镀锌炉的制作方法

本发明涉及一种镀锌炉和一种用于操作镀锌炉的方法。

背景技术：

这种镀锌炉用在热浸镀锌设备中，并用于加热熔融锌。镀锌炉通常包括其中布置有镀锌池的炉壳体。炉壳体通常具有矩形截面。为此，炉壳体具有相对的两个纵向侧壁以及相对的两个端壁，其中，纵向侧壁比端壁大。

燃烧器、尤其是气体燃烧器通常用于加热镀锌池中的熔融锌。这些燃烧器分别借助于炉壳体和镀锌池的壁之间的火焰管加热炉内部空间。此外，电加热式镀锌炉也是已知的。

用于这种镀锌炉的广泛使用的燃烧器系统以呈高速燃烧器形式的气体燃烧器运行。这些高速燃烧器设在炉壳体的对角的拐角处。高速燃烧器分别被支撑在炉壳体的端壁中，使得由相应的高速燃烧器产生的火焰被导入炉壳体的纵向侧壁与镀锌池的与该纵向侧壁相对的壁之间的间隙中。根据镀锌炉的尺寸和输出，也可在炉壳体的对角的拐角中上下地安装多个高速燃烧器。

为了防御高速燃烧器的高火焰温度，镀锌池的与高速燃烧器的火焰出口直接相对的拐角区域在其外侧上用火焰偏转板覆盖，从而被保护。

在这种镀锌炉的工作期间，损耗结果显露，这尤其影响镀锌池。已经证明了：在镀锌炉的操作期间，镀锌池的壁厚减小。随着进一步损耗，镀锌池的壁厚减少到必须更换整个镀锌池的程度，这需要昂贵的工程工作。尤其不利的是，这涉及到镀锌炉的大量停机时间、即不期望的低镀锌炉可用性。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供以较低的工程费用提高镀锌炉的可用性的一种镀锌炉及其操作方法。

为了解决该问题，提出独立权利要求的特征。本发明的有利实施例和适当的改进在从属权利要求中描述。

本发明涉及一种镀锌炉，所述镀锌炉具有镀锌池和炉壳体，所述炉壳体具有矩形截面并包围镀锌池。炉壳体具有相对的两个纵向侧壁和相对的两个端壁，并包括用于加热镀锌池中的熔融锌的燃烧器。在炉壳体的两个对角的拐角的区域中分别设置用于燃烧器的至少一个第一插口。在炉壳体的另外两个对角的拐角的区域中分别设置用于燃烧器的至少一个第二插口。燃烧器可选地布置在第一插口或第二插口中。由燃烧器产生的火焰分别在炉壳体的纵向侧壁与镀锌池的相对的壁之间的区域中被引导。

本发明还涉及一种用于操作镀锌炉的方法。

利用根据本发明方法，可惊人地容易地提高根据本发明的镀锌炉的可用性。

本发明基于以下知识：镀锌池的损耗主要是由于燃烧器产生的高温。在这种情况下，已确定最严重的损耗发生在相应的燃烧器处的火焰喷射区域中，或者如果火焰偏转板布置在镀锌池上，则紧邻地在火焰喷射之后处发生最严重的损耗，即，由于高温，镀锌池的壁厚的减小在该区域是最严重的，而损耗、即镀锌池的壁厚的减小随着相对于相应的燃烧器的距离增大而不断减少。

利用根据本发明的镀锌炉，考虑到了该情况，其中，不仅在炉壳体的两个对角的拐角区域中设置用于燃烧器的第一插口。而且，还在另外两个对角线相对的拐角区域中设置用于燃烧器的插口，这些第二插口优选地与第一插口相同。

因此，优选地设计为高速燃烧器的燃烧器可以可选地插入第一插口或第二插口中。

执行根据本发明的镀锌炉的操作，使得镀锌炉首先在燃烧器位于第一插口中的情况下运行一段特定的时间。在该阶段期间，在燃烧器的火焰喷射区域中、即在第一插口的区域中，发生镀锌池的较严重的损耗、即壁厚的较严重的减小。该损耗沿镀锌池的相应的侧壁向第二插口的方向不断地减小。

