DE1583359C - Verfahren und Vorrichtung zum Regeln der Heizleistung eines Mehrzonenbanddurchlaufofens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln der Heizleistung eines Mehrzonenbanddurchlaufofens in Abhängigkeit von der Bandaustrittstemperatur sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Es ist häufig erforderlich, bandförmiges Material für eine Reihe von Verwendungszwecken wärmezubehandeln. Zum Herstellen von harten Stahlbändern, welche sich für leichte Ziehvorgänge eignen, wird das Bandmaterial z. B. in einer Heizkammer auf einer niedrigen Temperatur von etwa 538° C gehalten, während für normales Bandmaterial, das für mittlere Ziehzwecke oder für Tiefziehzwecke geeignet ist, eine Temperatur von etwa 982° C erforderlich ist. Bei normal geglühten Bändern ist daher der Wärmebedarf pro Gewichtseinheit verhältnismäßig groß im Vergleich zu hartem Bandmaterial, so daß dann die maximale Wärmekapazität der Heizkammer für eine gegebene stündliche Produktionsgeschwindigkeit ausgenutzt werden muß. Wenn eine größere Heizkapazität benötigt wird, etwa für dickeres Bandmaterial, muß die Heizkammer entweder langer ausgebildet sein oder die Produktionsgeschwindigkeit als Ausgleich verringert werden.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, so zu verfahren, daß die Heizkammer über ihre gesamte Länge durch getrennt gesteuerte Brennergruppen befeuert wird, welche je nach Bedarf an Hitze eingeschaltet oder ausgeschaltet sind. Die Länge und die Wärmeerzeugungskapazität der Heizkammer sind dabei variabel, so daß die Anlage mit einer hohen Geschwindigkeit betrieben werden kann.

Bislang wurden derartige Öfen mit Gas beheizt, und die Temperatursteuerungen waren abhängig von Änderungen des Druckes in der Brennstoff Verteilerleitung. Wenn also der Druck in der Verteilerleitung einer Brennergruppe einen bestimmten Wert erreichte, wurde die nächste Brennergruppe eingeschaltet, usw., bis nötigenfalls alle Brenner eingeschaltet waren. Derartige bekannte Temperatursteuerungen sind bestenfalls indirekt abhängig von der Bandtemperatur und abhängig von dem Druck in der Verteilerleitung, ohne daß dieser Einfluß auf die Brennstoffzufuhrgeschwindigkeit hat. Die tatsächliche Temperatur in den verschiedenen Zonen der Heizkammer läßt sich außerdem nicht dadurch steuern, daß die Heizungssteuerung von dem Druck in der Verteilerleitung abhängig gemacht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine genauere Regelung der Bandaustrittstemperatur unabhängig von eventuellen Störgrößen ermöglicht.

Das Verfahren nach der Erfindung zeichnet sich

dadurch aus, daß die wirksame Ofenlänge je nach Heizleistungsbedarf durch Zu- oder Abschalten der Heizeinrichtungen einer oder mehrerer Zonen verändert wird und die Heizleistung jeder Zone innerhalb eines vorgegebenen Bereichs kontinuierlich geändert wird, wobei als Regelgröße der jeweils kleinere Wert der Differenzen zwischen der Soll- und Ist-Austrittstemperatur des Bandes bzw. zwischen der jeweiligen Ist-Temperatur und einer vorgegebenen maximalen Temperatur der Zone verwendet wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung dieses Regelverfahrens zeichnet sich aus durch eine Hauptsteuervorrichtung zum Erzeugen eines in seiner Größe von der Differenz zwischen Ist- und Solltemperatur der Bandaustrittstemperatur abhängigen Hauptsignals, durch eine Temperaturmeßeinrichtung innerhalb jeder einzelnen Zone und diesen zugeordneten Zonen-Grenzschalteinrichtungen zum Erzeugen eines Zonenausgangssignals, dessen Größe innerhalb eines vorbestimmten Ausschnitts der gesamten möglichen Differenz zwischen der Zonen-Ist-Temperatur und der maximalen Zonentemperatur in Abhängigkeit von dieser Differenz variiert, und durch je eine den einzelnen Zonen-Grenzschalteinrichtungen zugeordnete Einrichtung zum Vergleich der Größe des Hauptsignals mit der des jeweiligen Zonenausgangssignals und zum Verändern einer Stelleinrichtung zum Ein- und Ausschalten und zum kontinuierlichen Ändern der Wärmezufuhr innerhalb der jeweiligen Zone.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen ergänzend beschrieben.

