DE2420823A1

DE2420823A1 - Heat treatment furnace with tubular heaters - has perforated tubular gas ducts for enclosing radiant heaters

Info

Publication number: DE2420823A1
Application number: DE2420823A
Authority: DE
Inventors: Richard Cochius
Original assignee: NASSHEUER IND OFENBAU JEAN
Current assignee: NASSHEUER IND OFENBAU JEAN
Priority date: 1974-04-30
Filing date: 1974-04-30
Publication date: 1975-11-13

Abstract

The heat treatment furnace is heated by radiant heat generating tubes and is used especially for heat treatment temperatures below seven hundred degrees. This arrangement ensures a uniform furnace atmosphere also in the lower temperature ranges. The radiant heating pipes are enclosed into enveloping pipes so that an annular space is formed between each heating and enveloping tube. The gas forms the furnace atmosphere and is heated on passing through the annular gap. The enveloping pipe has perforations for supplying heated gas into the furnace chamber. The enveloping pipe end in the furnace is closed and the other end is open as the gas inlet. The gas outlet openings are suitably profiled and orientated in the required gas circulation directions. These openings can direct heated gas directly on the heat treated material.

Description

" Strahlrohrbeheizter Wärm- bzw. Glühofen Die Erfindung betrifft einen strehlrohrbeheizten Warm- bzw. "Radiant tube heated heating or annealing furnace The invention relates to a radiator heated warm or

Glühofen, insbesondere für Behandlungstemperaturen unterhalb von 7000C.Annealing furnace, especially for treatment temperatures below 7000C.

Zur Beheizung von Tfträrm- bzw. Glühofen sind verschiedene Ausführungsformen von Strahlheizrohren bekannt. Die Strahlheizrohre geben ihre Wärme in erster Linie durch Strahlung, aber auch durch Konvektion ab. In höheren Temperaturbereichen brauchen die Strahlheizrohre infolge ihrer starken Wärmeabstrahlung nur unwesentlich wärmer zu sein als die angestrebte Temperatur der Ofenatmosphäre. In niedrigen Temperaturbereichen nimmt der Strahlungsanteil jedoch entsprechend dem Strahlungsgesetz erneblich ab, so daß aufgrund des reduzierten Strahlungsanteils die Temperatur der Strahlheizrohre wesentlich über der Temperatur der Ofenatmosphäre liegen muß. Dabei verursacht die Strahlungs-Wärme, die direkt auf das Glühgut trifft, örtliche Überhitzungen am Glühgut, die in bestimmten Anwendungsfällen schädlich sein können. Bei der Wärmebehandlung von beispielsweise Messingrohrer können die durch die Strahlungswärme auftretenden Uberhitzungen dazu führen, daß Zink ausgeschieden wird. Bei anderen Anwendungsbeispielen, wie bei der Wärmebehandlung von Kupfer oder Aluminium können die durch die Strahlungswärme verursachten örtlichen Überhitzungen zu negativen Gefügeveränderungen führen.There are various embodiments for heating Tfträrm- or annealing furnaces known from radiant heating tubes. The radiant heating tubes primarily give off their warmth by radiation, but also by convection. Need in higher temperature ranges the radiant heating tubes are only slightly warmer due to their strong heat radiation than the target temperature of the furnace atmosphere. In low temperature ranges however, if the radiation component decreases considerably in accordance with the radiation law, so that due to the reduced proportion of radiation, the temperature of the radiant heating tubes must be significantly above the temperature of the furnace atmosphere. This causes the Radiant heat that hits the annealing material directly, local overheating of the annealing material, which can be harmful in certain applications. In heat treatment For example, brass pipes can be caused by the radiant heat Overheating causes zinc to be excreted. For other application examples, as with the heat treatment of copper or aluminum, the radiation heat caused local overheating lead to negative structural changes.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen strahlrohr beheizten Wärm- bzw. Glühofen so zu gestalten, daß auch in niedrigen Temperaturbereichen für eine gleichmäßige Ofenatmosphäre gesorgt ist.The invention is therefore based on the object of a heated radiant tube To make heating or annealing furnace so that even in low temperature ranges for a uniform furnace atmosphere is ensured.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daB die CJtrahlrohre je mit einem Hüllrohr versehen sind, welches das Strahlrohr mit Abstand umschließt, daß das Hüllrohr an mindestens einer Stelle eine Zuführöffnung zum Einleiten von der Ofenatmosphäre entsprechendem Gas aufweist und daß das Hüllrohr mit in das Ofeninnere mündenden Gasaustrittsöffnungen versehen ist.According to the invention, this object is achieved in that the radiation tubes are each provided with a cladding tube, which the jet pipe with Distance encloses that the cladding tube has a feed opening at at least one point for introducing the furnace atmosphere corresponding gas and that the cladding tube is provided with gas outlet openings opening into the interior of the furnace.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Konstruktion wird der Strahlungsanteil weitgehend abgeschirmt, während der Konvektionsanteil wesentlich erhöht wird, indem das in das Ofeninnere eintretende Gas durch intensive Berührung mit dem Strahlrohrmantel erwärmt wird.Due to the construction according to the invention, the radiation component largely shielded, while the proportion of convection is significantly increased by the gas entering the furnace interior through intensive contact with the radiant tube jacket is heated.

