DE102004020206A1

DE102004020206A1 - Verfahren zum Behandeln von Stranggussstangen oder Stranggussbolzen

Info

Publication number: DE102004020206A1
Application number: DE102004020206A
Authority: DE
Inventors: Christoph Dipl.-Ing. Keller; Yildirim Karamahmut
Original assignee: EXPERT ENGINEERING GmbH
Current assignee: EXPERT KONSTRUKTIONS GMBH, 51377 LEVERKUSEN, DE
Priority date: 2004-04-22
Filing date: 2004-04-22
Publication date: 2005-11-10
Also published as: US20080264133A1; WO2005102558A3; EP1740330A2; WO2005102558A2

Abstract

Bei einer Anlage zum Behandeln von Stranggussstangen (1) oder Stranggussbolzen (2), welche vor dem Abscheren zum Pressbolzen (6) und anschließendem Verpressen in einer Presse (4) in einem Ofen (7) auf eine Umformtemperatur anwärmbar sind, sollen eine Mehrzahl von Wellenelementen (8) zum axialen Transportieren von Stranggussstangen (1) oder Stranggussbolzen (2) radial den Ofen (7) durchgreifen, wobei die Wellenelemente (8) ortsfest angeordnet und außerhalb des Ofens (7) gelagert sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anlage zum Behandeln von Stranggussstangen oder Stranggussbolzen, welche vor dem Abscheren zum Pressbolzen und anschliessendem Verpressen in einer Presse in einem Ofen auf eine Umformtemperatur anwärmbar sind.
Bei herkömmlichen Anlagen zum Behandeln von Stranggussstangen oder Stranggussbolzen werden diese meist mit Kettenförderer durch einen Ofen geführt.
Nachteilig hieran ist, dass die Aufnahme der Kettenförderer unterschiedliche Temperaturen haben und hierdurch ein homogenes Anwärmen des Stranggussbolzens verhindert.
Zudem müssen derartige Kettenförderer durch den Ofen mitgeführt werden, was unerwünscht ist.
Andere Anlagen zum Behandeln von Stranggussstangen oder Stranggussbolzen weisen lediglich innerhalb des Ofens bzw. innerhalb eines Brennerkastens gelagerte Rollenelement auf, wobei der angewärmte Stranggussbolzen mittels Hilfsvorrichtungen herausgestossen werden muss.
Ferner wird bei herkömmlichen Anlagen zum Anwärmen von Stranggussstangen oder Stranggussbolzen, die auf eine Umformtemperatur in einem Ofen zur Vorbereitung eines Pressvorganges angewärmt werden, diese durch den Ofen mittels einer Transporteinrichtung geführt und über eine Mehrzahl von Gasbrennern od. dgl. erwärmt. Hierdurch entstehen häufig ungleichmässige Erwärmungen der Oberflächen der Stranggussstange bzw. der Stranggussbolzen, was insbesondere im äusseren Mantelbereich zu unerwünschten und problematischen Korngrenzenanschmelzungen führen kann. Ferner ist der Energiebedarf bei herkömmlichen Anlagen sehr hoch, um eine Stranggusstange bzw. einen Stranggussbolzen auf eine Umformtemperatur anzuwärmen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die genannten Nachteile beseitigt und mit welcher auf einfache und kostengünstige Weise ein homogenes gleichmässiges Anwärmen von Stranggussstangen und Stranggussbolzen gewährleistet wird. Zudem soll eine homogene Erwärmung der Stranggussstange bzw. des Stranggussbolzens möglich sein. Ferner soll der Wirkungsgrad bei einem geringeren Energie-, insbesondere Gasverbrauch einer derartigen Anlage wesentlich erhöht werden.. Ebenfalls sollen Korngrenzenanschmelzungen vermieden werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe führen die Merkmale der Kennzeichen der Patentansprüche 1, 5, 10 und 15.
Bei der vorliegenden Erfindung hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Wellenelemente, die der Aufnahme der Stranggussstangen und der Stranggussbolzen dienen radial aus dem Ofen, insbesondere aus dem Brennerkasten herauszuführen und ausserhalb ortsfest die Wellenelemente zu lagern und anzutreiben. Dabei können eine Mehrzahl von Wellenelemente in Längsrichtung des Ofens zueinander beabstandet auf diese Weise angeordnet sein.