Fig. 1 zeigt die Leitungsführung für ein Gasbefeuerungssystem für die Brenner der Heizzonen eines Mehrzonenbanddurchlaufofens;

F i g. 2 zeigt die Leitungsführung der Heizungssteuerung nach der Erfindung;

F i g. 3 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform einer elektrisch betriebenen Heizungssteuerung für eine Heizkammer mit vier Zonen; und

F i g. 4 ist eine Kurvendarstellung, die die Betriebseigenschaften der Vierzonen-Heizungssteuerung nach den F i g. 2 oder 3 darstellt.

F i g. 1 zeigt den Leitungsplan der Brenner für die Zonen I und II der Vorheizkammer einer üblichen Bandglühanlage. Es sind insgesamt 12 Brenner vorgesehen, die in zwei Gruppen unterteilt sind, welche jeweils zum Erhitzen der Zonen I und II dienen. Die Brenner 15,16 sind in den Seitenwänden der Vorheizkammer versetzt gegeneinander angeordnet und als Düsen-Mischbrenner ausgebildet, welche eine klare Flammenverbrennung aufweisen, die durch Luft und Brennstoff unterhalten wird. Bei jedem Brenner sind Zündeinrichtungen (nicht dargestellt) zum Einleiten der Verbrennung vorgesehen. Die Verbrennungsluft der Brenner IS, 16 strömt von einem Gebläse 27 in eine Lufthauptleitung 28 mit einem Luftventil A V 2, die eine Verzweigung 29 mit einer Öffnung 30 und einem Luftventil AVl aufweist. Die Verbrennungsluft gelangt sodann über Querleitungen 32 und Kopfleitungen 33 und schließlich an die Brennerabzweigleitungen 34. Das Gas wird durch eine Speiseleitung 35 zugeführt, welche eine Abzweigung 36 aufweist, wobei beide Leitungen je ein Gasventil GFl, GV 2, einen Druckregler 37, eine Öffnung 38 und ein Steuerventil 39 aufweisen.

Schließlich gelangt das Gas zu den Querverbindungsleitungen 40, den Brennerkopfleitungen 41 und den Abzweigleitungen 42.

Um ein bestimmtes Luft-Gasverhältnis bei den beiden Gruppen von Brennern aufrechtzuerhalten, sind Relaissteuereinrichtungen A und ß für die Düsenrohre vorgesehen. Diese Steuereinrichtungen sind von bekannter Bauart und umfassen einander gegenüberliegende Membrane 43 α, 43 g, die auf Druckdifferenzen an den Luft- und Gasöffnungen 30, 38 ansprechen und dadurch ein bewegliches Düsenrohr 44 verstellen, welches ein hydraulisches Strömungsmittel an einen Strömungsmittelmotor 45 liefert, wobei die Gasventile 39 so verstellt werden, daß die Druckdifferenzen an den Öffnungen 30 und 38 in ein richtiges Verhältnis gebracht werden. Das hydraulische Strömungsmittel wird von einer Pumpe an die Düsenrohre 44 geleitet und an einen Vorratsbehälter 46 wieder zurückgeführt. Ein derartiges Düsenrohrrelais, wie es für die Steuereinrichtung A und B verwendet ist, ist im einzelnen in der USA.-Patentschrift 2 350 808 beschrieben.