Zweckmäßig ist ein Ende des Hüllrohres verschlossen, während das andere Ende als Gaszuführungsöffnung ausgebildet ist. Die Gasautrittsöffnungen der Hüllrohre können als Düsen und/oder Bohrungen und/oder Schlitze ausgebildet und über die gesamte Länge des Hüllrohres verteilt angeordnet sein.One end of the cladding tube is expediently closed, while the other End is designed as a gas supply opening. The gas inlet openings of the cladding tubes can be designed as nozzles and / or bores and / or slots and over the entire Be arranged distributed along the length of the cladding tube.

Durch entsprechende Anordnung der Austrittsöffnungen kann eine genaue Strömungsrichtung im Ofeninneren erzielt werden. Die Gasaustrittsöffnungen sind dabei so ausgerichtet, daß sie in die gewünschte Gasumwälzrichtung weisen. Es ist Jedoch auch möglich, die Gasaustrittsöffnungen unmittelbar auf das Glühgut zu richten.By arranging the outlet openings accordingly, a precise Direction of flow can be achieved inside the furnace. The gas outlet openings are aligned so that they point in the desired gas circulation direction. It is However, it is also possible to direct the gas outlet openings directly onto the material to be annealed.

Die Gaszuführungsöffnungen der Hüllrohre stehen vorzugsweise mit der Ofenatmosphäre in Verbindung. Eine solche Konstruktion ist in jedem Falle dann zweckmäßig, wenn als Ofenatmesphäre ein spezielles Gas bzw. Gasgemisch verwendet wird und ein geschlossener Kreislauf erforderlich ist. Unabhängig von der Zusammensetzung der Ofenatmosphäre ist der geschlossene Kreislauf aber auch aus wärmetechnischen Gründen zweckmäßig.The gas supply openings of the cladding tubes are preferably with the Furnace atmosphere in connection. Such a construction is appropriate in any case, if a special gas or gas mixture is used as the furnace atmosphere and a closed circuit is required. Regardless of the composition of the The furnace atmosphere is the closed cycle, but also for thermal reasons expedient.

Zur Entnahme der Ofenatmosphäre sind in der Decke und/eder im Boden und/oder in den Seitenwänden des Ofens Absaugstutzen vorgesehen, die über ein mit Umwälzgebläsen versehenes Kanalsystem mit den Gaszuführungsöffnungen der Hüllrohre in Verbindung stehen. Die Umwälzeinrichtung saugt somit die Ofenatmoshphäre aus dem Ofenraum ab, verdichtet sie und verteilt sie über das Kanalsystem auf die einzelnen Hüllrohre. Hier wird die Ofenatmosphäre bei der Berührung mit dem Strahlrohrmantel erwärmt und tritt dann unter Druck weder in den Ofenraum ein.To extract the furnace atmosphere are in the ceiling and / or in the floor and / or provided in the side walls of the furnace suction nozzles, which have a with Channel system provided with circulating fans with the gas supply openings of the cladding tubes stay in contact. The circulation device thus sucks out the furnace atmosphere from the furnace chamber, compacts it and distributes it to the individual via the duct system Cladding tubes. Here the furnace atmosphere is created when it comes into contact with the radiant tube jacket is heated and then does not enter the furnace chamber under pressure.

