DE102012024322A1 - Vorwärmtisch - Google Patents

Vorwärmtisch Download PDF

Info

Publication number
DE102012024322A1
DE102012024322A1 DE201210024322 DE102012024322A DE102012024322A1 DE 102012024322 A1 DE102012024322 A1 DE 102012024322A1 DE 201210024322 DE201210024322 DE 201210024322 DE 102012024322 A DE102012024322 A DE 102012024322A DE 102012024322 A1 DE102012024322 A1 DE 102012024322A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
burners
material plate
burner
preheating table
preheating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE201210024322
Other languages
English (en)
Inventor
Udo Pawlyk
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp Schulte GmbH
Original Assignee
ThyssenKrupp Schulte GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Schulte GmbH filed Critical ThyssenKrupp Schulte GmbH
Priority to DE201210024322 priority Critical patent/DE102012024322A1/de
Publication of DE102012024322A1 publication Critical patent/DE102012024322A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/34Methods of heating
    • C21D1/52Methods of heating with flames
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

Abstract

Vorwärmtisch zum Aufwärmen einer Materialplatte umfassend eine Mehrzahl von Auflagepunkten (9) zur Lagerung der Materialplatte entlang einer Lagerungsebene (11) und einer Brenneranordnung (13) mit einer Mehrzahl von Brennern (5). Hierbei ist der aus den Brennern (5) austretende Brennstoff zur Ausbildung einer Brennerflamme (17) zündbar. Die Brennerflammen (17) treten mit einer Austrittsrichtung (15) aus, die im Wesentlichen senkrecht zur Lagerungsebene (11) verläuft und in Richtung auf die Lagerungsebene (11) gerichtet ist. Zwischen den Brennern (5) und der Lagerungsebene (11) Mittel vorgesehen sind, um einen direkten Kontakt der Brennerflamme (17) mit der Materialplatte zu verhindern.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Vorwärmtisch zum Aufwärmen von Materialplatten vor deren Weiterverarbeitung. Bei der Herstellung verschiedenster Komponenten müssen Materialplatten, insbesondere Stahlplatten, auf Maß geschnitten werden. Dies geschieht üblicherweise mit einem Brennschneideverfahren. Dabei wird die Schneidfuge mit einem Brenner erhitzt und gleichzeitig mittels eines Sauerstoffstrahls oxidiert. Das entstehende Eisenoxid besitzt einen geringeren Schmelzpunkt als der Stahl und verflüssigt sich daher. Das flüssige Eisenoxid wird dann mit dem gleichen Sauerstoffstrahl aus der Schneidfuge geblasen. Bei diesem Verfahren wird die Wärme nur lokal von einer Seite der Materialplatte eingetragen. Daher kann es bei Sonderbaustählen und höheren Materialdicken zu Rißbildungen an der Schnittkante kommen. Aus diesem Grund ist es erforderlich die Materialplatten vor dem Schneiden auf eine Arbeitstemperatur vorzuwärmen. Die geeignete Arbeitstemperatur hängt von der Stahlsorte und von der Dicke der Materialplatte ab. Die Arbeitstemperatur wird üblicherweise von den Stahlherstellern vorgegeben und liegt im Bereich zwischen 75°C und 200°C. Bisher war es üblich, den zu schneidenden Bereich der Materialplatte auf der Brennschneideanlage mittels des Schneidbrenners vorzuwärmen. Hierzu wurde die Schnittkontur gegebenfalls mehrfach mit dem Schneidbrenner abgefahren bis entlang der zukünftigen Schnittkante lokal die erforderliche Arbeitstemperatur erreicht war. Dies hat den Nachteil, dass die Materialplatte nur lokal vorgewärmt wird, so dass sich große Temperaturdifferenzen innerhalb der Materialplatte ergeben. Hierdurch können strukturelle Beschädigungen der Materialplatte aufgrund der unterschiedlichen thermischen Ausdehnung auftreten. Die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen können zudem zu Maßabweichungen bei den erkalteten Schnittprodukten führen. Da die Temperaturverteilung innerhalb der Materialplatte nicht genau bekannt ist, führt die thermische Ausdehnung zu Unsicherheiten bei der Festlegung der exakten Schnittposition. Ein weiterer Nachteil des herkömmlichen Verfahrens ist, dass die Materialplatte nur einseitig lokal erwärmt wird. Bei großen Materialdicken ist auf diese Weise ein Durchwärmen des Schnittbereichs über den gesamten Querschnitt kaum zu gewährleisten. Darüber hinaus führt das rein lokale Vorwärmen zu einer erheblichen Prozessunsicherheit, da es schwierig ist, eine genaue Temperaturmessung über den Bereich der zukünftigen Schnittkante durchzuführen. Bei einer typischen Messung mit Thermostiften kann es zum Beispiel zu Unsicherheiten von ±50°C kommen. Für verschiedenste Anwendungen ist jedoch eine genaue Messung und Dokumentation der Vorwärmtemperatur erforderlich.
