用于退火气体之间的炉内热交换的封闭的运送流体系统的制作方法

用于退火气体之间的炉内热交换的封闭的运送流体系统的制作方法
【专利摘要】一种用于热处理退火件(102)的炉(100)，其中，炉(100)包括可封闭的第一炉室(104)，其被构建成用于接收和热处理退火件(102)，所述热处理借助于退火件(102)与在第一炉室(104)中的可加热或可冷却的第一退火气体(112)的热交换作用；布置在第一炉室(104)中的第一热交换器(108)，其被构建成用于第一退火气体(112)与运送流体(116)之间的热交换，其中，第一热交换器(108)被布置在第一炉室(104)的壳体部分(120)内，该壳体部分(120)封闭第一炉室(104)内的第一退火气体(112)；可封闭的第二炉室(106)，其被构建成用于接收和热处理退火件(102)，所述热处理借助于退火件(102)与第二炉室(106)中的可加热或可冷却的第二退火气体(114)的热交换作用；布置在第二炉室(106)中的第二热交换器(110)，其被构建成用于第二退火气体(114)与运送流体(116)之间的热交换，其中，第二热交换器(110)被布置在第二炉室(106)的壳体部分(122)内，该壳体部分(122)封闭第二炉室(106)内的第二退火气体(114)；以及封闭的运送流体路径(118)，其与第一热交换器(108)以及与第二热交换器(110)以下述方式有效连接，即，热能可借助于运送流体(116)在第一退火气体(112)与第二退火气体(114)之间传递。
【专利说明】用于退火气体之间的炉内热交换的封闭的运送流体系统

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于热处理退火件的炉，以及一种用于热处理炉内的退火件的方 法。

【背景技术】
[0002] AT 508776公开了一种用于预加热罩式退火装置中的退火件的方法，所述退火装 置包括接收在保护罩之下处于运送流体环境之中的退火件的退火基座。在保护罩中经受热 处理的退火件借助于气态的热量载体被预加热，所述气态的热量载体这样环流，即其从外 部冲刷保护罩，从经热处理的退火件中接收热量，并且将热量传递给在另一保护罩中待预 加热的退火件。为了退火件的热处理设置至少一个其他的退火基座，其包括从外部通过燃 烧器加热的保护罩。使加热该保护罩的热废气混入已加热的热量载体用于退火件的预加 热。
[0003] AT 507423公开了一种用于预加热罩式退火装置中的退火件的方法，所述退火装 置包括两个接收在保护罩下的退火件的退火基座。在保护罩中经受热处理的退火件借助 于气态热量载体被预加热，引导所述气态热量载体使其在两个保护罩之间环流，并且从在 保护罩中经热处理的退火件接收热量，并且将热量传递给其他保护罩中的待预加热的退火 件。引导环流中的热量载体流从外部冲刷两个保护罩，同时在保护罩内使运送流体循环。
[0004] AT 411904公开了一种罩式退火炉，其特别用于钢带或线缆束，所述退火炉包括接 收退火件的退火基座，并且包括气密设置的保护罩。此外，设置有安装退火基座中的径流式 通风机，其包括转轮和包围转轮的导向器，用于使保护罩中的运送流体循环。用于冷却运送 流体的热交换器，在入口侧通过流动通道连接至径流式通风机的受压侧，且在出口侧流入 导向器与保护罩之间的环形空隙。在径流式通风机的受压侧的流动路径中可轴向移动的转 向装置用于选择性地将引导至热交换器（水冷环形管束）的流动通道连接至径流式通风 机。将保护罩气密地安装到环形凸缘上，即，将其紧压在基座凸缘上。热交换器（冷却器） 位于环形凸缘之下。流动通道由从导向器的外围集中至环形空隙的环形通道构成。使转向 装置构建成外部包围导向器的、环形的转向节气门。
[0005] 传统的成套工作的炉包括相对高的能量消耗。


【发明内容】

[0006] 本发明的目的在于高能效地运行成套工作的炉。
[0007] 该目的通过包括根据独立权利要求所述的特征的对象来实现。其他的实施例在从 属权利要求中得以显示。
[0008] 根据本发明的一实施例，提供一种用于热处理退火件的炉。所述炉包括可封闭的 第一炉室，其被构建成用于接收和热处理退火件，所述热处理借助于退火件与在第一炉室 中的可加热或可冷却的第一退火气体的热交换作用。在第一炉室中布置有第一热交换器， 其被构建成用于第一退火气体与运送流体之间的热交换。将第一热交换器布置在第一炉室 的壳体部分内（例如在保护罩内，特别在最里面的保护罩内）。所述壳体部分封闭第一炉 室内的第一退火气体（特别地，用于接收退火件的所述壳体部分直接接触第一退火气体， 且其使第一退火气体相对于外部环境不透气地或气密地密封）。此外，提供可封闭的第二 炉室，其被构建成用于接收和热处理退火件，所述热处理借助于退火件与在第二炉室中的 可加热或可冷却的第二退火气体的热交换作用。在第二炉室中布置有第二热交换器，其被 构建成用于第二退火气体与运送流体之间的热交换。将第二热交换器布置在第二炉室的壳 体部分内（例如在保护罩内，特别在最里面的保护罩内）。所述壳体部分（与退火件一同） 封闭第二炉室内的第二退火气体（特别地，用于接收退火件的该壳体部分直接接触第二退 火气体，且其使第二退火气体相对于外部环境不透气地密封）。封闭的运送流体路径与第一 热交换器以及与第二热交换器以下述的方式有效连接，即，热能能够借助于运送流体在第 一退火气体与第二退火气体之间传递。
[0009] 根据本发明的另一示范性的实施例，提供一种用于热处理炉中退火件的方法，在 该方法中，将退火件接收在可封闭的第一炉室中，且退火件借助于其与在第一炉室中的可 加热的第一退火气体的热交换作用而被热处理。此外，借助于布置在第一炉室中的第一热 交换器促使第一退火气体与运送流体之间的热交换。将第一热交换器布置在第一炉室的壳 体部分内。所述壳体部分封闭第一炉室内的第一退火气体。退火件被接收在可封闭的第二 炉室中，且退火件借助于其与在第二炉室中的可加热的第二退火气体的热交换作用而被热 处理。此外，借助于布置在第二炉室中的第二热交换器促使第二退火气体与运送流体之间 的热交换，其中，将第二热交换器布置在第二炉室的壳体部分内。所述壳体部分封闭第二炉 室内的第二退火气体。以这样的方式控制与第一热交换器和与第二热交换器有效连接的封 闭的运送流体路径，即，热能借助于运送流体在第一退火气体与第二退火气体之间传递。 [0010] 根据本发明的一示范性的实施例，能够提供与退火气体分隔开的、设置在炉的不 同基座或炉室中的流体路径，也称之为封闭的运送流体路径，且其与炉室中的各热交换器 (所述热交换器与保护罩分开，特别设置在保护罩的内部）相互有效连接，从而交换两个炉 室中的两股被分隔开的退火气体之间热能。在此，重要的是避免运送流体与炉室中的退火 气体之间的直接的机械的接触。仅所述气体或流体之间的热交换借助于各热交换器得以实 现。通过该方式，对于包括多个炉室或基座的炉，正处于冷却阶段中的炉室的热能例如被用 于预加热正处于加热阶段的其他炉室。对此，根据本发明所提供的分隔开且封闭的运送流 体路径，其与布置在炉室中的热交换器（因此，热交换器特别地分别完全地，即在全部气流 中，受各退火气体冲刷）流体连接。这导致高效利用所使用的能量。其中，基座的退火气体 (例如100%的氢气）不与热交换协同基座的退火气体（例如同样为100%的氢气）接触。 因此，在加热热交换器时，也避免了由于油烟（蒸发的轧制油或滑剂）所造成的不期望的质 量下降或对于氧气（〇 2)和水（H2o)的残余物的不期望的输送。此外，根据本发明的炉的安 全性非常高，因为禁止了不同炉室的退火气体之间的相互作用，也就是说禁止了一方面为 退火气体与另一方面为运送流体（例如100%的氢气或100%的氦气）之间的相互作用，尽 管设置了热交换器。
