VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR WÄRMEBEHANDLUNG VON METALLISCHEM NUTZGUT UNTER SCHUTZGAS-/REAKTIONSGASATMOSPHÄRE IM DURCHLAUFBETRIEB

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von metallischem Nutzgut unter Schutzgas-/Reaktionsgasatmosphäre im Durchlaufbetrieb mit einem einen Ofenraum als Heizzone umgebenden Ofengehäuse und einer Mehrzahl von in den Ofenraum hineinragenden Heizelementen zur Erwärmung des Ofenraums sowie mit einer der Heizzone vorgeschalteten Vorwärmzone, bei der die Verbrennungsabgase nicht mit dem Nutzgut in Berührung kommen und ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Vorrichtung.

[0002] Anlagen zur kontinuierlichen Wärmebehandlung oder zum Anwärmen von metallischem Nutzgut sind aus der Praxis in vielerlei Ausführungen bekannt. Sie erfordern je nach Einsatzfall Ofenraumtemperaturen im Bereich von ca. 400° C bis ca. 1.300° C. Zur Erzielung möglichst hoher Wirkungsgrade beim Einsatz flüssiger, gasförmiger oder fester Brennstoffe werden bereits seit Jahren Verbrennungssysteme eingesetzt, in denen die Verbrennungsluft mittels der Abgaswärme vorgewärmt wird, sogenannte Rekuperatorbrenner oder Regenerativbrenner. Damit werden feuerungstechnische Wirkungsgrade in der Größenordnung von ca. 90% bei 400°C bis ca. 75% bei 1.100°C erreicht. Bei einer höheren Luftvorwärmung übersteigt zumeist der Schadstoffanteil (N0, NOx) die akzeptierten Grenzwerte. Oberhalb von ca. 900°C kann die sogenannte "flammenlose Oxidation" zur Reduktion der NO-, NOx-Schadstoffe verwendet werden.

[0003] In bekannten Anlagen zur Wärmebehandlung unter Schutzgas-/Reaktionsgasatmosphäre, wie in Fig. 3 dargestellt, ist der Ofeninnenraum aus metallurgischen Gründen mit einem speziellen Schutzgas oder Reaktionsgas gefüllt, weshalb das Verbrennungsabgas nicht in den Ofeninnenraum 21 gelangen darf. Zu diesem Zweck erfolgt die Beheizung indirekt, das heißt, die Verbrennung findet in speziellen Heizelementen statt, nämlich in vom Ofeninnenraum 21 abgeschlossenen und in das Ofengehäuse 22 hineinragenden sogenannten Strahlheizrohren 24, die die Verbrennungswärme über ihre Außenflächen an den Ofeninnenraum 21 abgeben. Der Ofeninnenraum 21 besteht meist aus mehreren Modulen 23, welche unmittelbar hintereinander angeordnet sind und eine Heizzone HZ bilden.

[0004] Das zu erwärmende metallische Nutzgut kann dabei, wie in Fig. 3 dargestellt, beispielsweise aus einem Metallband M oder aber auch aus mittels einer Transportvorrichtung einzeln durch den Ofen geführten Blöcken, Bolzen, Gestellen mit aufliegendem Stützgut od. dgl. bestehen.

[0005] Da die Verbrennungsabgase nicht frei in das Ofengehäuse 22 eingeleitet werden dürfen, ist die bekannte Weiterführung der Verbrennungsabgase innerhalb des Ofeninnenraums 21 von den heißeren Zonen in vorgelagerte Zonen auf niedrigerem Temperaturniveau, sogenannte Vorwärmzonen, nicht möglich und das Abgas der Brenner 25 muss durch separate Abgasleitungen 26 abgeführt werden.

