(57)【要約】  本発明は、軽金属インゴット（１）を炉（２）内で高温のバーナ排ガスによって加熱して、軽金属インゴット（１）を加熱するための方法に関する。有利な加熱条件を提供するために、本発明によれば、軽金属インゴット（１）を、炉（２）内での加熱前に、面接触する少なくとも１つの予熱装置（９）を介して予熱し、該予熱装置（９）に、炉（２）からの高温の排ガスとの熱交換において加熱された、循環路（７）内で案内される液状の熱媒を供給する。
2012531526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軽金属インゴットを炉内で高温のバーナ排ガスによって加熱して、軽金属インゴットを加熱するための方法において、軽金属インゴット（１）を、炉（２）内での加熱前に、面接触する少なくとも１つの予熱装置（９）を介して予熱し、該予熱装置（９）に、炉（２）からの高温の排ガスとの熱交換において加熱された、循環路（７）内で案内される液状の熱媒を供給することを特徴とする、軽金属インゴットを加熱するための方法。
【請求項２】
軽金属インゴットを加熱するための装置であって、該装置が、バーナを介して加熱される炉と、該炉の高温の排ガスが供給可能な熱交換器とを備えている、軽金属インゴットを加熱するための装置において、熱交換器（６）と、軽金属インゴット（１）を面状に当て付けた状態で収容する予熱装置（９）とが、液状の熱媒に対する熱媒循環路（７）に位置していることを特徴とする、軽金属インゴットを加熱するための装置。
【請求項３】
予熱装置（９）が、フレーム（１１）を有しており、該フレーム（１１）が、軽金属インゴット（１）に対する載置面（１３）と、該載置面（１３）に対して横方向に延びて、軽金属インゴット（１）に対する当付け面（１５）を成す、前記熱媒によって通流される熱伝達プレート（１０）とを備えている、請求項２記載の装置。
【請求項４】
熱伝達プレート（１０）が、相互間に前記熱媒に対する少なくとも１つの流路（１８）を形成する２つの層（１６，１７）から形成されている、請求項３記載の装置。
【請求項５】
熱伝達プレート（１０）の、当付け面（１５）を成す層（１６）が、曲がり箇所を成す溝（２２）によって個々の範囲に分割されている、請求項４記載の装置。
【請求項６】
熱伝達プレート（１０）が、当付け面（１５）と反対の側でばね弾性的に支持されている、請求項３から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
軽金属インゴット（１）に対するフレーム（１１）の載置面（１３）が、当付け面（１５）に向かって傾斜している、請求項３から６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
載置面（１３）が、該載置面（１３）と当付け面（１５）とに対して平行な軸線を備えたローラ（１２）を有している、請求項７記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽金属インゴットを炉内で高温のバーナ排ガスによって加熱して、軽金属インゴットを加熱するための方法に関する。
【０００２】
さらに、本発明は、軽金属インゴットを加熱するための装置であって、該装置が、バーナを介して加熱される炉と、該炉の高温の排ガスが供給可能な熱交換器とを備えている、軽金属インゴットを加熱するための装置に関する。
【０００３】
背景技術
軽金属インゴットを熱間圧延するためには、この軽金属インゴットが炉、一般的には、プッシャ炉内で加熱される。この目的のために、液状のまたはガス状の燃料をバーナ内で燃焼させ、軽金属インゴットに、ブロワによって循環される高温のバーナ排ガスを供給することが公知である。炉排ガスの顕熱を利用することができるようにするためには、バーナに必要となる燃焼空気が高温の排ガスによって熱交換において予熱される。これによって、燃料節約を達成することができる。しかし、より高い火炎温度は、環境に負担をかける窒素酸化物形成を助長してしまう。
【０００４】