  • Zu guter Letzt hat das konventionelle Verfahren den Nachteil, dass während des Vorwärmprozesses die Brennschneideanlage nicht für andere Aufgaben zur Verfügung steht.
  • In der US3,675,905 ist das Vorheizen von Stahl mittels Infrarotstrahlung beschrieben.
  • Aus der WO2006/008169 ist bekannt, zum Beispiel Stahlbänder mittels eines Brennerdüsenfeldes aufzuheizen. Dabei sind die Brennerdüsen so konfiguriert, dass die heißen Gasstrahlen unmittelbar auf das zu erhitzende Wärmegut auftreffen, um eine schnelle Erhitzung zu erreichen. Dies hat den Nachteil, dass an der Auftreffstelle lokal sehr hohe Temperaturen von über 1000°C vorliegen. Bei der Verarbeitung von vielen Stahlsorten ist jedoch eine maximal zulässige Temperatur von 250–300°C vorgeschrieben.
  • Aufgabe der zugrunde liegende Erfindung ist es daher, eine gleichmäßige Erwärmung von Materialplatten zu erreichen, wobei keine großen Temperaturdifferenzen auftreten und die maximal zulässige Temperatur auch lokal nicht überschritten wird.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Vorwärmtisch zum Aufwärmen einer Materialplatte umfassend eine Mehrzahl von Auflagepunkten zur Lagerung der Materialplatte entlang einer Lagerungsebene und einer Brenneranordnung mit einer Mehrzahl von Brennern. Der aus den Brennern austretende Brennstoff ist zur Ausbildung einer Brennerflamme zündbar. Hierbei treten die Brennerflammen mit einer Austrittsrichtung aus, die im Wesentlichen senkrecht zur Lagerungsebene verläuft und in Richtung auf die Lagerungsebene gerichtet ist. Häufig erstreckt sich die Brenneranordnung im Wesentlichen parallel zur Lagerungsebene. Unter im Wesentlichen parallel bzw. im wesentlichen senkrecht werden im Sinne dieser Anmeldung auch Fälle verstanden, bei denen die entsprechende Abweichung bis zu 10° beträgt. Erfindungsgemäß sind zwischen den Brennern und der Lagerungsebene Mittel vorgesehen sind, um einen direkten Kontakt der Brennerflamme mit der Materialplatte zu verhindern. Dies hat den Vorteil, dass es keinen Auftreffort der Brennerflamme auf der Materialplatte gibt, an dem eine lokale Überhitzung des Materials auftreten könnte. Hierdurch werden strukturelle Beschädigungen der Materialplatte verhindert.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Mittel Ablenkschilde aus einem hitzebeständigen Material, die zwischen den Brennern und der Lagerungsebene angeordnet sind. Als Material für die Ablenkschilde ist zum Beispiel Edelstahl gut geeignet, insbesondere Edelstahl mit der Werkstoffnummer 1.4301 oder 1.476. Diese Materialen haben eine gute Langzeitstabilität innerhalb der Brennerflamme.
  • Spezielle Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Vorwärmtisch weisen Ablenkschilde auf, die gegenüber der Lagerungsebene um einen Winkel geneigt sind. Dies hat den Vorteil, dass die Brennerflammen zielgerichtet umgelenkt werden, wodurch eine gleichmäßige Erwärmung des Zwischenraums zwischen den Brennern und der Lagerungsebene erreicht wird. Zudem reduziert dies die Belastung der Ablenkschilde, so dass die Lebensdauer der Ablenkschilde erhöht wird. Typischerweise sind die Ablenkschilde gegenüber der Lagerungsebene um einen Winkel im Bereich von 35°–55° geneigt. Besonders bevorzugt beträgt der Winkel 45°.
  • Bei einigen Varianten ist jedem Brenner genau ein separater Ablenkschild zugeordnet. Dies ermöglicht, ein individuelles Einstellen der Ablenkschilde für jeden Brenner. So kann zum Beispiel der Neigungswinkel des Ablenkschildes zur Lagerungsebene individuell auf jeden Brenner eingestellt werden. Hierdurch kann die Temperaturverteilung unterhalb der Materialplatte gezielt besonders gleichmäßig eingestellt werden.