[0006] Zur Minimierung der verbleibenden Abgasverluste sind weiterhin für sich Sauerstoffbrenner bekannt, bei denen der Abgasvolumenstrom durch den Einsatz von Sauerstoff anstelle von Luft (21% Sauerstoff/ 79% Stickstoff) deutlich reduziert wird. Gleichzeitig kommt es aufgrund des fehlenden Stickstoffs nicht zur Entstehung der Schadstoffe NO und NOx. Der notwendige Sauerstoff muss allerdings erst wieder kosten- und energieaufwändig hergestellt werden.

[0007] Bei der Wärmebehandlung mit anschließender Kühlung sind für sich ebenfalls bereits Ofenanlagen und entsprechende Verfahren zum Betrieb solcher Ofenanlagen mit Schutzgas-/Reaktionsgasbetrieb bekannt, die die in den Kühlzonen vom Nutzgut wieder entzogene und damit dem Schutzgas/Reaktionsgas zugeführte Energie in einer der Heizzone vorgeschalteten Vorwärmzone zu führen. Dies entweder indem das Schutzgas-/Reaktionsgasgas aus dem Kühlteil direkt zur Vorwärmzone geführt wird oder indem ein Kreislauf mit einem Wärmeträgermedium zwischen dem Kühlteil und der Vorwärmzone zwischengeschaltet wird. Hier steht jedoch nur das üblicherweise recht niedrige Temperaturniveau des Schutzgas-/Reaktionsgases im Kühlteil zur Verfügung. Bei Verwendung eines Zwischenkreises kommt es aus Gründen der Wärmeübertragung nochmals zu weiteren Temperaturverlusten und damit zu einer Verringerung der nutzbaren Energie.

[0008] In der US 5 147 083 A ist ein Lötofen mit verschiedenen Heizzonen beschrieben, die allesamt eigene Heizelemente und einen eigenen Brenner aufweisen. Die Abgase der Heizelemente werden dabei nicht gesammelt und bleiben ungenutzt.

[0009] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannten und zuvor näher beschriebenen bekannten Vorrichtungen und entsprechende Verfahren zur Wärmebehandlung von metallischem Nutzgut unter Schutzgas-/Reaktionsgasatmosphäre im Durchlaufbetrieb so auszugestalten und weiterzubilden, dass ihr Wirkungsgrad verbessert wird.

[0010] Vorrichtungsmäßig erfolgt die Lösung der Aufgabe dadurch, dass bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 eine Sammeleinrichtung zum Auffangen des Abgases der Heizelemente und eine von der Sammeleinrichtung gespeiste und im Inneren der Vorwärmzone angeordnete Wärmeübertragungseinheit vorgesehen sind. Erfindungsgemäß kann also die Abwärme des Abgases der Heizelemente zur Vorwärmung des metallischen Nutzgutes in der unmittelbar vor der Heizzone liegenden Vorwärmzone genutzt werden, ohne dass es zur Vermischung von Abgas und Schutzgas/Reaktionsgas kommt.

[0011] Das zugehörige Verfahren nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 10 löst die Aufgabe dadurch, dass das an den Heizelementen austretende Abgas aufgefangen und einer dem eigentlichen Heizteil vorlagerten, abgasbeheizten Vorwärmzone zugeführt wird und dort seine Wärme über entsprechend mit großen Oberflächen versehene Wärmeübertragungsflächen indirekt auf das in der Vorwärmzone enthaltene Schutzgas/Reaktionsgas überträgt.

[0012] Nach weiteren bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung sind zur Beheizung der Heizzone als Heizelemente Rekuperatorbrenner, Regeneratorbrenner, Sauerstoffbrenner oder Kaltluftbrenner vorgesehen.

[0013] Zur Verbesserung des Wärmeübergangs ist nach einer weiteren Lehre der Erfindung vorgesehen, dass die Wärmeübertragungseinheit in der Vorwärmzone einseitig oder beidseitig berippt und/oder benoppt ist.

