具有定位在保護(hù)罩內(nèi)部的熱量輸出裝置的、特別是由位于爐室外部的能量來源饋給能量 ...的制作方法
【專利摘要】一種用于對(duì)退火物料(102)進(jìn)行熱處理的爐(100)，其中，爐(100)具有：可被封閉的第一爐室(104)，所述第一爐室(104)被構(gòu)造用于容納退火物料(102)以及用于借助退火物料(102)與第一爐室(104)中的可被加熱或可被冷卻的第一退火爐氣(112)的熱學(xué)相互作用來對(duì)退火物料(102)進(jìn)行熱處理；以及可取下的第一保護(hù)罩(120)，借助第一保護(hù)罩(120)可以封閉第一爐室(104)。此外，至少部分地位于借助第一保護(hù)罩(120)封閉的第一爐室(104)的內(nèi)部的第一熱交換裝置(108)被設(shè)置用于與第一保護(hù)罩(120)內(nèi)部的第一退火爐氣(112)交換熱量。熱交換裝置(108)相對(duì)于用以驅(qū)動(dòng)退火爐氣的第一退火爐氣鼓風(fēng)機(jī)(130)以如下方式布置：在爐(100)的每個(gè)運(yùn)行狀態(tài)中，由第一退火爐氣鼓風(fēng)機(jī)(130)驅(qū)動(dòng)的退火爐氣均給熱交換裝置(108)饋流。
【專利說明】具有定位在保護(hù)罩內(nèi)部的熱量輸出裝置的、特別是由位于爐室外部的能量來源饋給能量的、用以向退火爐氣輸出熱量的罩式爐

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于對(duì)退火物料進(jìn)行熱處理的爐，以及涉及一種用于對(duì)退火物料在爐中進(jìn)行熱處理的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]AT 508776公開了一種用于對(duì)退火物料在罩式退火設(shè)備中進(jìn)行預(yù)加溫方法,該罩式退火設(shè)備具有將退火物料容納在傳送流體氣氛中的保護(hù)罩下方的退火爐底。有待在保護(hù)罩中經(jīng)受熱處理的退火物料借助氣態(tài)的載熱體得以預(yù)加溫，氣態(tài)的載熱體在回路中從外部環(huán)繞沖吹保護(hù)罩并且將熱量從在一個(gè)保護(hù)罩中已完成熱處理的退火物料上吸收過來并且輸出給在另一保護(hù)罩中有待熱處理的退火物料。為了對(duì)退火物料進(jìn)行熱處理，使用至少另一具有能從外部通過燃燒器得到加熱的保護(hù)罩的退火爐底。來自保護(hù)罩的加熱件的熱的排出氣被與用于預(yù)加溫退火物料的已加溫的載熱體相摻混。
[0003]AT 507423公開了一種用于對(duì)退火物料在罩式退火設(shè)備中進(jìn)行預(yù)加溫的方法，該罩式退火設(shè)備具有兩個(gè)將退火物料容納在保護(hù)罩下方的退火爐底。在保護(hù)罩中有待經(jīng)受熱處理的退火物料借助氣態(tài)的載熱體得以預(yù)加溫，氣態(tài)的載熱體在兩個(gè)保護(hù)罩之間在回路中引導(dǎo)，并且將熱量從在保護(hù)罩中已完成熱處理的退火物料上吸收過來并且輸出給在另外的保護(hù)罩中有待加溫的退火物料。在回路中引導(dǎo)的載熱體流從外部環(huán)繞沖吹兩個(gè)保護(hù)罩，而在保護(hù)罩內(nèi)部，傳送流體被翻動(dòng)(umwiilzeri)。
[0004]AT 411904公開了一種特別是用于鋼帶卷或線材卷的罩式退火爐，其具有容納退火物料的退火爐底以及氣密性地裝設(shè)的保護(hù)罩。此外，設(shè)置有支承在退火爐底中的徑向送風(fēng)機(jī)，徑向送風(fēng)機(jī)具有葉輪和圍繞葉輪的、用以使保護(hù)罩中的傳送流體發(fā)生翻動(dòng)的導(dǎo)向裝置。用于使傳送流體冷卻的熱交換器在輸入側(cè)通過流體管道連接至徑向送風(fēng)機(jī)的推壓側(cè)并且在輸出側(cè)通入導(dǎo)向裝置與保護(hù)罩之間的環(huán)形縫隙中。可沿軸向推移到徑向送風(fēng)機(jī)的推壓側(cè)流體路徑中的轉(zhuǎn)向裝置用于選擇性地將引導(dǎo)至熱交換器(以水冷卻的環(huán)形集束管)的流體管道連接至徑向送風(fēng)機(jī)。保護(hù)罩通過環(huán)形法蘭氣密性地得到支承，即壓緊在該爐底法蘭上。熱交換器(冷卻器)處在環(huán)形法蘭下方。流體管道由自導(dǎo)向裝置的外周邊出發(fā)的、相對(duì)于環(huán)形縫隙同中心的環(huán)形通道構(gòu)成。轉(zhuǎn)向裝置構(gòu)造為在外部圍繞導(dǎo)向裝置的環(huán)形轉(zhuǎn)向推移件(Umlenkschieber)。
[0005]傳統(tǒng)的爐通常很笨重并且具有相對(duì)高的能耗。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于，提供一種能緊湊制成的爐，特別是罩式爐。
[0007]該目的通過具有根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求特征的主題來實(shí)現(xiàn)。其他實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中示出。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，完成一種用于對(duì)退火物料熱處理的爐(特別是罩式爐)。該爐具有可封閉的退火室，該退火室被構(gòu)造用于容納退火物料和借助退火物料與可加熱的退火爐氣在退火室中的熱學(xué)相互作用來對(duì)退火物料進(jìn)行熱處理。該爐還具有可取下的保護(hù)罩，能夠借助該保護(hù)罩來封閉退火室。至少部分地位于借助第一保護(hù)罩封閉的退火室的內(nèi)部的(以退火爐氣鼓風(fēng)機(jī)的流通狀態(tài)，進(jìn)一步特別是以其完全流通狀態(tài)位置固定地定位的)熱交換裝置被構(gòu)造用于與保護(hù)罩內(nèi)部的退火爐氣進(jìn)行熱量交換。熱交換裝置相對(duì)于用以驅(qū)動(dòng)退火爐氣的第一退火爐氣鼓風(fēng)機(jī)以如下方式布置:在爐的每個(gè)運(yùn)行狀態(tài)中，由第一退火爐氣鼓風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的退火爐氣均特別是以完全的程度對(duì)熱交換裝置饋流。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一示范性實(shí)施例，提供一種用于對(duì)退火物料在爐中進(jìn)行熱處理的方法。在該方法中，將退火物料容納在可封閉的退火室中。退火室被以可取下的保護(hù)罩封閉。退火物料在封閉的爐室中借助退火物料與爐室中的退火爐氣相互作用而得到熱處理。退火爐氣借助于與至少部分地處于借助第一保護(hù)罩封閉的爐室的內(nèi)部的熱量輸出裝置發(fā)生熱量交換而在保護(hù)罩內(nèi)部得到加溫。熱交換裝置相對(duì)于用于驅(qū)動(dòng)退火爐氣的第一退火爐氣鼓風(fēng)機(jī)以如下方式布置:在爐的每個(gè)運(yùn)行狀態(tài)中，由第一退火爐氣鼓風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的退火爐氣均給熱交換裝置饋流。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的示范性示例，可以提供如下的爐，該爐具有以保護(hù)罩封閉的退火室，在退火室的內(nèi)部布置有可被加熱而且可被冷卻的退火爐氣。退火爐氣又可以對(duì)處在借助保護(hù)罩密閉地密封的退火室的內(nèi)部的退火物料、例如帶件卷或線材卷等(其例如由鋼、黃銅、銅或鋁及其合金制成)加熱。根據(jù)本發(fā)明，在這里在該爐中唯一的保護(hù)罩就足夠了，這是因?yàn)闊峤粨Q裝置(特別是熱量輸出裝置，也就是用于輸出用來給退火爐氣加溫的全部熱量的技術(shù)裝置，或者可替選地為熱能吸收裝置，也就是處于冷卻目的而用于吸收退火爐氣熱量的技術(shù)裝置)被定位在保護(hù)罩的內(nèi)部。這實(shí)現(xiàn)了該爐緊湊的結(jié)構(gòu)形式，這是因?yàn)槠渌旨?例如加熱罩或冷卻罩)由于設(shè)置有熱交換裝置而可以變得多余。此外，在設(shè)置有僅一個(gè)保護(hù)罩的情況下，按照傳統(tǒng)方式所需的用于操縱附加的加熱罩或冷卻罩的起重器作業(yè)根據(jù)本發(fā)明大大簡(jiǎn)化，這是因?yàn)閮H須對(duì)唯一的保護(hù)殼套及退火物料加以操縱。此外，由此實(shí)現(xiàn)了從熱交換裝置(特別是熱交換器，進(jìn)一步說特別是集束管熱交換器)到退火爐氣的直接熱量輸出或者從退火爐氣到熱交換裝置的直接熱量輸出，而不需要穿過保護(hù)罩從保護(hù)罩外部出來的間接的熱量輸入管路。由此，熱交換裝置可以用于熱量輸出或用于熱量吸收。此外，根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于甚至可以至少部分熱絕緣地構(gòu)造的保護(hù)罩來講，存在較高的構(gòu)造自由度，以便避免對(duì)外的熱量損耗。