  • In einer alternativen Ausführungsform des Vorwärmtisches ist eine Gruppe von Brennern aus der Brenneranordnung entlang einer ersten Geraden parallel zur Lagerungsebene angeordnet. Weiterhin ist allen Brennern dieser Gruppe ein gemeinsamer Ablenkschild zugeordnet. Dies ermöglicht eine kostensparende Herstellung des Vorwärmtisches, da nicht zu jedem Brenner ein separater Ablenkschild mit einem Halter hergestellt und montiert werden muss. Ein gemeinsamer Ablenkschild für 60–70 Brenner kann zum Beispiel mit nur 5–10 Haltern in seiner Position fixiert werden. Damit sich der gemeinsame Ablenkschild bei Erwärmung ausdehnen kann, ist dieser typischerweise freiausdehnbar gehaltert.
  • Eine weitergebildete Ausführungsform des Vorwärmtisches weist einen gemeinsamen Ablenkschild auf, der einen ersten und einen zweiten streifenförmigen Teilschild umfasst, die sich beide parallel zueinander und parallel zur Lagerungsebene erstrecken. Die beiden Teilschilde sind derart verbunden sind, dass der gemeinsame Ablenkschild einen V-förmigen Querschnitt aufweist. Dabei zeigt die Spitze des V-förmigen Querschnittes auf die Brenner zu. Weiterhin verläuft die Spitze des V-förmigen Querschnittes entlang einer zweiten Geraden, die parallel zur jeweiligen ersten Geraden ist und sich zwischen der jeweiligen ersten Geraden und der Lagerungsebene erstreckt. Diese Ausgestaltung der Ablenkschilde hat den Vorteil, dass am V-förmigen Querschnitt eine Aufteilung der Brennerflamme auf zwei Teilflammen erfolgt, die in unterschiedliche Richtungen abgelenkt werden. Hierdurch wird eine sehr gleichmäßige Erwärmung des gesamten Zwischenraums zwischen Brennern und Lagerungsebene erreicht. Als gemeinsamer Ablenkschild kann insbesondere ein handelsübliches Winkelprofil verwendet werden, Bei einer Einbaulage, bei der die Spitze des V-förmigen Querschnitts auf die Brenner zu zeigt, ergibt sich automatisch ein Neigungswinkel der Teilschilde zur Lagerungsebene von 45°.
  • Einige Ausführungsformen des Vorwärmtisches zeichnen sich dadurch aus, dass die Auflagepunkte durch Stempel gebildet werden, die die Materialplatte brennerseitig unterstützen. Hierdurch ergeben sich zwischen den Stempeln unterhalb der Materialplatte größere Freiräume, so dass eine gute Luftzirkulation unterhalb der Materialplatte gewährleistet ist. Diese Luftzirkulation ist erforderlich, um einerseits eine Belüftung der Brenner sicher zu stellen und um andererseits eine gleichmäßige Erwärmung des gesamten Zwischenraums zwischen Brennern und Lagerungsebene zu unterstützen.
  • Neben der Anordnung der Stempel hat auch die Anordnung der Brenner und der Mittel einen Einfluss auf die Luftzirkulation unterhalb der Materialplatte. Bevorzugt sind die Stempel, die Brenner und die Mittel derart bezüglich der Lagerungsebene angeordnet, dass sich während des Betriebs ein brennerseitig an die Materialplatte angrenzender Raum konstanter Temperatur ergibt. Dabei wird unter konstanter Temperatur auch eine Temperaturverteilung verstanden, deren Einzelwerte um bis zu 5°C vom Mittelwert abweichen. Ein Bereich konstanter Temperatur bewirkt eine besonders gleichmäßige Erwärmung der Materialplatte in der Lagerungsebene.
  • Speziell ist es vorteilhaft, wenn die Stempel derart ausgestaltet und angeordnet sind, dass zwischen benachbarten Stempeln ein Freiraum mit einer Abmessung von mindestens 50 mm Richtung parallel zur Lagerungsebene vorliegt. Eine Abmessung von mindestens 100 mm ist bevorzugt. Besonders bevorzugt beträgt die Abmessung 150–250 mm. Je größer der Freiraum zwischen benachbarten Stempeln ist, umso besser funktioniert die Luftzufuhr zu den Brennern und die Luftzirkulation unterhalb der Materialplatte. Andererseits sollte der Abstand kleiner als 350 mm sein, um ein Durchbiegen der Materialplatten zu vermeiden.
  • Bei einigen Varianten des Vorwärmtisches verjüngen sich die Stempel zur Lagerungsebene hin. Aufgrund der Verjüngung und der damit reduzierten Kontaktfläche zur Materialplatte kommt es zu einem erhöhten Wärmewiderstand an den Auflagepunkten. Dies hat den Vorteil, dass die Wärme beim Betrieb nicht so leicht über die Stempel abfließen kann. Gleichzeitig sind die Stempel hinreichend stabil, um auch dicke Materialplatten sicher zu lagern.
  • Zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn die Mehrzahl von Brennern in separat regelbare Gruppierungen zusammengefasst sind, um separate Zonen der Lagerungsebene unterschiedlich zu erhitzen. Hierdurch können Materialplatten unterschiedlicher Größe energiesparend vorgewärmt werden. Kleinere Materialplatten werden am Ort einer kleineren Zone positioniert. Beim Vorwärmverfahren werden dann auch nur die Brenner der zugehörigen Gruppierung in Betrieb genommen. Für größere Materialplatten können mehrere Zonen zusammengeschaltet werden, indem die Brenner mehrerer Gruppierungen gleichzeitig in Betrieb genommen werden. Die Einteilung in Zonen und Gruppierungen ermöglicht damit einerseits eine einfache Steuerung, da nicht jeder Brenner separat angesteuert werden muss, anderseits aber auch gleichzeitig eine flexible Anpassung an die Größe und die erforderliche Vorwärmtemperatur der vorzuwärmenden Materialplatte.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Vorwärmen einer Materialplatte umfassend den Betrieb eines vorbeschriebenen Vorwärmtisches. Dabei hat das Verfahren die gleichen Vorteile, die bereits mit Bezug auf den Vorwärmtisch beschrieben wurden.
  • Darüber hinaus betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Vorbereiten einer Materialplatte auf einen Schneideprozess umfassend die folgenden Schritte:
    • a. Verbringen der Materialplatte auf einen beschriebenen Vorwärmtisch
    • b. Betrieb des Vorwärmtisches bis die Materialplatte die vorbestimmte Temperatur erreicht hat
    • c. Messen der Temperaturverteilung der Materialplatte mit Hilfe einer Infrarotkamera
  • Die Messung der Temperaturverteilung mit Hilfe einer Infrarotkamera (häufig auch als Wärmebildkamera bezeichnet) hat den Vorteil, dass die Temperatur großflächig über die gesamte Fläche der Materialplatte bestimmt wird. Im Gegensatz zu lokalen Messverfahren können so keine zu kalten oder zu heißen Bereiche übersehen werden. Zudem kann das Messergebnis gut dokumentiert und zur Qualitätssicherung und Produktionskontrolle archiviert werden.
  • Neben der Messung mit einer Infrarotkamera kann zusätzlich während des Betriebs des Vorwärmtisches eine lokale Temperaturkontrolle der Temperatur der Materialplatte mittels Thermostreifen, Thermostiften oder eines Kontaktmessgerätes erfolgen. Hierdurch kann zusätzlich der zeitliche Temperaturverlauf bestimmt werden, so dass ein Nachregeln des Zeitraums t, in dem die Brenner eingeschaltet sind, ermöglicht wird.
  • Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand verschiedener schematischer Figuren erläutert.
  • 1 zeigt eine Aufsicht auf den erfindungsgemäßen Vorwärmtisch
  • 2a zeigt einen Schnitt durch den Vorwärmtisch entlang der Linie 1A-1A
  • 2b zeigt einen Schnitt durch den Vorwärmtisch entlang der Linie 1B-1B
  • 2c zeigt einen Schnitt durch den Vorwärmtisch entlang der Linie 1C-1C
  • 3a3d zeigen verschiedene Varianten in einer zu 2b ähnlichen Darstellung
  • 4 zeigt eine Aufsicht auf den Vorwärmtisch mit einer Zoneneinteilung
  • 5 zeigt ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Vorwärmverfahrens
  • In 1 ist eine Aufsicht auf den erfindungsgemäßen Vorheiztisch 1 dargestellt. Die 2a, 2b und 2c zeigen verschiedene Querschnitte durch den Vorheiztisch 1, die den detaillierten Aufbau erläutern. Der Vorheiztisch umfasst eine Unterkonstruktion 3, an der eine Mehrzahl von Brennern 5 angebracht ist. Weiterhin sind an der Unterkonstruktion 3 mehrere Stempel 7 angeordnet. Während die eine Seite der Stempel 7 mit der Unterkonstruktion 3 verbunden ist, geben die entgegengesetzten Enden der Stempel 7 Auflagepunkte 9 vor, auf denen eine Materialplatte entlang der Lagerungsebene 11 gelagert werden kann. Die Stempel 7 verjüngen sich dabei zur Lagerungsebene 11 hin. Aufgrund der Verjüngung und der damit reduzierten Kontaktfläche zur Materialplatte kommt es zu einem erhöhten Wärmewiderstand an den Auflagepunkten. Dies hat den Vorteil, dass die Wärme beim Betrieb nicht so leicht über die Stempel abfließen kann. Gleichzeitig sind die Stempel 7 hinreichend stabil, um auch dicke Materialplatten sicher zu lagern.