[0014] Zur Verbesserung des Wärmedurchgangs sieht eine weitere Ausbildung der Erfindung vor, dass die Wärmeübertragungseinheit in der Vorwärmzone aus einem besonders wärmeleitfähigen Material wie zum Beispiel Kupfer, Kupferlegierungen oder Aluminium hergestellt ist.

[0015] Eine andere Lehre der Erfindung sieht vor, dass der Heizzone ein Kühlelement nachgeschaltet ist, in diesem Fall ist es besonders zweckmäßig, dass zur Wärmerückgewinnung Leitungen zum Transport von Warmluft vom Kühlelement in die Vorwärmzone vorgesehen sind, um eine noch größere Wirkungsgradsteigerung zu erreichen.

[0016] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mit Hilfe einer Prozesssimulation dynamische Schwankungen der Wärmebehandlungstemperaturen insbesondere beim Anfahren automatisch kompensiert werden. Auf diese Weise lässt sich eine verbesserte Automatisierung durchführen, wodurch auch die Bedienerfreundlichkeit weiter verbessert wird.

[0017] Nach einer weiteren Lehre der Erfindung simuliert die eingesetzte Prozesssimulation auch metallische Einflüsse im Nutzgut und bindet diese in den Simulationsvorgang ein.

[0018] Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die eingesetzte Prozesssimulation direkt auf die in der Anlagensteuerung bekannten Betriebs- und Leistungszustände der abgaserzeugenden Heizelemente in der Heizzone zurückgreift.

[0019] Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Schutzgas-/Reaktionsgastemperatur in der Heizzone durch Veränderung der zugeführten Abgasmenge über regelbare Ventile, Klappen oder Fördereinrichtungen geregelt werden kann. Die Betätigung der mechanischen Einrichtungen geschieht dabei automatisiert durch die Anlagensteuerung.

[0020] Weiterhin ist bevorzugt, dass die Schutzgas-/Reaktionsgastemperatur in der Heizzone direkt auf die in der Anlagensteuerung bekannten Betriebs- und Leistungszustände der abgaserzeugenden Heizelemente in der Heizzone zurückgreift. Hierdurch lässt sich eine optimale Regelung des Wärmebehandlungsprozesses erreichen.

[0021] Schließlich ist vorgesehen, dass die Schutzgas-/Reaktionsgastemperatur in der abgasbeheizten Vorwärmzone mittels zusätzlicher Beheizungseinheiten erhöht oder - alternativ - mittels zusätzlicher Kühleinheiten beziehungsweise Beheizungseinheiten gezielt reguliert werden kann.

[0022] Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen, jeweils in schematischer Seitenansicht,

Fig. 1

ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2

ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. 3

eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung gemäß dem Stand der Technik.

[0023] In den Figuren sind verschiedene Vorrichtungen zur Wärmebehandlungen dargestellt. Die in der Fig. 3 gezeigte und aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtung wurde bereits beschrieben.

[0024] Fig. 1 zeigt nun eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von metallischem Nutzgut, im dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel eines Metallbandes M, welches in Pfeilrichtung von links nach rechts durch einen Ofenraum 1 bewegt wird. Der Ofenraum 1 ist dabei von einem Ofengehäuse 2 umschlossen, und besteht aus einer Mehrzahl unmittelbar hintereinander angeordneter Ofenmodule 3, in die jeweils ein Heizelement 4 hineinragt. Die mit den Heizelementen 4 versehenen Ofenmodule 3 bilden die eigentliche Heizzone HZ.

[0025] In jedem Heizelement 4 ist ein Brenner 5 angeordnet, dessen Abgase durch eine separate Abgasleitung 6 abgezogen werden und auf diese Weise nicht mit dem Innenraum des Ofengehäuses 2, welches zur Wärmebehandlung mit Schutzgas-/Reaktionsgas gefüllt ist, in Berührung treten kann.