[0011]本發(fā)明的實(shí)施例的顯著優(yōu)點(diǎn)見于:在每個(gè)運(yùn)行狀態(tài)(特別是借助加熱裝置用以加熱、借助冷卻裝置用以冷卻以及用以在退火爐氣與熱交換裝置之間進(jìn)行熱交換)中，由鼓風(fēng)機(jī)輸送的退火爐氣直接指向熱量輸出裝置。以鼓風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的退火爐氣進(jìn)行的這種直接或間接的饋流可以特別是以完全流通的狀態(tài)進(jìn)行，也就是說繞著鼓風(fēng)機(jī)沿著(例如假想的圓)的周邊在整個(gè)周邊上進(jìn)行。由此，可以在退火爐氣與熱交換裝置之間實(shí)現(xiàn)非常有效率的熱量關(guān)聯(lián)。熱交換裝置特別是可以位置固定地裝配或者特別是不可運(yùn)動(dòng)地設(shè)置在爐上，由此確保的是:由鼓風(fēng)機(jī)輸送的退火爐氣通過葉片等指向例如呈圓形布置的集束管熱交換器或其他熱交換裝置。
[0012]另外，介紹了爐的附加的示范性實(shí)施例。該實(shí)施例同樣適用于所述方法。
[0013]為了確保在爐的每個(gè)運(yùn)行狀態(tài)中，由第一退火爐氣鼓風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的退火爐氣均給熱交換裝置饋流，則熱交換裝置應(yīng)當(dāng)位置固定地而且不可推移地布置在爐的相應(yīng)部位上或者持久地固定在爐的相應(yīng)部位上。可以視為爐的可行的運(yùn)行狀態(tài)的有:用以借助加熱單元進(jìn)行加熱的加熱運(yùn)行狀態(tài)以及用以借助冷卻單元進(jìn)行冷卻的冷卻運(yùn)行狀態(tài)以及(為了預(yù)加熱或預(yù)冷卻)在應(yīng)用傳送流體流路的情況下用以在不同爐室之間進(jìn)行熱交換的熱交換運(yùn)行狀態(tài)。
[0014]位于保護(hù)罩內(nèi)部的熱交換裝置可以根據(jù)一實(shí)施例被選擇性地驅(qū)動(dòng)，用以輸送熱量或冷量(或者說進(jìn)行加溫或冷卻)，并且由此可以作為冷量輸出裝置(也就是用于吸收熱量)運(yùn)行。于是，熱交換裝置也可以構(gòu)造為熱量和冷量輸出裝置(或者說用于熱量輸出和吸收)。
[0015]根據(jù)一實(shí)施例，保護(hù)罩可以是爐室的最靠外的特別是唯一的罩件。根據(jù)該構(gòu)造方案，唯一的保護(hù)罩(對(duì)于多個(gè)相關(guān)聯(lián)的爐室或爐底的情況則為每個(gè)爐底一個(gè)保護(hù)罩)可以是足夠的，這實(shí)現(xiàn)了緊湊的結(jié)構(gòu)形式。
[0016]根據(jù)一實(shí)施例，爐可以具有加熱單元，該加熱單元至少部分地(優(yōu)選完全)布置在爐室的外部，并且被配置用于給熱交換裝置供給熱量。由此，加熱單元可以理解為實(shí)際由其他能量形式(電流、燃?xì)狻⒂?、生物質(zhì)顆粒燃料(Pellet))生成熱量的單元。由此，可以設(shè)置有位于保護(hù)罩外部的熱量來源，該熱量來源將到達(dá)熱交換裝置的熱量從保護(hù)罩外部提供到保護(hù)罩內(nèi)部中去。這實(shí)現(xiàn)了對(duì)退火爐氣簡(jiǎn)單可控的加熱。布置在爐室外部的、也就是布置在受加熱區(qū)域之外的加熱單元將熱能通過傳送流體流路導(dǎo)引給熱交換裝置，特別是熱交換器。
[0017]加熱單元可以例如是電加熱單元、燃?xì)饧訜釂卧?、油加熱單元或生物質(zhì)顆粒燃料加熱單元。加熱例如也可以憑借電能來進(jìn)行。同樣可行的是，通過在退火腔室外部的熱交換器將電能傳遞給熱壓力爐氣并且將蘊(yùn)含于其中的熱能輸送給熱交換裝置。相對(duì)于利用電能來加熱的方案，可替選地或作為補(bǔ)充地，可以利用燃?xì)鈦砑訜?。這可以通過位于退火腔室外部的熱交換器例如在使用天然氣的情況下來進(jìn)行，從而又可以將熱壓力爐氣傳送給熱交換裝置。這樣的爐能夠?qū)Νh(huán)境有利地運(yùn)行，例如因?yàn)閷?duì)于電加熱單元而言不產(chǎn)生二氧化碳和氮的氧化物。在進(jìn)行燃?xì)饧訜釙r(shí)，很少的甲烷耗用量就可行，其中，可能生成少量CO2和N0X。油加熱單元可以燃燒油，以便產(chǎn)生熱能。生物質(zhì)顆粒燃料加熱單元可以燃燒木質(zhì)生物質(zhì)顆粒，以便產(chǎn)生熱能。自然地，根據(jù)本發(fā)明還可以使用其他類型的熱能產(chǎn)生單元。
[0018]根據(jù)一實(shí)施例，電加熱能量還可以通過換能器直接輸入到熱交換裝置(例如布置在爐內(nèi)部的集束管熱交換器)上。為此，該爐可以具有電聯(lián)接元件，電聯(lián)接元件將加熱單元與熱交換裝置連接并且由此與熱交換裝置電聯(lián)接。聯(lián)接元件優(yōu)選穿過爐室的爐基座(或者說爐底座)引入到爐室中。例如可以將傳送流體流路的低歐姆電阻的管壁部用作這樣的聯(lián)接元件，熱交換裝置(特別是集束管)連接到該低歐姆電阻的管壁部上。當(dāng)管壁部通過電加熱單元被加載電流(優(yōu)選為低壓下的高電流)時(shí)，電流基本上無減弱地或者至少減弱程度很低地傳遞到高歐姆電阻的熱交換裝置(特別是集束管熱交換器的管壁部)上，從而在熱交換裝置上出現(xiàn)歐姆損耗，熱交換裝置憑借該歐姆損耗在爐室中被加熱。聯(lián)接元件穿過底部或爐室的爐基座的引入方案實(shí)現(xiàn)了:保護(hù)罩簡(jiǎn)單而又無中斷地構(gòu)造，這是因?yàn)檩斎牍苈反┻^保護(hù)罩到達(dá)熱交換裝置的引入變得多余。
[0019]根據(jù)一實(shí)施例，熱交換裝置可以是(特別是完整地)布置在爐室中的熱交換器，該熱交換器可以不可運(yùn)動(dòng)地(或不可推移地)而且位置固定地在爐室中裝配在預(yù)設(shè)的部位上。由此，由在爐室中布置在中心部位上的退火鼓風(fēng)機(jī)翻動(dòng)的退火爐氣例如可以借助導(dǎo)向裝置直接指向裝配在固定部位上的熱交換器。該熱交換器可被構(gòu)造用于在保護(hù)罩的內(nèi)部提供從傳送流體流路輸送進(jìn)入爐室內(nèi)部的、特別是包含在傳送流體中的熱量(或冷量)并且由此在保護(hù)罩內(nèi)部使得與熱交換器在熱學(xué)上關(guān)聯(lián)的退火爐氣得到加熱(或冷卻)。在此，熱交換器可以被構(gòu)造用于禁止退火爐氣與傳送流體發(fā)生直接接觸，但用于實(shí)現(xiàn)兩種流體之間的熱學(xué)相互作用。由此，可以使傳送流體和退火爐氣單獨(dú)針對(duì)其各自功能得以優(yōu)化。
[0020]根據(jù)一實(shí)施例，熱交換器可以被構(gòu)造用于退火爐氣與傳送流體之間的熱能交換，該傳送流體可被輸送穿過熱交換器。傳送流體可以在閉合的傳送流體流路中在與退火爐氣不發(fā)生接觸(也就是傳送流體和退火爐氣不混合，但在傳送流體和退火爐氣之間存在熱學(xué)關(guān)聯(lián))的情況下引導(dǎo)。
[0021]根據(jù)一實(shí)施例，該爐還可以具有至少另一可封閉的爐室，該爐室被構(gòu)造用于容納退火物料以及用于借助退火物料與其他爐室中的可被加熱的其他退火爐氣的熱學(xué)相互作用來對(duì)退火物料進(jìn)行熱處理。此外，可以設(shè)置有其他可取下的保護(hù)罩，借助其他保護(hù)罩可以封閉其他爐室。至少部分地、優(yōu)選完全處在借助其他保護(hù)罩封閉的其他爐室的內(nèi)部的其他熱交換裝置可被構(gòu)造用于對(duì)其他保護(hù)罩內(nèi)部的其他退火爐氣進(jìn)行熱量輸出或吸收。必要時(shí)設(shè)置的、用以給處于上面介紹的第一爐室中的熱交換裝置供給熱量的加熱單元或冷卻單元也可以被配置用于給其他熱交換裝置供給熱量。由此，可以將一個(gè)加熱單元或冷卻單元共同用于罩式爐的多個(gè)爐室或爐底。依照這種方式，可以運(yùn)行具有多個(gè)爐室或爐底的爐。加熱單元或冷卻單元可以要么被構(gòu)造用于給其中一個(gè)爐室供能，要么被構(gòu)造用于給另外那個(gè)爐室供能，要么用于給兩個(gè)爐室供能。同樣可行的是:為爐室構(gòu)造單獨(dú)的加熱單元或冷卻單
J Li ο
[0022]根據(jù)一實(shí)施例，其他熱交換裝置可以是布置在其他爐室中的其他熱交換器(特別是集束管熱交換器)，該熱交換器被構(gòu)造用于在其他退火爐氣與傳送流體之間的熱交換。爐室中的熱交換器也可以例如借助在熱交換器之間循環(huán)流動(dòng)的傳送流體彼此在熱學(xué)上關(guān)聯(lián)。
[0023]特別地，爐可以具有閉合的傳送流體流路，該傳送流體流路以如下方式與所述熱交換器以及與所述其他熱交換器作用連接:借助傳送流體能夠在所述退火爐氣與所述其他退火爐氣傳遞熱能。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式，兩個(gè)爐室的兩個(gè)作為熱交換裝置的熱交換器可以彼此借助傳送流體在熱學(xué)上聯(lián)通。傳送流體流路自身可以是閉合的，也就是說僅允許與相應(yīng)爐室中的相應(yīng)退火爐氣發(fā)生熱學(xué)上的而非直接的流體連接。依照這種方式，可以在具有多個(gè)爐室或爐底的爐中例如將恰好處在冷卻階段的爐室的熱能用于對(duì)恰好處在加熱階段的另一爐室預(yù)加熱。為此，可以提供單獨(dú)的而且封閉的傳送流體流路，該傳送流體流路與布置在爐室內(nèi)部的熱交換器(該熱交換器由此分別在整個(gè)周邊上被相應(yīng)的退火爐氣環(huán)繞沖吹)發(fā)生流體連接。這實(shí)現(xiàn)了對(duì)所耗用能量的高效利用。在此，爐底的退火爐氣(例如100%為氫氣)與起熱交換作用的配對(duì)爐底的退火爐氣(例如也100%為氫氣)不發(fā)生接觸。由此，可靠地避免了:由于(通過蒸發(fā)的翻動(dòng)油(Walz0l )或助拔劑(Ziehmittel)發(fā)生的)積碳所引起的不希望的質(zhì)量損失以及在熱交換器開始加溫時(shí)不希望地輸送氧氣(O2)和水(H2O)的痕量。另外，根據(jù)本發(fā)明的爐的安全性非常高，因?yàn)楸M管設(shè)置有熱交換器，在不同爐室的退火爐氣之間以及在一方面的退火爐氣與另一方面的傳送流體(例如100%為氫氣或100%為氦氣)之間的相互作用仍被禁止。