  • Die Mehrzahl von Brennern 5 bilden eine Brenneranordnung 13, die sich im Wesentlichen parallel zur Lagerungsebene 11 erstreckt. Der aus den Brennern 5 austretende Brennstoff ist zur Ausbildung einer Brennerflamme 17 zündbar. Jeder Brennerflamme 17 gibt eine Austrittsrichtung 15 vor, die im Wesentlichen senkrecht zur Austrittsrichtung 15 verläuft. Entlang der Austrittsrichtung 15 sind in den 2b und 2c Brennerflammen 17 schematisch angedeutet. Zwischen den Brennern 5 und der Lagerungsebene 11 sind Mittel vorgesehen, um einen direkten Kontakt der Brennerflamme 17 mit der Materialplatte am Ort der Lagerungsebene 11 zu verhindern. Bei der dargestellten Ausführungsform handelt es sich dabei um hitzebeständige Ablenkschilde 19, die zwischen den Brennern 5 und der Lagerungsebene 11 angeordnet sind. Die Ablenkschilde 19 befinden sich somit ausgehend vom jeweiligen Brenner 5 entlang der Austrittsrichtung 15 vor der Lagerungsebene 11. Eine vom Brenner 5 ausgehende Brennerflamme 17 wird somit vom jeweiligen Ablenkschild 19 abgelenkt, bevor sie die Lagerungsebene 11 und damit die dort angeordnete Materialplatte erreicht. Hierdurch wird der gesamte Zwischenraum 29 zwischen Unterkonstruktion 3 und Lagerungsebene 11 erwärmt. Die Erwärmung der Materialplatte erfolgt somit nicht direkt über die Brenner 5, sondern indirekt über eine Temperaturerhöhung im Zwischenraum 29. Die Brenner 5, die Ablenkschilde 19 und die Stempel 7 sind dabei bezüglich der Lagerungsebene derart angeordnet, dass eine gute Luftzirkulation im Zwischenraum 3 gewährleistet ist. Dies führt zu einer guten Durchmischung der der dortigen Luft, dass sich während des Betriebs ein brennerseitig an die Materialplatte angrenzender Bereich konstanter Temperatur ergibt. Der Abstand zwischen den Brenner 5 und der Lagerungsebene liegt im Bereich von 180 mm bis 220 mm. Die Ablenkschilde 19 haben einen Abstand von 130 mm bis 170 mm zum jeweiligen Brenner.
  • Die Stempel 7 sind derart angeordnet, dass die Auflagepunkte 9 auf einem quadratischen Raster mit einem Abstand von 250 mm liegen. Versuche haben ergeben, dass der Abstand der Auflagepunkte unterhalb von 350 mm liegen sollte, da es ansonsten zu Durchbiegungen bei dicken Materialplatten kommen kann. Zusätzlich sind die Stempel 7 derart ausgestaltet und angeordnet, dass zwischen benachbarten Stempeln ein Freiraum 31 mit einer Abmessung von 150 mm und ein Freiraum 33 mit einer Abmessung von 230 mm parallel zur Lagerungsebene 11 vorliegt. Die Abmessung muss mindestens 50 mm betragen, um eine ausreichende Luftzirkulation zur gewährleisten. Eine Abmessung von 100 mm ist bevorzugt.
  • Die Brenneranordnung 13 umfasst im vorliegenden Fall vier Gruppen 13a, 13b, 13c und 13d von Brennern 5, die jeweils entlang einer ersten Gerade 21a, 21b, 21c und 21d angeordnet sind. Die erste Gerade 21a, 21b, 21c und 21d verläuft parallel zur Lagerungsebene 11, so dass alle Brenner 5 der jeweiligen Gruppe den gleichen Abstand zur Lagerungsebene aufweisen. Allen Brennern 5 einer Gruppe 13a, 13b, 13c, 13d ist ein gemeinsamer Ablenkschild 19a, 19b, 19c, 19d zugeordnet. Dies bedeutet, dass zum Beispiel mit dem Ablenkschild 19a der direkte Kontakt der aus allen Brennern der Gruppe 13a Brennerflamme mit der Materialplatte verhindert werden kann. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass Ablenkschilde für alle Brenner zur Verfügung gestellt werden, aber dennoch nur eine geringe Anzahl von Haltern 23 erforderlich ist. Mit den Haltern 23 werden die Ablenkschilde 19a, 19b, 19c, 19d mit der Unterkonstruktion 3 verbunden. Jeder Ablenkschild 19a, 19b, 19c, 19d umfasst einen ersten streifenförmigen Teilschild 25a und einen zweiten streifenförmigen Teilschild 25b. Beide Teilschilde 25a und 25b sind gegenüber der Lagerungsebene um einen Winkel von 45° geneigt, um die Brennerflamme 17 umzulenken. Zwischen den beiden Teilschilden 25a und 25b liegt ein Winkel von 90° vor. Die Teilschilde 25a und 25b sind derart verbunden, dass der Ablenkschild 19a, 19b, 19c, 19d einen V-förmigen Querschnitt aufweist. Dabei zeigt die Spitze des V-förmigen Querschnittes entgegen der Austrittsrichtung 15 auf die Brenner 5 zu. Weiterhin verläuft die Spitze des V-förmigen Querschnittes entlang einer zweiten Geraden 27, die parallel zur jeweiligen ersten Geraden 21a, 21b, 21c, 21d ist und sich zwischen der jeweiligen ersten Geraden 21a, 21b, 21c, 21d und der Lagerungsebene erstreckt. Diese Ausgestaltung der Ablenkschilde hat den Vorteil, dass am V-förmigen Querschnitt eine Aufteilung der Brennerflammen auf zwei Teilflammen erfolgt, die in unterschiedliche Richtungen abgelenkt werden. Hierdurch wird eine sehr gleichmäßige Erwärmung des gesamten Zwischenraums zwischen Unterkonstruktion 3 und Lagerungsebene 11 erreicht.