[0011] 通过使运送流体的路径流体地而非热学地与两个炉室中的退火气体分隔开的方 式，也可以尤其针对高效热传递的需求而设计使用的运送流体，特别地使用导热能力强的 运送流体。例如，可使用100%的H 2，100%的He或其他导热良好的气体。除此之外，就这 种退火气体与运送流体的流体隔离而言可以是，将运送流体路径设计成高压路径，使得在 处于高压下的运送流体中的热传递显著提高，且同时能够运送特别高的热量，由此不会不 期望地损害单个炉室中的相对低的压力气体比例。
[0012] 除储存在单个炉室的退火气体中的热能的热交换之外，也可以使用用于提供加热 或冷却能量的运送路径，从而选择性地加热或冷却各炉室。对于运送流体路径来说决定性 的是，其直接作用于全部流体。因此，根据本发明的方案的运送流体的路径既可用于不同炉 室之间的热交换，又可用于加热或冷却。
[0013] 根据一实施例，当恰好仅有一个热绝缘保护罩（不强制需要设置其他的加热或冷 却罩）置于各基座上时，能够使构造布置的非常紧凑。通过定位在退火室内（即，在保护罩 之下）作为各退火气体的单个热量输送单元的热交换器来实现该优点。此外，摘除加热或 冷却罩时，有关操纵单个罩所需的活栓摆动（Kranspiele)的消耗显著减少。基本上，活栓 (Kran)仅需要传送退火件填料以及将保护罩传送至炉室，而不再需要操纵冷却或加热罩。
[0014] 还描述了补充的炉的示范性的实施例。这些实施例也适用于所述方法。
[0015] 根据一实施例，可以将炉设计成可成套运行的炉，特别是将其设计成罩式炉或箱 式炉。将可成套运行的炉理解为将一套退火件（例如，待热处理的带）导入其中的炉。然 后，封闭相应的炉室，并且使成套导入的退火件经受热处理。换而言之，可成套运行的炉是 可不连续运行的炉。
[0016] 根据一实施例，包括可拆卸的第一保护罩（作为上述第一炉室的壳体部分）的第 一炉室是可封闭的，且包括可拆卸的第二保护罩（作为第二炉室的上述壳体部分）的第二 炉室是可封闭的。可以将用于每个炉室的热绝缘保护罩构建成，使其不透气地或气密地封 闭炉室的内部，从而使得可进入各子的炉室中的退火气体受到可靠地保护，不会流出各炉 室。
[0017] 根据一实施例，第一保护罩可以是第一炉室的最外面的罩，特别是唯一的罩。第二 保护罩可以是第二炉室的最外面的罩，特别是唯一的罩。根据该优选方案，可以将炉设计成 每个炉室包括唯一的罩。相对于其中安放有保护罩和额外的外部加热或冷却罩的传统罩式 炉，根据本发明的每个基座包括唯一的保护罩的炉的结构非常简单。在炉室中和在包括运 送流体路径的流体连接中定位各热交换器，使所述结构简化，因为该热交换器可承担退火 气体与运送流体之间的全部热耦合，且因此可承担所有加热和冷却的任务。因此，能够以最 小的占地面积实现本发明的实施例，因为其不需要加热罩、冷却罩和交换罩，且每个基座仅 一个热绝缘保护罩就可以是足够的。
[0018] 根据一实施例，第一保护罩和第二保护罩可分别包括耐热的内壳，特别是所述内 壳由金属制成，以及由热绝缘材料制成的绝缘套。因为根据该实施例的能量输送不再通过 保护罩完成（例如外部的加热罩的燃烧器），保护罩的壁的温度更低，对耐热材料的要求更 少，并且降低了壁的热量损失。根据该方案，可以将用于罩式炉的保护罩构建为明显不同 于传统保护罩。传统保护罩要整体用良好的导热材料制成，用于实现每个保护罩下的退火 气体与两个罩之间的另一气体之间的热平衡，而对于所述的实施例，实际上不再要求通过 保护罩的热相互作用，且这也不再是所期望的。由此，保护罩可至少部分地由热绝缘材料构 成，用于减低向外的热量损失。
[0019] 相反地，在作为箱式炉的炉方案中，保护罩和/或其他的保护罩分别包括非必须 的耐热外壳，特别是由金属制成所述外壳，以及由热绝缘材料制成的内绝缘套。
[0020] 根据一实施例，运送流体路径可包括用于产生加热热量的加热单元。该加热单元 可被设置成用于直接加热运送流体或第一热交换器或第二热交换器。借助于将所产生的加 热热量热传递至第一退火气体，可加热第一炉室。可选的或补充的，借助于将所产生的加热 热量热传递至第二退火气体，可加热第二炉室。可将加热单元可布置在炉室外，即，将其布 置在被加热区域外。若运送流体路径与单独的加热单元耦合在一起，则运送流体自身不仅 能够用于不同炉室中的退火气体之间的热交换，也能够将热能从加热单元运送到各炉室内 部。
[0021] 在另一方案中，自身作为电流的传输介质的管束可与供电单元（例如包括的变压 器）一起使用或协作使用，其（优选在低电压和高电流的条件下）可通过各热交换器中的 欧姆损耗（根据电阻加热原理）转换成热能。例如可使用运送流体路径的低欧姆管壁作为 相应的耦合元件，在其上连接各热交换器（特别是连接管束）。引导耦合元件通过炉室的底 部或炉底来实现简单且无中断地构建保护罩，因为引导至热交换器的输入管道不是必需通 过保护罩。
[0022] 相对于使用燃气加热单元可以更优选的是，运送流体自身加热，且通过沿着运送 流体路径的通风机由各热交换器与各炉室内的退火气体产生热交换作用。
[0023] 退火室外部加热单元例如可以是燃气加热单元、油加热单元、燃料颗粒加热单元 或其他的电加热单元。例如利用燃气的加热可通过退火室外部的热交换器来实现，其管束 例如在使用天然气燃烧器的前提下加热热压力气体，热压力气体可通过压力通风机被运送 至各退火气体室的热交换器。利用电能的加热也可通过变压器直接通过退火室外部的热交 换器的管束实现，从而将电能转移至热压力气体，且将包含在其中的热能运送至各退火气 体室热交换器。
[0024] 此外，炉可环保地运行，例如因为电加热单元（内部或外部）不会产生二氧化碳和 氮氧化物。通过所述的非常高效的热交换，在燃气加热的情况下，甲烷消耗量低，使得仅产 生少量的(^和腸,。油加热单元可燃烧油，从而产生热能。燃料颗粒加热单元可燃烧木质 燃料颗粒，从而产生热能。当然，根据本发明，还可使用其他类型的热能产生单元。
[0025] 根据一实施例，第一炉室可通过可拆卸的第一加热罩而封闭，所述第一加热罩包 围第一保护罩。第二炉室可通过可拆卸的第二加热罩封闭，所述第二加热罩包围第二保护 罩。根据一实施例，第一炉室可包括第一加热单元，用于加热第一加热罩与第一保护罩之间 的间隙。相应地，第二炉室可包括第二加热单元，用于加热第二加热罩与第二保护罩之间的 间隙。根据该方案，除保护罩以外，每个基座或炉室设置另一加热罩。其用于加热在加热罩 与保护罩之间的间隙，其中，热平衡穿过保护罩，导致加热退火气体。对于该方案，可仅设置 运送流体路径，用于退火气体之间的热能交换。也可能的是，将冷却罩置于各炉室上，从而 由此开始冷却退火气体。
[0026] 根据该实施例，第一加热单元和第二加热单元可分别是燃气加热单元。这样的燃 气加热单元可以是燃气燃烧器，其在加热和保护罩之间加热。
[0027] 根据一实施例，第一热交换器和/或第二热交换器可构建成由弯曲成束的管制成 的管束热交换器。在此，管束热交换器可被理解成热交换器，其通过成束的管构成，例如卷 绕成圆形的管。管内部可以是运送流体路径的部分，且可由运送流体流动通过。管外部可直 接与与各退火气体连接。特别地，管束热交换器可由相互平行延伸布置的管构建。管壁可 气密和耐热地被构建。这样地设置结构，即，运送流体通过管的内部被施加压力或被输送， 且通过管壁将其与各退火气体分隔开。可通过成束的管增大有效热交换面积，使得运送气 体和各退火气体可交换大量的热能。此外，本发明的实施例能够应用在全自动运送中。
