beidseitige Führungen zur Abstütring ist und die Brenner im Hinblick auf eine opti- zung der Barren od. dgl. angeordnet sein. Insoweit male Erwärmung des Gutes anordbar sind. 55 wird von der Lehre nach den deutschen Patentschrif-

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Durch- ten 1 200 b50 oder 1 266 336 Gebrauch gemacht,
lauferwärmungsofen der eingangs genannten Art er- Der Gegenstand der Erfindung wird im folgenden findungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schalende- an Hand eines Ausführungsbeispiels, das auf der mente aus amorphem Siliciumoxyd, einem an sich Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigt
bekannten feuerfesten Werkstoff, bestehen und unter 60 Fig. 1 einen Querschnitt durch den Ofen, wobei Freilassung eines unteren und oberen koaxial durch- die den Herd bildenden Herdschalen mit ihrer Ablaufenden Spaltes zueinander angeordnet sind und Stützung sowie der Abgaskanal und die Außenverdaß die Herdtunnelwandung Öffnungen in Form von kleidung im Schnitt erscheinen,
zumindest vier sich koaxial in Tunnellängsrichtung Fig.2 einen Längsschnitt eines kurzen Abschnitts erstreckende Lochreihen aufweist, in welche in ver- 63 des Ofens mit Blick auf die Transportkette einschiedenen Winkehtellungen gegen das Anwärmgut schließlich Tragevorrichtungen und auf die Innenausrichtbare Brenner eingesetzt sind. Durch diese er- seite einer Herdschale sowie die Seitenansicht des befindungsgemäßen Maßnahmen wird eine wesentliche nachbarten Abschnitts bei abgenommener Außenver-

5 6

kleidung mit Blick auf den oberen und unteren Rei- den Querschnitt der Barren erreicht wird. Dabei sind

henbrenner und auf die Außenseite der Herdschale. die Brennerdüsen 11 in ihrer Leistung «o eingestellt,

Das Anwärmgut 1 wird mit Hilfe von Tragvorrich- daß die gewünschte Temperaturverteilung erzeugt

tungen2, die an einer Doppelstrang-Förderkette 3 wird.

befestigt sind, intermittierend durch den von den 5 Die das Anwärmgut 1 aufnehmenden Tragvorrich-

feuerfesten Schalenelementen 4 gebildeten zylin- tungen 2 sind im Bereich des Durchtrilts durch den

drischen Herdraum 5 transportiert. Die Schalenele- von den beiden Schalenelementen 4 gebildeten Spalt

mente 4 sind in ihrem unteren Bereich schwenkbar mit einem im Querschnitt rechteckigen Schaft verse-

auf den beiden Tragschienen 6 gelagert und werden hen, der den Spalt bis auf einen für die Wärmedeh-

oben von Abstandhaltern 7 in Position gehalten. Die io nung erforderlichen Sicherheitsabstand an den Seiten

Schalenelemente 4 sind ferner durch radial wirkende ausfüllt.

Stützleisten 8 gehalten. Durch Entfernen der Ab- Die Rauchgase verlassen den Herdraum 5 nach standhalter 7 und leichtes Schwenken um den Dreh- oben durch den von den Schalenelementen 4 und den punkt an der Tragschiene 6 nach innen, können die Abstandhaltern 7 gebildeten Spalt und werden zu-Schalenelemente 4 mühelos ausgebaut werden, ohne 15 sammen mit Frischluft durch einen Absaugventilator daß hierzu eine Demontage weiterer Teile notwendig 15 über den Abgaskanal 16 abgesaugt. Die Außenist, verkleidung 17 dient dabei gleichzeitig als Luftfüh-

Die Wärmezufuhr erfolgt durch die als Reihen- rung für die mitangesaugte Frischluft,

brenner ausgebildeten oberen und unteren Vorge- Wie F i g. 1 weiter erkennen läßt, sind an einer

mischbrenner 9, 10 mit den Brennerdüsen 11, die ao Seite des Ofens die für die Herstellung und Dosie-

durch öffnungen 12 der Schalenelemente 4 in den rung des Brenngases erforderlichen Rohrleitungen

Herdraum 5 hineinbrennen. Zur Einstellung der obe- und Geräte 18 sowie eine Vorrichtung 19 für die

ren Brenner 9 gegenüber den unteren Brennern 10 ist Messung der Temperatur des Anwärmgutes 1 an-

in der Zuleitung 13 ein einstellbares Drosselventil 14 geordnet.

angeordnet. Wie insbesondere F i g. 1 erkennen läßt, 45 Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird

sind die Brenner 9, 10 derart angeordnet, daß beim neben iiner optimalen Ausnutzung der Brennstoff -

Anwärmen der gezeigten beiden Strangpreßbarren 1, energie auch die gewünschte Tempeiraturverteilung

1' unterschiedlichen Durchmessers eine gute Ausnut- über den Querschnitt des anzuwärmenden Gutes er-

zung der Oberfläche zur Wärmeübertragung und eine reicht, woraus ein hoher Wirkungsgrad des Ofens re-

roUitionssymmetrische Temperaturverteilung über 30 sultiert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche·

1. Durciilauferwärmungsofen für Metallblöcke, -stangen od.dgl. mit einer aus zumindest zwei feuerfesten Schalenelementen zusammengesetzten Herdtunnelwandung, mit durchlaufender Transporteinrichtung zur Förderung des zu erwärmenden Gutes und mit das zu erwärmende Gut unmittelbar beaufschlagende Brenner, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalenelemente (4) aus amorphem Siliciumoxyd, einem an sich bekannten feuerfesten Werkstoff bestehen und unter Freilassung eines unteren und oberen koaxial durchlaufenden Spaltes zueinander angeordnet sind und daß die Schalenelemente (4) Öffnungen (12) in Form von zumindest vier sich koaxial in Tunnc'Jängsrichtung erstreckende Lochreihen aufweisen, in welche in verschiedenen Wiiakelstellungen gegen das Anwärmgut (1, 1') ausrichtbare Brenner (9, 10, 11) eingesetzt sind.

2. Durchlauferwärmungsofen nach Anspruch ], dadurch gekennzeichnet, d?JJ die Schalenelemente (4) mit ihren unteren Endbereichen verschwenkbar auf Tragschienen (6) sitzen, daß sie je eine äußere seitliche Abstützung (8) aufweisen und daß sie dur~h in den oberen Spalt eingesetzte Abstandhalter (7) lagefixiert sind.

3. Durchlauferwärmungsofen na.'h den An-Sprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenner (9, 10) einzeln oder paai *.veise in ihrer Leistung einstellbar sind.

4. Durchlauferwärmungsofen nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenner (9, 10) als Reihenbrenner ausgebildet sind, wobei mehrere Düsen (11) durch eine Sammelileitung verbunden sind.

5. Durchlauferwärmungsofen nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig neben der Transporteinrichtung (2, 3) Brennel reihen angeordnet und schräg nach oben gerichtet sind.

6. Eiurchlauferwärmungsofen nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Transportmittel für das Anwärmgut (1, 1') eine an sich bekannte Transportkette (3) mit daran befestigten Tragevorrichtungen (2) ist, die einen den unteren Spalt weitgehend ausfüllenden Schaftbereich besitzen.

7. Durchlauferwärmungsofen nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Bereich des Herdtunnels (5) ein- oder beidseitigc Führungen zur Abstützung der Barren (1) od. dgl. angeordnet sind.