F i g. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Es handelt sich um eine pneumatisch betätigte Heizungssteuerung zum Regulieren der Verbrennung der Brenner 15,16 in den beiden Zonen I und II der Vorheizkammer. Die Zusatzbuchstaben A und B sind verwendet zur Kennzeichnung der Zuordnung der einzelnen Teile zu den Zonen I bzw. II. Im folgenden ist auf diese Zuordnung jedoch keine Rücksicht genommen, da die Beschreibung für beide Zonen gilt. F i g. 2 zeigt ein Steuerpyrometer STC, welches mit einem Thermoelement ST verbunden ist, das durch eine Öffnung in der Bodenwand einer Verbindungskammer zwischen der Vorheizkammer und der Heizkammer eingeführt werden kann und mit seiner Verbindungsstelle so nahe wie möglich an die Ebene des Bandmetalls heranragt. Statt dessen kann jedoch auch ein strahlungsempfindlicher Wärmedetektor verwendet werden, der in die Öffnung in der Bodenwand zum Messen der tatsächlichen Temperatur des Bandmaterials beim Austreten aus der Vorheizkammer eingeführt werden kann. Wenn die Steuerung die Befeuerung der Heizkammer regeln soll, muß natürlich die endgültige Temperatur des Bandmetalls gemessen werden. Die Pyrometer ZlLC und Z 2 LC sind Grenzschalteinrichtungen für die Zonentemperatur in den Zonen I bzw. II. Sie sind jeweils mit den als Thermoelementen ausgebildeten Temperaturmeßeinrichtungen CTl, CT 2 für die beiden Zonen verbunden, welche auf die allgemeine Kammertemperatur an den Stellen der Thermoelemente ansprechen. Die drei Pyrometer STC, ZlLC, Z 2 LC empfangen aus der Leitung 50 über einen Filter und Druckregler 51 von einer nicht dargestellten Druckquelle Luft, wobei die Regler normalerweise so eingestellt sind, daß der Luftdruck an den Pyrometern etwa 1,27 kg/cm² beträgt. Die Pyrometer ZlLC und Z 2 LC erzeugen Ausgangssignale, die über Leitungen 53 a, 53 b an die Komparatoren 52 a, 52 b geleitet werden, und zwar bei Drücken, die mit der Abweichung der Temperaturwerte der Thermoelemente CT1, CT 2 in bezug auf die Sollwerte der Pyrometer Z1LC und Z 2 LC zunehmen. Die letztgenannten Pyrometer und das die Hauptsteuervorrichtung bildende Steuerpyrometer STC sind modulierende Steuereinrichtungen, vorzugsweise in automatischer Rückstellbauart, wobei ein

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kleiner oder mittlerer Temperaturfehler — falls vor- repräsentiert, welche im Hinblick auf eine mögliche handen — ein hinreichendes Drucksignal erzeugt, um Rückfeuerung oder Schwierigkeiten im Aufrechtdie Brennersteuerungen zu beeinflussen. Die Korn- erhalten einer guten Beeinflußbarkeit des Luft-Gasparatoren 52 a, 52 b werden über die Leitungen 54 a, Verhältnisses gewählt ist, geschlossen werden. Man 54b von einem Rechner-Ausgangssignal der Rechen- 5 erkennt aus der Betrachtung von Fig. 1, daß durch Steuerschaltungen 55a, 55b gesteuert. Die Funktion Beeinflussen der Luftventile AV1, AV 2 ein proporbesteht darin, das Signal mit dem niedrigsten Druck tionaler Regeleffekt bei den Gassteuerventilen 39 a auszuwählen und dieses über die Leitungen 56 a, 56 b auftritt, und zwar durch die Tätigkeit des Düsenrohran die die Wärmeregeleinrichtung bildenden Ventil- relais A, B. Beim schnellen Öffnen oder Schließen stellmotore 60 a, 60 b bzw. an die Luftventile A Vi, io erhalten die elektrisch gesteuerten Ventile 62 α, 62 b AVl zu leiten. Es sind ferner Handladestationen (Fig. 2) jeweils ein elektrisches Signal von dem

58 a, 58 b vorgesehen, welche mit Luft aus der Lei- Druckschalter PS α oder PSb, wodurch die Gastung 50 gespeist werden und Zonen-Minimumsignale ventile GV1 und GV 2 betätigt werden. Jedes der bei vorbestimmten Druckwerten an die Rechen- Ventile 62 a, 62 b kann mit einer Ablaßöffnung versteuerschaltungen 55 α und 55 b über die Leitungen 15 sehen sein, durch die der Ventilöffnungsdruck ent-

59 a, 59 b liefern. Bei dem Ausführungsbeispiel mit spannt wird, wobei diese Ablaßöffnung mit einer zwei Vorheizkammern sind die Ladestationen 58 a, Verengung, etwa einer festen Öffnung oder einem 58 b so eingestellt, daß die Zonen-Minimumsignale Nadelventil versehen sein kann, um das Schließen des etwa den Druckwerten 0,63 bzw. 0,21 kg/cm* ent- Gasventils GV1 oder GV 2 zu verzögern, bis das sprechen. Diese Drücke sind im folgenden auch 20 LuftventilAV1, AV2 Zeit zum Schließen gehabt Zonen-Vorspannungssignale genannt, da sie den hat.