[0028] 根据本发明，作为热交换器的管束可用在单个炉室中，可将其置于全部流体中。这 之后用于退火件的冷却填料与退火件的加热填料之间的热交换。此外，可利用管束热交换 器加热至退火温度。也可借助于同一管束热交换器冷却到最终温度（例如退火件的取出温 度）。
[0029] 根据一实施例，第一炉室可包括第一退火气体通风机，以及第二炉室可包括第二 退火气体通风机，其中，将各退火气体通风机设置成，使各退火气体指向各热交换器，并且 指向各退火件。可以将各退火气体通风机布置在各基座或炉室的下部区域中，且使退火气 体循环，从而与各炉室中的退火件很好地进行热交换作用。为此，各退火气体通风机借助于 导向器将退火气体导向到确定的方向上。
[0030] 根据一实施例，运送流体可以是导热能力良好的运送气体，特别是氢气或氦气。通 常，运送流体可以是液体或气体。在使用氢气或氦气的情况下，可利用其良好的导热能力。 此外，所述气体也能够在高压下很好地使用。
[0031] 根据一实施例，运送流体路径中的运送流体可在约2巴-约20巴或更高的压力 下，特别是在约5巴-约10巴的压力下。因此，相对于大气压，形成运送流体的明显的过压， 其可能会超过退火气体能够在炉中承受的仅为轻微的过压。通过使用热交换器中的高压， 能够特别高效地配置热交换，而不要求在第一和第二炉室中的高压能力。
[0032] 根据一实施例，可以将运送流体路径中的运送流体置于约400°C-约1KKTC的 温度，特别约600°C-约900°C的温度。例如，可以将运送流体路径中的运送流体置于约 700°C-约800°C的温度。因此，可借助于运送流体，在炉室中产生对于热处理例如由钢、铝 或铜和/或其合金制成的带、线或型材的退火件所要求的温度。
[0033] 此外，根据一实施例，炉可包括至少一个可封闭的第三炉室和布置在第三炉室中 的第三热交换器，第三炉室被构建成用于接收和热处理退火件，即，借助于退火件与第三炉 室中的可加热的第三退火气体的热交换作用，将该第三热交换器构建成用于第三退火气体 与运送流体之间的热交换。也可以将第三热交换器布置在第三炉室的壳体部分内，该壳体 部分封闭第三炉室内的第三退火气体。封闭的运送流体路径也可以下述方式与第三热交换 器有效连接，即，使热能能够借助于运送流体在第一退火气体和第二退火气体和第三退火 气体之间传递。根据该方案，至少三个炉室可相互耦合。针对每个单独的炉室，能量交换的 加温、加热和冷却的环流可以是不同的。循环地，三个炉室中的两个可借助于运送流体热耦 合，从而例如预冷却一个炉且预加热另一个。各第三炉可受限于加热或冷却的程序。在使 用两个炉室的情况下，炉室之间的热交换可一级地提供，在使用三个炉室的情况下可二级 地提供，或在使用多于三个炉室的情况下更多级地提供。
[0034] 根据一实施例，炉可包括控制单元，其被设置成这样地控制运送流体路径，S卩，借 助于运送流体和第一退火气体和第二退火气体之间的热交换，使第一炉室和第二炉室中的 一个可选择性地在预加热模式、加热模式、预冷却模式或最终冷却模式下运行。这样的控制 单元例如可以是微处理器，其协调不同炉室的运行模式。在此，控制单元例如可控制加热单 元、冷却单元或流体系统的阀，从而自动实施运行过程。预加热模式可理解成炉室的运行模 式，其中，退火气体以下述方式被设置为升高的中间温度，即，另一退火气体的热能被输送 至该退火气体。退火气体可承受一个或多个持续的预加热阶段。在加热模式下，炉室外部 的加热单元（燃气、电的等）可接通已经通过上述方式一级或多级预加热的退火气体，从而 将退火气体设置为高的最终温度。在加热模式之后且在冷却模式开始之前，退火气体可经 受预冷却（大致与上述预加热相反的过程），其中，将退火气体通过下述方式设置为下降的 中间温度，即，退火气体的热能迂回地通过运送流体气体间接地被输送至另一退火气体。在 最终冷却模式中，炉室外部的冷却单元（例如水冷却）可接通流体气体且由此接通退火气 体，从而将退火气体冷却到更低的温度。
[0035] 根据一实施例，运送流体路径可包括运送流体通风机，用于将运送流体输送通过 运送流体路径。由此，运送流体通风机可沿着预定的路径输送运送流体，该路径可通过相应 的阀调整而预定。
[0036] 根据一实施例，运送流体路径可包括可接通的冷却器，用于冷却运送流体路径中 的运送流体。这样的可接通的冷却器（例如基于管束的水冷却原理）允许，为了运送流体 加载冷却能量，其能够通过各热交换器耦合至单个的炉室中。
[0037] 根据一实施例，运送流体路径可包括多个阀。所述阀例如可以是气动阀或电磁阀， 其可借助于电信号接通。当阀以合适的方式被布置在流体路径中时，可设置不同的运行模 式。可以这样的接通阀（例如在控制单元的控制下），即，炉可选择性地在下述运行模式之 一下运行：
[0038] a)在第一运行模式下，其中，运送流体通风机将运送流体与第二退火气体热耦合， 运送流体从第二退火气体带走热量，且输送至第一退火气体，从而预加热第一炉室和预冷 却第二炉室；
[0039] b)在后续的第二运行模式下，其中，加热单元进一步加热第一炉室，且其中，在与 其分开的路径中，运送流体通风机将运送流体输送到接通的用于冷却的冷却器，且被冷却 的运送流体与第二退火气体热耦合，从而进一步冷却第二炉室；
[0040] c)在后续的第三运行模式下，其中，运送流体通风机将运送流体与第一退火气体 热耦合，使得运送流体从第一退火气体带走热量，且输送至第二退火气体，从而预加热第二 炉室和预冷却第一炉室；
[0041] d)在后续的第四运行模式下，其中，加热单元进一步加热第二炉室，且其中在与其 分开的路径中，运送流体通风机将运送流体输送至接通的用于冷却的冷却器，且被冷却的 运送流体与第一退火气体热耦合，从而进一步冷却第一炉室。
[0042] 这四个运行模式可连续重复，使得能够实施环流的过程。
[0043] 根据一实施例，炉中的热交换器可实施成密封的，或包括压力罐，其气密地包围运 送流体路径的至少一部分。可在例如10巴的高压下运行的全部运送流体路径，例如可实施 成包括密封的管、阀和运送流体通风机，或被置于压力罐或另一压力保护装置中。也可能的 是，以压力罐套住特别的压力负载的部件，尤其是运送流体通风机。
[0044] 根据一实施例，第一热交换器可相对于用于驱动第一退火气体的第一退火气体通 风机，和/或第二热交换器可相对于用于驱动第二退火气体的第二退火气体通风机这样地 被布置，即，在炉的每个运行状态下，由第一退火气体通风机驱动的第一退火气体流过第一 热交换器，和/或在炉或炉室的每个运行状态下，由第二退火气体通风机驱动的第二退火 气体流过第二热交换器。