さらに、金属薄板を熱処理するために、この金属薄板を２つの熱伝達プレートの間に配置し、両熱伝達プレートに熱エネルギを供給し、これによって、熱を、金属薄板に面接触した熱伝達プレートから金属薄板に伝達することが公知である（欧州特許出願公開第２０１４７７７号明細書）。しかし、金属薄板を熱処理するためのこのような装置は、軽金属インゴットを、要求された熱間圧延温度に急速に加熱するために貢献することができない。
【０００５】
発明の開示
したがって、本発明の課題は、冒頭で述べた、軽金属インゴットを加熱するための方法を改良して、窒素酸化物による環境への負担が減少するように、炉排ガスの排熱を利用して軽金属インゴットの予熱が可能となるようにすることである。
【０００６】
この課題を解決するために本発明に係る方法によれば、軽金属インゴットを、炉内での加熱前に、面接触する少なくとも１つの予熱装置を介して予熱し、該予熱装置に、炉からの高温の排ガスとの熱交換において加熱された、循環路内で案内される液状の熱媒を供給する。
【０００７】
さらに、この課題を解決するために本発明に係る装置によれば、熱交換器と、軽金属インゴットを面状に当て付けた状態で収容する予熱装置とが、液状の熱媒に対する熱媒循環路に位置している。
【０００８】
本発明に係る装置の有利な態様によれば、予熱装置が、フレームを有しており、該フレームが、軽金属インゴットに対する載置面と、該載置面に対して横方向に延びて、軽金属インゴットに対する当付け面を成す、前記熱媒によって通流される熱伝達プレートとを備えている。
【０００９】
本発明に係る装置の有利な態様によれば、熱伝達プレートが、相互間に前記熱媒に対する少なくとも１つの流路を形成する２つの層から形成されている。
【００１０】
本発明に係る装置の有利な態様によれば、熱伝達プレートの、当付け面を成す層が、曲がり箇所を成す溝によって個々の範囲に分割されている。
【００１１】
本発明に係る装置の有利な態様によれば、熱伝達プレートが、当付け面と反対の側でばね弾性的に支持されている。
【００１２】
本発明に係る装置の有利な態様によれば、軽金属インゴットに対するフレームの載置面が、当付け面に向かって傾斜している。
【００１３】
本発明に係る装置の有利な態様によれば、載置面が、該載置面と当付け面とに対して平行な軸線を備えたローラを有している。
【００１４】
炉排ガスの顕熱を用いた軽金属インゴットの予熱によって、燃焼空気予熱が不要となり、これによって、火炎温度がより低くなり、ひいては、窒素酸化物の形成の危険が著しく低下させられる。軽金属インゴットの予熱のため、バーナ排ガスのより低い温度が、炉による軽金属インゴットのリードタイムにほとんど影響を与えることはなく、これによって、比較的短い加熱時間を確保することができる。しかし、炉からの高温の排ガスを用いた軽金属インゴットの直接的な予熱は、１つの炉に匹敵する手間のかかる装置に結び付けられる恐れがある。この手間を回避するためには、炉からの高温の排ガスの顕熱によって、循環路内で案内される液状の熱媒が熱交換において加熱される。その後、この液状の熱媒が予熱装置に供給される。この予熱装置には、加熱したい軽金属インゴットが面状に当て付けられ、これによって、予熱装置に接触した軽金属インゴットに、予熱装置に供給された熱媒の熱が伝達される。熱媒循環路に基づき、予熱装置は炉から遠ざけられて設置されてもよい。なぜならば、熱媒を特に手間をかけずに、より大きな区間にわたっても、断熱された管路内で圧送することができるからである。したがって、軽金属インゴットの予熱工程を軽金属インゴットの加工ラインにおける有利な箇所に組み込むことができる。
【００１５】
軽金属インゴットを、バーナを介して加熱される炉によって加熱するためには、炉の高温の排ガスが供給可能な熱交換器が設けられている従来の装置を起点とすることができる。しかし、このような従来の装置と異なり、熱交換器は、軽金属インゴットを面状に当て付けた状態で収容する予熱装置と一緒に液状の熱媒に対する熱媒循環路に配置することができ、これによって、熱交換器を介して、炉バーナに用いられる燃焼空気が加熱されるのではなく、液状の熱媒が加熱される。その後、この液状の熱媒がその熱を、軽金属インゴットを収容した予熱装置に放出する。