在该第一操作阶段完成之后，调换燃烧器，以便燃烧器现在被支撑在炉壳体的第二插口中。该调换可方便快捷地完成，即镀锌炉不需要长时间停机。

由于燃烧器的调换，在第二阶段期间，在镀锌池的与第二插口中的燃烧器的火焰喷射区域相邻的那些区域中，发生增大的损耗。这意味着该第二阶段中的空间损耗曲线与第一阶段中的空间损耗曲线是互补的。

而这意味着由于燃烧器的调换，可在镀锌池的所有侧壁上获得均匀的损耗。

与传统的镀锌炉操作相比，这显著地提高了镀锌池的使用寿命和进而的镀锌炉的可用性。在传统操作期间，燃烧器将始终仅被支撑在第一插口中。在配属于第一插口的火焰喷射区域中，这将导致镀锌池的壁厚的限定在局部的严重减小，从而需要在相对短的时间内更换镀锌池。

根据本发明，由于燃烧器的安装位置发生变化，可显著提高镀锌池的使用寿命，从而可大大延长必须用新的镀锌池更换该镀锌池的时间间隔。

理论上，可根据经验指定在燃烧器被支撑在第一插口或第二插口中的情况下操作镀锌炉的时间区间。

根据本发明的一特别有利的实施例，设置用于对镀锌池的壁的损耗进行位置相关的测量的器件。根据确定的损耗值，可执行燃烧器从第一插口到第二插口的调换，反之亦然。

在这种情况下，在燃烧器被支撑在第一插口或第二插口中的情况下操作镀锌炉的时间区段可根据测得的损耗值来指定，并由此被优化。

特别有利地，记录镀锌池的壁的壁厚，作为镀锌池的壁的损耗的量度。

理论上，壁厚可通过镀锌池的所有侧壁上的相应数量的测量点来测量，燃烧器的火焰沿着所述侧壁被引导。

有利地，记录镀锌池的在至少一个燃烧器的火焰喷射区域中的实际壁厚。当实际壁厚下降到特定的极限值以下时，调换燃烧器。

由此，可在特别关键的区域中测量镀锌池的壁厚。因为损耗最严重的区域限制了镀锌池的使用寿命，所以这种测量是充分的。

根据本发明的一特别有利的实施例，设置超声波换能器以用于测量镀锌池的壁厚。

由此，可在镀锌炉操作期间用超声波换能器测量镀锌池的壁厚。

为了执行这些测量，可封闭的检查口有利地设在炉壳体的纵向侧壁中。为了测量壁厚，将超声波换能器通过检查口插入至镀锌池的壁的外侧。

借助于检查口的合适的网格式布置(raster)，可准确地检测到镀锌池的壁厚的减小的位置相关的发展。

测量可仅由一个人容易地执行。为此，相应的人员必须简单地打开所需的检查口的封闭物，以便将超声波换能器通过检查口引入炉内部空间中，然后靠着镀锌池的壁。

超声波换能器有利地设计为所谓的热端(heiβkopf)，所述热端适于在如炉内部空间中存在的那样的高温下使用。超声波换能器有利地还具有磁体，以用于使超声波换能器能够附着至镀锌池的壁。这确保使用超声波换能器进行准确且可重复的壁厚测量。