[0045] 这样的实施例的显著优点在于，在每个运行状态（特别借助于加热装置加热的运 行状态，借助于冷却装置冷却的运行状态，以及退火气体与热交换设备之间的热交换的运 行状态）下，由通风机输送的退火气体直接指向各热交换器。特别地，由通风机驱动的退火 气体的这样的直接或间接流过可在全部流体中实现，即，完全沿着围绕通风机的圆周（例 如所设想的圆形）。由此，可以实现退火气体与各热交换器之间非常高效的热耦合。特别地， 各热交换器可位置固定地安装或不移动地设置在炉上，由此确保由通风机输送的退火气体 通过导流片或类似物被指向大致圆形布置的管束热交换器或其他热交换器。为确保在炉或 各炉室的每个运行状态下，由各退火气体通风机驱动的各退火气体流过各热交换器，各热 交换器应位置固定地且不移动地布置在炉的相应位置上并且长时间地固定于此。在使用运 送流体路径（用于预加热或预冷却）的情况下，借助于加热单元用于加热的加热-运行状 态，借助于冷却单元用于冷却的冷却-运行状态，以及用于不同的炉室之间热交换的热交 换-运行状态，可看成炉或各炉室的可能的运行状态。
[0046] 根据一实施例，对于炉，第一退火气体和第二退火气体可相对于运送流体保持无 接触。由此，可在结构上确保，退火气体不与运送流体气体接触，因此不会出现油烟。
[0047] 下文中，结合附图详细描述本发明示范性的实施例。

【专利附图】

【附图说明】
[0048] 图1示出根据本发明一示范实施例的包括多个基座的用于热处理退火件的罩式 炉，其中，退火气体可借助于热交换器被加热或冷却。初始时通过另一热交换器（冷却基 座）的运送气体实现对该热交换器的加热，且之后利用供电单元加热。初始时通过另一热 交换器（加热基座）的运送气体实现对该热交换器的冷却，且之后通过可接通的冷却装置 冷却。
[0049] 图2至图5为根据图1的罩式炉运行的环流过程期间的不同运行状态的示意性视 图。
[0050] 图6为根据图1的罩式炉的根据本发明的退火基座的细节图。
[0051] 图7示出根据本发明的另一示范实施例的包括多个基座的用于热处理退火件的 罩式炉，其中，退火气体可借助于热交换器被加热或冷却。初始时，通过另一热交换器（冷 却基座）的运送气体实现对该热交换器的加热，且之后利用外部的燃气加热单元加热。初 始时，通过另一热交换器（加热基座）的运送气体实现对该热交换器的冷却，且之后通过可 接通的冷却装置冷却。
[0052] 图8至图11为根据图7的罩式炉运行的环流过程期间的不同运行状态的示意性 视图。
[0053] 图12示出图1以及图7中所示的罩式炉的温度-时间曲线，其对于不同的运行状 态示出单个基座的各自的温度曲线。
[0054] 图13示出根据本发明的罩式炉的两级运行情况下的温度-时间-曲线，包括两级 的预加热阶段、加热阶段，两级的预冷却阶段和最终冷却阶段，其中，三个基座可借助于运 送气体路径热耦合。
[0055] 图14示出包括根据本发明的一示范实施例的两级热交换的多基座炉的示意性视 图。
[0056] 图15示出热绝缘的保护罩，且其能够与根据本发明的一示范实施例的炉一起使 用。
[0057] 图16示出图6中所示类型的罩式炉的俯视图，其中，管束热交换器运行状态不依 赖于循环装置（Umwdlzaggregat)地与炉环境基本上在全部流体中环流，从而针对加热、 冷却以及热交换分别确保循环装置与管束热交换器之间的良好热量耦合。
[0058] 图17示出根据本发明的另一示范实施例的炉，其中，仅从冷却的至加热的退火件 的热交换有用，且因此除每个基座的保护罩以外提供加热罩。通过气体/水-冷却器实现 最终冷却，如图1中所示。

【具体实施方式】
[0059] 在不同的附图中，相同的部件具有相同的参考标记。
[0060] 以下，参考图1所描述的根据本发明的一示范实施例的罩式炉100。
[0061] 构建用于热处理退火件102的罩式炉100。该退火件一部分布置在罩式炉100的 第一基座Sol上，且另一部分布置在罩式炉100的第二基座S 〇2上。在图1中仅示意性示 出的退火件102例如可以是要经受热处理的钢带或金属线束等（例如层上的堆积物）。
[0062] 罩式炉100包括第一可封闭的炉室104,其属于第一基座Sol。第一炉室104用于 接收和热处理退火件102,其被成套地输送至第一基座Sol。为了热处理，第一炉室104利 用第一保护罩120气密地被封闭。第一保护罩120被构建成钟罩的形状，且其能够借助于 活栓被操纵（未示出）。第一退火气体112,例如氢气，其可作为保护气体进入借助于第一 保护罩120不透气地密封的第一炉室104中且被加热，如下文中更加详细地描述的。第一 退火气体通风机130 (或基座通风机）在第一炉室104中可转动地被驱动，从而循环第一炉 室104中的退火气体112。由此，被加热的第一退火气体112热有效地接触待热处理的退火 件 102。
[0063] 第一管束热交换器108被布置在第一炉室104内。第一管束热交换器由管的多个 壁构成，其中，下文中更加详细描述的运送气体116被输送至管入口，流动通过管内部，且 通过管出口被排出。管束的外表面直接接触第一退火气体112。第一管束热交换器108用 于第一退火气体112与运送气体116之间的热交换作用，所述运送气体根据一实施例是在 例如为10巴的高压下导热能量良好的气体，例如氢气或氦气。明显地，第一管束热交换器 108可看成多个卷绕的管，其中，运送气体可被引导通过管的内部，且通过例如金属的、良好 导热的管壁与围绕管的外壁环流的第一退火气体112进行热交换作用。换而言之，第一退 火气体112与运送气体116虽然是流体分离的或相互不可混合地分开的，然而可借助于第 一管束热交换器108在全部流体中实现热交换作用。
[0064] 第一管束热交换器108相对于用于驱动退火气体的第一退火气体通风机130这样 地被布置，即，在炉100的每个运行状态下，由第一退火气体通风机130驱动的退火气体流 过第一管束热交换器108。基础的作用原理在图16中更加详细地描述。
[0065] 当使用例如10巴的高压来输送运送气体116时，可小尺寸地提供运送气体路径 118的管，这带来紧凑的结构。运送气体116的压力可基本高于各炉室104、106中的退火气 体112的和退火气体114的压力（超过大气压20毫巴至50毫巴之间的轻微过压）。
[0066] 第二基座So2与第一基座Sol相同地构建。其包括用于循环第二炉室106中的例 如同样是氢气的第二退火气体114的第二退火气体通风机132。第二炉室106借助于第二 保护罩122相对于外部环境不透气地密封。第二管束热交换器110使得第二退火气体114 与运送气体116之间的热方面的、但不接触的交互作用成为可能。
[0067] 在根据图1的实施例中，示出两个基座Sol，So2,然而在其他实施例中，两个或更 多个基座可相互有效耦合地运行。
[0068] 第一炉室104向下通过第一炉底170(即，热绝缘的基座下部）限制，然而，第二炉 室106向下通过第二炉底172限制。为使在运送气体管系统中环流的运送气体116与第 一退火气体112之间的流体交互作用成为可能，输送运送气体116通过第一炉底170至第 一管束热交换器108的管内部是可能的。通过类似的方式，输送运送气体116通过第二炉 底172至第二管束热交换器110的管内部是可能的。通过运送气体116被引导通过各炉底 170、172在底部地进入各炉室104,106或从其中被导出的方式，也实现能量输送进入各基 座Sol以及S 〇2,以及能量排出各基座Sol以及S〇2通过炉底170、172。
[0069] 运送气体116通过封闭的运送气体路径118环流，其也可被称为封闭的输送环流。 在此，封闭意味着，运送气体116气密地封闭在耐热的且密封的运送气体路径118内，且其 从系统中泄漏出前，或在与其他气体混合前，以及在与环境进行压力平衡前受到保护。因 此，在运送气体116例如可通过泵出等交换之前，运送气体116多次循环地环流通过运送气 体路径118。由于借助于管束热交换器108U10纯热耦合，而不允许基于接触的交互作用， 或运送流体气体116与退火气体112或114的混合。
