DE1073670B

DE1073670B - j Annealing furnace for industrial purposes

Info

Publication number: DE1073670B
Application number: DENDAT1073670D
Authority: DE
Inventors: de Forest Hazen Pittsburgh Pa Frank (V St A)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Publication date: 1960-01-21

Description

Glühofen! für industrielle Zwecke Die Erfindung betrifft einen Glühofen für industrielle Zwecke mit einer langgestreckten Wärmekammer, die an einem Ende mit einer Beschickungsöffnung und am anderen Ende mit einer Austrageöffnung versehen ist, sowie einer an dem einen Ende der Wärmekammer angeschlossenen und parallel zu dieser angeordneten Wärmeaustauschkammer, deren anderes Ende mit dem Schornstein verbunden ist.Annealing furnace! for industrial purposes The invention relates to an annealing furnace for industrial use with an elongated heating chamber at one end provided with a loading opening and at the other end with a discharge opening and one connected to one end of the heating chamber and in parallel to this arranged heat exchange chamber, the other end to the chimney connected is.

Erfindungsgemäß ist die Wärmeatustauschkammer oberhalb der Wärmekammer angeordnet und an das Beschickungsende der Wärmekammer angeschlossen und in an sich bekannter Weise so ausgebildet, daß sie verhältnismäßig lange, herabhängend in Gruppen angeordnete Wärmeaustauschrohre aufnehmen kann, wobei die aus der Wärmekammer austretenden Heizgase, die in der Wärmeaustauschkammer entgegengesetzt zur Strömungsrichtung der Gase in der Wärmekammer strömen, aus der Wärmeaustauschkammer nach oben abgeführt werden.According to the invention, the heat exchange chamber is above the heating chamber arranged and connected to the charging end of the heating chamber and in itself known to be trained so that they are relatively long, drooping in groups arranged heat exchange tubes can receive, which exiting from the heat chamber Heating gases in the heat exchange chamber opposite to the direction of flow of the gases flowing in the heating chamber are discharged upwards from the heat exchange chamber will.

Abweichend von bisher bekannten industriellen Öfen, beispielsweise metallurgischen Öfen und Wannenöfen mit oberhalb der Ofenkammer in anderer Weise angeordneten Wärmeaustauschern anderer Bauart, werden bei der neuen Ofenanordnung durch die besondere bauliche Verbindung des Ofens mit dem Wärmeaustauscher fallende Wegstrecken im Rauchgasweg vermieden. Der natürliche Aufwärtszug der den Ofen durchströmenden Rauchgase wird voll ausgenutzt. Hierdurch wird eine gleichmäßig hohe Vorwärmung der Verbrennungsluft und damit eine Höchstleistung der Verbrennung sowie eine gleichförmige Erwärmung der zu behandelnden Erzeugnisse erzielt, wodurch die Wirtschaftlichkeit des Ofenbetriebs wesentlich verbessert wird. Die Bauteile des Wärmeaustauschers sind zu Reinigungs- und Bedienungszwecken leicht zugänglich, ohne daß damit ein nachteiliges Abkühlen dieser Teile und des Ofens überhaupt verbunden ist.Different from previously known industrial ovens, for example metallurgical furnaces and tank furnaces with above the furnace chamber in a different way arranged heat exchangers of a different design are used in the new furnace arrangement falling due to the special structural connection between the furnace and the heat exchanger Avoid stretches in the flue gas path. The natural upward draft of those flowing through the furnace Flue gases are used to the full. This results in a uniformly high level of preheating of the combustion air and thus a maximum performance of the combustion as well as a uniform Heating of the products to be treated achieved, thereby increasing the economy the furnace operation is significantly improved. The components of the heat exchanger are easily accessible for cleaning and operating purposes without a disadvantageous cooling of these parts and of the furnace in general.

Am Boden der Gaskammer des Wärmeaustauschers sind ferner gemäß der Erfindung im Bereich der unteren Enden der Wärmeaustauschrohre Prallwände vorgesehen, die die Rohrenden überragen, so daß die hindurchstreichenden Gase gezwungen werden, auch die Rohrenden zu umspülen.At the bottom of the gas chamber of the heat exchanger are also according to FIG Invention provided baffle walls in the area of the lower ends of the heat exchange tubes, which protrude beyond the pipe ends so that the gases passing through are forced also to wash around the pipe ends.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.An embodiment of the invention is based on the drawings described, in which the same parts are denoted by the same reference numerals.