niedrigsten Druck darstellen, den das Hauptsignal

des Pyrometers STC an den Leitungen 61a, 61 b Wirkungsweise
überschreiten muß, um die Rechensteuerschaltungen

55 a, 55 b in Betrieb zu setzen. Wenn die Rechen- 25 Es sei angenommen, daß die Vorheizkammer des steuerschaltung 55 α beispielsweise ein Hauptsignal Ofens mit solcher Produktionsgeschwindigkeit beempfängt, welches größer ist als das Zonenminimum- trieben wird, daß die Zone II zum Erhitzen des Gutes signal, so wird ein Ausgangssignal an dem Rechner ausreicht. Das Steuerpyrometer STC, dessen Thererzeugt und zu dem Komparator 52 α geleitet, und moelement ST dann entsprechend der Temperatur zwar mit einem derartigen Multiplikationsfaktor, daß 30 des Bandmaterials erhitzt wird, liefert ein Hauptdas resultierende Signal sich von dem Minimalwert signal von beispielsweise entsprechend 0,56 kg/cm² 0,21 kg/cm² auf einen Maximalwert von 1,05 kg/cm² über die Leitungen 61 α, 61 b an die Rechensteuerändert. Der Ventilstellmotor 60 a wird also über sei- schaltungen 55 a bzw. 55 b. Es sei nun angenommen, nen vollen Bereich von 0,21 bis 1,05 kg/cm² betätigt, daß die Hand-Ladestation 58 α der Zone I auf ein obgleich die Änderung des Hauptsignals des Steuer- 35 Minimumsignal entsprechend 0,63 kg/cm² für diese pyrometers STC von dem Minimumdruck 0,21 auf Zone eingestellt ist. Daher tritt an der Rechensteuerden Maximumdruck 0,63 kg/cm² ansteigt. schaltung 55 α kein Ausgangssignal für den Kompa-

Die mit den Ventilstellgliedern 67 a, 67 b und rator 52 α auf, so daß letzterer auch kein Signal an

Relais 57 α, 57 b zusammenwirkenden pneumatischen den Luft-Ventilstellmotor 60 α liefert und die Zone I

Ventilstellmotore 60 a, 60 b verbrauchen Luft aus 40 außer Betrieb bleibt.

der Motorluftspeiseleitung 68 zur Betätigung der Nunmehr sei die Zone II betrachtet. Die Lade-Luftventile AVl, AV2, je nach dem über die Lei- station 58 b ist auf einen minimalen Druck von ledigtung 56 a, 56 b empfangenen Signal. Gewöhnlich liegt Hch 0,21 kg/cm² eingestellt. Die Rechensteuerschalder nutzbare Signalbereich zwischen 0,21 und tung55ft, die ein Signal entsprechend 0,56 kg/cm² 1,05 kg/cm². Das bedeutet also, daß der Motor das 45 von dem Steuerpyrometer STC empfängt, liefert ein Ventil bei einem Druck von 0,21 kg/cm² zu verstellen entsprechendes Ausgangssignal an den Komparator beginnt und die Ventilöffnung bei 1,05 kg/cm² be- 52 b, da das Signal des Steuerpyrometers größer ist endet ist. Die Ventilstellglieder 67 a, 67 b sind servo- als das Signal des Minimumdruckes der Ladestation gesteuerte Einrichtungen, die so viel Druckluft aus 58 b der Zone. Zugleich liefert das Pyrvmeter Z 2 LC der Leitung 68 verbrauchen, bis die Ventilöffnung 50 ein Ausgangssignal an den Komparator 52 b, das mit so weit geöffnet ist, wie es dem Signal auf der Lei- der Differenz zwischen der Temperatur an dem Thertung 56 α, 56 b entspricht. Den Ventilstellgliedern moelement CT 2 und dem Pyrometereinstellwert zu-67 a, 67 b sind Relais 57 a, 57 b zugeordnet. nimmt. Der Komparator 52 b vergleicht dann die

Wenn das Hauptsignal von dem Steuerpyrometer Ausgangsspannung mit dem Vorspannungssignal,