  • Alternativ zu der beschriebenen Ausgestaltung mit einem gemeinsamen Ablenkschild 19 zu einer Gruppe von Brennern kann auch jedem Brenner ein separater Ablenkschild 19 zugeordnet werden. Dies ermöglicht, ein individuelles Einstellen der Ablenkschilde 19 für jeden Brenner. So kann zum Beispiel der Neigungswinkel des Ablenkschildes 19 zur Lagerungsebene individuell auf jeden Brenner eingestellt werden. Jeder separate Ablenkschild 19 ist in diesem Fall über einen separaten Halter mit der Unterkonstruktion 3 verbunden.
  • 3a zeigt eine zu 2b ähnliche Darstellung des erfindungsgemäßen Vorwärmtisches 1. Bei dieser Ausführungsvariante umfasst der Ablenkschild 11 einen ersten Teilschild 25a und einen zweiten Teilschild 25b, die unter einem Winkel von 120° zueinander angeordnet sind. Beide Teilschilde sind gegenüber der Lagerungsebene 11 um einen Winkel von 35° geneigt.
  • In 3b ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der der Ablenkschild 19 nicht aus Teilschilden zusammengesetzt ist. Der Ablenkschild 19 ist in diesem Fall um 45° zur Lagerungsebene 11 geneigt.
  • 3c zeigt eine Ausführungsform, bei der der Ablenkschild 19 parallel zur Lagerungsebene 11 und somit nicht geneigt.
  • Bei der Ausführungsform nach 3d liegt ein Ablenkschild 19 vor, der zwei Teilschilde 25a und 25b umfasst, die derart verbunden sind, dass der Ablenkschild 19 einen V-förmigen Querschnitt aufweist. Im Gegensatz zu den bisherigen Ausführungsvarianten sind die Stempel 7 in diesem Fall als Rundträger ausgestaltet. Die Stempel 7 verjüngen sich also nicht zur Lagerungsebene 11 hin. Diese Variante hat dafür den Vorteil, dass ein besonders großer Freiraum 31 gewährleistet wird.
  • In 4 ist eine weitere Aufsicht auf den erfindungsgemäßen Vorwärmtisch dargestellt. Die Mehrzahl von Brennern 5 ist bei dieser Ausführungsform in separat regelbare Gruppierungen zusammengefasst, um separate Zonen 35a, 35b, 35c der Lagerungsebene zu erhitzen. Hierdurch können Materialplatten unterschiedlicher Größe vorgewärmt werden. Bei kleineren Materialplatten werden zum Beispiel nur die Brenner 5 der Zone 35a betrieben, während bei großen Materialplatten die Brenner 5 aller drei Zonen 35a, 35b und 35c verwendet werden.
  • 5 zeigt ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Vorwärmverfahrens. In einem ersten Schritt wird eine Materialplatte zum Beispiel mittels Magnettechnik auf dem Vorwärmtisch abgelegt. In einem folgenden Heizschritt werden die Brenner in den erforderlichen Zonen für einen vorbestimmten Zeitraum t eingeschaltet. Bei einem festen Vorwärmtisch mit wohldefinierten Brennerleistungen richtet sich die Länge des Zeitraums t nach der gewünschten Vorwärmtemperatur, der Dicke der Materialplatte und dem Material, aus dem die Materialplatte aufgebaut ist. Gegebenenfalls wird während dieses Heizschrittes bereits die Temperatur der Materialplatte mittels Thermostreifen, Thermostiften oder eines Kontaktmessgerätes kontrolliert. Im Anschluss an den Heizschritt wird die Temperaturverteilung der Materialplatte mittels einer Infrarotkamera gemessen. Dies ermöglicht eine verlässliche und gut dokumentierbare Messung der Temperatur über die gesamte Fläche der Materialplatte. Abhängig von der gemessenen Temperaturverteilung erfolgt gegebenenfalls ein weiterer Heizschritt. Dies wird so oft wiederholt bis die gewünschte Vorwärmtemperatur über die gesamte Materialplatte erreicht ist. Typischerweise sind nicht mehr als drei Heizschritte erforderlich. In einem abschließenden Schritt wird die Materialplatte mittels Magnettechnik aufgenommen und zur Weiterverarbeitung (z. B. zum Brennschneiden) verbracht.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 3675905 [0003]
    • WO 2006/008169 [0004]