[0024]通過傳送流體流路雖然在流體上但非在熱學(xué)上與兩個(gè)爐室中的退火爐氣脫開關(guān)聯(lián)的方式，還實(shí)現(xiàn)了:所用的傳送流體專門為了有效熱量傳遞的需要來設(shè)計(jì)，特別是應(yīng)用具有高導(dǎo)熱能力的傳送流體。此外，在以這種方式將退火爐氣與傳送流體在流體上脫開關(guān)聯(lián)的情況下，可行的是:傳送流體流路被構(gòu)造為高壓流路，從而在處于高壓下的傳送流體中，傳熱率能夠顯著攀升并且同時(shí)能夠傳送特別高量的熱量，而在各爐室中相對(duì)低壓力的爐氣狀況并未由此受到不希望的破壞。
[0025]根據(jù)一實(shí)施例，加熱單元能夠以如下方式配置用于直接加熱傳送流體或第一熱交換器或第二熱交換器:借助將加熱熱量向所述退火爐氣的熱傳遞，可以加熱所述爐室，或者借助將加熱熱量向所述其他退火爐氣的熱傳遞，可以加熱所述其他爐室。由此，可以在退火周期完全結(jié)束后，也就是當(dāng)一個(gè)爐室中退火物料的裝料已經(jīng)處理完成時(shí)，將爐室中的熱量用于加熱相應(yīng)其他的恰好處于開始加熱階段的爐。由此，同時(shí)使得要耗掉能量的爐室得到冷卻。在稍遲的時(shí)間點(diǎn)上，熱能流能夠以逆反的方向進(jìn)行。
[0026]根據(jù)一實(shí)施例，其他爐室能夠以可取下的其他保護(hù)罩來封閉。兩個(gè)爐室可以在結(jié)構(gòu)上以相同的方式構(gòu)造。
[0027]根據(jù)一實(shí)施例，其他的保護(hù)罩可以是其他爐室的最靠外的特別是唯一的罩件。由此，也可以在其他爐室的側(cè)部上實(shí)現(xiàn)節(jié)約占位的構(gòu)型，其中，用于加熱其他爐室的熱能可以在其他保護(hù)罩下方得以輸送。
[0028]根據(jù)一實(shí)施例，所述保護(hù)罩和/或所述其他保護(hù)罩可以分別具有耐熱的特別是由金屬制成的內(nèi)殼體以及由熱絕緣材料制成的隔絕殼套。因?yàn)楦鶕?jù)該實(shí)施例的能量輸送不再通過保護(hù)罩進(jìn)行(例如處在加熱罩上的燃燒器從外部進(jìn)行能量輸送)，所以保護(hù)罩的壁溫較低，對(duì)耐熱材料的要求變低并且壁上的熱量損耗降低。根據(jù)該構(gòu)造方案，保護(hù)罩可以明顯不同于傳統(tǒng)的利用加熱罩運(yùn)行的保護(hù)罩地構(gòu)造。傳統(tǒng)的保護(hù)罩應(yīng)當(dāng)由高耐熱材料構(gòu)成，以便在相應(yīng)保護(hù)罩下方的退火爐氣與處在加熱罩同保護(hù)罩間的燃燒煙氣(Rauchgas)之間實(shí)現(xiàn)熱學(xué)平衡，而在所介紹的實(shí)施例中考量到如下的事實(shí):不再需要并且也不再希望透過保護(hù)罩進(jìn)行熱學(xué)相互作用。出于這個(gè)原因，保護(hù)罩可以是熱絕緣的，以便抑制對(duì)外的熱量損耗。
[0029]相對(duì)照地，所述保護(hù)罩和/或所述其他保護(hù)罩在該爐作為箱式爐的構(gòu)造方案中，具有特別是由金屬制成的不耐熱的外殼體以及具有由熱絕緣的金屬制成的內(nèi)部隔絕殼套。
[0030]根據(jù)一實(shí)施例，所述熱交換器和/或所述其他熱交換器可以分別構(gòu)造為由彎曲成束的管構(gòu)成的集束管熱交換器，其中，管內(nèi)部是傳送流體流路的部分并且能夠被傳送流體通流，并且管外部與相應(yīng)的退火爐氣直接發(fā)生連接。特別地，集束管熱交換器可以由彼此平行走向地布置的管構(gòu)成。集束管熱交換器在此可以理解為通過成束的管形成的、例如呈圓形盤繞的熱交換器。管內(nèi)部可以是傳送流體流路的部分并且能夠被傳送流體通流。管外部可以與相應(yīng)的退火爐氣直接發(fā)生連接。管壁部可以氣密性地而且耐熱地構(gòu)造。該構(gòu)造能夠以如下方式構(gòu)型:傳送流體受壓通過管的內(nèi)部，并且通過管壁部與相應(yīng)的退火爐氣分隔。通過成束的管可以提供高效率的熱交換面，從而傳送爐氣和相應(yīng)的退火爐氣可以使很大量的熱能得到交換。此外，本發(fā)明的實(shí)施例可以用在全自動(dòng)運(yùn)行方案中。
[0031]根據(jù)本發(fā)明，可以將作為熱交換器的集束管用在各個(gè)爐室中，集束管可被置于完全通流的狀態(tài)。于是，這用于在退火物料的有待冷卻的裝料與退火物料的有待加熱的裝料之間進(jìn)行熱量交換。此外，可以利用集束管熱交換器繼續(xù)加熱至退火溫度。繼續(xù)冷卻至終溫度(例如為退火物料的取出溫度)的過程也可以借助同一集束管熱交換器來執(zhí)行。
[0032]根據(jù)一實(shí)施例，爐室可以具有一退火爐氣鼓風(fēng)機(jī)和/或另外的爐室可以具有另一退火爐氣鼓風(fēng)機(jī)。相應(yīng)的退火爐氣鼓風(fēng)機(jī)可以被配置用于將相應(yīng)的退火爐氣指向相應(yīng)的熱交換裝置以及指向相應(yīng)的退火物料。相應(yīng)的退火爐氣鼓風(fēng)機(jī)可以布置在相應(yīng)的爐底或爐室的下部區(qū)域中，并且可以翻動(dòng)退火爐氣，以便使退火爐氣與相應(yīng)爐室中的退火物料發(fā)生良好的熱學(xué)相互作用。相應(yīng)的退火鼓風(fēng)機(jī)可以為此目的借助導(dǎo)向裝置將退火爐氣轉(zhuǎn)向至一定的方向。
[0033]根據(jù)一實(shí)施例，傳送流體可以是導(dǎo)熱性能良好的傳送爐氣，特別是氫氣或氦氣。通常地，傳送流體可以是液體或氣體。在應(yīng)用氫氣或氦氣時(shí)，可以應(yīng)用到其良好的導(dǎo)熱性能。此外，該爐氣即便在高壓下仍能很好地使用。
[0034]根據(jù)一實(shí)施例，傳送流體流路中的傳送流體可以置于約2bar至約20bar或更高的壓力下，特別是置于約5bar至約1bar的壓力下。由此，傳送流體相對(duì)于大氣壓產(chǎn)生明顯過壓，該過壓可以高出爐中退火爐氣可經(jīng)受的僅為輕微的過壓。通過在換熱器中使用高壓，熱量交換可以特別有效地實(shí)施，而不需要在第一爐室和第二爐室中的耐高壓性能。
[0035]根據(jù)一實(shí)施例，傳送流體流路中的傳送流體可以被送至處于約400°C與約1100°C之間的范圍內(nèi)的溫度，特別是處于約600°C與約900°C之間的范圍內(nèi)的溫度。例如，傳送流體流路中的傳送流體可以被送至處于約700°C與約800°C之間的范圍內(nèi)的溫度。由此，可以借助傳送流體在爐室中產(chǎn)生對(duì)于處理退火物料所需的溫度，退火物料諸如為由鋼、鋁、銅和/或其合金制成的帶材或線材或型材。
[0036]根據(jù)一實(shí)施例，爐可以具有控制單元，該控制單元被配置用于以如下方式控制傳送流體流路:借助傳送流體與選擇性地為所述爐室和所述其他爐室中一個(gè)的所述退火爐氣及所述其他退火爐氣之間的熱交換而能夠以預(yù)加溫模式、加熱模式、預(yù)冷卻模式或終冷卻模式運(yùn)行。這樣的控制單元例如可以是微型處理器，該微型處理器協(xié)調(diào)不同爐室之間的運(yùn)行方式。在此，控制單元例如可以控制加熱單元、冷卻單元、鼓風(fēng)機(jī)及流體系統(tǒng)的閥，以便自動(dòng)執(zhí)行運(yùn)行流程。預(yù)加溫模式可以理解為爐室如下的運(yùn)行模式:在該運(yùn)行模式中，退火爐氣被送至提高的中間溫度，方式為:向該退火爐氣輸送其他退火爐氣的熱能。退火爐氣可以經(jīng)受一個(gè)或多個(gè)依次的預(yù)加溫階段。在接下來的加溫模式中，針對(duì)已經(jīng)按照上述方式單步或分多步地預(yù)加溫的退火爐氣，可以接通位于爐室外部的加熱單元(燃?xì)饧訜釂卧?、電加熱單元?或熱交換集束件的直接電加熱器，以便將退火爐氣送至很高的終溫度。在加熱模式結(jié)束之后并且在冷卻模式開始之前，可以使退火爐氣經(jīng)歷預(yù)冷卻過程(相當(dāng)于上面的預(yù)加熱的反過程)，其中，退火爐氣被送至降低的中間溫度，方式為:退火爐氣將熱能輸送給其他退火爐氣。在接下來的終冷卻模式中,接通位于爐室外部的冷卻單元(例如水冷卻件)，以便使退火爐氣冷卻至較低的溫度。
[0037]根據(jù)一實(shí)施例，傳送流體流路可以具有傳送流體鼓風(fēng)機(jī)，用以將傳送流體輸送通過傳送流體流路。傳送流體鼓風(fēng)機(jī)由此可以將傳送流體沿預(yù)設(shè)的流路輸送，預(yù)設(shè)的流路可以通過相應(yīng)的閥狀態(tài)來預(yù)設(shè)。
[0038]根據(jù)一實(shí)施例，傳送流體流路可以具有可接通的冷卻器，用以使傳送流體流路中的傳送流體冷卻。這樣的可接通的冷卻器(例如基于水冷卻的原理)允許:對(duì)傳送流體施以冷卻能量，該冷卻能量可以通過相應(yīng)的熱交換器而能夠輸入各爐室中。
[0039]根據(jù)一實(shí)施例，傳送流體流路可以具有多個(gè)閥。所述閥例如可以是氣動(dòng)閥或磁體閥，所述閥可以借助電信號(hào)來切換。當(dāng)所述閥以適當(dāng)方式布置在流體流路中時(shí)，可以調(diào)整出不同的運(yùn)行模式。所述閥可以(例如在控制單元的監(jiān)控下)以如下方式得到切換:該爐能夠選擇性地以下列運(yùn)行模式之一運(yùn)行:
[0040]a)第一運(yùn)行模式，其中，傳送流體鼓風(fēng)機(jī)將傳送流體與第二退火爐氣在熱學(xué)上關(guān)聯(lián)，從而傳送流體將熱量從第二退火爐氣取走并且輸送給第一退火爐氣，以便預(yù)加熱第一爐室并且預(yù)冷卻第二爐室；