STC über die Leitung 61 a, 61 b bei einem niedrige- 55 wählt das niedrigere der beiden aus und leitet dieses

ren Druck ankommt oder verhält als dem Zonen- an das Relais 57 b und das Ventilstellglied 67 b, wel-

Minimumsignal der Ladestationen 58 a, 58 b ent- ches den Ventilstellmotor 60 b und daher auch das

spricht, entsteht kein Ausgangssignal an der Rechen- Luftventil A V 2 in der entsprechenden Stellung hält,

steuerschaltung 55 a, 55 b und daher auch kein Aus- Wenn die Thermoelemente ST und CT 2 an-

gangssignal an den Komparatoren 52 a, 52 b, so daß 60 nähernd in statischem Zustand sind, wird die Zone II

die Ventile geschlossen werden oder geschlossen weiterhin in einer bestimmten Höhe befeuert. Bis die

bleiben. Die zugeordneten Brenner der betreffenden Kammertemperatur in der Nähe des Thermoelemen-

Zonen werden oder bleiben dann außer Betrieb. Die tes CT 2 die maximale Temperatur erreicht, für die

Ventilstellglieder 67 a, 67 b sind so ausgebildet, daß das Pyrometer Z 2 LC eingestellt ist, wird die Höhe

sie eine Betätigung der Ventilstellmotore 60 a, 60 b in 65 der Befeuerung von dem Steuerpyrometer STC für

dem Sinne verursachen, daß die Luftventile AVl, die Temperatur des Bandmaterials gesteuert. Bei

AV2 von einem bestimmten kleinen Öffnungsgrad, steigender Temperatur des Bandmaterials wird das

der eine gewünschte minimale Befeuerungsstärke Ausgangssignal des Steuerpyrometers erniedrigt und

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dementsprechend auch die Stärke der Befeuerung pneumatischen Heizungssteuerung spricht das Steuereingestellt, pyrometer 5TC auf die Temperatur des Bandmate-

Nunmehr sei angenommen, daß der Durchlauf rials an, nachdem dieses die Heizkammer durchdurch den Ofen beträchtlich erhöht wird, so daß laufen hat, und die Zonenpyrometer Z1LC bis die Zone II, selbst wenn deren Temperatur auf den 5 Z 4 LC sprechen auf die Umgebungstemperatur in Einstellwert des Pyrometers Z 2 LC erhöht wird, den betreffenden Zonen an. Es sind die Steuernicht mehr allein das Bandmaterial auf die ge- gruppen für zwei Zonen dargestellt, da die Steuerwünschte Temperatur erhitzen kann. Das steigende gruppen für die übrigen Zonen identisch ausgebildet Ausgangssignal des Steuerpyrometers 5TC gelangt sind.

über die Leitungen 61 a, 61 b an die Rechensteuer- io Das Steuerpyrometer 5TC liefert ein Signal über schaltungen 55 a, 55 b. Wenn dieses Signal das die Leitungen 101, 102 mit variabler Stromstärke, die Minimumsignal der Zone der Hand-Ladestation 58 abhängt von dem Gesamtwärmebedarf, wie er durch überschreitet, das gemäß obigem 0,63 kg/cm² be- den Bandtemperaturfühler 5T festgestellt wird. Zur trägt, so liefert die Rechensteuerschaltung 55 α ein Erläuterung sei angenommen, daß das Signal zwi-Ausgangssignal über die Leitung 54 α an den Korn- 15 sehen 4 und 20 mA variieren kann. Der Strom fließt parator 52 a. Das Pyrometer Z1LC ist auf eine durch Hauptrelais MR a, b, c, d, welche in Reihe Grenztemperatur eingestellt, welche beträchtlich geschaltet sind. Jedes Relais MR ist so eingestellt, größer ist als die an dem Thermoelement CT1 herr- daß es bei einem bestimmten Strom in der Leitung sehende Temperatur, und liefert daher ein hohes JL02 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs anSignal an den Komparator 52 a. Nach dem Vergleich 20 spricht. Beispielsweise ist der aktive Bereich des übermittelt dieser Komparator das niedrigere der Relais MR d gleich 4 bis 8 mA, derjenige des Relais Signale aus dem Pyrometer Z1LC und der Rechen- MR c 8 bis 12 mA, der des Relais MR b 12 bis 16 mA steuerschaltung 55 α zu dem Ventilstellmotor 60 a, so und derjenige des Relais MR a 16 bis 20 mA. Diese daß das Luftventil A Vl geöffnet wird. Da das Gas- Bereiche ergeben keine Überlappung, im allgemeinen ventil GFl zusammen mit dem Luftventil A V1 be- 25 ist eine geringfügige Überlappung jedoch zulässig und trieben wird, wird die Zone I automatisch in Betrieb in manchen Fällen wünschenswert. Wenn das Signal gesetzt. Die Befeuerungsstärke der Zone I wird bei auf den Leitungen 101, 102 eine Stromstärke zwieinem solchen Eingangswert in Gleichgewicht ge- sehen 4 und 8 mA hat, beispielsweise von 6 mA, bracht, der den richtigen Wert bei dem Steuerpyro- liefert das Hauptrelais MR d ein Signal über die Leimeter STC für die Temperatur des Bandmaterials 30 tang 103 an ein Isolierrelais IR d. Dieses schließt ergibt. Lediglich wenn die maximale Kapazität" des einen Kontakt 104 d, über den das Pyrometer Z 4 LC Heizabschnitts erreicht ist, erreicht auch die Kam- nunmehr die Zonentemperatur erhöht, bis letztere mertemperatur an dem Thermoelement CT1 den ein- den Einstellwert des Pyrometers erreicht hat. Nun gestellten Grenzwert des Pyrometers Z1LC. Die sei angenommen, daß dieser Wert noch nicht erreicht Zone I bleibt dann automatisch so lange in Betrieb, 35 ist. Sodann liefert das Pyrometer Z 4 LC ein Signal wie die Umstände es erfordern. über die Leitung 106 d an das Zonenrelais ZR d,