[0026] Erfindungsgemäß wird nun auch die Wärme des aus den Heizelementen 4 abgezogenen Abgases ausgenutzt, in dem die Abgasleitungen 6 in einer Sammeleinrichtung 7 münden, welche wiederum über eine Leitung 8 mit einer Wärmeübertragungseinheit 9 in Verbindung steht.

[0027] Die Wärmeübertragungseinheit 9 befindet sich in einem Vorwärmmodul 3', welches die Vorwärmzone der erfindungsgemäßen Vorrichtung bildet. Nachdem das heiße Abgas die Wärmeübertragungseinheit 9 im Vorwärmmodul 3' durchströmt hat, verlässt es die Wärmeübertragungseinheit 9 über einen Auslass 10.

[0028] Die Heizelemente 4 können, je nach Einsatzfall, als Rekuperatorbrenner, Regeneratorbrenner, Sauerstoffbrenner oder Kaltluftbrenner ausgebildet sein.

[0029] Zur Verbesserung des Wärmeübergangs in der Vorwärmzone VZ weist die Wärmeübertragungseinheit 9 nicht nur eine besondere Form zur Erzielung einer großen Oberfläche auf, sondern ist darüber hinaus gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung einseitig oder beidseitig berippt und/oder benoppt.

[0030] Zur Verbesserung des Wärmedurchgangs besteht die Wärmeübertragungseinheit 9 bevorzugt aus einem besonders wärmeleitfähigen Material wie zum Beispiel Kupfer, Kupferlegierungen oder Aluminium.

[0031] Ferner ist Fig.1 noch zu entnehmen, dass die Vorrichtung optional auch noch ein Kühlelement 3" aufweisen kann, welches der Heizzone HZ nachgeschaltet ist und eine Kühlzone KZ bildet.

[0032] In Fig. 2 ist ein gegenüber Fig. 1 noch verbessertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt, dabei ist das zuvor angesprochene Kühlelement 3" verwirklicht, um auch eine aktive Kühlzone KZ zu bilden. Die Kühlzone KZ funktioniert dabei dermaßen, dass erwärmtes Schutzgas/Reaktionsgas aus dem Kühlelement 3" durch eine Leitung 11 mittels einer Pumpe 12 der Vorwärmzone VZ zugeführt wird, wo es das in den Ofeninnenraum 1 eintretende Metallband M im Vorwärmmodul 3' vorwärmen kann. Das abgekühlte Schutzgas verlässt dann über eine weitere Leitung 13 das Vorwärmmodul 3' wieder und strömt zurück in das Kühlelement 3". Dieser zusätzliche 'Kreislauf' erlaubt eine sehr genaue Temperaturregelung und damit einen hohen Automatisierungsgrad, um den Wirkungsgrad der Vorrichtung weiter zu verbessern.

[0033] Eine optimierte Prozesssimulation und Anlagensteuerung sorgen für eine optimale Energieausnutzung bei der Wärmbehandlung.

[0034] Auch wenn nicht dargestellt, kann es sich bei dem metallischen Nutzgut auch um auf einem Förderer durch den Ofeninnenraum 1 bewegte Metallkörper wie Blöcke, Bolzen oder dergleichen handeln.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Wärmebehandlung von metallischem Nutzgut unter Schutzgas-/Reaktionsgasatmosphäre im Durchlaufbetrieb mit einem einen Ofenraum (1) als Heizzone (HZ) umgebenden Ofengehäuse (2) und einer Mehrzahl von in den Ofenraum (1) hineinragenden Heizelementen (4) zur Erwärmung des Ofenraums (1) sowie mit einer der Heizzone (HZ) vorgeschalteten, abgasbeheizten Vorwärmzone (VZ), wobei die Verbrennungsabgase nicht mit dem Nutzgut in Berührung kommen,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung ferner eine Sammeleinrichtung (7) zum Auffangen des Abgases der Heizelemente und eine von der Sammeleinrichtung (7) gespeiste und im Inneren der Vorwärmzone (VZ) angeordnete Wärmeübertragungseinheit (9) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
zur Beheizung der Heizzone (HZ) Rekuperatorbrenner vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
zur Beheizung der Heizzone (HZ) Regeneratorbrenner vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
zur Beheizung der Heizzone (HZ) Sauerstoffbrenner vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
zur Beheizung der Heizzone (HZ) Kaltluftbrenner vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Wärmeübertragungseinheit (9) in der Vorwärmzone (VZ) zur Verbesserung des Wärmeübergangs einseitig oder beidseitig berippt und/oder benoppt ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Wärmeübertragungseinheit (9) in der Vorwärmzone (VZ) zur Verbesserung des Wärmedurchgangs aus einem besonders wärmeleitfähigen Material wie beispielsweise Kupfer, Kupferlegierungen oder Aluminium hergestellt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Heizzone (HZ) ein Kühlelement (3") nachgeschaltet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
zur Wärmerückgewinnung Leitungen (11,13) zum Transport von Warmluft vom Kühlelement (3") in die Vorwärmzone (VZ) vorgesehen sind.