[0041]b)接下來的第二運(yùn)行模式，其中，加熱單元繼續(xù)加熱第一爐室，以及其中，在與之分開的流路中，傳送流體鼓風(fēng)機(jī)將傳送流體輸送給已接通的冷卻器用以冷卻，以及將經(jīng)冷卻的傳送流體與第二退火爐氣在熱學(xué)上關(guān)聯(lián)，以便使第二爐室繼續(xù)冷卻；
[0042]c)接下來的第三運(yùn)行模式，其中，傳送流體鼓風(fēng)機(jī)將傳送流體與第一退火爐氣在熱學(xué)上關(guān)聯(lián)，從而傳送流體將熱量從第一退火爐氣取走并且輸送給第二退火爐氣，以便預(yù)加熱第二爐室并且使第一爐室預(yù)冷卻；
[0043]d)接下來的第四運(yùn)行模式，其中，加熱單元繼續(xù)加熱第二爐室，并且在與之分開的流路中，傳送流體鼓風(fēng)機(jī)將傳送流體輸送給已接通的冷卻器用以冷卻，以及將經(jīng)冷卻的傳送流體與第一退火爐氣在熱學(xué)上關(guān)聯(lián)，以便使第一爐室繼續(xù)冷卻。
[0044]這四個(gè)運(yùn)行模式可以按順序重復(fù)，從而可以歷經(jīng)循環(huán)的過程。
[0045]根據(jù)一實(shí)施例，該爐可以具有用于使傳送流體流路受壓穩(wěn)定化的機(jī)構(gòu)，特別是具有壓力容器，該壓力容器壓密性地圍繞著傳送流體流路的至少一部分。整個(gè)傳送流體流路(其可以在例如1bar的高壓下運(yùn)行)例如可以實(shí)施有耐壓的管、閥和傳送流體鼓風(fēng)機(jī)，或者被裝設(shè)在壓力容器或另外的壓力保護(hù)裝置中。但同樣可行的是，特別是承載壓力負(fù)荷的部件(特別是傳送流體鼓風(fēng)機(jī))被以壓力容器包套。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0046]下面，參照下列附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明的示范性實(shí)施例。
[0047]圖1示出依照本發(fā)明的示范性實(shí)施例的、用于對(duì)退火物料進(jìn)行熱處理的、具有多個(gè)爐底的罩式爐，其中，退火爐氣可以借助熱交換器得到加溫或冷卻。熱交換器的加熱一開始通過來自(起冷卻作用的爐底的)另一熱交換器的傳送爐氣進(jìn)行并且接下來利用電供能單元來進(jìn)行。熱交換器的冷卻一開始通過來自(起加熱作用的爐底的)另一熱交換器的傳送爐氣進(jìn)行并且接下來通過可接通的冷卻裝置來進(jìn)行。
[0048]圖2至圖5是在用于使依照?qǐng)D1的罩式爐運(yùn)行的循環(huán)過程期間不同運(yùn)行狀態(tài)的示意圖示。
[0049]圖6是依照?qǐng)D1的罩式爐的根據(jù)本發(fā)明的退火爐底的細(xì)節(jié)視圖。
[0050]圖7示出依照本發(fā)明的另一示范性實(shí)施例的、用于對(duì)退火物料進(jìn)行熱處理的、具有個(gè)爐底的罩式爐，其中，退火爐氣可以借助熱交換器得到加溫或冷卻。熱交換器的加熱一開始通過來自(起冷卻作用的爐底的)另一熱交換器的傳送爐氣進(jìn)行并且接下來利用外部的燃?xì)饧訜釂卧獊磉M(jìn)行。熱交換器的冷卻一開始通過來自(起加熱作用的爐底的)另一熱交換器的傳送爐氣進(jìn)行并且接下來通過可接通的冷卻裝置來進(jìn)行。
[0051]圖8至圖11是在用于使依照?qǐng)D7的罩式爐運(yùn)行的循環(huán)過程期間不同運(yùn)行狀態(tài)的示意圖示。
[0052]圖12示出在圖1及圖7中示出的罩式爐的溫度-時(shí)間變化曲線，其對(duì)應(yīng)不同的運(yùn)行狀態(tài)示出各個(gè)爐底的相應(yīng)的溫度變化曲線。
[0053]圖13示出在根據(jù)本發(fā)明的罩式爐分兩步運(yùn)行的情況下的溫度-時(shí)間變化曲線，其中，具有分兩步的預(yù)加溫階段和加熱階段以及分兩步的預(yù)冷卻階段和終冷卻階段，其中，三個(gè)爐底能夠借助傳送爐氣流路在熱學(xué)上相聯(lián)。
[0054]圖14示出依照本發(fā)明的示范性實(shí)施例的、具有分兩步的熱交換的多爐底式爐的不意視圖。
[0055]圖15示出熱絕緣的保護(hù)罩，該保護(hù)罩可以連同依照本發(fā)明的示范性實(shí)施例的爐一起加以使用。
[0056]圖16示出在圖6中所示類型的罩式爐的俯視圖，其中，集束管熱交換器與運(yùn)行狀態(tài)無關(guān)地由翻動(dòng)裝置基本上以完全流通狀態(tài)饋流以爐內(nèi)氣氛，以便為了加熱、為了冷卻或?yàn)榱藷峤粨Q而分別確保翻動(dòng)機(jī)組與集束管熱交換器之間良好的熱量關(guān)聯(lián)。
[0057]不同附圖中相同或類似的部件設(shè)有相同的附圖標(biāo)記。

【具體實(shí)施方式】
[0058]下面，參照?qǐng)D1來介紹依照本發(fā)明的示范性實(shí)施例的罩式爐100。
[0059]罩式爐100被構(gòu)造用于對(duì)退火物料102進(jìn)行熱處理。退火物料一部分布置在罩式爐100的第一爐底Sol上并且另一部分布置在罩式爐100的第二爐底So2上。在圖1中僅示意示出的退火物料102可以例如是應(yīng)當(dāng)經(jīng)受熱處理的鋼帶卷或線材卷等(例如分層的散裝物料)。
[0060]罩式爐100具有可封閉的第一爐室104，第一爐室104分配給第一爐底Sol。第一爐室104用于對(duì)退火物料102加以容納和進(jìn)行熱處理，退火物料102成批地輸送到第一爐底Sol。為了進(jìn)行熱處理，將第一爐室104以第一保護(hù)罩120氣密性地封閉。第一保護(hù)罩120呈鐘罩狀地構(gòu)造并且可以借助起重機(jī)來操縱或者說調(diào)動(dòng)(未示出)。第一退火爐氣112(例如為氫氣)則可以作為保護(hù)氣被送入借助第一保護(hù)罩120密閉地密封的第一爐室104中并且被加熱，如這一點(diǎn)在后面詳細(xì)介紹的那樣。第一爐室104中的第一退火爐氣鼓風(fēng)機(jī)130(或爐底鼓風(fēng)機(jī))可以被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，以便翻動(dòng)第一爐室104中的退火爐氣112。由此，經(jīng)加熱的第一退火爐氣112可以與有待熱處理的退火物料102發(fā)生熱學(xué)上的作用接觸或者說有效接觸。
[0061]在第一爐室104中布置有第一集束管熱交換器108。第一集束管熱交換器108由管的多個(gè)卷繞件形成，其中，在下面詳細(xì)介紹的傳送爐氣116輸送至管輸入端，傳送爐氣116通過管輸入端流經(jīng)管內(nèi)部并且通過管輸出端導(dǎo)出。集束管的外部面與第一退火爐氣112保持直接接觸。第一集束管熱交換器108用于第一退火爐氣112與傳送爐氣116之間的熱學(xué)相互作用，傳送爐氣116根據(jù)實(shí)施例是處于例如1bar的高壓下的例如為氫氣或氦氣的導(dǎo)熱性能良好的氣體。第一集束管熱交換器108直觀來看可以視為多個(gè)盤繞的管，其中，傳送爐氣可以被導(dǎo)引穿過管的內(nèi)部，并且通過管的能良好導(dǎo)熱的例如為金屬的壁與包圍著管外壁循環(huán)流動(dòng)的第一退火爐氣112發(fā)生熱學(xué)相互作用。換言之，第一退火爐氣112和傳送爐氣116雖然在流體上是脫開關(guān)聯(lián)的或者說不可摻混地彼此分隔的，但是可以借助第一集束管熱交換器108以完全流通狀態(tài)進(jìn)行熱學(xué)相互作用。
[0062]第一集束管熱交換器108相對(duì)于用于驅(qū)動(dòng)退火爐氣的第一退火爐氣鼓風(fēng)機(jī)130以如下方式布置:在爐100的每個(gè)運(yùn)行狀態(tài)中，由第一退火爐氣鼓風(fēng)機(jī)130驅(qū)動(dòng)的退火爐氣流經(jīng)第一集束管熱交換器108。所基于的機(jī)構(gòu)在圖16中詳細(xì)介紹。
[0063]當(dāng)應(yīng)用例如1bar的高壓力來對(duì)傳送爐氣116加以傳送時(shí)，傳送爐氣流路118的管能夠以小尺寸來設(shè)置，這產(chǎn)生了緊湊的結(jié)構(gòu)形式。傳送爐氣116的壓力可以明顯高于相應(yīng)爐室104、106中的退火爐氣112和退火爐氣114的壓力地選取(例如有高出大氣壓2Ombar至50mbar之間的輕微過壓)。
[0064]第二爐底So2與第一爐底Sol相同地構(gòu)造。第二爐底So2包含第二退火爐氣鼓風(fēng)機(jī)132，用以翻動(dòng)第二爐室106中的第二退火爐氣114 (例如也為氫氣)。第二爐室106能夠借助第二保護(hù)罩122相對(duì)于環(huán)境密閉地密封。第二集束管熱交換器110實(shí)現(xiàn)了第二退火爐氣114與傳送爐氣116之間熱學(xué)上的、但非發(fā)生接觸的相互作用。
[0065]在依照?qǐng)D1的實(shí)施例中，示出兩個(gè)爐底Sol、So2，但在其他實(shí)施例中，可以使兩個(gè)或更多爐底在相互作用關(guān)聯(lián)的情況下運(yùn)行。