In den Zeichnungen ist Fig.1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Aufbaus aus einem Ofen und einen Wärmeaustauscher, Fig. 2 eine Draufsicht nach Linie 2-2 der Fig. 1 und Fig. 3 teilweise in Ansicht- ein Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. 1. Der keinen Teil der Erfindung bildende Aufbau 1 des Glühofens besteht aus Doppel-T-Trägern und U-Eisen, die die feuerfesten Wände und die Decke des Glühofens tragen. Das Material, z. B. Rohblöcke oder Knüppel, wird auf der Ofenebene 2 von der Beschikkungsseite zur Austragsseite, d. h. von links nach rechts in Fig. 1, gefördert. Die Pfeile geben die Strömungsrichtung der Verbrennungsprodukte aus den Heizzonen an, die mit Abständen in Längsrichtung der Ofenkammer aufgeteilt sind. Die Verbrennungsprodukte strömen über einen in der Decke des Ofens vorgesehenen Auslaßkanal 3 ab, der mit der Wärmeaustauschkammer 4 verbunden ist.In the drawings, Fig. 1 is a partially sectioned side view a structure according to the invention comprising a furnace and a heat exchanger, Fig. 2 shows a plan view along line 2-2 of FIGS. 1 and 3, partially in elevation Section along line 3-3 of Fig. 1. The structure not forming part of the invention 1 of the annealing furnace consists of double T-beams and U-irons that form the refractory walls and carry the ceiling of the annealing furnace. The material, e.g. B. ingots or billets, is on the furnace level 2 from the loading side to the discharge side, d. H. from left to right in Fig. 1, promoted. The arrows indicate the direction of flow Combustion products from the heating zones at intervals along the length of the Furnace chamber are divided. The combustion products flow over one in the ceiling of the furnace provided outlet channel 3, which is connected to the heat exchange chamber 4 is.

Der Aufbau des Wärmeaustauschers wird entweder von dem Ofenverband oder von einem besonderen Stahlgerüst getragen und besteht aus den üblichen feuerfesten Wänden 5, die von einem Stahlmantel eingeschlossen sind, so daß ein Durchsickern von heißen Gasen verhütet wird. Der Boden der Wärmeaustauschkammer 4 trägt Prallwände 7, die in der Strömungsbahn der aus dem Ofenauslaß zum Schornstein 8 ziehenden Gase liegen. Der Schornstein 8 hat einen Venturiauslaß 9 mit einem Gebläse, das einen künstlichen Zug erzeugt, so daß die Geschwindigkeit der aus dem Ofen über die Wärmeaustauschkammer abziehenden Gase geregelt werden kann.The structure of the heat exchanger is either from the furnace association or supported by a special steel frame and consists of the usual refractory Walls 5, which are enclosed by a steel jacket, so that leakage is prevented from hot gases. The bottom of the heat exchange chamber 4 carries baffle walls 7, those in the flow path of the gases drawn from the furnace outlet to the chimney 8 lie. The chimney 8 has a Venturi outlet 9 with a fan, the one artificial draft is generated, so that the speed of the furnace through the heat exchange chamber withdrawing gases can be regulated.

Der Wärmeaustauscher besteht aus einer Gruppe von Metallröhren 10, die mittels Flansche 11 an der Deck=e 12 der Wärmeaustauschkammer 4 aufgehängt sind. Mehrere in den Röhren 10 liegende Innenröhren 93 reichen im wesentlichen bis zum Boden der Röhren 10 und sind mittels Flansche 14 an Zwischenwänden 15 aufgehängt. Die oberen Enden der Außenröhren 10 und der Innenröhren 13 münden in Sammelkammern 16 bzw. 17, wie aus Fig. 3 ersichtlich. In die Sammelkammer 17 mündet ein Leitungsrohr 18, das Kaltluft von einem Gebläse oder einem Ventilator heranführt. Von der Sammelkammer 16 zweigt eine Warmluftleitung 19 ab, die die vorgewärmte Luft den Ofenbrennern zuführt, in denen, diese Luft mit dem Brennstoff vermischt wird. Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich, sind zwei Rohrreihen vorgesehen, die versetzt zueinander stehen, so daß die vom Ofenauslaß 3 zum Schornstein 8 strömenden Verbrennungsprodukte eine Zickzackbahn durchlaufen und die Wärmeaustauschröhren 10 gründlich berühren. Die Prallwände 7 verhindern, daß die Gase unterhalb der Wärmeaustauschröhren unmittelbar zum Schornstein strömen.The heat exchanger consists of a group of metal tubes 10 which are suspended from the deck 12 of the heat exchange chamber 4 by means of flanges 11. Several inner tubes 93 lying in the tubes 10 extend essentially to the bottom of the tubes 10 and are suspended from intermediate walls 15 by means of flanges 14. The upper ends of the outer tubes 10 and the inner tubes 13 open into collecting chambers 16 and 17, respectively, as can be seen from FIG. A pipe 18 opens into the collecting chamber 17 , which feeds cold air from a blower or a ventilator. A hot air line 19 branches off from the collecting chamber 16 and supplies the preheated air to the furnace burners, in which this air is mixed with the fuel. As can be seen from FIGS. 2 and 3, two rows of tubes are provided which are offset from one another so that the combustion products flowing from the furnace outlet 3 to the chimney 8 run through a zigzag path and touch the heat exchange tubes 10 thoroughly. The baffles 7 prevent the gases below the heat exchange tubes from flowing directly to the chimney.