Claims (15)

  1. Vorwärmtisch (1) zum Aufwärmen einer Materialplatte umfassend eine Mehrzahl von Auflagepunkten (9) zur Lagerung der Materialplatte entlang einer Lagerungsebene (11) und einer Brenneranordnung (13) mit einer Mehrzahl von Brennern (5), wobei der aus den Brennern (5) austretende Brennstoff zur Ausbildung einer Brennerflamme (17) zündbar ist, und die Brennerflammen (17) mit einer Austrittsrichtung (15) austreten, die im Wesentlichen senkrecht zur Lagerungsebene (11) verläuft und in Richtung auf die Lagerungsebene (11) gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Brennern (5) und der Lagerungsebene (11) Mittel vorgesehen sind, um einen direkten Kontakt der Brennerflamme (17) mit der Materialplatte zu verhindern.
  2. Vorwärmtisch (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel Ablenkschilde (19) aus einem hitzebeständigen Material umfassen, die zwischen den Brennern (5) und der Lagerungsebene (11) angeordnet sind.
  3. Vorwärmtisch (1) nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkschilde (19) gegenüber der Lagerungsebene (11) um einen Winkel geneigt sind.
  4. Vorwärmtisch (1) nach einem der Ansprüche 2–3 dadurch gekennzeichnet, dass jedem der Brenner (5) genau ein separater Ablenkschild (19) zugeordnet ist.
  5. Vorwärmtisch (1) nach einem der Ansprüche 2–3 dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Gruppe von Brennern (13a, 13b, 13c, 13d) aus der Brenneranordnung (13) entlang einer ersten Geraden (21a, 21b, 21c, 21d) parallel zur Lagerungsebene (11) angeordnet ist und allen Brennern (5) der Gruppe (13a, 13b, 13c, 13d) ein gemeinsamer Ablenkschild (11) zugeordnet ist.
  6. Vorwärmtisch (1) nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Ablenkschild (11) einen ersten und einen zweiten streifenförmigen Teilschild (25a, 25b) umfasst, die sich beide parallel zueinander und parallel zur Lagerungsebene (11) erstrecken, wobei die Teilschilde (25a, 25b) derart verbunden sind, dass der gemeinsame Ablenkschild (11) einen V-förmigen Querschnitt aufweist.
  7. Vorwärmtisch (1) nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze des V-förmigen Querschnittes entlang einer zweiten Geraden (27) verläuft, die parallel zur ersten Geraden (21a, 21b, 21c, 21d) ist und die sich zwischen der ersten Geraden (21a, 21b, 21c, 21d) und der Lagerungsebene (11) erstreckt.
  8. Vorwärmtisch (1) nach einem der Ansprüche 1–7 dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagepunkte (9) durch Stempel (7) gebildet werden, die die Materialplatte brennerseitig unterstützen.
  9. Vorwärmtisch (1) nach einem der Ansprüche 1–7 dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Brennern (5), die Mittel und die Stempel (7) derart bezüglich der Lagerungsebene (11) angeordnet sind, dass sich ein brennerseitig an die Materialplatte angrenzender Raum mit einer konstanten Temperatur ergibt.
  10. Vorwärmtisch (1) nach einem der Ansprüche 8–9 dadurch gekennzeichnet, dass die Stempel (7) derart ausgestaltet und angeordnet sind, dass zwischen benachbarten Stempeln (7) ein Freiraum (31, 33) mit einer Abmessung von mindestens 50 mm in Richtung parallel zur Lagerungsebene (11) vorliegt.
  11. Vorwärmtisch (1) nach einem der Ansprüche 8–10 dadurch gekennzeichnet, dass die Stempel (7) sich zur Lagerungsebene (11) hin verjüngen.
  12. Vorwärmtisch (1) nach einem der Ansprüche 1–11 dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Brennern (5) in separat regelbare Gruppierungen zusammengefasst sind, um separate Zonen (35a, 35b, 35c, 35d) der Lagerungsebene (11) unterschiedlich zu erhitzen.
  13. Verfahren zum Vorwärmen einer Materialplatte umfassend den Betrieb eines Vorwärmtisches (1) nach einem der Ansprüche 1–12
  14. Verfahren zum Vorbereiten einer Materialplatte auf einen Schneideprozess umfassend die folgenden Schritte: a. Verbringen der Materialplatte auf einen Vorwärmtisch (1) gemäß einem der Ansprüche 1–12 b. Betrieb des Vorwärmtisches (1), bis die Materialplatte die vorbestimmte Temperatur erreicht hat c. Messen der Temperaturverteilung der Materialplatte mit Hilfe einer Infrarotkamera
  15. Verfahren nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, dass während des Betriebs des Vorwärmtisches (1) mindestens eine lokale Temperaturkontrolle der Temperatur der Materialplatte mittels Thermostreifen, Thermostiften oder eines Kontaktmessgerätes erfolgt.
DE201210024322 2012-12-12 2012-12-12 Vorwärmtisch Pending DE102012024322A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210024322 DE102012024322A1 (de) 2012-12-12 2012-12-12 Vorwärmtisch