10. Verfahren zur Wärmebehandlung von metallischem Nutzgut unter Schutzgas-/ Reaktionsgasatmosphäre im Durchlaufbetrieb, wobei das Nutzgut in einem Ofenraum mittels in den Ofenraum hineinragenden Heizelementen erwärmt werden und wobei die Verbrennungsabgase nicht mit dem Nutzgut in Berührung kommen,
dadurch gekennzeichnet, dass
das an den Heizelementen austretende Abgas aufgefangen und einer dem eigentlichen Heizteil vorgelagerten, abgasbeheizten Vorwärmzone zugeführt wird und dort seine Wärme über Wärmeübertragungsflächen indirekt auf das in der Vorwärmzone enthaltene Schutzgas/Reaktionsgas überträgt.

11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
mit Hilfe einer Prozesssimulation dynamische Schwankungen der Wärmebehandlungstemperaturen insbesondere beim Anfahren automatisch kompensiert werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
die eingesetzte Prozesssimulation auch metallurgische Einflüsse im Nutzgut simuliert und einbindet.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
die eingesetzte Prozesssimulation direkt auf die in der Anlagensteuerung bekannten Betriebs- und Leistungszustände der Abgas erzeugenden Heizelemente in der Heizzone zurückgreift.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schutzgas-/Reaktionsgastemperatur in der Heizzone durch Veränderung der zugeführten Abgasmenge über regelbare Ventile, Klappen oder Fördereinrichtungen geregelt werden kann.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schutzgas-/Reaktionsgastemperatur in der Heizzone direkt auf die in der Anlagensteuerung bekannten Betriebs- und Leistungszustände der Abgas erzeugenden Heizelemente in der Heizzone zurückgreift.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schutzgas-/Reaktionsgastemperatur in der abgasbeheizten Vorwärmzone mittels zusätzlicher Beheizungseinheiten zusätzlich erhöht werden kann.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schutzgas-/Reaktionsgastemperatur in der abgasbeheizten Vorwärmzone mittels zusätzlicher Kühleinheiten bzw. Beheizungseinheiten gezielt reguliert werden kann.

Claims

1. Device for heat treating metal articles under a protective gas/reactive gas atmosphere in a continuous operation, comprising a furnace housing (2) which surrounds a furnace chamber (1) as a heating zone (HZ), comprising a plurality of heating elements (4) which protrude into the furnace chamber (1) for heating the furnace chamber (1), and comprising a preheating zone (VZ) upstream of the heating zone (HZ) and heated by exhaust gas, wherein the combustion exhaust gases do not contact the articles,
characterised in that
the device additionally has a collecting device (7) for capturing the exhaust gas of the heating elements and a heat exchange unit (9) which is supplied by the collecting device (7) and is arranged in the interior of the preheating zone (VZ).

2. Device according to claim 1,
characterised in that
recuperative burners are provided for heating the heating zone (HZ).

3. Device according to claim 1,
characterised in that
regenerative burners are provided for heating the heating zone (HZ).

4. Device according to claim 1,
characterised in that
oxygen burners are provided for heating the heating zone (HZ).

5. Device according to claim 1,
characterised in that
cold air burners are provided for heating the heating zone (HZ).

6. Device according to any one of claims 1 to 5,
characterised in that
the heat exchange unit (9) in the preheating zone (VZ) is ribbed and/or studded on one or both sides to improve the heat exchange.

7. Device according to any one of claims 1 to 6,
characterised in that
the heat exchange unit (9) in the preheating zone (VZ) is manufactured from a particularly heat conductive material such as copper, copper alloys or aluminium to improve the heat transfer.

8. Device according to any one of claims 1 to 7,
characterised in that
a cooling element (3") is downstream of the heating zone (HZ).

9. Device according to claim 8,
characterised in that
pipes for heat recovery (11, 13) are provided for transporting hot air from the cooling element (3") into the preheating zone (VZ).

10. Process for heat treating metal articles under a protective gas/reactive gas atmosphere in a continuous operation, wherein said articles are heated in a furnace chamber by means of heating elements protruding into the furnace chamber, and wherein the combustion exhaust gases do not contact the articles, characterised in that
the exhaust gas exiting the heating elements is captured and supplied to an exhaust gas-heated preheating zone upstream of the actual heating part; and in the exhaust gas-heated preheating zone, the heat of the exhaust gas is indirectly transferred to the protective gas/reactive gas contained in the preheating zone via heat transferring surfaces.

11. Process according to claim 10,
characterised in that
dynamic variations in the heat treatment temperatures, particularly during start-up, are automatically compensated by means of a process simulation.

12. Process according to claim 11,
characterised in that
the process simulation used also simulates and incorporates metallurgical influences in the articles.

13. Process according to claim 11 or 12,
characterised in that
the process simulation used is directly based on the known system control operating and performance conditions of the exhaust gas-generating heating elements in the heating zone.

14. Process according to any one of claims 10 to 13,
characterised in that
the protective gas/reactive gas temperature in the heating zone can be controlled by varying the quantity of exhaust gas supplied via adjustable valves, butterfly valves or conveyors.

15. Process according to any one of claims 10 to 14,
characterised in that
the protective gas/reactive gas temperature in the heating zone is directly based on the known system control operating and performance conditions of the exhaust gas-generating heating elements in the heating zone.

16. Process according to any one of claims 10 to 15,
characterised in that
the protective gas/reactive gas temperature in the exhaust gas-heated preheating zone can be further increased by means of additional heating units.

17. Process according to any one of claims 10 to 16,
characterised in that
the protective gas/reactive gas temperature in the exhaust gas-heated preheating zone can be selectively controlled by means of additional cooling or heating units.

Revendications

1. Dispositif de traitement thermique d'un matériau utilitaire, métallique, sous atmosphère de gaz de protection / gaz de réaction, en fonctionnement continu, comprenant une enceinte de four (2), qui entoure une chambre de four (1) en tant que zone de chauffage (HZ), et une pluralité d'éléments de chauffage (4), qui font saillie dans la chambre de four (1) pour chauffer ladite chambre de four (1), ainsi qu'une zone de préchauffage (VZ), chauffée aux gaz d'échappement, qui est connectée en amont de la zone de chauffage (HZ), sachant que les gaz de combustion n'entrent pas en contact avec le matériau utilitaire,
caractérisé en ce que
le dispositif est, de plus, doté d'un système collecteur (7), qui est destiné à capter les gaz d'échappement des éléments de chauffage, et d'une unité de transfert thermique (9), qui est alimentée par le système collecteur (7) et est disposée à l'intérieur de la zone de préchauffage (VZ).

2. Dispositif selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
des brûleurs à récupération sont prévus pour le chauffage de la zone de chauffage (HZ).