根据一有利实施例，用于燃烧器的插口分别布置在端壁中。

这确保燃烧器的火焰以简单的方式在炉壳体的纵向侧壁与镀锌池的壁之间的空隙中被引导。

根据一有利的改进，在炉壳体的每个拐角区域中设置多个插口，燃烧器可分别布置在所述插口中。

因此，可在每个拐角区域中安装多个燃烧器，从而可增大镀锌炉的输出、即每单位时间的熔融锌生产量。

有利地，所有插口设计成相同的。

因此，相同类型的燃烧器可安装在炉壳体的任何插口中。

另外有利地的是：未布置燃烧器的插口用密封器件严密地密封。

这确保炉壳体相对于环境气氛形成密封的单元。

根据一有利实施例，镀锌池具有与炉壳体的截面相匹配的大致矩形的截面。在镀锌池的每个拐角区域中，火焰偏转板附接在镀锌池的外壁上。

因为燃烧器可以可选地被支撑在第一插口或第二插口中，并且因此可布置在炉壳体的任何拐角区域中，因此还有利地用火焰偏转板保护每个拐角区域免受燃烧器的火焰。

匹配的检查口设在炉壳体的纵向侧壁中，使得通过这种检查口插入的超声波换能器被引导至与火焰偏转板紧邻地位于镀锌池的壁上。

因此，超声波换能器可通过检查口插入至紧邻地在火焰偏转板之后至镀锌池的壁，使得可在镀锌池的经受最大应力负荷的位置上进行测量。

根据一有利实施例，第一温度传感器集成在支撑杆中，所述支撑杆靠着炉壳体的纵向侧壁支撑镀锌池的壁。

因此，这些温度传感器可用于检查支撑杆是否经受过度的温度负荷。

另外有利的是用于测量炉壳体内部空间中的温度的第二温度传感器。

有利地，根据利用第一温度传感器或第二温度传感器记录的测量值，调整燃烧器的输出。

通过这种方式，可避免炉壳体的内部空间中的部件的损坏。

附图说明

下文中，借助附图阐述本发明，附图示出了：

图1：根据本发明的镀锌炉的一实施例的纵向剖视图；

图2：根据图1的镀锌炉的剖视图。

具体实施方式

图1和图2示出了根据本发明的镀锌炉1的一实施例。镀锌炉1具有炉壳体2，所述炉壳体2具有矩形轮廓的底部3，并且具有从底部3垂直地突出的两个纵向侧壁4和两个端壁5，其中，两个端壁5彼此相对地设置，纵向侧壁4彼此相对地布置。因此，炉壳体2在炉壳体的整个高度上具有恒定的矩形截面。

用于容纳待加热的熔融锌的镀锌池6位于炉壳体2的内部空间中。镀锌池6具有适于炉壳体2的截面的大致矩形的截面，使得镀锌池6的侧壁7布置成相对于炉壳体2的纵向侧壁4和端壁5间隔恒定的距离。镀锌池6具有平坦的底部8，所述底部8靠触在炉壳体2的底部3上。

镀锌池6的上边缘容纳在炉壳体2的边缘段9中，所述边缘段在纵向侧壁4的顶侧和端壁5的顶侧上延伸。可用盖子(未示出)封闭镀锌池6的敞开的顶侧。

用支撑杆10靠着炉壳体2的纵向侧壁4的内侧支撑镀锌池6。由此，支撑杆10形成用于固定镀锌池6在炉壳体2中的位置的夹持框架。

一个端壁5具有废气排出孔，所述废气排出孔设计成具有排气挡板11a的凸缘11的形式。经由排气挡板11a控制炉气氛的空间压力，以便获得向镀锌池6的有效的温度过渡。

用于测量支撑杆10自身中的温度的第一温度传感器12设在支撑杆10中或支撑杆10上。支撑杆10的过热可通过这种方式监测。

此外，第二温度传感器13位于侧壁7的内侧的区域中，以用于测量炉壳体2的内部空间中的温度。

第一和第二温度传感器12、13有利地呈热电偶的形式。根据用温度传感器12、13产生的测量值，可控制镀锌炉1的热量输出和进而的炉壳体2的内部空间中的温度。

炉壳体2的内部空间借助于燃烧器被加热。燃烧器设计为气体燃烧器、即在本例中作为高速燃烧器14。

为了支撑高速燃烧器14，根据本发明，第一插口15在炉壳体2的两个对角的拐角区域中被包括在相应的端壁5中。此外，第二插口16在炉壳体2的另外两个对角的拐角区域中被包括在相应的端壁5中。

第一和第二插口15、16设计成相同的，并与高速燃烧器14的物理尺寸相匹配，使得高速燃烧器14可以可选地安装在第一或第二插口15、16中。

图2示出了每个拐角区域中的插口15、16。理论上，可在每个拐角区域中彼此上下间隔开地布置相同的多个第一插口15或第二插口16，使得高速燃烧器14可支撑在拐角区域的这些插口15、16中的每一个中。