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210024322 DE102012024322A1 (de) 2012-12-12 2012-12-12 Vorwärmtisch

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102012024322A1 true DE102012024322A1 (de) 2014-06-12

Family

ID=50777795

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201210024322 Pending DE102012024322A1 (de) 2012-12-12 2012-12-12 Vorwärmtisch

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102012024322A1 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3675905A (en) 1970-09-17 1972-07-11 Dorn Co V Method and apparatus for infrared heating
DE3026020A1 (de) * 1979-11-20 1981-05-21 Ishikawajima-Harima Jukogyo K.K., Tokyo Verfahren zum ausgleichen lokaler temperaturunterschiede auf einem stahlerzeugnis sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
US4549866A (en) * 1984-05-08 1985-10-29 Flynn Burner Corporation Method and apparatus for applying heat to articles and materials
DE10036774A1 (de) * 2000-07-28 2002-02-14 Aichelin Gmbh Ofen und Verfahren zur thermischen Reinigung von Abgasen
WO2006008169A1 (de) 2004-07-21 2006-01-26 Ws-Wärmeprozesstechnik Gmbh Brennerdüsenfeld mit integrierten wärmetauschern

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3675905A (en) 1970-09-17 1972-07-11 Dorn Co V Method and apparatus for infrared heating
DE3026020A1 (de) * 1979-11-20 1981-05-21 Ishikawajima-Harima Jukogyo K.K., Tokyo Verfahren zum ausgleichen lokaler temperaturunterschiede auf einem stahlerzeugnis sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
US4549866A (en) * 1984-05-08 1985-10-29 Flynn Burner Corporation Method and apparatus for applying heat to articles and materials
DE10036774A1 (de) * 2000-07-28 2002-02-14 Aichelin Gmbh Ofen und Verfahren zur thermischen Reinigung von Abgasen
WO2006008169A1 (de) 2004-07-21 2006-01-26 Ws-Wärmeprozesstechnik Gmbh Brennerdüsenfeld mit integrierten wärmetauschern

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69105297T2 (de) Ofen zum Heizen von Glasscheiben.
DE102009048797B3 (de) Wärmebehandlungsanlage und Verfahren zur Wärmebehandlung von Einsatzgut
DE102012206122A1 (de) Mehrfach-Spulenanordnung für eine Vorrichtung zur generativen Herstellung von Bauteilen und entsprechendes Herstellverfahren
DE102014110415A1 (de) Verfahren zum Aufheizen von Stahlblechen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102010053979B4 (de) Verfahren zum Erwärmen einer Platine mit einem Etagenofen
EP2090667B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Erwärmung von Werkstücken
WO2015110456A1 (de) Wärmebehandlungsvorrichtung
AT513467B1 (de) Verfahren zum Biegen eines Werkstücks
DE102015214994A1 (de) Ein Verfahren zur Herstellung oder Reparatur eines Bauteils und Vorrichtung zur Herstellung und Reparatur eines Bauteils
DE102014201259A1 (de) Wärmebehandlungsvorrichtung
DE102020211020B4 (de) Optimierte Temperaturregelung in Backöfen
EP2564119B1 (de) Mehrflammenbrenner mit flammenweitergabe
CH645712A5 (de) Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen waermebehandeln von vereinzelten, langgestreckten metallischen gegenstaenden.
AT522005B1 (de) Temperiervorrichtung zum Temperieren eines Bauteils
DE2226939A1 (de) Brenner
DE102012024322A1 (de) Vorwärmtisch
DE60130823T2 (de) Verbesserungen beim Vorwärmen von Metallbändern, insbesondere in Verzinkungs- oder Glühanlagen
AT399164B (de) Vorrichtung zum beaufschlagen planer werkstückoberflächen mit einem gas, insbesondere der stirnflächen eines bandbundes in einem kammerofen
DE19538364C5 (de) Vorrichtung zur Schnellerwärmung von Metall-Preßbolzen
EP1218562B1 (de) Verfahren zur wärmebehandlung von metallischen pressbolzen
DE1496004B1 (de) Verfahren zum Tempern einer Glastafel
DE2542507B2 (de) Vorrichtung zur beseitigung von dickstellen einer zu streckenden thermoplastischen folienbahn
DE19650965C1 (de) Vorrichtung zur gleichmäßigen Beaufschlagung einer planen Oberfläche eines Werkstückes mit einem Fluid
DE19703338C2 (de) Verfahren zur Vorwärmung von Werkstücken bei der Vakuumbeschichtung
DE102011016260B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Erwärmen von Metallbolzen

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: THYSSENKRUPP SCHULTE GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: THYSSENKRUPP SCHULTE GMBH, 45128 ESSEN, DE

Effective date: 20150304

R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication