DE620153C

DE620153C - Pusher furnace heated with solid, liquid or gaseous fuels

Info

Publication number: DE620153C
Application number: DEN33506D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1932-03-24
Filing date: 1932-03-24
Publication date: 1935-10-15

Description

Mit festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen beheizter Stoßofen Die bisher in der Metall- bzw. Eisentechnik gebräuchlichen Durchlauföfen, insbesondere die Stoßofen, zerfallen hinsichtlich der Bewegungsrichtung der Heizgase in bezug auf die Durchgangsrichtung des Glüh- oder Anwärmgutes in zwei Gruppen. Die am meisten angewendete Bauart arbeitet nach dem Gegenstromprinzip, d. h. die Heizgase wandern dem Glühgut entgegen, so daß stets eine gewisse Temperaturspanne, die für die Wärmeübertragung von größter Bedeutung ist, besteht. Bei diesen Ofen können die Heizgase sehr weit ausgenutzt werden, es ist aber dafür eine große Baulänge erforderlich. Beim Gleichstromofen gelangt das Wärmgut sofort in den heißesten Teil des Ofens, nimmt sehr schnell Wärme auf und kühlt dadurch die Heizgase ab, so daß schon nach kurzem Zusammenfluß von Wärmgut und Heizgasen das Temperaturgefälle zu klein ist, um noch wirtschaftlich wirksam zu sein. Die kurze Zeit der Erwärmung bringt es mit sich, daß die Gleichmäßigkeit der Erwärmung über den ganzen Querschnitt des Wärmgutes stark leidet, wodurch die Anwendung idieser Bauart für die meisten Verwendungszwecke in Frage gestellt ist. Man hat bereits versucht, durch Zusatzbeheizungen die Fehler dieser Bauarten auszugleichen; das ist jedoch nur verhältnismäßig unvollkommen gelungen, weil die den Ofen durchströmenden Abgase zwecks Erreichung des notwendigen Temperaturgefälles mit aufgeheizt werden müssen und dafür mehr Brennstoff erfordern, als die Erwärmung des Glühgutes nur mit Frischgas benötigt.Impact furnace heated with solid, liquid or gaseous fuels The continuous furnaces previously used in metal and iron technology, in particular the pusher furnace disintegrate with respect to the direction of movement of the heating gases the direction of passage of the material to be annealed or to be heated in two groups. The most The design used works on the countercurrent principle, i.e. H. the heating gases migrate against the material to be annealed, so that there is always a certain temperature range required for heat transfer of paramount importance is there. With these stoves, the heating gases can go very far be used, but it is a large length required. With the direct current furnace If the material to be heated immediately reaches the hottest part of the furnace, it absorbs heat very quickly on and thereby cools the heating gases, so that after a short confluence of Heating material and heating gases the temperature gradient is too small to be economical to be effective. The short time of heating means that the uniformity the heating over the entire cross-section of the material to be heated suffers greatly, whereby the Application of this type of construction is in question for most uses. Attempts have already been made to compensate for the errors in these types of construction with additional heating; However, this was only achieved relatively imperfectly because the flow through the furnace Exhaust gases are also heated to achieve the necessary temperature gradient have to and require more fuel than just heating the material to be annealed with fresh gas required.

Es sind ferner Stoßöfen bekannt, bei denen der Ziehherd mit Rücksicht auf die dort notwendige höhere Temperatur mit einem hochwertigen Brennstoff beheizt wird, während der vorgeschaltete Stoßherd mit einem minderwertigen Brennstoff beheizt wird. Auch hierbei bleibt der Mangel bestehen, daß die Beheizungskurve des gesamten Stoßherdes nicht beeinflußt werden kann. Bei derartigen Ofen hat man bereits nach dem Grundsatz der Regenerativbeheizung die Stromrichtung in regelmäßigen Zeitabständen umgekehrt, wobei aber das Arbeitsgut stets nur von einem Heizstrom über die ganze Länge des Zieh- bzw. Stoßherdes in der einen oder anderen Richtung bestrichen wird, so daß auch hierbei das Temperaturgefälle nicht verbessert wird. Man hat auch versucht, einen Teil der Abgase vorzeitig aus dem Ofen in einen Rekuperator abzuziehen. Dadurch wird aber nicht der grundsätzliche Mangel vermieden, daß die Heizgase größtenteils nur mit geringem Temperaturgefälle auf das Glühgut wirken, und vor allen Dingen ist eine Beeinflussung der Beheizungskurve entsprechend den metallurgischen Eigenschaften des Glühgutes unmöglich.There are also pusher ovens known in which the pull stove with consideration heated to the higher temperature required there with a high-quality fuel is heated while the upstream shock cooker with an inferior fuel will. Here, too, the shortcoming remains that the heating curve of the entire The shock source cannot be influenced. With such a furnace you have already lost the principle of regenerative heating the direction of the current at regular time intervals vice versa, but the work item is always only from a heating current over the whole The length of the pulling or pushing hearth is swept in one direction or the other, so that the temperature gradient is not improved here either. They also tried to withdraw some of the exhaust gases from the furnace prematurely in a recuperator. Through this but the fundamental defect is not avoided that the heating gases for the most part only act on the annealing material with a slight temperature gradient, and above all is an influence on the heating curve according to the metallurgical properties of the annealing material impossible.

Der neuerdings immer mehr verwendete Qualitätswerkstoff erfordert eine Ofenführung, die auf die den verschiedenen Oua?itäten entsprechenden Erwärmungskurven genau und kurzfristig eingestellt werden kann. Die bisher bekäi@nteü7 Ofensysteme sind aus den vorerwähnten Gründen für die Einhaltung solcher Erwärmungskurven nicht geeignet.The quality material that has recently been used more and more requires a furnace guide that points to the heating curves corresponding to the various ouities precisely and can be discontinued at short notice. The so far known furnace systems are for the reasons mentioned above, not suitable for compliance with such heating curves.

Dieser Übelstand wird bei dem Stoßofen gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch beseitigt, daß der Stoßherd aus verschiedenen, idurch feste oder bewegliche Zwischenwände oder andere bauliche Mittel getrennten Abschnitten besteht, die unabhängig voneinander durch separate Brenner und Abzüge betrieben werden, wobei die Beheizung je nach den Arbeitsbedingungen im Gleich-, Gegen- oder Querstrom ober- oder unterhalb des Glühgutes erfolgen kann. Die Trennwände lassen eine einstellbare Öffnung für den Durchgang des Wärmgutes frei.This drawback becomes apparent in the pusher type furnace according to the present invention thereby eliminating the fact that the collision focus consists of different, fixed or movable ones Partitions or other structural means consist of separate sections that are independent operated from each other by separate burners and fume hoods, with heating depending on the working conditions in direct, counter or cross flow above or below of the annealing material can take place. The dividers leave an adjustable opening for the passage of the heated goods free.

Bei dem Ofen gemäß der Erfindung wirken nicht wie bei dem bisher üblichen Verfahren in den Zonen niedrigerer Temperatur bereits abgekühlte und daher unwirtschaftlich arbeitende, den Zonen höherer Temperatur entstammende Abgase, sondern die durch die abschnittsweise Betreizung erzeugten, wesentlich wirksameren Frischgase: Sobald das Temperaturgefälle so klein wird, daß die Wärmeübertragung unwirtschaftlich wird; werden die Gase abgezogen und anderen Verwendungszwecken, wie der Luftvorwärmung, Dampf- oder Warmwasserbereitung usw., zugeleitet; sie gelangen nicht in den nächsten Abschnitt, wo durch die Frischgasbeheizung das wirtschaftlich günstigste große Temperaturgefälle erzeugt wird, da sie dort als Ballast wirken und miterwärmt werden müßten. Es ist dadurch möglich, in jedem Ofenabschnitt das gewünschte Temperaturgefälle mit dem bestmöglichen Wirkungsgrad urxd idem geringsten Brennstoffaufwand so herzustellen und einzuregeln, !daß eine schnelle oder langsame Erwärmung,des Gutes in dem betreffenden Ofenabschnitt -je nach der vorgeschriebenen Wärmkurve beliebig eingestellt werden kann.In the furnace according to the invention, it is not, as with the previously usual method, already cooled and therefore uneconomical exhaust gases originating from the zones of higher temperature that act in the zones of lower temperature, but the much more effective fresh gases generated by the section-wise irritation: As soon as the temperature gradient is so small it becomes that the heat transfer becomes uneconomical; the gases are drawn off and passed on to other uses, such as air preheating, steam or hot water preparation, etc.; they do not get into the next section, where the economically most favorable large temperature gradient is generated by the fresh gas heating, since they act as ballast there and would have to be heated at the same time. It is thereby possible to produce in each furnace section the desired temperature gradient with the best possible efficiency URXD idem least fuel costs and regulate,! That a rapid or slow heating, the material in the respective furnace section -depending on the prescribed Wärmkurve arbitrarily can be adjusted.

Durch die beiliegenden Abbildungen ist die vorliegende Erfindung näher erläutert. Die Abb. z und 2 stellen ungefähr die Wärmebehandlungskurven von gewöhnlichem SM.-Stahl und einem Sonderstahl vergleichsweise dar. Da jeder Sonderstahl entsprechend der Legierung ein anderes Temperaturdiagramm erfordert, ist einleuchtend, daß die bisherigen Stoßöfen diesen wechselnden Anforderungen nicht genügen können, so daß der Erfindungsgegenstand nach dem bisherigen Stand der Technik eine Notwendigkeit darstellt.The present invention is more detailed through the enclosed figures explained. Figs. Z and 2 roughly represent the heat treatment curves of ordinary SM. Steel and a special steel for comparison. Since each special steel accordingly the alloy requires a different temperature diagram, it is evident that the previous pusher furnaces can not meet these changing requirements, so that the subject matter of the invention according to the previous state of the art is a necessity represents.

Ein Ofen gemäß der Erfindung ist beispielsweise in den Abb. 3 und q. dargestellt. Er besteht in dem vorliegenden Fall aus drei Abschnitten. Das Glühgut tritt bei E in den Ofen ein und verläßt ihn bei A. Es durchwandert zunächst einen Ofenabschnitt c, der im vorliegenden Fall mit Gleichstrombeheizung versehen ist. Das kalte und darum noch unempfindliche Gut kommt sofort beim Eintritt in den Ofen mit der höchsten Temperatur in Berührung und nimmt sehr schnell eine Temperatur von 5oo bis 6oo° an. Die Abgase aus diesem Ofenabschnitt sind dann wirkungslos, weil sie nahezu auf die Guttemperatur abgekühlt sind. Sie werden deshalb aus dem Ofen entfernt und durch einen regelbaren Schieber h 'dem Rekuperator d zu- geleitet. Das derart vorgewärmte Gut gelangt nunmehr in den Ofenabschnitt b. Muß es auf der bei i erreichten Temperatur längere Zeit stehenbleiben oder nur sehr langsam erhitzt werden, so wird in dem Ofenabschnitt b nur so viel Wärme zugeführt, wie diesem vorgeschriebenen Temperaturverlauf entspricht, beispielsweise durch eine über dem Abschnitt b gleichmäßig verteilte Querstrombeheizung. In diesem Fall können die Abgase des Ofenabschnittes b je nach Wunsch durch die Schieber g oder f abgeleitet und dem Rekuperator zugeführt werden. Man leitet also je nach. Bedarf mehr Wärme in den Anfang oder das Ende des Ofenabschnittes b und erreicht dadurch genau den gewünschten Temperaturverlauf. Verlangt das Glühgut eine andere Behandlungskurve, so kann in dem Ofenabschnitt b auch eine Gleichstrom- oder Gegenstr=ombeheizung oder auch nötigenfalls eine .kombinierte Beheizung, z. B. Querstrombrenner mit einer Gleichstrombeheizung, benutzt werden.A furnace according to the invention is shown for example in Figs. 3 and q. shown. In the present case it consists of three sections. The annealing material enters the furnace at E and leaves it at A. It first travels through a furnace section c, which in the present case is provided with direct current heating. The cold and therefore still insensitive material comes into contact with the highest temperature as soon as it enters the furnace and very quickly takes on a temperature of 500 to 600 degrees. The exhaust gases from this furnace section are then ineffective because they have almost cooled down to the product temperature. They are therefore removed from the furnace and fed to the recuperator d through an adjustable slide h '. The material preheated in this way now passes into the furnace section b. If it has to remain at the temperature reached at i for a long time or only be heated very slowly, only as much heat is supplied to the furnace section b as corresponds to this prescribed temperature profile, for example by means of cross-flow heating evenly distributed over section b. In this case, the exhaust gases from the furnace section b can be diverted through the slide g or f and fed to the recuperator, as desired. So you lead depending on. Requires more heat in the beginning or the end of the furnace section b and thereby precisely achieves the desired temperature profile. If the material to be annealed requires a different treatment curve, cocurrent or countercurrent heating or, if necessary, combined heating, e.g. B. cross-flow burners with direct current heating can be used.

Würde man bei dem bisherigen Gegenstromofen, wie er meist als Walzwerksofen üblich ist, durch eine Zusatzbeheizung in dem mittleren Ofenteil die Temperaturkurve zu beeinflussen suchen, so müßte man in dem Abschnitt b die bereits abgekühlten Abgase aufheizen, während gemäß der Erfindung in-den einzelnen Ofenabschnitten nur die an dieser Stelle benötigten Gasmengen ohne jeden Ballast auf das Gut einwirken.One would with the previous countercurrent furnace, as it is mostly used as a rolling mill furnace It is customary to use additional heating in the middle part of the furnace to create the temperature curve seek to influence, so one would have to in section b those that have already cooled down Heat up exhaust gases, while according to the invention in the individual furnace sections only the gas quantities required at this point act on the goods without any ballast.