[0066]第一爐室104朝向下方通過第一爐基座170 (也就是熱絕緣的爐底下部件)限定邊界，與之相對(duì)地，第二爐室106朝向下方通過第二爐基座172限定邊界。為了實(shí)現(xiàn)在傳送爐氣管系統(tǒng)中循環(huán)流動(dòng)的傳送爐氣116與第一退火爐氣112之間的流體相互作用，實(shí)現(xiàn)了傳送爐氣116穿過第一爐基座170到達(dá)第一集束管熱交換器108的管內(nèi)部的輸送。以類似方式實(shí)現(xiàn)了傳送爐氣116穿過第二爐基座172到達(dá)第二集束管熱交換器110的管內(nèi)部的輸送。通過將傳送爐氣116穿過相應(yīng)的爐基座170、172在底側(cè)引入相應(yīng)的爐室104、106或從中導(dǎo)出的方式，還進(jìn)行穿過爐基座170、172進(jìn)入相應(yīng)爐底Sol或So2中的能量輸入以及從相應(yīng)爐底Sol或So2中的能量輸出。
[0067]傳送爐氣116通過也可稱為閉合的傳送回路的傳送爐氣流路118循環(huán)流動(dòng)。在此，閉合意味著傳送爐氣116氣密性地收納在耐熱而且耐壓力的傳送爐氣流路118中并且受到保護(hù)免于從系統(tǒng)中泄漏以及免于與其他爐氣混合，還免于與環(huán)境發(fā)生壓力平衡。因此，傳送爐氣116沿著多個(gè)循環(huán)通過傳送爐氣流路118循環(huán)流動(dòng)，之后傳送爐氣116例如通過泵出等手段可以得到更換。接觸式的相互作用或者傳送流體爐氣116與退火爐氣112或114的摻混基于借助集束管熱交換器108、110的熱學(xué)關(guān)聯(lián)而被禁止。
[0068]第一集束管熱交換器108在功能上用作熱量輸出裝置或熱量吸收裝置，第一集束管熱交換器108除了輸入管路和導(dǎo)出管路外，完全處在通過第一保護(hù)罩120封閉的第一爐室104的內(nèi)部。第二集束管熱交換器110在功能上也用作熱量輸出裝置或熱量吸收裝置，第二集束管熱交換器HO除了輸入管路和導(dǎo)出管路外，完全處在通過第二保護(hù)罩122封閉的第二爐室106的內(nèi)部。由此，在罩式爐100中，向相應(yīng)退火爐氣112、114的熱量輸出借助布置在相應(yīng)爐室104、106的內(nèi)部的、作為熱量輸出裝置或熱量吸收裝置的集束管熱交換器108、110 (集束管熱交換器108、110以與保護(hù)罩120、122分開或獨(dú)立于保護(hù)罩120、122而且由保護(hù)罩120、122遮蓋的方式來設(shè)置)來實(shí)現(xiàn)。由于僅在保護(hù)罩120、122的內(nèi)部向退火爐氣112、114進(jìn)行熱量輸送，所以根據(jù)本發(fā)明在保護(hù)罩120、122外部設(shè)置其他罩件是多余的。換言之，根據(jù)本發(fā)明，在退火爐氣112、114和熱源之間整體的熱學(xué)相互作用在相應(yīng)的爐底Sol、So2的各自唯一的保護(hù)罩120、122內(nèi)部實(shí)現(xiàn)。這允許罩式爐100具有緊湊的構(gòu)造方案并且降低了動(dòng)用起重器的花費(fèi)。
[0069]如另外還要詳細(xì)介紹地，閉合的傳送爐氣流路118與第一集束管熱交換器108以及與第二集束管熱交換器110以如下方式作用連接:借助傳送爐氣116可以將熱能在第一退火爐氣112與第二退火爐氣114之間傳遞。當(dāng)例如第一爐底Sol處于冷卻階段時(shí)，則仍然很熱的第一退火爐氣112的熱能可以借助在第一集束管熱交換器108中的熱交換被傳遞給傳送爐氣116。由此得到加熱的傳送爐氣116可以通過第二集束管熱交換器110而與第二退火爐氣114發(fā)生熱學(xué)相互作用，并且進(jìn)而用于對(duì)第二爐底So2加熱或預(yù)加溫。按照類似的方式，另選地也可以將第二退火爐氣114的熱能傳遞給第一退火爐氣112。
[0070]通過傳送爐氣流路118和在其中流動(dòng)的傳送爐氣116與退火爐氣112和退火爐氣114嚴(yán)格在機(jī)械上脫開關(guān)聯(lián)的方式，可行的是:傳送爐氣流路118中的傳送爐氣116保持在例如1bar的高壓下。通過這樣的高壓，可以使很高的熱能在第一退火爐氣112與第二退火爐氣114之間得到非常有效的交換。此外，可行的是:由于退火爐氣流路與傳送爐氣流路脫開關(guān)聯(lián)，則傳送爐氣116不同于退火爐氣112、114地選取，從而兩個(gè)爐氣類型能夠彼此獨(dú)立地依照各自的功能得以優(yōu)化。也防止了在第一爐室104和第二爐室106的內(nèi)部發(fā)生積碳或出現(xiàn)其他污物，這是因?yàn)樘幱诘谝粻t室104和第二爐室106的內(nèi)部的退火爐氣112、114不與傳送爐氣116發(fā)生交換。
[0071]作為傳送爐氣流路118的一部分，還設(shè)置有供電單元124。供電單元124具有用于兩個(gè)爐底的變壓器174，變壓器174與用來提供高電壓的供電單元176作用聯(lián)接。視開關(guān)178 (在次級(jí)側(cè)上)的開關(guān)狀態(tài)而定地，將電流通過接線端180及182傳遞到集束管108或110上，以及通過傳送爐氣流路118的連接管126直接傳遞到集束管108或110上。但也可以為每個(gè)爐底設(shè)置一個(gè)變壓器，以便在初級(jí)側(cè)當(dāng)僅存在約1/10的電流強(qiáng)度時(shí)進(jìn)行變換。供電單元124也可以完全停用。將電流自低歐姆電阻的管壁部126出發(fā)導(dǎo)送至明顯高歐姆電阻的集束管熱交換器，在集束管熱交換器處電流轉(zhuǎn)換為通過歐姆電阻損耗產(chǎn)生的熱能。由此，管壁部126用作電流引導(dǎo)件，而實(shí)際的加熱在上方在集束管處進(jìn)行。由此，將加熱能量傳遞到第一集束管熱交換器108，并且從那里傳遞到傳遞給第一退火爐氣112或者從第二集束管熱交換器110傳遞給第二退火爐氣114。供電單元124使得能夠?qū)軣峤粨Q器108、110加熱。在第一爐底Sol區(qū)域中的第一電絕緣裝置184以及在第二爐底So2區(qū)域中的第二電絕緣裝置186負(fù)責(zé)使管壁部在絕緣元件184、186的上方及下方在電學(xué)上脫開關(guān)聯(lián)。
[0072]此外，設(shè)置有傳送爐氣鼓風(fēng)機(jī)140,傳送爐氣鼓風(fēng)機(jī)140被構(gòu)造用于將傳送爐氣116輸送通過傳送爐氣流路118。熱壓力送風(fēng)機(jī)可被用作傳送爐氣鼓風(fēng)機(jī)140。此外,傳送爐氣流路118包含可接通的冷卻器142，用以在使用氣體-水熱交換器的情況下對(duì)傳送爐氣流路118中的傳送爐氣116進(jìn)行冷卻(可替選地，也可以在該部位上使用電冷卻器)。在傳送爐氣流路118的不同部位上，布置有單向閥144，單向閥144可以例如以電或氣動(dòng)的方式切換，以便打開或關(guān)閉確定的爐氣管路路徑。此外，在傳送爐氣流路118的其他部位上安裝有多向閥146，多向閥146可以在相應(yīng)于多個(gè)可行的爐氣管路路徑的多個(gè)狀態(tài)之間以電或氣動(dòng)的方式切換。閥144、146的切換以及傳送爐氣鼓風(fēng)機(jī)140、供電單元124及冷卻器單元142的接通或關(guān)斷同樣可以借助電信號(hào)來進(jìn)行。該系統(tǒng)可以要么由操作員手動(dòng)地運(yùn)行，要么通過例如微型處理器的控制單元來運(yùn)行，微型處理器在圖1中并未示出并且可以實(shí)現(xiàn)罩式爐100運(yùn)行中的自動(dòng)化循環(huán)。
[0073]如在圖1中所示地，壓力容器148也可以選擇性地圍繞著傳送爐氣鼓風(fēng)機(jī)140。當(dāng)傳送爐氣流路118能以例如1bar的壓力運(yùn)行時(shí)，壓力容器148有利地用作壓力保護(hù)件。傳送爐氣流路118的其他部件可以耐壓力地實(shí)施或者同樣可以布置在壓力容器的內(nèi)部。
[0074]圖1還示出控制單元166，控制單元166適于對(duì)爐100的各個(gè)部件加以控制和切換，正如在圖1中示意地以箭頭表示的那樣。
[0075]另外，對(duì)圖2至圖5加以參照，其中，示出罩式爐100的不同運(yùn)行狀態(tài)，這些運(yùn)行狀態(tài)通過對(duì)流體閥144、146以及電開關(guān)178的狀態(tài)(利用控制單元166)進(jìn)行相應(yīng)控制而能得到調(diào)整。這些部件可以利用控制單元166得到相應(yīng)切換。
[0076]在圖2中示出的第一運(yùn)行狀態(tài)I中，傳送爐氣鼓風(fēng)機(jī)140與第二退火爐氣114在熱學(xué)上關(guān)聯(lián)或者說熱聯(lián)接，從而傳送爐氣116將熱量從第二退火爐氣114取走，并且輸送給第一退火爐氣112。由此，在運(yùn)行狀態(tài)I中，第一爐室104得到預(yù)加熱并且第二爐室106得到預(yù)冷卻，方式為:傳送爐氣116將熱能從第一退火爐氣112傳送給第二退火爐氣114。由此，爐底Sol的裝料(退火物料)被加熱并且爐底So2的裝料(退火物料)被冷卻。
[0077]圖3示出罩式爐100的第二運(yùn)行狀態(tài)II，該第二運(yùn)行狀態(tài)II跟在第一運(yùn)行狀態(tài)I后面。在第二運(yùn)行狀態(tài)II中，集束管108利用供電單元124對(duì)第一爐室104電加熱，方式為:閉合相應(yīng)的電路。在與該電路分開的流體流路中，傳送爐氣鼓風(fēng)機(jī)140將傳送爐氣116輸送給這時(shí)已經(jīng)接通的用于冷卻第二退火爐氣114的冷卻器142。在這時(shí)得到冷卻的傳送爐氣116與第二退火爐氣114在熱學(xué)上關(guān)聯(lián)，以便對(duì)第二爐室106加以冷卻。根據(jù)圖3，由此，第一爐底Sol的裝料(退火物料)被繼續(xù)加熱，與之相對(duì)照地，第二爐底So2的裝料(退火物料)被繼續(xù)冷卻。