3. Dispositif selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
des brûleurs de régénération sont prévus pour le chauffage de la zone de chauffage (HZ).

4. Dispositif selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
des brûleurs à oxygène sont prévus pour le chauffage de la zone de chauffage (HZ).

5. Dispositif selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
des brûleurs à air froid sont prévus pour le chauffage de la zone de chauffage (HZ).

6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5,
caractérisé en ce que
l'unité de transfert thermique (9), dans la zone de préchauffage (VZ), est côtelée et / ou boulochée pour améliorer le transfert thermique.

7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6,
caractérisé en ce que
l'unité de transfert thermique (9), dans la zone de préchauffage (VZ), est fabriquée avec un matériau particulièrement conducteur de chaleur, tel que le cuivre, les alliages de cuivre ou l'aluminium, pour améliorer le transfert thermique.

8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7,
caractérisé en ce que
un élément de refroidissement (3") est connecté en aval de la zone de chauffage (HZ).

9. Dispositif selon la revendication 8,
caractérisé en ce que
pour la récupération de la chaleur, des conduites (11, 13) sont prévues pour le transport d'air chaud de l'élément de refroidissement (3") à la zone de préchauffage (VZ).

10. Procédé de traitement thermique d'un matériau utilitaire, métallique, sous atmosphère de gaz de protection / gaz de réaction, en fonctionnement continu, sachant que le matériau utilitaire est chauffé dans une chambre de four au moyen d'éléments de chauffage, qui font saillie dans la chambre de four, et sachant que les gaz de combustion n'entrent pas en contact avec le matériau utilitaire,
caractérisé en ce que
le gaz d'échappement, s'échappant des éléments de chauffage, est capté et conduit à une zone de préchauffage (VZ) chauffée aux gaz d'échappement, qui est montée en amont de la partie de chauffage proprement dite, et, là, par l'intermédiaire de surfaces de transfert thermique, transmet indirectement sa chaleur au gaz de protection / gaz de réaction, contenu dans la zone de préchauffage.

11. Procédé selon la revendication 10,
caractérisé en ce que
des fluctuations dynamiques des températures de traitement thermique sont compensées automatiquement, à l'aide d'une simulation de processus, en particulier au départ.

12. Procédé selon la revendication 11,
caractérisé en ce que
la simulation de processus utilisée simule et intègre aussi des influences métallurgiques dans le matériau utilitaire.

13. Procédé selon revendication 11 ou 12,
caractérisé en ce que
la simulation de processus utilisée recourt directement aux états de fonctionnement et de puissance des éléments de chauffage générant des gaz d'échappement dans la zone de chauffage, qui sont connus dans la commande de l'installation.

14. Procédé selon l'une des revendications 10 à 13,
caractérisé en ce que
la température du gaz de protection / gaz de réaction, dans la zone de chauffage, peut être régulée par modification de la quantité de gaz d'échappement amenée, par l'intermédiaire de soupapes, de clapets ou de dispositifs de transport réglables.

15. Procédé selon l'une des revendications 10 à 14,
caractérisé en ce que
la température du gaz de protection / gaz de réaction dans la zone de chauffage se réfère directement aux états de fonctionnement et de puissance des éléments de chauffage générant des gaz d'échappement dans la zone de chauffage, connus dans la commande de l'installation.

16. Procédé selon l'une des revendications 10 à 15,
caractérisé en ce que
la température du gaz de protection / gaz de réaction peut être encore augmentée dans la zone de préchauffage, chauffée par les gaz d'échappement, au moyen d'unités de chauffages supplémentaires.

17. Procédé selon l'une des revendications 10 à 16,
caractérisé en ce que
la température du gaz de protection / gaz de réaction dans la zone de préchauffage peut être régulée de manière appropriée au moyen d'unités de refroidissement ou, respectivement, d'unités de chauffages supplémentaires.

Zeichnung