Wenn die Ofentemperaturen in der Größenordnung von unter 4000C liegen, kann das Kanalsystem zur Umwälzung der Ofenatmosphäre außerhalb des Ofens angeordnet sein. Bei höheren Ofentemperaturen ist das Kanalsystem zweckmäßig in das Mauerwerk des Ofens eingebettet, um Wärmeverluste zu vermeiden.When oven temperatures are on the order of below 4000C, the duct system for circulating the furnace atmosphere can be arranged outside the furnace be. At higher furnace temperatures, the duct system is useful in the masonry embedded in the furnace to avoid heat loss.

Die Hüllrohre werden vorzugsweise mit Hilfe von Leitblechen auf dem jeweiligen Strahlrohr gehalten. Die Leitbleche können dabei als Längs- und/oder Drallrippen ausgebildet sein. Dadurch wird erreicht, daß die Umwälzatmosphäre gleichmäßig erwärmt wird und über die gesamte nutzbare Breite des Hüllrohres gleichmäßig austreten kann.The ducts are preferably with the help of baffles on the each nozzle held. The baffles can here as Longitudinal and / or swirl ribs can be formed. This ensures that the circulating atmosphere is heated evenly and evenly over the entire usable width of the cladding tube can emerge.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Ofenabschnitt, Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Ofenabschnitt mit einer Strahlrohr- Hüllrohr-Kombination, Fig. 3 den gleichen Schnitt wie Fig. 2 mit einer anderen Ausführungsform der Strahlrohr-Hüllrohr-Kombination und Fig. 4 den gleichen Schnitt wie Fig. 2 und 3 mit einer weiteren Ausführungsform der Strahlrohr-Hüllrohr-Kombination.The invention is illustrated in the drawing, for example and described in detail below with reference to the drawing. They show: Fig. 1 shows a longitudinal section through a furnace section, FIG. 2 shows a cross section through a Furnace section with a radiant tube / cladding tube combination, FIG. 3 shows the same section as in FIG. 2 with another embodiment of the jet pipe / cladding pipe combination and FIG. 4 shows the same section as FIGS. 2 and 3 with a further embodiment the nozzle-duct combination.

In Fig. 1 der Zeichnung sind der Boden 2, die Decke 4 sowie eine Seitenwand 6 eines Abschnitts eines Wärmebehandlungsofens dargestellt. Das Glühgut 8 wird über die gesamte Breite des Ofeninnenraums auf Rollen 10 durch den Ofen gefördert.In Fig. 1 of the drawing, the bottom 2, the ceiling 4 and a side wall 6 of a section of a heat treatment furnace. The annealing material 8 is over the entire width of the furnace interior on rollers 10 through the oven promoted.

Oberhalb und unterhalb des Glühgutes 8 sind über die gesamte Ofenlänge in Abständen verteilt angeordnete Strahlheizrohre 12 vorgesehen, die zur Ofenbeheizung dienen. Die Strahlheizrohre 12 sind je mit einem Hüllrohr 14 versehen, welches das Strahlheizrohr über die gesamte Länge mit Abstand umschließt.Above and below the annealing material 8 are over the entire length of the furnace Radiant heating tubes 12 arranged distributed at intervals are provided, which are used for heating the furnace to serve. The radiant heating tubes 12 are each provided with a cladding tube 14, which the Radiant heating tube encloses at a distance over the entire length.