Vorzugsweise werden alle Wellenelemente angetrieben, um die Stranggussstange bzw. den Stranggussbolzen im Ofen hin und her zu verfahren bzw. zu bewegen.
Exakt diese Anordnung lässt eine vollständige radiale Anordnung von Gasbrennern im Ofen bzw. im Brennerkasten zu, so dass radial nahezu allseits bzw. von allen Seiten die Stranggussstange bzw. der Stranggussbolzen auf Umformtemperatur angewärmt werden kann. Dabei sind radial umlaufende Anordnungen von Gasbrennern vorgesehen, die sich über die vollständige Länge als zweite, dritte oder vierte Anordnung wiederfinden.
Dabei kann beispielsweise eine zweite Anordnung von den radial umlaufenden Gasbrennern zur ersten Anordnung radial versetzt sein, so dass beispielsweise alternierende Abstände der Gasbrenner einer ersten zur zweiten Anordnung entstehen. Dieser Vorgang kann sich wiederholen. Auf diese Weise wird eine Homogenisierung des Anwärmprozesses ebenfalls optimiert.
Ferner trägt auch erheblich zur Erfindung bei, dass insbesondere in einem Bereich eines Abgasspaltes eine Mehrzahl von Abgasleitelementen, zueinander beabstandet, vorzugsweise lotrecht zu den Stranggussstangen bzw. Stranggussbolzen ausgerichtet vorgesehen sind, um ein Abgasstrom, senkrecht nach oben zu vergleichmässigen, so dass ein axiales Ausströmen des Gases durch den Abgaskanal den homogenen Anwärmprozess nicht beeinträchtigt oder stört.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann auch der Abgasstrom der Vorwärmung der Stranggusstangen bzw. Stranggussbolzen dienen, wobei auch hier entsprechende oberhalb des Abgasspaltes angeordneten Wellenelemente, die ortsfest und ausserhalb eines Abgaskanals gelagert und angetrieben sind, den axialen Transport der Stranggussstange bzw. Stranggussbolzen übernehmen.
Auf diese Weise lässt sich sehr beständig, hinsichtlich der Lager und Antriebselemente eine entsprechende Anlage betreiben, die sehr energieeinsparend ist und mit welcher hervorragende homogene Anwärmprozesse möglich sind.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung erheben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
1 eine schematisch dargestellte Seitenansicht auf eine Anlage zum Behandeln von Stranggussstangen oder Stranggussbolzen;
2 eine schematisch dargestellte Vorderansicht auf einen Teil der Anlage zum Behandeln von Stranggussstangen oder Stranggussbolzen;
3 eine schematisch dargestellte perspektivische Ansicht auf einen Teil der Anlage zum Behandeln von Stranggussstangen oder Stranggussbolzen;
4 eine schematisch dargestellte perspektivische Ansicht der Stranggussanlage gemäss 3 mit zusätzlich eingesetzten Abgasleitelementen;
5 eine schematisch dargestellte Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Anlage zum Behandeln von Stranggussstangen oder Stranggussbolzen gemäss 2.
Gemäss 1 ist schematisch dargestellt, wie zumindest eine Stranggussstange 1 oder zumindest ein Stranggussbolzen 2 über ein Transportelement 3 einer Anlage R₁ zugeführt wird.
Vor der Anlage R₁ wird die Stranggussstange 1 bzw. der Stranggussbolzen 2 in Vorbereitung auf ein anschliessendes Verpressen in einer Presse 4 auf eine Umformtemperatur angewärmt, wobei die Umformtemperatur in etwa in einem Bereich von 480° C bis 510° C liegt.
Beim Austreten aus der Anlage R₁ wird von der Stranggussstange 1 bzw. dem Stranggussbolzen 2 in einer Schereinrichtung 5 ein Pressbolzen 6 abgeschert, der dann in der Presse 4 beispielsweise zu einem Halbzeug verpresst wird.