[0078]在第二運(yùn)行狀態(tài)II后，退火物料102的在這時(shí)已完成熱處理的而且在當(dāng)時(shí)已經(jīng)冷卻的裝料被從第二爐室So2中取出。為此，可以用起重器取下第二保護(hù)罩122，然后取出布置于第二爐底So2中的退火物料102，并且將退火物料102的新添裝料送入第二爐底So2中。
[0079]之后跟著是第三運(yùn)行狀態(tài)III，第三運(yùn)行狀態(tài)III在圖4中示出。在第三運(yùn)行狀態(tài)III中，傳送流體鼓風(fēng)機(jī)140將傳送流體116與第一退火爐氣112在熱學(xué)上關(guān)聯(lián),從而傳送爐氣116將熱量從第一退火爐氣112取走并且輸送給第二退火爐氣114。由此,第二爐室104被預(yù)加熱并且第一爐室106被預(yù)冷卻。
[0080]在第三運(yùn)行狀態(tài)III之后，激活接下來的第四運(yùn)行狀態(tài)IV，第四運(yùn)行狀態(tài)IV在圖5中示出。在第四運(yùn)行狀態(tài)IV中，集束管110利用供電單元124僅對(duì)第二爐室106繼續(xù)電加熱。在與之分開的流體流路中，傳送流體鼓風(fēng)機(jī)140將傳送爐氣116輸送給在這時(shí)已接通的用以冷卻的冷卻器142。經(jīng)冷卻的傳送爐氣116與第一退火爐氣112在熱學(xué)上關(guān)聯(lián)，以便對(duì)第一爐室104繼續(xù)冷卻。由此，在這時(shí)，第一爐底Sol的裝料(退火物料)被繼續(xù)冷卻，并且第二爐底So2的裝料(退火物料)被繼續(xù)電加熱。
[0081]在第四運(yùn)行狀態(tài)IV之后，將退火物料102的在這時(shí)已完成熱處理的而且在當(dāng)時(shí)已冷卻的裝料從第一爐底Sol中取出。為此，起重機(jī)可以取下保護(hù)罩120，然后將布置于第一爐底Sol中的退火物料102取出并且將退火物料102的新添裝料送入第一爐底Sol中。
[0082]在這時(shí)，運(yùn)行狀態(tài)I至IV的循環(huán)重新開始，也就是說罩式爐100緊接著再次依照?qǐng)D2來運(yùn)行。
[0083]圖6示出罩式爐的第一爐底Sol的一部分的放大圖示，從中詳細(xì)得知帶有輸入部和導(dǎo)出部的處于完全流通狀態(tài)中的集束管熱交換器108的布置方案。保護(hù)罩120的熱絕緣部以附圖標(biāo)記600標(biāo)明。
[0084]第一退火爐氣鼓風(fēng)機(jī)130是徑向送風(fēng)機(jī)，該徑向送風(fēng)機(jī)的葉輪602由馬達(dá)604驅(qū)動(dòng)。葉輪602由具有導(dǎo)向葉片的導(dǎo)向裝置608圍繞。靜置在退火爐底上的、僅示意示出的退火物料102被由保護(hù)罩120遮蓋，保護(hù)罩120通過環(huán)形法蘭612得以支撐，環(huán)形法蘭612通過環(huán)繞式的密封件614用于氣密性地封閉保護(hù)罩120。
[0085]圖7示出依照本發(fā)明的另一示范性實(shí)施例的罩式退火爐100。
[0086]在依照?qǐng)D7的罩式爐100中，取代具有供電單元124的電加熱的位于爐內(nèi)部的熱交換集束管108/110地提供了布置在爐外部的燃?xì)饧訜釂卧?00?？商孢x地，也可以將電加熱單元用作爐外部的加熱單元。給燃?xì)饧訜釂卧?00分配有單獨(dú)的加熱鼓風(fēng)機(jī)704，加熱鼓風(fēng)機(jī)704將由燃?xì)饧訜釂卧?00加熱的傳送爐氣116傳送通過管系統(tǒng)。根據(jù)圖7，由燃?xì)饧訜釂卧?00加熱的傳送爐氣116被輸送通過集束管熱交換器108、110。
[0087]此外，設(shè)置有控制單元702，控制單元702通過各種控制管路720被構(gòu)造用于接入各種閥144、146以及用于接通或關(guān)斷冷卻器142、燃?xì)饧訜釂卧?00或鼓風(fēng)機(jī)140、704。鼓風(fēng)機(jī)140可以構(gòu)造為冷壓力鼓風(fēng)機(jī)，與之相對(duì)照地，鼓風(fēng)機(jī)704是熱壓力鼓風(fēng)機(jī)。燃?xì)饧訜釂卧?00作為加熱器行使功能，并且被構(gòu)造為用于將熱能傳遞給傳送爐氣116的以燃?xì)饧訜岬臒峤粨Q器。
[0088]在圖7中在爐基座170、172下方的區(qū)域可以完全或部分地裝設(shè)在高壓容器的內(nèi)部，以便在傳送爐氣系統(tǒng)118中提供對(duì)抗高壓的保護(hù)。
[0089]圖8至圖11示出依照?qǐng)D7的罩式爐100的四種運(yùn)行狀態(tài)，這四種運(yùn)行狀態(tài)在功能對(duì)應(yīng)于依照?qǐng)D2至圖5的運(yùn)行狀態(tài)I至IV。
[0090]根據(jù)圖8中的運(yùn)行狀態(tài)I，冷卻器142與系統(tǒng)的其他部分分隔開。燃?xì)饧訜釂卧?00被關(guān)斷。將熱量從第二爐底So2的第二退火爐氣114傳送給第一爐底Sol中的第一退火爐氣112。
[0091]根據(jù)圖9中的運(yùn)行狀態(tài)II，第一爐底Sol被由在這時(shí)接通的燃?xì)饧訜釂卧?00繼續(xù)加熱，而在另一單獨(dú)的爐氣流路中，冷卻器142這時(shí)被激活并且第二爐底So2中的第二退火爐氣114得以主動(dòng)式地繼續(xù)冷卻。
[0092]在經(jīng)過運(yùn)行狀態(tài)II之后，退火物料102可被從第二爐底So2中取出并且換上退火物料102的新添的有待熱處理的裝料。
[0093]圖10示出第三運(yùn)行狀態(tài)III,其中，在這里,熱能從第一爐底Sol中的第一退火爐氣112傳遞給第二爐底So2中的第二退火爐氣114。冷卻器142和燃?xì)饧訜釂卧?00在這種狀態(tài)中關(guān)斷。
[0094]于是，運(yùn)行狀態(tài)III由圖11中示出的運(yùn)行狀態(tài)IV來接替。根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)來激活冷卻器142，并且主動(dòng)式地繼續(xù)冷卻第一爐底Sol。在單獨(dú)的流體流路中，借助燃?xì)饧訜釂卧?00主動(dòng)式地繼續(xù)加熱第二爐底So2。
[0095]在執(zhí)行了依照第四運(yùn)行狀態(tài)IV的步驟之后，可以將退火物料102從第一爐底Sol中取出，并且換上退火物料102的新添裝料。
[0096]另外，參照?qǐng)D12介紹了第一圖表1200和第二圖表1250。第一圖表1200具有沿其標(biāo)繪出在執(zhí)行運(yùn)行狀態(tài)I至IV期間的時(shí)間的橫坐標(biāo)1202。沿縱坐標(biāo)1204標(biāo)繪出在執(zhí)行運(yùn)行狀態(tài)I至IV期間相應(yīng)退火爐氣或者說退火物料的溫度。橫坐標(biāo)1202和縱坐標(biāo)1204也在第二圖表1250中相應(yīng)選用。
[0097]第一圖表1200涉及的是在經(jīng)歷各運(yùn)行狀態(tài)I至IV期間第一爐底Sol的第一退火爐氣112或者說退火物料的溫度變化走向，與之相對(duì)照地，第二圖表1250涉及的是依照?qǐng)D1或圖7在運(yùn)行狀態(tài)I至IV期間第二爐底So2的第二退火爐氣114或者說退火物料的溫度變化走向。在第一運(yùn)行狀態(tài)I中，將熱能從爐底So2中的第二退火爐氣114傳遞給爐底Sol中的第一退火爐氣112 (伴隨能量傳遞E的第一熱量交換WTl)。在第二運(yùn)行狀態(tài)II中，載有退火物料的第一爐底Sol被主動(dòng)式地繼續(xù)加熱(H)，與之相對(duì)照地，載有退火物料的第二爐底So2被主動(dòng)式地繼續(xù)冷卻(K)。在接下來的第三運(yùn)行狀態(tài)III中，在這時(shí)，將熱能從第一退火爐氣112或者說第一爐底Sol中的退火物料傳遞給第二退火爐氣114或者說第二爐底So2中的退火物料(伴隨能量傳遞E的第二熱量交換WT2)。在第四運(yùn)行狀態(tài)IV中，載有退火物料的第一爐底Sol繼續(xù)被主動(dòng)式地冷卻，與之相對(duì)照地，載有退火物料的第二爐底So2被主動(dòng)式地繼續(xù)加熱。
[0098]由此，圖12示出依照?qǐng)D1或依照?qǐng)D7的雙爐底運(yùn)行方案中的溫度變化走向。通過這樣的單步熱交換(也就是在借助加熱單元主動(dòng)繼續(xù)加熱之前通過輸送來自相應(yīng)的另一個(gè)爐底的退火爐氣熱量來對(duì)載有退火物料的爐底進(jìn)行單步預(yù)加熱)，可以將能量消耗降低至約60%。這樣的實(shí)施例是簡(jiǎn)便的，而且由于對(duì)相應(yīng)有待冷卻的載有退火物料的爐底的排出熱量加以再利用而將能量降低了 40%。
[0099]圖13示出分兩步的熱交換系統(tǒng)的第一圖表1300、第二圖表1320、第三圖表1340以及第四圖表1360，其中，不是像圖1和圖7中那樣的兩個(gè)爐底，而是將三個(gè)爐底設(shè)置在罩式爐中。在這樣的分兩步的熱交換中，在借助加熱單元主動(dòng)繼續(xù)加熱之前通過依次地、即分兩步地輸送來自相應(yīng)其他兩個(gè)載有退火物料的爐底的退火爐氣熱量來對(duì)一個(gè)載有退火物料的爐底進(jìn)行分兩步的預(yù)加熱。
[0100]在這樣的熱交換系統(tǒng)中能夠區(qū)分出六個(gè)不同的運(yùn)行狀態(tài):
[0101]在第一運(yùn)行狀態(tài)I中，第三爐底So3被預(yù)冷卻并且借助傳送爐氣將熱能從第三退火爐氣傳遞給第一退火爐氣，以便對(duì)爐底Sol預(yù)加溫。同時(shí)，在該運(yùn)行狀態(tài)中與第一爐底和第三爐底分開的第二爐底So2借助加熱裝置加熱至終溫度。
[0102]在接下來的第二運(yùn)行狀態(tài)II中，爐底So3主動(dòng)式地借助冷卻器冷卻，而在這時(shí)有待進(jìn)行預(yù)冷卻的爐底So2將熱能從其第二退火爐氣傳遞給第一爐底Sol的第一退火爐氣。由此，第一爐底Sol被繼續(xù)預(yù)加溫。
[0103]在第三運(yùn)行狀態(tài)III中，第三爐底So3被繼續(xù)加熱，方式為:借助傳送爐氣將熱能從第二爐底So2傳送給第三爐底So3。由此，第三爐底So3被預(yù)加溫。因?yàn)榈诙t底So2將其第二退火爐氣的熱能傳遞給第三爐底So3的第三退火爐氣，所以第二爐底So2的能量在第三運(yùn)行狀態(tài)III中下降。第一爐底Sol在這時(shí)與其他爐底So2和So3隔絕，并且借助加熱裝置加熱至終溫度。
[0104]在接下來的第四運(yùn)行狀態(tài)IV中，第一爐底Sol被預(yù)冷卻，方式為:將熱能從第一退火爐氣傳送給第三爐底So3的第三退火爐氣。由此，第三爐底So3被繼續(xù)預(yù)加溫。第二爐底So2在第四運(yùn)行狀態(tài)中與另外兩個(gè)爐底Sol、So3分隔開并且利用冷卻器主動(dòng)式地繼續(xù)得以冷卻，以便然后在第四運(yùn)行狀態(tài)IV結(jié)束時(shí)達(dá)到第二爐底So2的低的終溫度。
[0105]在接下來的第五運(yùn)行狀態(tài)V中，第三爐底So3主動(dòng)式地而且與其他的爐底Sol、So3分隔開地與加熱單元連接，以便被送至終溫度。有待繼續(xù)冷卻的爐底Sol將熱能從其退火爐氣傳遞給第二爐底So2的第二退火爐氣。第二爐底So2由此經(jīng)歷第一預(yù)加溫階段。
[0106]在接下來的第六運(yùn)行狀態(tài)VI中，將熱能從這時(shí)應(yīng)當(dāng)被冷卻的第三爐底So3傳遞給第二爐底So2。由此，第二爐底So2經(jīng)歷第二預(yù)加溫過程，并且第三爐底So3被預(yù)冷卻。第一爐底Sol在該運(yùn)行狀態(tài)中處在與爐底So2、So3隔絕中，并且通過冷卻器被冷卻下來至終溫度。在結(jié)束第六運(yùn)行狀態(tài)VI后，循環(huán)再次以第一運(yùn)行狀態(tài)I開始。
[0107]由此，圖13涉及的是在三爐底式運(yùn)行中分兩步的熱交換。能量消耗可以降低至40%。相應(yīng)的根據(jù)本發(fā)明的爐的結(jié)構(gòu)仍舊簡(jiǎn)單，并且仍然可以實(shí)現(xiàn)很高程度的約為60%的能量獲益。
[0108]圖14示出根據(jù)另一示范性實(shí)施例的、具有推廣至η個(gè)爐底的爐1600的示意視圖。在那里，示意地示出第一爐底Soll602、第二爐底So21604以及第η爐底SoN1606。依照?qǐng)D16的架構(gòu)可被用于任意數(shù)目的爐底。多個(gè)單向閥144也在圖14中示出。此外示出可接通的冷卻單元142和外部的加熱單元700 (在此情況下為燃?xì)饧訜釂卧?，其中，燃?xì)饧訜釂卧商孢x地可以是電阻加熱器)。當(dāng)將集束管熱交換器直接地、也就是在內(nèi)部用作電阻加熱器時(shí)，對(duì)于每個(gè)爐底設(shè)置有供電單元1241、1242、...124η。由此，當(dāng)對(duì)熱交換集束管108/110進(jìn)行直接電加熱時(shí)，也可以為每個(gè)集束件設(shè)置單獨(dú)的供電單元1241、1242、...124η。對(duì)于分兩步的熱量交換，為WTl及WT2分別設(shè)置有鼓風(fēng)機(jī)單元。
[0109]圖15示出鐘罩狀的保護(hù)罩1700，如其例如在圖1中以附圖標(biāo)記120、122所示的那樣。保護(hù)罩1700具有由耐熱材料1702制成的連貫的內(nèi)殼體并且在外部具有熱絕緣部1704,以便保證相應(yīng)的爐底免于發(fā)生穿過保護(hù)罩1700的熱量損耗。所示出的構(gòu)型可以有利地用于罩式爐。與之相對(duì)地，對(duì)于箱式爐，有利地可為:由熱絕緣的材料制成的內(nèi)壁部與鋼質(zhì)外壁部相組合，也就是說，直觀來講將附圖標(biāo)記1702和1704調(diào)換一下。
[0110]圖16示出圖6中所示類型的罩式爐的俯視圖，其中，集束管熱交換器108借助退火爐氣鼓風(fēng)機(jī)130有指向性地(并且優(yōu)選基本上在整個(gè)周邊上)被給送經(jīng)加熱的退火爐氣。由此，對(duì)于罩式爐的所有運(yùn)行狀態(tài)(也就是加熱爐底、冷卻爐底以及爐底間的熱交換)確保了在退火爐氣鼓風(fēng)機(jī)130與集束管熱交換器108之間良好的熱學(xué)關(guān)聯(lián)。
[0111]更精確來講，退火爐氣鼓風(fēng)機(jī)130的葉輪1644旋轉(zhuǎn)式地驅(qū)動(dòng)，參見附圖標(biāo)記1642。由此，退火爐氣被由退火爐氣鼓風(fēng)機(jī)130翻動(dòng)。因此，退火爐氣朝外運(yùn)動(dòng)，具體而言，在導(dǎo)向裝置的靜置不動(dòng)的葉片1640的影響下有指向性地運(yùn)動(dòng)。由此，退火爐氣有針對(duì)性地與集束管熱交換器108發(fā)生熱學(xué)相互作用，并且到達(dá)裝料(退火物料)上。因此，集束管熱交換器108處于完全流通狀態(tài)。
[0112]作為補(bǔ)充，指出的是:“具有”這一表述不排斥其他元件和步驟，并且“一個(gè)”這一表述也不排斥復(fù)數(shù)或者說多個(gè)。此外，要指出的是:參照上述實(shí)施例之一加以介紹的特征和步驟也可以在與其他上述實(shí)施例的其他特征和步驟相組合下應(yīng)用。權(quán)利要求中的附圖標(biāo)記并不視為限定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于對(duì)退火物料(102)進(jìn)行熱處理的爐(100)，其中，所述爐(100)具有: 能夠封閉的第一爐室(104)，所述第一爐室(104)被構(gòu)造用于容納退火物料(102)以及用于借助退火物料(102)與所述第一爐室(104)中的能夠被加熱或能夠被冷卻的第一退火爐氣(112)的熱學(xué)相互作用來對(duì)退火物料(102)進(jìn)行熱處理； 能夠取下的第一保護(hù)罩(120)，借助所述第一保護(hù)罩(120)能夠封閉所述第一爐室(104)； 至少部分地位于借助所述第一保護(hù)罩(120)封閉的第一爐室(104)的內(nèi)部的第一熱交換裝置(108)，用于與所述第一保護(hù)罩(120)內(nèi)部的第一退火爐氣(112)交換熱量； 其中，所述熱交換裝置(108)相對(duì)于用以驅(qū)動(dòng)退火爐氣的第一退火爐氣鼓風(fēng)機(jī)(130)以如下方式布置:在所述爐(100)的每個(gè)運(yùn)行狀態(tài)中，由所述第一退火爐氣鼓風(fēng)機(jī)(130)驅(qū)動(dòng)的退火爐氣給所述熱交換裝置(108)饋流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爐(100)，其中，所述第一保護(hù)罩(120)是所述第一爐室(104)的最靠外的、特別是唯一的罩件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的爐(100)，其具有加熱單元(124、700)，所述加熱單元(124,700)至少部分地布置在所述第一爐室(104)的外部，并且被配置用于給所述第一熱交換裝置(108)供給熱量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的爐(100)，其中，所述加熱單元是電加熱單元(124)、燃?xì)饧訜釂卧?700)、油加熱單元或生物質(zhì)顆粒燃料加熱單元，所述電加熱單元(124)特別是指給所述第一熱交換裝置(108)供給電能的電阻加熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的爐(100)，其具有聯(lián)接元件(116、118)，所述聯(lián)接元件(116、118)將所述加熱單元(700)或供電單元(124)與所述第一熱交換裝置(108)連接或者電聯(lián)接，并且所述聯(lián)接元件(116、118)優(yōu)選穿過所述第一爐室(104)的爐基座(170)引入到所述第一爐室(104)中去。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的爐(100)，其特征在于，所述第一熱交換裝置是設(shè)置在所述第一爐室(104)中的第一熱交換器(108)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的爐(100)，其中，所述第一熱交換器(108)被構(gòu)造用于在第一退火爐氣(112)與傳送流體(116)之間進(jìn)行熱交換，傳送流體(116)在閉合的傳送流體流路(118)中能夠在與第一退火爐氣(112)無接觸的情況下被導(dǎo)引穿過所述第一熱交換器(108)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3至7之一所述的爐(100)，其還具有: 能夠封閉的第二爐室(106)，所述第二爐室(106)被構(gòu)造用于容納退火物料(102)以及用于借助退火物料(102)與所述第二爐室(106)中的能夠被加熱的第二退火爐氣(114)的熱學(xué)相互作用來對(duì)退火物料(102)進(jìn)行熱處理； 能夠取下的第二保護(hù)罩(122)，借助所述第二保護(hù)罩(122)能夠封閉所述第二爐室(106)； 至少部分地位于借助所述第二保護(hù)罩(122)封閉的第二爐室(106)的內(nèi)部的第二熱交換裝置(110)，用以將熱量輸出給第二退火爐氣(114)以及用以從所述第二保護(hù)罩(122)內(nèi)部的第二退火爐氣(114)吸收熱量； 其中，所述加熱單元(124、700)被配置用于給所述第二熱交換裝置(110)供給熱量。