【００１６】
熱伝達のためには、予熱装置への可能な限り大きな面での密な当付けが重要となる。この目的のためには、予熱装置が、フレームを有しており、このフレームが、軽金属インゴットに対する載置面と、この載置面に対して横方向に延びて、軽金属インゴットに対する当付け面を成す、熱媒によって通流される熱伝達プレートとを備えている。この態様では、この熱伝達プレートが、有利には、相互間に熱媒に対する少なくとも１つの流路を形成する２つの層から形成されている。両層のうち、当付け面を成す層は、熱伝達のために有利な特性を有していなければならない。反対の側に位置する層は、熱損失が可能な限り回避されるように形成されていなければならない。このためには、断熱性の材料から成る層または断熱部材を備えた層が必要となる。可能な限り損失なしの熱伝達の目的で軽金属インゴットへの一方の層の大きな面での当付けを確保することができるようにするためには、熱伝達プレートの、当付け面を成す層が、曲がり箇所を成す溝によって個々の範囲に分割されてよい。熱媒が両層の間で十分な圧送圧で圧送され、これによって、熱交換プレートの、当付け面を成す層が、相応のハイドロリック圧で押圧されると、軽金属インゴットが表面粗さを有している場合でさえ、溝状の曲がり箇所と協働して、当付け面を成す層を軽金属インゴットに密に当て付けることができる。熱交換プレートの、軽金属インゴットと反対の側の層は、支持部材を成しており、これによって、軽金属インゴットと反対の側の層を自体十分に曲げ剛性的に形成することができるかまたは相応に支持することができる。
【００１７】
軽金属インゴットへの予熱装置の面状の当付けを助成するための更なる手段は、熱伝達プレートを、当付け面と反対の側でばね弾性的に支持することにある。このばね弾性的な支持によって、当付け面が軽金属インゴットの接触面に対して平行に延びていない場合に自動的な補償が可能となる。
【００１８】
特に有利な構造状況は、軽金属インゴットに対するフレームの載置面が、熱伝達プレートの当付け面に向かって傾斜している場合に得られる。このような構成では、それぞれ昇温させたい軽金属インゴットが、載置面に沿って当付け面に向かって滑動し、これによって、この当付け面に密に当て付けられる。滑り摩擦を回避するためには、載置面が、この載置面と熱伝達プレートの当付け面とに対して平行な軸線を備えたローラを有していてよく、これによって、載置面のローラに、たとえばホイストによって載置された軽金属インゴットが、重力に基づきローラを介して熱伝達プレートの当付け面に向かって運動させられ、重量に起因した力成分によって当付け面に押し付けられる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】軽金属インゴットを加熱するための本発明に係る装置の概略的なブロック回路図である。
【図２】軽金属インゴットに対する予熱装置の鉛直な横断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図をより小さく縮尺して示す図である。
【００２０】
発明を実施するための形態
図面につき、軽金属インゴットを加熱するための本発明に係る方法を詳しく説明する。
【００２１】
図１によれば、軽金属インゴット１を加熱するために、炉２、一般的には、プッシャ炉が設けられている。この炉２はバーナ３によって加熱される。炉２内に高温のバーナ排ガスを分配するために、少なくとも１つのブロワ４が設けられている。炉２からの高温の排ガスは、排ガス管路５を介して取り出され、熱交換器６に供給される。この熱交換器６は熱媒循環路７の一部である。この熱媒循環路７は、液状の熱媒を加熱するための熱交換器６のほかに、循環ポンプ８と予熱装置９とを有している。この予熱装置９は、液状の熱媒によって通流される熱伝達プレート１０の形の熱交換器を有している。したがって、予熱装置９によって面状に収容された軽金属インゴット１が、接触した熱交換プレート１０を介して、循環路内で圧送される熱媒によって予熱され、これによって、予熱後、炉２において、要求された熱間圧延温度に高温のバーナ排ガスによって加熱される。このバーナ排ガスの顕熱は、軽金属インゴット１の加熱後、熱交換器６内での液状の熱媒の加熱のために利用される。炉２からの排ガスの顕熱の利用は、エネルギ勘定を改善するだけでなく、炉２をバーナ３のより低い火炎温度で運転することも許容し、これによって、窒素酸化物形成の増加の危険を十分に回避することができる。