Wenn die Herstellungsgeschwindigkeit verringert welches den Kontakt 107 d betätigt. Dadurch gelangt wird, so daß nicht beide Zonen mehr erforderlich Strom von einer äußeren Stromquelle über den Ansind, wird das Signal des Steuerpyrometers STC schluß 105 d, den Kontakt 104 d und die Verbindung niedriger. Sobald es kleiner wird als das Minimum- 40 108 an das Ventilöffnungsrelais VOR d und ein resulsignal, das von der Ladestation 58 α an die Rechen- tierendes Signal über die Verbindung 109 an den steuerschaltung 55 α gelangt, liefert letztere keine Ventilstellmotor 111. Dieser öffnet das Ventil ^4 V 4. Ausgangsspannung mehr an den Komparator 52 a, Ein über die Leitung 112 an das Relais ZR d laufenso daß diese auch kein Ausgangssignal mehr an den des Rückkopplungssignal bewirkt, daß die öffnung Ventilstellmotor 60 α abgibt. Das Luftventil A VX 45 im richtigen Verhältnis zu dem über die Leitung und das zugeordnete Gasventil GV1 werden dann 106 d von dem Pyrometer Z 4 LC gelangenden Signal geschlossen und die Befeuerung der Zone I auto- beendet wird,
matisch unterbrochen. Wenn auf Grund der Einstellung des Steuerpyro-

Natürlich lassen sich auch mehr als zwei Zonen in meters 5TC zusätzliche Wärme erforderlich ist, werähnlicher Weise betreiben. Bei Verwendung von drei 50 den Verbindungen hergestellt, so daß das Pyrometer Zonen läßt sich etwa der Betriebsbereich von 0,21 Z 4 LC eine weitere Öffnungsbewegung des Ventils bis 1,05 kg/cm² der gesteuerten Einrichtungen in drei AV 4 herbeiführt und demgemäß die Temperatur Teile teilen. Die Einstellung der Hand-Ladestation 58 in der Zone IV bis zu dem Einstellwert des Pyroder dritten Zone, die dem Ausgangswert des Band- meters Z 4 LC erhöht wird. Mit steigendem Wärmematerials am nächsten liegt, wird dann auf 55 bedarf gelangt das Signal des Steuerpyrometers STC 1,36 kg/cm² eingestellt, die der zweiten Zone auf in den aktiven Bereich des Hauptrelais MR c. Dieses 3,18 kg/cm² und die der ersten Zone auf 4,99 kg/cm². stellt einen Schaltungskreis her durch das Isolier-Diese Zonen werden nun nach Bedarf in Betrieb relais IR c, über das das Pyrometer Z 3 LC eine genommen, wobei zuerst die Zone III eingeschaltet Öffnung des entsprechenden Ventils A V 3 herbeiwird, die im umgekehrten Fall auch wieder zuerst 60 führt und die Heizung in der Zone III in Betrieb abgeschaltet wird, wenn sie nicht mehr erforderlich setzt, bis die gesamte Heizkammer mit maximaler ist. Die pneumatischen Steuerteile der Heizungs- Kapazität in Betrieb ist.