In den Wänden des Wärmeaustauschers sind Schaulöcher 20 angebracht, in die Rauchverzehrer oder andere Reinigungsvorrichtungen eingesetzt werden. Ebenso befinden sich in den Wänden Türen oder öffnungen 21, die den Boden der Wärmeaustauschkammer zugänglich machen, so daß er gereinigt werden kann. Beim Betrieb strömt die über das Leitungsrohr 18 in die Sammelkammer 17 eingesaugte Kaltluft in den Innenröhren 13 nach unten, tritt dann aus dem offenen Boden der Innenröhren in den zwischen Innenröhren 13 und Außenröhren 10 befindlichen Ringraum und strömt darauf nach oben in die Sammelkammer 16, aus der die hocherwärmte Luft über das Leitungsrohr 19 zum Ofen fließt.Inspection holes 20 are made in the walls of the heat exchanger, in which smoke consumers or other cleaning devices are used. as well there are doors or openings 21 in the walls that form the bottom of the heat exchange chamber make accessible so that it can be cleaned. The overflows during operation the conduit 18 sucked into the plenum chamber 17 cold air in the inner tubes 13 down, then exits the open bottom of the inner tubes into the between Inner tubes 13 and outer tubes 10 located annulus and flows up thereon into the collecting chamber 16, from which the highly heated air via the pipe 19 to Furnace flows.

Da der Wärmeaustauscher nicht wie bei den bekannten Ofenausführungen unterhalb, sondern oberhalb des Glühofens liegt, besteht in der Anlage kein Abwärtszug, der einen Staudruck oder einen Gegendruck in der Ofenkammer erzeugen würde. Der natürliche oder künstliche Zug des Schornsteins wirkt an der Austragsseite des Ofens, so daß eine gründliche Verbrennung der Gase sowie eine einwandfreie Wärmeregelung der Rohblöcke oder Knüppel, die sich längs der Ofenebene 2 verschieben, aufrechterhalten wird.Since the heat exchanger is not like in the known furnace designs is below but above the annealing furnace, there is no downward draft in the system, which would create a back pressure or a counter pressure in the furnace chamber. Of the natural or artificial draft of the chimney acts on the discharge side of the stove, so that a thorough combustion of the gases as well as a perfect heat regulation the ingots or billets, which move along the furnace level 2, are maintained will.