【００２２】
予熱装置９自体は、図２および図３に詳しく示してある。図示の実施の形態によれば、予熱装置９はフレーム１１を有している。このフレーム１１は、ローラ１２によって形成された載置面１３を規定している。この載置面１３に対して横方向に、しかも、有利には、この載置面１３に対して垂直に、熱媒によって通流される熱伝達プレート１０が延びている。この熱伝達プレート１０はフレーム１１の支持脚１４に支持されている。このことは、図２から認めることができる。フレーム１１は、載置面１３が熱伝達プレート１０に向かって傾斜していて、載置面１３のローラ１２の軸線が載置面１３に対して平行にかつ熱交換プレート１０に対して平行に延びているように配置されているので、ローラ１２に載置された軽金属インゴット１は、重量に起因して熱交換プレート１０に向かって転動させられる。この熱交換プレート１０は軽金属インゴット１に対する当付け面１５を形成している。したがって、この当付け面１５を介して各軽金属インゴット１に密に接触した熱交換プレート１０が、与えられた温度差に基づき、熱交換プレート１０を通流する熱媒の熱を各軽金属インゴット１に伝達する。
【００２３】
簡単な構造状況を提供するためには、熱交換プレート１０が２つの層１６，１７を有している。両層１６，１７の間には、液状の熱媒に対する少なくとも１つの流路１８が形成されている。この流路１８は熱媒循環路７の送り通路１９と戻し通路２０とに接続されている。図３に示した実施の形態においてメアンダ状（蛇行状）に延びる流路１８は、たとえば両層１６，１７の一方、有利には当付け面１５と反対の側の層１７へのフライス削りによって形成される。流路１８の個々の区分の相互の密な仕切りは重要ではないので、両層１６，１７を、縁側で全周にわたって延びるシール部材２１によって互いにシールすれば十分である。
【００２４】
各軽金属インゴット１に対する、層１６によって形成された当付け面１５の面状の当付けの助成のためには、層１６が溝２２によって、互いに仕切られた範囲に分割されてよい。溝２２は曲がり箇所を形成している。この曲がり箇所によって、液状の熱媒による層１６の押圧時に、この層１６の相応の変形によって、各軽金属インゴット１の対向面への当付け面１５の適合が可能となる。反対の側に位置する層１７は、相応の支持部材を成していて、十分な曲げ剛性を有していなければならないかまたは曲げ剛性的に支持されなければならない。熱損失を回避するためには、熱交換プレート１０の、軽金属インゴット１と反対の側の層１７が、断熱部材２３を備えている。しかし、層１７自体が断熱性の材料から製造されていてもよい。
【００２５】
熱交換プレート１０の当付け面１５への軽金属インゴット１の密な当付けを助成するための更なる可能性は、熱交換プレート１０をフレーム１１の支持脚１４にばねエレメント２４を介して支持することにある。これによって、各軽金属インゴット１の当接面に対する熱交換プレート１０の自動的な全体位置決めが可能となる。本実施の形態では、ばねエレメント２４がコイルばねの形で図示してある。しかし、これは、強制的なものではない。
【符号の説明】
【００２６】
１  軽金属インゴット
２  炉
３  バーナ
４  ブロワ
５  排ガス管路
６  熱交換器
７  熱媒循環路
８  循環ポンプ
９  予熱装置
１０  熱伝達プレート
１１  フレーム
１２  ローラ
１３  載置面
１４  支持脚
１５  当付け面
１６  層
１７  層
１８  流路
１９  送り通路
２０  戻し通路
２１  シール部材
２２  溝
２３  断熱部材
２４  ばねエレメント
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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