steuerung arbeiten in an sich bekannter Weise und Wenn der Wärmebedarf abnimmt, werden die

lassen sich natürlich durch gleichfunktionierende Zonen I, II und III aufeinanderfolgend automatisch

Teile ersetzen. 65 abgeschaltet. Es sei nunmehr angenommen, daß die

Es sei nunmehr eine Vorheizkammer mit vier Zone III bei einem Signal des Steuerpyrometers STC

Zonen betrachtet und mit einer zugehörigen nur nahe dem Minimum des aktiven Bereichs des Relais

elektrischen Steuerung gemäß Fig. 3. Wie bei der MRc betrieben wird. Das Signal wird nun in Ab-

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hängigkeit von dem abnehmenden Wärmebedarf auf elementes ST und der Temperatureinstellung des einen Wert verringert, der unterhalb der unteren Steuerpyrometers STC. Dieser Bereich ist in vier an-Grenze des aktiven Bereichs liegt, so daß der Kontakt nähernd gleiche Zonenbereiche unterteilt und ent-104 c geöffnet wird und das Pyrometer Z 3 LC das sprechend den zugeordneten Minimum- und Maxi-Ventil AV3 nicht mehr in Öffnungsrichtung bewegen 5 mumtemperaturen einer Zone. Unterhalb der Minikann. Das Hauptrelais MR c wirkt jedoch über das mumtemperatur der Zone IV, wo die Steuerventile Ventilschließrelais VCR c in der Weise, daß das Ven- AVl, AV2 geringfügig geöffnet sind, um die Steuetil^4F3 um den richtigen Betrag geschlossen wird. rung zu erleichtern, existiert ein Totbereich. Die Über die Leitung 113 c gelangt ein Rückkopplungs- Durchlaufgeschwindigkeit des Bandmaterials ist von signal an das Hauptrelais MR c und begrenzt die io links nach rechts steigend als Abszisse aufgetragen. Schließwirkung um den richtigen Betrag. Mittels Wenn das Hauptsignal des Steuerpyrometers STC End-Schließeinrichtungen, ähnlich denen der pneu- wegen steigenden Wärmebedarfs zunimmt, etwa auf matischen Steuerung nach F i g. 2, wird das Luft- Grund eines beschleunigten Durchlaufs, wird die ventil ^4F3 von einem voreingestellten Minimumwert Zone IV in Gang gesetzt und deren Temperatur so vollständig geschlossen und das zugeordnete Gas- 15 lange erhöht, bis der Endwert des Pyrometers Z 4 LC ventil ebenfalls. Die Zone III ist dann außer Betrieb. erreicht ist. Wenn das Hauptsignal noch weiter steigt,

Man erkennt, daß die Wärmeleistung einer Zone wird die Zone III in Betrieb gesetzt usw., bis die erhöht wird, wenn sowohl das Steuerpyrometer STC gesamte Kapazität ausgeschöpft ist. Bei abnehmenals auch das entsprechende Pyrometer Z1LC bis dem Wärmebedarf werden die Zonen nacheinander Z 4 LC nach einer höheren Wärmezufuhr verlangt, 20 in umgekehrter Reihenfolge außer Betrieb gesetzt. und umgekehrt. Bei einer Verringerung des Wärme- Die Heizungssteuerung nach der Erfindung läßt sich bedarfs auf einen minimalen Wert werden sämtliche also für verschiedenartige Heizelemente und Regel-Zonen vollständig abgeschaltet. einrichtungen verwenden, etwa für direktbefeuerte