Zur Optimierung des Umformprozesses, wie es insbesondere in 2 dargestellt ist, hat sich als besonders vorteilhaft bei der vorliegenden Erfindung erwiesen, eine Mehrzahl von Wellenelementen 8 radial durch den Ofen 7 durchzuführen, wobei im Inneren des Ofens 7 das Wellenelement 8, vorzugsweise verjüngt oder profiliert ausgebildet ist, um unterschiedlich grosse Stranggussstangen 1 oder Stranggussbolzen 2 aufzunehmen bzw. zu lagern.
Dabei hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass entsprechende Lagerelemente 9 und/oder Antriebselemente 10 ortsfest ausserhalb des Ofens 7, insbesondere ausserhalb eines Brennerkastens 11 gelagert sind.
Dabei sind, wie insbesondere in dem Ausführungsbeispiel gemäss 3 aufgezeigt ist, eine Mehrzahl von Wellenelemente 8, die vorzugsweise in etwa aussermittig den Ofen 7 radial durchgreifen, beabstandet zueinander vorgesehen, um zumindest eine Stranggussstange 1 oder zumindest einen Stranggussbolzen 2 in dargestellter Doppelpfeilrichtung X hin und her zu verfahren.
Im Inneren des Brennerkastens 11 ist eine Isolierung 12 vorgesehen.
Bei der vorliegenden Erfindung hat sich ferner als besonders vorteilhaft erwiesen, dass eine Mehrzahl von Gasbrenner 13 im nahezu vollständigen Bereich radial umlaufend im Brennerkasten 11 angeordnet sind und dabei vorzugsweise die Isolierung 12 durchgreifen, so dass vorzugsweise allseits die Stranggussstange 1 bzw. der Stranggussbolzen 2 erwärmt werden kann.
Damit eine Vergleichmässigung, insbesondere eine optimale Wärmeverteilung und Erwärmung bzw, eine homogene Erwärmung des Stranggussbolzens 2 bzw. der Stranggussstange 1 möglich ist, hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, eine erste Anordnung 14 von radial umlaufenden Gasbrennern 13 vorzusehen, wobei eine zweite Anordnung 15 von radial umlaufenden Gasbrennern 13, axial betrachtet, zur ersten Anordnung 14 versetzt, vorzugsweise alternierend versetzt ist. Auf diese Weise lässt sich die Stranggussstange 1 bzw. der Stranggussbolzen 2 homogen kontinuierlich erwärmen.
In einem oberen Bereich, vorzugsweise oberhalb der Stranggussstange 1 bzw. Stranggussbolzens 2 ist im Ofen 7 bzw. im Brennerkasten 11 ein vorzugsweise durchlaufender Abgasspalt 16 gebildet. Oberhalb des Abgasspaltes 16 ist ein Abgaskanal 17 vorgesehen, durch welchen die Abgase, vorzugsweise axial abgeführt werden.
Bei der vorliegenden Erfindung hat sich ferner, wie in 4 dargestellt, als besonders vorteilhaft erwiesen, um insbesondere eine optimierten homogenen Anwärmprozess der Stranggusstange 1 bzw. Stranggussbolzen 2 zu gewährleisten, dass in einem Bereich 18 nahe oder im Abgasspalt 16 des Ofens 7, eine Mehrzahl von Abgasleitelemente 19 eingesetzt sind, die ein Ausströmen vorzugsweise lotrecht zum Ofen 7 bzw. senkrecht zur Stranggussstange 1 bzw. Stranggussbolzen 2 gewährleisten, so dass eine vergleichmässigte Strömung innerhalb des Abgaskanals 17 entsteht. Hierdurch wird der Ausströmprozess vergleichmässigt, so dass das über den Abgaskanal 17 ausströmende Gas den homogenen Anwärmprozess des Stranggussbolzens 2 bzw. der Stranggussstange 1 nicht beeinträchtigt.
Dabei können die einzelnen zueinander beabstandeten Abgasleitelemente 19 in gleichen oder verschiedenen Abständen axial im Bereich 18 des Abgaskanals des Abgasspaltes 16 angeordnet oder in diesen vollständig oder zumindest teilweise eingesetzt sein.