9.根據(jù)權(quán)利要求7和8所述的爐(100)，其中，所述第二熱交換裝置是布置在所述第二爐室(106)中的第二熱交換器(110)，所述第二熱交換器(110)被構(gòu)造用于在第二退火爐氣(114)與傳送流體(116)之間進(jìn)行熱交換，其中，傳送流體(116)在所述閉合的傳送流體流路(118)中能夠在與第二退火爐氣(114)無接觸的情況下被導(dǎo)引穿過所述第二熱交換器(110)； 其中，所述閉合的傳送流體流路(118)與所述第一熱交換器(108)以及與所述第二熱交換器(110)以如下方式作用連接:借助傳送流體(116)，能夠在第一退火爐氣(112)與第二退火爐氣(114)之間無接觸地傳遞熱能。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的爐(100)，其中，外部的加熱單元(700)被以如下方式配置用于直接加熱傳送流體(116)或用于所述第一熱交換器(108)或用于所述第二熱交換器(110):借助將加熱熱量傳遞給第一退火爐氣(112)的熱傳遞，能夠加熱所述第一爐室(104)和/或借助將加熱熱量傳遞給第二退火爐氣(114)的熱傳遞，能夠加熱所述第二爐室(106)，其中，所述外部的加熱單元(700)能夠特別是利用燃?xì)狻⒂突蛏镔|(zhì)顆粒燃料運(yùn)行或者具有電阻加熱器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的爐(100)，其中，所述加熱單元的供電單元(124)特別是對(duì)所述第一熱交換器(108)或所述第二熱交換器(110)以將其作為電阻加熱器的方式并且進(jìn)而在內(nèi)部而且直接地供給電能。
12.根據(jù)權(quán)利要求8至11之一所述的爐(100)，其中，所述第二爐室(106)能夠被以能取下的第二保護(hù)罩 (122)來封閉。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的爐(100)，其中，所述第二保護(hù)罩(122)是所述第二爐室(106)的最靠外的、特別是唯一的罩件。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13之一所述的爐(100)，其中，所述第一保護(hù)罩(120、1700)和所述第二保護(hù)罩(122、1700)分別具有:耐熱的、特別是由金屬制成的內(nèi)殼體(1702)以及由熱絕緣的金屬制成的隔絕殼套(1704)。
15.根據(jù)權(quán)利要求6至14之一所述的爐(100)，其中，所述第一熱交換器(108)和/或所述第二熱交換器(110)被構(gòu)造為由彎曲成束的管構(gòu)成的集束管熱交換器，其中，管內(nèi)部是傳送流體流路(118)的部分，并且能夠被傳送流體(116)通流，并且管外部與相應(yīng)的退火爐氣(112、114)直接發(fā)生連接。
16.根據(jù)權(quán)利要求7至15之一所述的爐(100)，其中，傳送流體(116)是傳送爐氣，特別是指氫氣或氦氣或其他導(dǎo)熱性能良好的氣體。
17.根據(jù)權(quán)利要求7至16之一所述的爐(100)，其中，所述傳送流體流路(118)中的傳送流體(116)置于2bar至20bar或更高的壓力下,特別是置于5bar至1bar的壓力下。
18.根據(jù)權(quán)利要求7至17之一所述的爐(100)，其中，所述傳送流體流路(118)中的傳送流體(116)置于2bar至20bar的壓力下,特別是置于5bar至1bar的壓力下
19.根據(jù)權(quán)利要求7至18之一所述的爐(100)，其中，所述傳送流體流路(118)中的傳送流體(116)處于400°C與1100°C之間的范圍內(nèi)的溫度，特別是處于600°C與900°C之間的范圍內(nèi)的溫度。
20.根據(jù)權(quán)利要求7至19之一所述的爐(100)，其具有控制單元(702)，所述控制單元(702)被配置用于以如下方式控制所述傳送流體流路(118):借助傳送流體(116)與選擇性地為所述第一爐室(104)和所述第二爐室(106)中一個(gè)的第一退火爐氣(112)及第二退火爐氣(114)之間的熱交換而能夠以預(yù)加溫模式、加熱模式或冷卻模式運(yùn)行。
21.根據(jù)權(quán)利要求7至20之一所述的爐(100)，其中，所述傳送流體流路(118)具有傳送流體鼓風(fēng)機(jī)(140)，用以將傳送流體(116)輸送通過所述傳送流體流路(118)。
22.根據(jù)權(quán)利要求7至21之一所述的爐(100)，其中，所述傳送流體流路(118)具有能夠接通的冷卻器(142)，用以冷卻所述傳送流體流路(118)中的傳送流體(116)。
23.根據(jù)權(quán)利要求21和22所述的爐(100)，其中，所述傳送流體流路(118)具有多個(gè)閥(114、146)，所述閥(114、146)能夠以如下方式切換:所述爐(100)能夠選擇性地以下列運(yùn)行模式之一運(yùn)行: 第一運(yùn)行模式，其中，傳送流體驅(qū)動(dòng)裝置將傳送流體(116)與第二退火爐氣(114)在熱學(xué)上關(guān)聯(lián)，從而傳送流體(116)將熱量從第二退火爐氣(114)取走并且輸送給第一退火爐氣(112)，以便加熱所述第一爐室(104)并且冷卻所述第二爐室(106)； 接下來的第二運(yùn)行模式，其中，加熱單元(124、700)特別是在內(nèi)部或外部繼續(xù)加熱所述第一爐室(104)，以及其中，在與之分開的流路中，傳送流體驅(qū)動(dòng)裝置(140)將傳送流體(116)輸送給已接通的冷卻器(142)用以冷卻，以及將經(jīng)冷卻的傳送流體(116)與第二退火爐氣(114)在熱學(xué)上關(guān)聯(lián)，以便使所述第二爐室(106)繼續(xù)冷卻； 接下來的第三運(yùn)行模式，其中，所述傳送流體驅(qū)動(dòng)裝置(140)將傳送流體(116)與第一退火爐氣(112)在熱 學(xué)上關(guān)聯(lián)，從而傳送流體(116)將熱量從第一退火爐氣(112)取走并且輸送給第二退火爐氣(114)，以便加熱所述第二爐室(106)并且冷卻所述第一爐室(104)； 接下來的第四運(yùn)行模式，其中，所述加熱單元(124、700)繼續(xù)加熱所述第二爐室(106)，并且在與之分開的流路中，所述傳送流體驅(qū)動(dòng)裝置(140)將傳送流體(116)輸送給已接通的冷卻器(142)用以冷卻，以及將經(jīng)冷卻的傳送流體(116)與第一退火爐氣(112)在熱學(xué)上關(guān)聯(lián)，以便繼續(xù)冷卻所述第一爐室(104)。
24.根據(jù)權(quán)利要求7至23之一所述的爐(100)，其具有用于使所述傳送流體流路(118)受壓穩(wěn)定化的機(jī)構(gòu)，特別是具有壓力容器(148)，所述壓力容器(148)壓密性地圍繞著所述傳送流體流路(118)的至少一部分。
25.一種用于對(duì)退火物料(102)在爐(100)中進(jìn)行熱處理的方法，其中，所述方法具有如下步驟: 將退火物料(102)容納在能夠封閉的第一爐室(104)中； 以能夠取下的第一保護(hù)罩(120)封閉所述第一爐室(104)； 在借助所述第一保護(hù)罩(120)封閉的第一爐室(104)中借助退火物料(102)與所述第一爐室(104)中的第一退火爐氣(112)的熱學(xué)相互作用來對(duì)退火物料(102)進(jìn)行熱處理，其中，第一退火爐氣(112)借助與至少部分地處于所述封閉的第一爐室(104)內(nèi)部的第一熱交換裝置(108)的熱量交換而在所述第一保護(hù)罩(120)內(nèi)部得到加溫； 其中，所述熱交換裝置(108)相對(duì)于用以驅(qū)動(dòng)退火爐氣的第一退火爐氣鼓風(fēng)機(jī)(130)以如下方式布置:在所述爐(100)的每個(gè)運(yùn)行狀態(tài)中，由所述第一退火爐氣鼓風(fēng)機(jī)(130)驅(qū)動(dòng)的退火爐氣均給所述熱交換裝置(108)饋流。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其還具有如下步驟:將退火物料(102)容納在能夠封閉的第二爐室(106)中； 以能夠取下的第二保護(hù)罩(122)封閉所述第二爐室(106)； 在借助所述第二保護(hù)罩(122)封閉的第二爐室(106)中借助退火物料(102)與所述第二爐室(106)中的第二退火爐氣(114)的熱學(xué)相互作用來對(duì)退火物料(102)進(jìn)行熱處理，其中，第二退火爐氣(114)借助通過至少部分地處于所述封閉的第二爐室(106)內(nèi)部的第二熱交換裝置(110)來輸出熱量而在所述第二保護(hù)罩(122)內(nèi)部得到加溫； 借助共用的加熱單元(700)或供電單元(124)或者借助不同的加熱單元或供電單元(1241、1242、...124η)對(duì)所述第一熱交換裝置(108)和所述第二熱交換裝置(110)供給熱量。
【文檔編號(hào)】F27B11/00GK104081145SQ201280061608
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月14日
【發(fā)明者】羅伯特·艾伯納, 海里伯特·洛赫納 申請(qǐng)人:艾伯納工業(yè)筑爐有限公司