An bevorzugten Stellen sind die Hüllrohre mit Gasaustrittsöffnungen 16 versehen, die in Richtung der im Ofeninneren angestrebten Umwälzströmung weisen.The ducts with gas outlet openings are at preferred locations 16 provided, which point in the direction of the desired circulating flow inside the furnace.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Strahlheizrohr-Hüllrohr-Kombination ist das Strahlheizrohr 12 durch die eine Ofenseitenwand und das Hüllrohr durch die gegenüberliegende Ofenseitenwand in den Ofeninnenraum geführt. Das Y.üllrohr 14 umschließt dabei die gesamte im Ofenraum befindliche Länge des Strahlheizrohrs 14, wobei zwischen dem Außenmantel des Strahlheizrohrs 12 und der Innenfläche des Hüllrohrs 14 ein konzentrischer Ringraum 18 entsteht. Der Ringraum 18 ist an dem freien Ende des Hüllrohrs 14 mit Hilfe einer den Strahlheizrohrmantel eng umschließenden Rosette 20 verschlossen, während das in der gegenüberliegenden Ofenseitenwand sitzende Ende des Hüllrohrs 14 aus dem Ofen herausgeführt ist und über ein in der Zeichnung nicht dargestelltes, außerhalb des Ofens angeordnetes Kanalsystem mit dem Innenraum des Ofens in Verbindung steht. Das Kanalsystem ist zu diesem Zweck an eine aus einer Mehrzahl von Umwälzgebläsen bestehende Umwälzeinrichtung angeschlossen, deren Absaugstutzen vom Boden 2 und/oder von der Decke 4 und/oder von den Seitenwänden 6 des Ofens ausgehen.In the embodiment of the radiant heating tube-cladding tube combination shown in FIG. 2 is the radiant heating tube 12 through a furnace side wall and the cladding tube through the opposite furnace side wall led into the furnace interior. The Y. duct 14 encloses the entire length of the radiant heating tube 14 located in the furnace chamber, wherein between the outer jacket of the radiant heating tube 12 and the inner surface of the cladding tube 14 a concentric annular space 18 is created. The annulus 18 is at the free end of the cladding tube 14 with the aid of a rosette that tightly encloses the radiant heating tube jacket 20 closed, while the end seated in the opposite furnace side wall of the cladding tube 14 is led out of the furnace and not via one in the drawing shown, arranged outside the furnace duct system with the interior of the Furnace in connection stands. The sewer system is on for this purpose a circulation device consisting of a plurality of circulation fans is connected, their suction nozzles from the floor 2 and / or from the ceiling 4 and / or from the side walls 6 of the oven go out.

Mit Hilfe der Umwälzeinrichtung wird die Ofenatmosphäre aus dem Ofeninnenraum abgesaugt, verdichtet und über das Kanalsystem in den zwischen dem Strahlheizrohr 12 und dem Hüllrohr 14 gebildeten Ringraum 18 gedrückt. In dem Ringraum 18 wird die Ofenatmosphäre durch die intensive Berührung mit dem Außenmantel des Strahlheizrohrs aufgeheizt und tritt durch die Öffnungen 16 aufgeheizt in den Ofeninnenraum ein.With the help of the circulation device, the furnace atmosphere is removed from the furnace interior sucked off, compressed and via the duct system in between the radiant heating tube 12 and the cladding tube 14 formed annular space 18 pressed. In the annular space 18 is the furnace atmosphere due to the intensive contact with the outer jacket of the radiant heating tube heated and enters the furnace interior through the openings 16.

Die in Fig. 2 beschriebene Ausführungsform, bei der das Kanalsystem außerhalb des Ofens angeordnet ist, eignet sich insbesondere für Wärmöfen, deren Temperaturen die Größenordnung von 4000C nicht überschreiten. Bei höheren Ofentemperaturen wäre der Wärmeverlust an dem außerhalb des Ofens befindlichen Kanalsystem zu groß. Für höhere Temperaturen verwendet man daher die in Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiele, bei denen das Kanalsystem 22 bzw. 24 im Mauerwerk des Ofens untergebracht ist.The embodiment described in Fig. 2, in which the channel system Is arranged outside the furnace, is particularly suitable for heating furnaces whose Temperatures do not exceed the order of 4000C. At higher oven temperatures the heat loss from the duct system outside the furnace would be too great. The exemplary embodiments shown in FIGS. 3 and 4 are therefore used for higher temperatures. in which the channel system 22 or 24 is housed in the masonry of the furnace.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Hüllrohr 14 in gleicher Weise in der Ofenseitenwand gehaltert wie bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel. Allerdings ist das aus dem Ofen herausragende Ende des Hüllrohrs 14 mit Hilfe eines Verschlusses 26 dicht abgedeckt. Dabei steht der Innenraum des Hüllrohrs 14 mit dem innerhalb des Mauerwerks verlaufenden Kanalsystem 22 über eine im Umfang des Hüllrohrs vorgesehene Öffnung 28 in Verbindung. Der Funktionsmechanismus der Strahlheizrohr-Hüllrohr-Kombination gemäß Fig. 3 ist der gleiche wie bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel.In the exemplary embodiment shown in FIG. 3, the cladding tube is 14 held in the same way in the furnace side wall as in that shown in FIG Embodiment. However is what protrudes from the oven The end of the cladding tube 14 is tightly covered with the aid of a closure 26. It stands the interior of the cladding tube 14 with the channel system running within the masonry 22 via an opening 28 provided in the circumference of the cladding tube. The working mechanism the radiant heating tube-cladding tube combination according to FIG. 3 is the same as in that in Fig. 2 illustrated embodiment.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Hüllrohr 14 in derselben Ofenseitenwand gehaltert wie das Strahlheizrohr 12. Als Verbindung zwischen dem in der Ofenwand vorgesehenen Kanalsystem 24 und dem Innenraum des Hüllrohrs 14 ist in gleicher Weise wie bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel eine im Mantel des Hüllrohrs angeor(nete Öffnung 30 vorgesehen.In the exemplary embodiment shown in FIG. 4, the cladding tube is 14 held in the same furnace side wall as the radiant heating tube 12. As a connection between the channel system 24 provided in the furnace wall and the interior of the cladding tube 14 is in the same way as in the embodiment shown in FIG an opening 30 arranged in the jacket of the cladding tube is provided.

In allen drei Ausführungsbeispielen wird das in das Hüllrohr eintretende Gas mit Hilfe von in der Zeichnung nicht dargestellten Leitblechen, die gleichzeitig zur Halterung des Hüllrohrs 14 auf dem Strahlheizrohr 12 dienen, gleichmäßig über die gesamte nutzbare Länge des Strahlheizrohrs verteilt, so daß das Gas in optimaler Verteilung und gleichmäßig erwärmt in den Ofeninnenraum eintreten kann.In all three exemplary embodiments, that which enters the cladding tube is Gas with the help of baffles, not shown in the drawing, which simultaneously serve to hold the cladding tube 14 on the radiant heating tube 12, evenly over the entire usable length of the radiant heating tube distributed so that the gas in optimal Distribution and evenly heated can enter the furnace interior.

Claims

1. Radiant tube heated heating or annealing furnace, especially for treatment temperatures below 7000C, there is no indication that the radiant heating tubes (12) are each provided with a jacket tube (14), which the radiant heating tube (12) with Distance encloses that the cladding tube (14) has a feed opening at at least one point for introducing the furnace atmosphere corresponding gas and that the cladding tube (14) is provided with gas outlet openings (16) opening into the interior of the furnace.

2. Furnace according to claim 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, that one end of the cladding tube (14) is closed, while the other end as a gas supply opening is trained.

3. Oven according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n nz z e i c h n e t that the gas outlet openings (16) of the cladding tubes (14) as nozzles and / or Bores and / or slots are formed.

4. Oven according to claim 3, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, that the gas outlet openings (16) distributed over the entire length of the cladding tube are arranged.

5. Oven according to claim 3 or 4, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t that the gas outlet openings (16) point in the desired gas circulation direction.

6. Oven according to claim 3 or 4, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t that the gas outlet openings (16) are directed towards the annealing material (8).

7. Oven according to one of claims 1 to 6, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t that the gas supply openings of the cladding tubes (14) with the furnace atmosphere stay in contact.

8. Oven according to claim 7, d a d u r c h g e k e n nz e i c h ne t, that in the floor (2) and / or in the ceiling (4) and / or in the side walls (6) of the Oven suction nozzles are provided, which are provided with a circulation fan Channel system are in communication with the gas supply openings of the cladding tubes (14).

9. Oven according to claim 8, in particular for treatment temperatures below 4000C, there is no indication that the sewer system is arranged outside the furnace.

10. Oven according to claim 8, in particular for treatment temperatures above 4000C, there is no indication that the sewer system (22; 24) is embedded in the masonry of the furnace.

11. Oven according to one of the preceding claims, d a -du r c h g It is not shown that the cladding tubes (14) are opened with the help of baffles the respective radiant heating tube (12) are supported.

12. ' Oven according to claim 12, d u r c h g e n nz e i c hin e t that the baffles are designed as longitudinal and / or swirl ribs.