Auch soll im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen, dass diese einzelnen Abgasleitelemente 19 manuell versetzbar sind, um unterschiedliche Abstände zu benachbarten Abgasleitelementen zu gewährleisten.
Auch soll im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen, die Abstände der einzelnen Abgasleitelemente automatisch zu verändern, wobei die Abstände einzelner Abgasleitelemente gleich oder verschieden sein kann. Hierauf sei die Erfindung nicht beschränkt.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gemäss 5 ist eine Anlage R₂ aufgezeigt, die in etwa der eingangs beschriebenen Art entspricht. Dort ist zur Vorwärmung des Stranggussbolzens 2 bzw. einer Stranggusstange 1 oberhalb des Ofens 7, vorzugsweise oberhalb des Abgasspaltes 16 eine weitere Anordnung von Wellenelementen 8 in der eingangs beschriebenen Art vorgesehen, wobei auf den weiteren Wellenelementen 8, die auch für die vollständige Länge des Ofens 7 zueinander beabstandet angeordnet sind, diese auch ausserhalb eines Abgaskanales 17 über Lagerelemente 9 und Antriebselemente 10 gelagert und angetrieben sind.
Das Abgas des Ofens 7 dient somit der Vorwärmung der Stranggussstangen 1 bzw. Stranggussbolzen 2, welche in oben beschriebener Weise mittels der Wellenelementen 8 aus dem Abgaskanal 17 ein und ausgefahren werden können, um in einer hier nicht dargestellten Übergabeeinheit dann nach einem Vorwärmen zum Anwärmen auf Umformtemperatur dem Ofen 7 zu übergeben. Auf diese Weise kann sehr energiesparend ein Anwärmen von Stranggussstangen 1 und Stranggussbolzen 2 erfolgen.
Auch hier soll im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen, dass im Bereich des Abgasspaltes 16 in oben beschriebener Weise Abgasleitelemente 19 eingesetzt oder angeordnet sein können.
Positionszahlenliste

Claims

Anlage zum Behandeln von Stranggussstangen (1) oder Stranggussbolzen (2), welche vor dem Abscheren zum Pressbolzen (6) und anschliessendem Verpressen in einer Presse (4) in einem Ofen (7) auf eine Umformtemperatur anwärmbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Wellenelementen (8) zum axialen Transportieren von Stranggussstangen (1) oder Stranggussbolzen (2) radial den Ofen (7) durchgreifen, wobei die Wellenelemente (8) ortsfest angeordnet und ausserhalb des Ofens (7) gelagert sind.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Wellenelementen (8) axial zueinander beabstandet und linear angeordnet sind, wobei die einzelnen Wellenelemente (8) radial den Ofen (7), insbesondere dessen Brennerkasten (11) und Isolierung (12) aussermittig durchgreifen.
Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ausserhalb und ortsfest jedes Wellenelement (8) beidseitig ausserhalb von Brennerkasten (11) und Isolierung (12) über Lager (9) und Antriebe (10) gelagert ist.
Anlage nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Wellenelement (8), insbesondere alle Wellenelemente (8) ausserhalb des Ofens gemeinsam oder separat ansteuerbar aktiv angetrieben sind, wobei einzelne oder entsprechende gemeinsame Förderelemente Wellenelemente (8) rotativ antreiben.
Anlage zum Behandeln von Stranggussstangen (1) oder Stranggussbolzen (2), welche vor dem Abscheren zum Pressbolzen (6) und anschliessendem Verpressen in einer Presse (4) in einem Ofen (7) auf eine Umformtemperatur anwärmbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Gasbrenner (13) über den gesamten radialen Umfang des Ofens (7) angeordnet sind.
Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Gasbrennern (13) verteilt über den radialen Umfang im Brennerkasten (11) und Isolierung (12) vollständig radial umlaufend angeordnet ist, wobei diese Anordnung von Gasbrennern (13) vorzugsweise zwischen zwei benachbarten Wellenelementen (8) erfolgt.
Anlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass über die vollständige Länge des Ofens (7) eine Mehrzahl von Anordnungen (14, 15) mit vollständig radial umlaufenden Gasbrenneranordnungen (13) vorgesehen sind.