[0070] 第一管束热交换器108在功能上作为热输出设备或热接收设备，其从输入和输出 管道（Zu-und Ableitungen)上看，完全位于通过第一保护罩120封闭的第一炉室104的内 部中。第二管束热交换器110同样在功能上作为热输出设备或热接收设备，其输入和输出 管道完全位于通过第二保护罩122封闭的第二炉室106的内部中。因此，对于罩式炉100， 借助于作为的热输出设备或热接收设备的被布置在各炉室104U06的内部中的管束热交 换器108、110 (其与保护罩120、122分开或相对其独立，且被其覆盖），实现热量输出到各退 火气体112、114。根据本发明，由于仅在保护罩120、122内热量传输至退火气体112、114， 因而不必提供除保护罩120U22外的其他罩。换言之，根据本发明实现退火气体112U14 与各基座Sol、S 〇2的各自唯一的保护罩120、122内的热源之间的所有热交换作用。这允许 罩式炉100的紧凑设计，且降低了应用活栓间隙的成本。
[0071] 如以下更为详细描述，封闭的运送气体路径118与第一管束热交换器108和与第 二管束热交换器110这样地有效连接，即，热能可借助于运送气体116在第一退火气体112 与第二退火气体114之间传递。当例如第一基座Sol处于冷却阶段中时，还是热的第一退火 气体112的热能可借助于第一管束热交换器108中的热交换被传递到运送气体116。由此 经加热的运送气体116可通过第二管束热交换器110与第二退火气体114有效地热连接， 且由此用于加热或预加热第二基座S 〇2。可选地，通过类似的方式，可以将热能从第二退火 气体114传递至第一退火气体112。
[0072] 通过运送气体路径118和在其中流动的运送气体116与退火气体112和退火气体 114严格的机械去耦合的方式，可使运送气体路径118中的运送气体116保持在例如10巴 的高压下。通过该高压，可非常高效地交换第一退火气体112与第二退火气体114之间的 高热能。此外，由于退火气体路径与运送气体路径分离，可选择不同于退火气体112U14的 运送气体116,使得两种气体类型可相互独立地在各功能方面被优化。也防止了在第一炉 室104和第二炉室106内部的油烟或其他污染，因为位于其中的退火气体112U14不发生 与运送气体116的交换。
[0073] 此外，供电单元124作为运送气体路径118的部件提供。供电单元124包括用于 两个基座的变压器174,其与用于提供高压的供电单元176有效耦合。根据开关178 (次级 侦D的接通状态，电流通过夹180和182并且通过运送气体路径118的连接管126直接传 递至管束108或110。然而，也可以为每个基座提供一个变压器，从而在初级侧在电流强度 的仅为约1/10的情况下转换。也可完全解除供电单元124的激活。电流从低欧姆的管壁 126被传导至基本高欧姆的管束热交换器108,在此将电流转换成热量，所述热量通过欧姆 损耗产生。由此，将管壁126作为流引导体，在实际加热时在管束上继续执行以上所述的。 由此，热能被传递至第一管束热交换器108,且从该处被传递至第一退火气体112,或从第 二管束热交换器110被传递至第二退火气体114。供电单元124使得能够加热管束热交换 器108、110。在第一基座Sol的区域中的第一电绝缘装置184和在第二基座S 〇2的区域中 的第二电绝缘装置186用于使在该绝缘件184、186之上或之下的管壁电分离。
[0074] 此外，提供运送气体通风机140,其被构建成用于输送运送气体116通过运送气体 路径118。热压通风机可用作为运送气体通风机140。此外，运送气体路径118包括可接通 的冷却器142,其在使用气体-水-热交换器的情况下用于冷却运送气体路径118中的运送 气体116 (可选地，在该位置上也可使用电冷却单元）。在运送气体路径118的不同位置上 布置单向阀144,其例如可电开关或气动开关，从而打开或闭合确定的气体通道。此外，多向 阀146可被置于运送气体路径118的其他位置上，其相应地在多个位置之间可开关多个可 能的气体通道。阀144U46的开关以及运送气体通风机140、加热单元124以及冷却单元 142的接通和断开，可同样借助于电信号实现。该系统可通过操作者手动地或通过例如微处 理器的控制单元实现，所述控制单元未在图1中示出，且该控制单元能够促使罩式炉100运 行的自动化环流。
[0075] 如图1中所示的，压力罐148也可选择性地包围运送气体通风机140。在运送气体 路径118能够以例如10巴的压力运行时，压力罐148的有利作用为压力保护。运送气体路 径118的其他部件可实施密封的，或同样被布置在压力罐内。
[0076] 此外，图1示出控制单元166,其被设置成用于控制和开关炉100的单个部件，如在 图1中示意性地利用箭头表示的。
[0077] 以下参考图2至图5,在其中示出罩式炉100的不同的运行状态，其可通过对流体 阀144、146以及电开关178的位置的相应控制（利用控制单元166)而设置。
[0078] 在图2中示出的第一运行状态I下，运送气体通风机140与第二退火气体114热 耦合，使得运送气体116从第二退火气体114带走热量，且将热量输送至第一退火气体112。 由此，在运行状态I下，通过下述方式使第一炉室104预加热且使第二炉室106预冷却，即， 运送气体116将热能从第一退火气体112输送到第二退火气体114。由此，加热基座Sol的 填料（退火件），且冷却第二基座S 〇2的填料（退火件）。
[0079] 图3示出罩式炉100的第二运行状态II，其跟随第一运行状态I。在第二运行状 态II下，管束108通过下述方式利用供电单元124电加热第一炉室104,即，闭合相应的电 路径。在与其分开的流体路径中，运送气体通风机140将运送气体116输送至此时接通的 冷却器142,用于冷却第二退火气体114。此时被冷却的运送气体116与第二退火气体114 热耦合，从而冷却第二炉室106。根据图3,由此，进一步加热基座Sol的填料（退火件），相 反地，进一步被冷第二基座So2的填料（退火件）。
[0080] 在第二运行状态II之后，此时经热处理的和期间经冷却的退火件102的填料从第 二基座S 〇2中被取出。为此，活栓可取下第二保护罩122,然后取出布置在第二基座S〇2中 的退火件102,并且将退火件102的新填料加入第二基座S 〇2中。
[0081] 此后跟随图4中所示出的第三运行状态III。在该第三运行状态III中，运送流体 通风机140将运送流体116与第一退火气体112热稱合，使得运送气体116从第一退火气 体112带走热量，且将热量输送至第二退火气体114。由此，预加热第二炉室104,且冷却第 一炉室106。
[0082] 在该第三运行状态III之后，激活图5中所示出的后续的第四运行状态IV。在第四 运行状态IV下，管束110进一步地利用供电单元124仅电加热第二炉室106。在与其分开 的流体路径中，运送流体通风机140将运送气体116输送至接通的用于冷却的冷却器142。 经冷却的运送气体116与第一退火气体112热耦合，从而进一步冷却第一炉室104。由此， 基座Sol的填料（退火件）被进一步冷却，且第二基座S 〇2的填料（退火件）被进一步电 加热。