根据本发明，高速燃烧器14只插入第一插口15或第二插口16中，以便以这种方式加热炉壳体2的内部空间。

由于高炉燃烧器14可安装在炉壳体2的每一个拐角区域中，如图1和图2所示，镀锌池6的外壁在所有拐角区域中都覆盖有火焰偏转板17，以便保护镀锌池6的壁免受从高速燃烧器14冒出的火焰。相同地设计的火焰偏转板17延伸穿过镀锌池6的整个高度。

在图2所示的结构中，高速燃烧器14布置在第一插口15中。其中不设有高速燃烧器14的第二插口16用密封器件18严密地密封，使得炉壁被严密地包封。密封器件18可分别由炉隔离材料和盖板形成。

如果在根据图2的燃烧器结构的情况下操作镀锌炉1，则高速燃烧器14的火焰分别在炉壳体2的纵向侧壁4与镀锌池6的壁之间的空隙中被引导，因此，池中的熔融锌被加热。

根据高速燃烧器14在第一插口15中的安装类型，火焰温度在高速燃烧器14(图2中为a)的排出区域中最高，然后向炉壳体2的另一端(图2中指定为b)处的区域不断地降低。

因此，在具有根据图2的燃烧器结构的镀锌炉1的操作期间，镀锌池6的最严重的损耗发生在区域a中，该损耗包括镀锌池6的壁厚的减小。壁厚的减小在此从区域a到区域b不断地减少。

在镀锌炉1的操作期间，壁厚的由于损耗而导致的减小优选地定期地计量地被记录。

为此，检查口19的相同的构造包括在炉壳体2的纵向侧壁4中，检查口可用盖子(未单独示出)封闭。

设置超声波换能器(未示出)，以用于在镀锌炉1的操作期间执行镀锌池6的壁厚的非接触式测量。为了执行这种测量，将盖子从检查口19移除，然后将超声波换能器通过检查口19插入至镀锌池6的壁，超声波换能器优选地借助于集成的磁体在限定的测量位置附着在镀锌池6的壁上。

从图1可以看出，四排检查口19分别设有彼此上下布置的三个检查口19。外部的两排紧邻地布置在火焰偏转板17之后。此外，还设有中间的两排检查口19。

通过将超声波换能器通过检查口19插入，当镀锌炉1正在运行时，可检测并空间地确定镀锌池6的壁厚。特别地，通过将超声波换能器通过检查口19的左侧列插入，可在发生镀锌池6的最严重损耗的区域a中测量镀锌池6的壁厚。

特别地，当在该关键的区域a中确定镀锌池6的壁厚降到临界值以下时，在镀锌炉1的下一维护周期期间优选地调换高速燃烧器14的安装位置，使得高速燃烧器14从第一插口15拆下，然后安装在第二插口16中。第一插口15然后用密封器件18适当地密封。

因为在镀锌炉1的之后的操作中，高速燃烧器14在此安装在第二插口16中，所以区域b经受最严重的损耗。而在第一操作阶段也经受严重损耗的区域a被保护，因为高速燃烧器14的火焰温度现在在那些位置处较低。因此，尽管在第一阶段期间区域a中的镀锌池6中发生了严重的损耗，但是，仍可继续操作镀锌炉1而不会有损坏的风险，因为在第二阶段中，在高速燃烧器14布置在第二插口16中的情况下，区域a中仅发生轻微的损耗。因此，可继续操作镀锌炉1，而不会有损坏镀锌池6的风险，直到镀锌池6的区域b中的壁厚的减小也达到极限值。在该情况下，通过用超声波换能器执行测量，再次检查镀锌池6的壁厚。与高速燃烧器14仅永久地布置在第一插口15中的操作相比，这显著地增加了具有镀锌池6的镀锌炉1的使用寿命。

附图标记列表

(1)镀锌炉

(2)炉壳体

(3)底部

(4)纵向侧壁

(5)端壁

(6)镀锌池

(7)侧壁

(8)池底部

(9)边缘段

(10)支撑杆

(11)凸缘

(11a)排气挡板

(12)第一温度传感器

(13)第二温度传感器

(14)高速燃烧器

(15)第一插口

(16)第二插口

(17)火焰偏转板

(18)密封器件

(19)检查口