Anlage nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Gasbrenner (13) einer radialen Anordnung (14) zur nächsten radialen Anordnung (15) radial versetzt angeordnet sind.
Anlage nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zu einer ersten Anordnung (14, 15) von radial vollständig umlaufenden Gasbrennern (13) eine nachfolgende Anordnung (14, 15) von radial umlaufenden Gasbrennern (13), die axial zur ersten Anordnung (14) radial zur ersten Anordnung (14) versetzt, vorzugsweise immer alternierend versetzt ist.
Anlage zum Behandeln von Stranggussstangen (1) oder Stranggussbolzen (2), welche vor dem Abscheren zum Pressbolzen (6) und anschliessendem Verpressen in einer Presse (4) in einem Ofen (7) auf eine Umformtemperatur anwärmbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Bereich (18) eines Abgasspaltes (16) eine Mehrzahl axial zueinander beabstandete Abgasleitelemente (19) angeordnet sind.
Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasleitelemente (19) im Bereich des Abgasspaltes (16) in diesen axial zueinander beabstandet eingesetzt sind und in etwa lotrecht oder geneigt oder gewölbt zu einer Transportrichtung von Stranggussstangen (1) oder Stranggussbolzen (2) ausgerichtet sind.
Anlage nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Abgasleitelemente (19) direkt im Abgasspalt (16), im Bereich Brennerkasten (11) und Isolierung (12) eingesetzt sind.
Anlage nach wenigstens einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl der Abgasleitelemente (19) oberhalb eines Abgasspaltes (16) eingesetzt sind.
Anlage nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Abgasleitelemente (19) in gleichen oder unterschiedlich wählbaren Abständen axial zueinander beabstandet sind, wobei ein Abstand benachbarter Abgasleitelemente (19) manuell oder automatisch veränderbar ist.
Anlage zum Behandeln von Stranggussstangen (1) oder Stranggussbolzen (2), welche vor dem Abscheren zum Pressbolzen (6) und anschliessendem Verpressen in einer Presse (4) in einem Ofen (7) auf eine Umformtemperatur anwärmbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur direkten Vorwärmung einer zu erwärmenden Stranggussstange (1) oder Stranggussbolzens (2) dieser/e oberhalb eines Abgasspaltes (16) des Ofens (7) im Bereich (18) eines Abgaskanals (17) führbar sind.
Anlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb des Abgasspaltes (16) eine Mehrzahl von Wellenelementen (8) zum axialen Transportieren von Stranggussstangen (1) oder Stranggussbolzen (2) angeordnet sind, welche quer zum Ofen (7) bzw. quer zum Abgaskanal (17) angeordnet sind.
Anlage nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl der Wellenelemente (8) ausserhalb des Ofens (7) und/oder ausserhalb des Abgaskanales (17) ortsfest gelagert sind, wobei ausserhalb des Ofens (7) und/oder ausserhalb des Abgaskanales (17) die Wellenelemente (8) angetrieben sind.
Anlage nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenelemente (8) axial zueinander beabstandet sind und Abgaskanal (17) und/oder Ofen (7) radial bzw. quer durchgreifen, wobei endseits die Wellenelemente (8) ausserhalb ortsfest und ausserhalb von Abgaskanal (17) und Ofen (7) gelagert und angetrieben sind.
Anlage nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Bereich (18) eines Abgasspaltes (16) eine Mehrzahl von axial zueinander beabstandeten Abgasleitelementen (19) angeordnet sind, wobei oberhalb der Abgasleitelemente (19) die Stranggussstange (1) oder der Stranggussbolzen (2) auf den Wellenelementen (8) vorwärmbar sind.
Anlage nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Vorwärmen der Stranggussstange (1) oder des Stranggussbolzens (2) dieser über eine Transporteinrichtung dem Ofen (7) zum Temperieren auf Umformtemperatur zuführbar ist, wobei über die Wellenelemente (8) die vorgewärmte Stranggussstange (1) oder der vorgewärmte Stranggussbolzen (2) einer Übergabeeinheit führbar ist, welche diese dem Ofen (7) zum Erwärmen auf Umformtemperatur zuführt.