[0083] 在第四运行状态IV之后，此时经热处理的和期间经冷却的退火件102的填料从第 一基座Sol中被取出。为此，活栓可取下第一保护罩120,然而取出布置在第一基座Sol中 的退火件102,并且将退火件102的新填料加入第一基座Sol中。
[0084] 此时，运行状态I至IV的环流可重新开始，S卩，罩式炉100下一步再次根据图2运 行。
[0085] 图6示出罩式炉的第一基座Sol的部分的放大视图，从中详细示出包括导入和导 出的在全部流体中的管束热交换器108的布置。利用参考标记600表示保护罩120的热绝 缘。
[0086] 第一退火气体通风机130是径流式通风机，其转轮602由马达604驱动。转轮602 由包括导向叶片的导向器608包围。仅示意性表示的置于退火基座上的退火件102被保护 罩120覆盖，其由环形凸缘612支撑，所述凸缘通过环形的密封件614用于气密地闭合保护 罩 120。
[0087] 图7示出根据本发明的另一示范实施例的罩式退火炉100。
[0088] 在根据图7的罩式炉100中，代替电加热的炉内的带有供电单元124的热交换束 108/110提供布置在炉外部的燃气加热单元700。可选地，也可使用电加热单元作为炉外部 的加热单元。分开的加热通风机704属于燃气加热单元700,该通风机通过管系统输送由燃 气加热单元700加热的运送气体116。根据图7,通过管束热交换器108、110输送由燃气加 热单元700加热的运送气体116。
[0089] 此外，提供控制单元702,其被构建成，通过不同的控制管路720来开关不同的阀 144、146,以及用于接通或断开冷却器142、燃气加热单元700以及通风机140、704。通风机 140可构建成冷压力通风机，相反地，通风机704是热压力通风机。
[0090] 燃气加热单元700作为加热器，且被构建成气体热交换器，用于将热能传递至运 送气体116。
[0091] 图7中的炉底170U72之下的区域可完全或部分地被置于高压力罐内部内，从而 为运送气体系统118中的商压提供保护。
[0092] 图8至图11示出根据图7的罩式炉100的四个运行状态，其在功能上对应于根据 图2至图5的运行状态I至IV。
[0093] 根据图8中的运行状态I，冷却器142与系统提供的其余部分分开。断开燃气加热 单兀700。热量从第二基座So2的第二退火气体114被传递至第一基座Sol中的第一退火 气体112。
[0094] 根据图9中的运行状态II，第一基座Sol由当前接通的燃气加热单元700进一步 加热，而分开的另一气体路径中冷却器142被激活，且第二基座So2中的第二退火气体114 被有效地进一步冷却。
[0095] 在运行状态II完成后，退火件102从第二基座So2中被取出，且被新的、待热处理 的填料退火件102所代替。
[0096] 图10示出第三运行状态III，其中，热能从第一基座Sol中的第一退火气体112被 传递至第二基座S 〇2中的第二退火气体114。冷却器142和燃气加热单元700在该状态下 关闭。
[0097] 运行状态III被图11中所示的运行状态IV解除。根据该运行状态，冷却器142 被激活，且有效地进一步冷却第一基座Sol。在分开的流体路径中，第二基座S 〇2借助于燃 气加热单元700有效地进一步被加热。
[0098] 在执行根据第四运行状态IV的过程之后，退火件102可从第一基座Sol中被取 出，被新的填料退火件102所代替。
[0099] 以下参考图12描述第一曲线图1200和第二曲线图1250。第一曲线图1200包括 横坐标1202,沿着横坐标描绘了运行状态I至IV所执行的时间周期。沿着纵坐标1204描 绘了在运行状态I至IV执行期间的各退火气体或退火件的温度。在第二曲线图1250中也 相应的选择横坐标1202和纵坐标1204。
[0100] 第一曲线图1200涉及单个运行状态I至IV期间的第一基座Sol的第一退火气体 112以及退火件的温度变化过程，相反地，第二曲线图1250涉及在根据图1或图7的运行状 态I至IV期间第二基座S 〇2的第二退火气体114以及退火件的温度变化过程。在第一运 行状态I下，热能从基座So2中的第二退火气体114被传递至基座Sol中的第一退火气体 112 (第一热交换WT1包括能量传递E)。在第二运行状态II下，带有退火件的第一基座Sol 有效地进一步被加热（Η)，相反地，带有退火件的第二基座S〇2有效地进一步被冷却（K)。在 后续的第三运行状态III下，热能从第一基座Sol中的第一退火气体112或退火件被传递 至第二基座S 〇2中的第二退火气体114或退火件（第二热交换WT2包括能量传递E)。在第 四运行状态IV下，带有退火件的第一基座Sol有效地进一步被冷却，相反地，带有退火件的 第二基座S 〇2有效地进一步被加热。
[0101] 因此，图12示出根据图1或根据图7的两个基座运行中的温度变化过程。通过 这样的一级热交换（即，在借助于加热单元有效地进一步加热之前，通过输送各其他基座 的退火气体热量方式，一级预加热带有退火件的基座），能量消耗可降低至约60%。这样 的实施例是简单的，且由于再次使用带有退火件的各待冷却的基座的余热而使能量降低了 40%。
[0102] 图13示出两级热交换系统的第一曲线图1300、第二曲线图1320、第三曲线图1340 和第四曲线图1360,其中，与图1和图7中所示的两个基座不同的是，其提供三个罩式炉中 的基座。这样的两级热交换中，在借助于加热单元有效地进一步加热之前，通过输送带有退 火件的各其他两个基座的退火气体热量的方式，（相继地，即两级地）实现两级预加热带有 退火件的基座。
[0103] 在该热交换系统中，六个不同的运行状态的区别可在于：
[0104] 在第一运行状态I下，第三基座S〇3被预冷却，且借助于运送气体将热能从第三退 火气体传递至第一退火气体，从而预加热基座Sol。同时，在该运行状态下与第一和第三基 座分开的基座S 〇2,借助于加热装置被加热至最终温度。
[0105] 在后续的第二运行状态II下，基座S〇3有效地借助于冷却器被冷却，而待预冷却 的基座S 〇2将热能从其第二退火气体传递至第一基座Sol的第一退火气体。由此，第一基 座Sol进一步被预加热。
[0106] 在第三运行状态III下，第三基座S〇3通过下述方式进一步被加热，S卩，热能借助 于运送气体从第二基座S 〇2被传递至第三基座S〇3。由此，第三基座S〇3被预加热。因为第 二基座S 〇2将其第二退火气体的热能传递至第三基座S〇3的第三退火气体，其能量在第三 运行状态ΠΙ下降低。第一基座Sol与其余的基座S 〇2和S〇3隔绝，且借助于加热装置被 加热至最终温度。
[0107] 在后续的第四运行状态IV下，第一基座Sol通过下述方式被预冷却，S卩，热能从退 火气体被输送至基座S 〇3的第三退火气体。由此，第三基座S〇3进一步被预加热。第二基 座S〇2在第四运行状态下与其他两个基座Sol、S 〇3分离，且利用冷却器有效地进一步冷却， 从而在第四运行模式IV结束时达到其最终温度。
[0108] 在后续的第五运行状态V下，第三基座S〇3有效地且与其他基座Sol、S 〇2分离地 与加热单元连接，从而被置于最终温度。进一步待冷却的基座Sol将热能从其退火气体传 递至第二基座S 〇2的第二退火气体。第二基座由此经受第一预加热阶段。
[0109] 在后续的第六运行状态VI，热能从应经预冷却的第三基座S〇3传递至第二基座 S〇2。由此，第二基座S〇2经受第二预加热，且第三基座S〇3经预冷却。第一基座Sol在该运 行状态下与基座S 〇2、S〇3隔绝，且通过冷却器被冷却至最终温度。在运行状态VI结束后， 再次以第一运行状态I开始环流。