Die Wärmeaustauschröhren 10 sind von der Oberseite des Wärmeaustauschers her zugänglich und können zwecks Auswechslung oder Ausbesserung lotrecht nach oben herausgezogen werden. Der Wärmeaustatischer muß nicht abgekühlt oder stillgesetzt werden, wenn eine Ausbesserung der Röhren erfolgen soll. Der Aufbau läßt sich auch leicht reinigen, wodurch die Leistungsfähigkeit der Wärmeaustauschröhren gleich hoch bleibt. Der oberhalb des Glühofens liegende Aufbau gibt einen unbegrenzten Raum für die Wärmeaustauschfläche, so daß eine größte Wärmeaustauschfläche zur Aufnahme der Wärme aus den vom Ofen zum Schornstein strömenden heißen Verbrennungsprodukten zur Verfügung steht. Durch Verwendung eines Gebläses, das die Kaltluft über die Leitung 18 zur Sammelkammer 17 führt, wird ein genügender Umlauf der Kaltluft in den Wärmeaustauschröhren aufrechterhalten und ein Temperaturgefälle geschaffen, das ein Verbrennen der vorzugsweise aus rostfreiem Stahl bestehenden Metallröhren verhindert. Wird beispielsweise angenommen, daß die Temperatur der durch die Wärmeaustauschkammer 4 strömenden heißen Gase oder heißen Verbrennungsprodukte 1100° C beträgt und daß die aus der Innenröhre in den Ringraum und in die Außenröhre zur Sammelkammer 16 strömende Luft bei ihrem Austritt aus der Leitung 19 eine Temperatur von 538° C hat, dann wird die Temperatur der Röhren 10 niedriger als 815° C sein, weil die Geschwindigkeit der in den Innenröhren strömenden Luft größer ist als die Geschwindigkeit der von dem Ofenauslaß 3 über die Wärmeaustauschkammer 4 zum Schornstein 8 fließenden Gase.The heat exchange tubes 10 are from the top of the heat exchanger accessible and can be perpendicular to the top for replacement or repair be pulled out. The heat exchanger does not need to be cooled down or shut down when the tubes are to be repaired. The structure can also easy to clean, making the performance of the heat exchange tubes the same stays high. The structure above the annealing furnace gives an unlimited one Space for the heat exchange surface, so that the largest heat exchange surface can be accommodated the heat from the hot products of combustion flowing from the stove to the chimney is available. By using a fan that blows the cold air over the Line 18 leads to the collection chamber 17, a sufficient circulation of the cold air in maintain the heat exchange tubes and create a temperature gradient, the burning of the metal tubes, which are preferably made of stainless steel prevented. Assume, for example, that the temperature of the heat exchange chamber 4 flowing hot gases or hot combustion products is 1100 ° C and that those from the inner tube into the annulus and into the outer tube to the collecting chamber 16 flowing air has a temperature of 538 ° C. when it emerges from the line 19 then the temperature of the tubes 10 will be lower than 815 ° C because the Speed of the air flowing in the inner tubes is greater than the speed that flows from the furnace outlet 3 via the heat exchange chamber 4 to the chimney 8 Gases.

Aus der Beschreibung ist ersichtlich, daß industrielle Glühöfen mit aufgesetzten Wärmeaustauscher-Aufbauten einen wirksamen und wirtschaftlichen Betrieb dieser Ofen mit höchsten Temperaturen der vorgewärmten Luft ermöglichen, so daß im Schornstein nur geringe Wärmeverluste auftreten. Diese Aufbauten sind ferner zu Reinigungs- und Ausbesserungszwecken leicht zugänglich.From the description it can be seen that industrial annealing furnaces with mounted heat exchanger superstructures ensure effective and economical operation allow this oven with the highest temperatures of the preheated air, so that only slight heat losses occur in the chimney. These structures are also Easily accessible for cleaning and repair purposes.

Es ist zwar nur eine einzige Ausführung der Erfindung beschrieben und dargestellt, doch können verschiedene Änderungen in den Ausführungseinzelheiten vorgenommen werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.It is true that only a single embodiment of the invention has been described and shown, but various changes may be made in the details of execution can be made without departing from the scope of the invention.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Annealing furnace for industrial purposes with an elongated one Heating chamber that has a loading port at one end and a loading port at the other end is provided with a discharge opening, as well as one at one end of the heating chamber connected and arranged in parallel with this heat exchange chamber, whose the other end is connected to the chimney, characterized in that the Heat exchange chamber (4) arranged above the heat chamber (1) and at the charging end connected to the heating chamber and designed in a manner known per se in such a way that that they are relatively long, hanging heat exchange tubes arranged in groups can accommodate, and that the exhaust gases from the heating chamber in the Heat exchange chamber opposite to the direction of flow of the gases in the heat chamber flow, are discharged from the heat exchange chamber upwards.

2. Oven according to claim 1, characterized in that at the bottom of the gas chamber of the heat exchanger (4) Baffles (7) are arranged over the lower ends of the heat exchange tubes (10) protrude.

3. Oven according to claim 1 and 2, characterized in that the tube groups are arranged in rows extending transversely to the heat exchange chamber, the tubes (10) of adjacent rows being offset from one another. Publications Considered: Iron and Steel Engineer Magazine, July 1951, pp. 55-62; French Patent No. 571808; British Patent No. 21,577 , 1895; U.S. Patent No. 1864087.