Je nach der verlangten Temperaturkurve muß der Ofenabschnitt b in mehrere Einzelabschnitte zerlegt werden, wobei jedoch das Kennzeichen der Erfindung, nämlich die abschnittsweise Beheizung und damit die Beherrschung der verlangten: Temperaturkurve, unverändert beibehalten wird.Depending on the required temperature curve, the furnace section must b in several individual sections are dismantled, but the characteristic of the invention, namely the heating in sections and thus the mastery of the required: Temperature curve, is maintained unchanged.

Aus dem Abschnitt b bzw. den entsprechenden Abschnitten gelangt das Gut bei dem gezeichneten Ofen in den dritten Abschnitt a. Hier muß es bis zum Austrittsende A auf die Walztemperatur gebracht werden. Ob es zulässig ist, im letzten Teil des Ofens mit voller Hitze und scharfer Flamme auf das Gut zu gehen, hängt wiederum von der Qualität ab. Die. üblichen Walzwerksöfen kranken in der Regel schon bei gewöhnlicher Werkstoffqualität daran, daß die Blöcke durch zu scharfes Temperaturgefälle im letzten Ofenteil, dem sog. Ziehherd, an der Oberfläche flüssig werden und im Kern nicht genügend durchweicht sind, weil bekanntlich der Wärmeübergang im Eisen von der Oberfläche zum Kern begrenzt ist. Edelstähle vertragen ein hohes Temperaturgefälle zwischen Glühgut und Ofenraum überhaupt nicht, sondern müssen gerade bei den hohen Temperaturen so sorgfältig behandelt werden, daß die Ofenraumtemperatur nur etwa 50° über derWerkstückstemperatur liegen darf. Für derartige Stähle ist also der bisher übliche Gegenstromofen entweder gar nicht verwendbar, oder seine Leistung muß ganz außerordentlich herabgesetzt werden, um ein Verbrennen des Gutes zu vermeiden. Bei dem Ofen gemäß der Erfindung lassen sich auch Edelstähle in dem Ofenabschnitt b so hoch vorerhitzen, daß in dem letzten Abschnitt des Ofens, wo das Gut am empfindlichsten ist, fast gar keine Temperaturerhöhung mehr erforderlich ist und deshalb die Flammentemperatur nur ganz wenig über der Temperatur des Werkstückes zu liegen braucht. Der neue Ofen gestattet daher nicht nur die genaue Einhaltung. der vorgeschriebenen Temperaturkurve, sondern auch eine wesentlich höhere Leistung, insbesondere bei empfindlichen Spezialstählen.This comes from section b or the corresponding sections Good with the drawn furnace in the third section a. Here it has to be until the exit end A can be brought to the rolling temperature. Whether it is permissible in the last part of the It depends on the oven with full heat and a sharp flame on the quality. The. usual rolling mill furnaces fall ill in the rule Even with ordinary material quality, the fact that the blocks are too sharp Temperature gradient in the last part of the furnace, the so-called pull stove, liquid on the surface and are not sufficiently soaked in the core, because the heat transfer is known in iron is limited from the surface to the core. Stainless steels can withstand a high Temperature gradient between annealing material and furnace chamber not at all, but must be treated so carefully, especially at the high temperatures, that the furnace chamber temperature may only be about 50 ° above the workpiece temperature. For such steels is So the countercurrent oven that has been customary up to now either cannot be used at all, or his Power has to be greatly reduced in order for the property to burn to avoid. In the furnace according to the invention, stainless steels can also be used in the Preheat oven section b so high that in the last section of the oven where the product is the most sensitive, almost no temperature increase is required and therefore the flame temperature is only slightly above the temperature of the workpiece needs to lie. The new furnace therefore not only allows exact compliance. the prescribed temperature curve, but also a significantly higher performance, especially with sensitive special steels.

Claims

PATENT CLAIMS: e.g. With solid, liquid or gaseous fuels heated pusher furnace with specially heated welding and pusher hearth for heat treatment of metal and iron alloys, characterized in that the shock hearth consists of two or several separately heatable zones, each of which consists of the introduced Draw off heating gases through channels provided at the head ends.

2. Pusher furnace according to claim z, characterized in that the heating zones of the shock hearth through Deep-drawn arches, separating slides or similar means separated from one another are.

3. pusher furnace according to claim r and 2, characterized in that for the purpose of reversal the gas flow direction, all or only a part of both heating zones of the shock source Ends are provided with adjustable drainage channels.