[0110] 因此，图13涉及三个基座运行中的两级热交换。能量消耗可被降低至40%。相应 的根据本发明的炉的结构还是简单的，且尽管如此仍能够达到约60%的能量收益。
[0111] 图14示出根据另一示范实施例的包括一般η个基座的炉1600的示意图。在此， 示意性地示出第一基座Sol 1602、第二基座So2 1604以及第η基座SoN 1606。根据图16 的结构，可使用任意数量的基座。在图14中，同样示出多个单向阀144。此外，示出冷却单 元14和外部加热单元700 (在该情况下为燃气加热单元，其中可选地，该加热单元可以是电 阻加热）。若直接使用管束热交换器，即，在内部作为电阻加热，则每个基座提供一个供电单 元（1241、1242、…、124η)。对于两级热交换，分别提供针对WT1以及WT2的通风机单元。
[0112] 图15示出钟形的保护罩1700,如其在图1中以标记120、122示出的。保护罩1700 包括由耐热的材料制成的连续内壳1702以及外部包括热绝缘体1704,从而保护各基座，不 会通过保护罩1700损失热量。所示的设置可有利地用于罩式炉。相反地，可对于箱式炉有 利的是，由热绝缘材料制成的内壁与钢外壁组合，即，直观地交换标记1702和1704。
[0113] 图16示出图6中所示类型的罩式炉的俯视图，其中，管束热交换器108借助于退 火气体通风机130定向地（且优选基本完全）由经加热的退火气体流过。由此，对于罩式 炉的所有运行状态，即，用于加热基座、冷却基座以及基座之间的热交换，可确保退火气体 通风机130与管束热交换器108之间的良好的热耦合。
[0114] 更精确地说，旋转驱动退火气体通风机130的转轮602,参见参考标记1642。由此， 退火气体通风机130使得退火气体循环。退火气体因此向外运动，S卩，气体在导向器的静止 叶片1640作用下被定向。由此，退火气体有目的地与管束热交换器108进行热交换作用， 且进一步用于填料（退火件）。管束热交换器108因此位于全部流体中。
[0115] 在图17中示出根据本发明的另一示范实施例的炉1800。炉1800类似于图1所 示地被构建，然而在其第一基座上除了第一保护罩120以外包括将其封闭的可拆卸的第一 加热罩1802。相应地，第二基座的第二保护罩122被第二加热罩1804覆盖。第一热燃烧 器1806被设置在第一加热罩120与第一保护罩1802之间的间隙1810中，用于加热保护罩 内的保护气体。相应地，在第二炉室106中，设置第二热燃烧器1808,用于加热第二加热罩 122与第二保护罩1804之间的间隙1812。代替热燃烧器1806、1808,可设置电阻加热元件。 在图17中删除根据图1的供电单元124。保留可接通的气体-水-热交换器142。
[0116] 由此，根据图17的实施例，对第一退火气体112或第二退火气体114的主加热通 过在间隙1810中的被加热的气体与第一退火气体112之间的、或在间隙1812中的被加热 的气体与第二退火气体114之间的热交换作用（或电阻加热）完成。在该实施例中个，运 送流体路径118被用于第一退火气体112与第二退火气体114之间的热平衡，从而预冷却 或预加热，且由此节约能量。此外，最终冷却可通过冷却单元142实现，其属于运送气体路 径 118。
[0117] 此外可看到，在根据图17的实施例中，也可放置冷却罩。
[0118] 上述基础上补充注意，"包括"不排除其他元件或步骤，并且"一"和"一个"不排除 多个。此外应注意，参考任意实施例描述的特征或步骤也可与其他上述实施例的其他特征 或步骤组合使用。权利要求中的参考标记不应被看成是限制性的。
【权利要求】
1. 一种用于热处理退火件（102)的炉（100)，其中，所述炉（100)包括： -可封闭的第一炉室（104)，其被构建成用于接收和热处理退火件（102)，所述热处理 借助于退火件（102)与在第一炉室（104)中的可加热或可冷却的第一退火气体（112)的热 交换作用； -布置在第一炉室（104)中的第一热交换器（108)，其被构建成用于第一退火气体 (112)与运送流体（116)之间的热交换，其中，第一热交换器（108)被布置在第一炉室 (104)的壳体部分（120)内，特别是在通风机处于全部流体中，该壳体部分（120)封闭第一 炉室（104)内的第一退火气体（112)，且该壳体部分（120)与第一退火气体（112)直接接 触； -可封闭的第二炉室（106)，其被构建成用于接收和热处理退火件（102)，所述热处理 借助于退火件（102)与第二炉室（106)中的可加热或可冷却的第二退火气体（114)的热交 换作用； -布置在第二炉室（106)中的第二热交换器（110)，其被构建成用于第二退火气体 (114)与运送流体（116)之间的热交换，其中，第二热交换器（110)被布置在第二炉室 (106)的壳体部分（122)内，特别是在通风机-处于全部流体中，该壳体部分（122)封闭第 二炉室（106)内的第二退火气体（114); -封闭的运送流体路径（118)，其与第一热交换器（108)以及与第二热交换器（110)以 下述方式有效连接，即，热能可借助于运送流体（116)不接触地在第一退火气体（112)与第 二退火气体（114)之间传递。
2. 根据权利要求1所述的炉（100)，其中将所述炉（100)设计为成套运行的炉，特别是 将其设计为罩式炉（1〇〇)或箱式炉。
3. 根据权利要求1或2所述的炉（100)，其中，第一炉室（104)可通过作为第一炉室 (104)的壳体部分（120)的可拆卸的第一保护罩（120)而被封闭，且第二炉室（106)可通 过作为第二炉室（106)的壳体部分（122)的第二保护罩（122)而被封闭，且其中特别地，第 一保护罩（120)是第一炉室（104)的最外面的罩，特别是唯一的罩，且特别地，第二保护罩 (120)是第二炉室（106)的最外边的罩，特别是唯一的罩。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的炉（100)，其中，第二炉室（106)的壳体部分 (122)直接接触第二退火气体（114)。
5. 根据权利要求3或4所述的炉（100)，其中，第一保护罩（120、1700)和第二保护罩 (122U700)分别包括特别由金属制成的耐热的内壳（1702)以及由热绝缘材料制成的绝缘 套（1704)。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的炉（100)，其中，外部加热单元（700)被设置成 用于直接加热至第一热交换器（108)的或至第二热交换器（110)的运送流体（116)，S卩，能 够借助于至第一炉室（104)的第一退火气体（112)的加热热量的热传递而加热，和/或借 助于至第二炉室（106)的第二退火气体（114)的加热热量的热传递而加热，其中，外部加热 单元（700)特别可利用燃气、油或燃料颗粒运行，或包括电阻加热。
7. 根据权利要求6所述的炉（100)，其中，加热单元的供电单元（124)特别给作为电阻 加热的第一热交换器（108)或第二热交换器（110)内部地且直接地提供电能。