F i g. 4 ist eine Kurvendarstellung, die die Betriebs- Brenner für flüssigen Brennstoff, für Gasbrenner mit eigenschaften der Steuerung für eine Vierzonenheiz- 25 Vormischung und mit Düsenmischung, für Widerkammer zeigt, unabhängig davon, ob eine pneuma- Standsheizelemente oder für Strahlungsrohrheizeletische oder elektrische Steuerung verwendet wird. mente, da die Steuerung gemäß der Erfindung direkt Der Gesamtbereich des Hauptsignals ist durch eine von der Bandtemperatur und den Zonentempera-Diagonallinie dargestellt und entspricht dem Maxi- türen abhängt und nicht von indirekten Bedingungen malfehler zwischen der Temperatur des Thermo- 30 wie dem Druck in der Brennstoffleitung od. dgl.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Regeln der Heizleistung eines Mehrzonenbanddurchlaufofens in Abhängigkeit von der Bandaustrittstemperatur, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Ofenlänge je nach Heizleistungsbedarf durch Zu- oder Abschalten der Heizeinrichtungen einer oder mehrerer Zonen verändert wird und die Heizleistung jeder Zone innerhalb eines vorgegebenen Bereichs kontinuierlich verändert wird, wobei als Regelgröße der jeweils kleinere Wert der Differenz zwischen der Soll- und Ist-Austrittstemperatur des Bandes bzw. zwischen der jeweiligen Ist-Temperatur und einer vorgegebenen maximalen Temperatur der Zone verwendet wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Regelverfahrens nach Anspruch 1, mit einer Tenjperaturmeßeinrichtung zur Messung der Austrittstemperatur des Bandes, gekennzeichnet durch eine Hauptsteuervorrichtung (STC) zum Erzeugen eines in seiner Größe von der Differenz zwischen Istwert und Sollwert der Bandaustrittstemperatur abhängigen Hauptsignals, durch eine Temperaturmeßeinrichtung (CTl. CTl) innerhalb jeder einzelnen Zone (I, II) und diesen zugeordneten Zonen-Grenzschalteinrichtungen (ZlLC, Z 2 LC) zum Erzeugen eines Zonenausgangssignals, dessen Größe innerhalb eines vorbestimmten Aus-Schnitts der gesamten möglichen Differenz zwischen der Zonen-Ist-Temperatur und der maximalen Zonentemperatur in Abhängigkeit von dieser Differenz variiert, und durch je eine den einzelnen Zonen-Grenzschalteinrichlungen (ZlLC, ZlLC) zugeordnete Einrichtung (52a, Sl b) zum Vergleich der Größe des Hauptsignals mit der des jeweiligen Zonenausgangssignals und zum Verändern einer Stelleinrichtung zum Ein- und Ausschalten und zum kontinuierlichen Ändern der Wärmezufuhr innerhalb der jeweiligen Zone.

3. Vorrichtung zur Regelung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung pneumatisch arbeitet und eine Ladestation (58 a, 58b ...) für jede Zone aufweist mit einem bestimmten Vordruck, der so eingestellt ist, daß er der Temperatur der Zone entspricht, bei der diese in oder außer Betrieb gesetzt wird, daß für jede Zone eine Rechensteuerschaltung (55«, 55 6) vorgesehen ist, die von dem Vordruck der zugehörigen Zone gesteuert wird und ein Ausgangssignal erzeugt, wenn das Hauptsignal einen größeren Wert als dieser Vordruck aufweist, und daß weiterhin ein Komparator (52 a, 52 £1) vorgesehen ist, der von dem Ausgangsdruck der Rechensteuerschaltung gesteuert wird und einen resultierenden Druck zur Steuerung einer Wärmeregeleinrichtung (60 a, 60 b) erzeugt, welcher dem jeweils niedrigeren Wert des Ausgangsdruckes der Rechensteuerschaltung oder des Hauptsignals entspricht.

4. Vorrichtung zur Regelung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung elektrisch arbeitet und für jede Zone ein Hauptrelais (MR a, MR b, MR c) aufweist, die untereinander in Serie geschaltet sind, daß jedes Relais innerhalb eines vorbestimmten Strombereichs des Hauptsignals arbeitet, und daß ein Isolierrelais (IRa, IRb, IRc) jedem Hauptrelais zugeordnet ist und von diesem bei Erregung durch das Hauptsignal ein Signal empfängt, das ein auf das Zonenausgangssignal ansprechendes, an das Isolierrelais angeschlossenes Zonenrelais (ZRa, ZR b, ZR c) zur Steuerung einer äußeren, zur Temperaturerhöhung innerhalb der Zone geeigneten äußeren Leistungsquelle (ES) betätigt.