8. 根据权利要求3所述的炉（1800)，其中，第一炉室（104)可通过可拆卸的和加热 的、特别是可气体或电加热的第一加热罩（1802)封闭，所述第一加热罩包围第一保护罩 (120)，且其中，第二炉室（106)可通过可拆卸的和加热的、特别是可气体或电加热的第二 加热罩（1804)封闭，所述第二加热罩包围第二保护罩（122)。
9. 根据权利要求1至8中任一项所述的炉（100)，其中，第一热交换器（108)和/或第 二热交换器（110)被构建成由弯曲成束的管制成的管束热交换器，其中，运送流体（116)可 流动通过运送流体路径（118)的管内部，且管外部与各退火气体（112U14)直接连接。
10. 根据权利要求1至9中任一项所述的炉（100)，其中，第一炉室（104)包括第一退 火气体驱动器（130)，且第二炉室（106)包括第二退火气体驱动器（132)，其中，各退火气体 驱动器（130、132)被设置成将退火气体（112,114)指向各热交换器（108,110)以及指向各 退火件（102)。
11. 根据权利要求1至10中任一项所述的炉（100)，其中，运送流体（116)是运送气体， 特别是氢气或氦气或其他具有良好导热性能的气体。
12. 根据权利要求1至11中任一项所述的炉（100)，其中，在运送流体路径（118)中的 运送流体（116)在2巴-20巴或更高的压力下，特别是在5巴-10巴的压力下。
13. 根据权利要求1至12中任一项所述的炉（100)，其中，运送流体路径（118)中的运 送流体（116)的温度为400°C -1KKTC，特别是为600°C -900°C。
14. 根据权利要求1至3中任一项所述的炉（100)，还包括： -可封闭的第三炉室，其被构建成用于接收和热处理退火件（102)，所述热处理借助于 退火件（102)与第三炉室中的可加热的第三退火气体的热交换作用； -布置在第三炉室中的第三热交换器，其被构建成用于第三退火气体与运送流体 (116)之间的热交换，其中，第三热交换器被布置在第三炉室的壳体部分内，特别在通风 机-处于全部流体中，该壳体部分封闭第三炉室内的第三退火气体； -其中，封闭的运送流体路径（118)也以下述方式与第三热交换器有效连接，S卩，能够 借助于运送流体在一方为第三退火气体和另一方为第一退火气体（112)和/或第二退火气 体（114)之间传递热能。
15. 根据权利要求1至14中任一项所述的炉（700)，包括控制单元（702)，其被设置成 以下述方式控制运送流体路径（118)，S卩，借助于运送流体（116)与第一退火气体（112)和 第二退火气体（114)之间的热交换，使第一炉室（104)和第二炉室（106)分别选择性地在 预加热模式、加热模式、或冷却模式下运行。
16. 根据权利要求1至15中任一项所述的炉（100)，其中，运送流体路径（118)包括运 送流体驱动器（140)，其用于驱动运送流体（116)通过运送流体路径（118)。
17. 根据权利要求1至16中任一项所述的炉（100)，其中，运送流体路径（118)包括可 接通的冷却器（142)，用于冷却运送流体路径（118)中的运送流体（116)。
18. 根据权利要求16和17所述的炉（100)，其中，运送流体路径（118)包括多个阀 (144U46)，所述阀可通过下述方式配置，S卩，炉（100)可选择性地以下述的运行模式之一 运行： -在第一运行模式下，其中，运送流体驱动器将运送流体（116)与第二退火气体（114) 热耦合，使得运送流体（116)从第二退火气体（114)带走热量且输送至第一退火气体 (112)，从而加热第一炉室（104)和冷却第二炉室（106); -在后续的第二运行模式下，其中，加热单元（124、700)，特别在内部或外部进一步加 热第一炉室（104)，且其中，在与其分开的路径中，运送流体驱动器（140)将运送流体（116) 输送到接通的用于冷却的冷却器（142)，且经冷却的运送流体（116)与第二退火气体（114) 热耦合，从而进一步冷却第二炉室（106); -在后续的第三运行模式下，其中，运送流体驱动器（140)将运送流体（116)与第一退 火气体（112)热耦合，使得运送流体（116)从第一退火气体（112)带走热量，且输送至第二 退火气体（114),从而加热第二炉室（106)和冷却第一炉室（104); -在后续的第四运行模式下，其中，加热单元（124、700)加热第二炉室（106)，且其中在 与其分开的路径中，运送流体驱动器（140)将运送流体（116)输送至接通的用于冷却的冷 却器（142)，且经冷却的运送流体（116)与第一退火气体（112)热耦合，从而冷却第一炉室 (104)。
19. 根据权利要求1至18中任一项所述的炉（100)，其包括用于稳定运送流体路径 (118)的压力的措施，特别包括压力罐（148)，所述压力罐压力密封地包围运送流体路径 (118)的至少一部分。
20. 根据权利要求1至19中任一项所述的炉（100)，其中，第一热交换器（108)相对于 用于驱动第一退火气体的第一退火气体通风机（130)和/或第二热交换器（110)相对于用 于驱动第二退火气体的第二退火气体通风机（132)以下述方式布置，S卩，在炉（100)的每个 运行模式下，由第一退火气体通风机（130)驱动的第一退火气体流过第一热交换器（108)， 和/或在炉（100)的每个运行模式下，由第二退火气体通风机（132)驱动的第二退火气体 流过第二热交换器（110)。
21. 根据权利要求1至20中任一项所述的炉（100)，其这样地被设置，S卩，第一退火气 体（112)和第二退火气体（114)相对于运送流体（116)保持无接触。
22. -种用于热处理炉（100)中的退火件（102)的方法，其中，该方法包括： -在可封闭的第一炉室（104)中接收和热处理退火件（102)，所述热处理借助于退火件 (102)与在第一炉室（104)中的可加热或可冷却的第一退火气体（112)的热交换作用； -借助于布置在第一炉室（104)中的第一热交换器（108)促使第一退火气体（112)与 运送流体（116)之间的热交换，其中，第一热交换器（108)被布置在第一炉室（104)的壳体 部分（120)内，特别在通风机-处于全部流体中，该壳体部分（120)封闭第一炉室（104)内 的第一退火气体（112)，且该壳体部分（120)直接接触第一退火气体（112); -在可封闭的第二炉室（106)中接收和热处理退火件（102)，所述热处理借助于退火件 (102)与在第二炉室（106)中的可加热或可冷却的第二退火气体（114)的热交换作用； -借助于布置在第二炉室（106)中的第二热交换器（110)促使第二退火气体（114)与 运送流体（116)之间的热交换，其中，第二热交换器（110)被布置在第二炉室（106)的壳体 部分（122)内，特别在通风机-处于全部流体中，该壳体部分（122)封闭第二炉室（106)内 的第二退火气体（114); -控制封闭的运送流体路径，其与第一热交换器（108)以及与第二热交换器（110)以 下述方式有效连接，即，热能借助于运送流体（116)在第一退火气体（112)与第二退火气体 (114)之间传递。
【文档编号】F27D17/00GK104114968SQ201280069541
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2012年12月11日 优先权日:2011年12月14日
【发明者】罗伯特·艾伯纳, 黑里贝特·洛克纳 申请人:艾伯纳工业筑炉股份有限公司