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Durchlaufofen zur thermischen Behandlung von Walzgutbunden: Die Erfindung
bezieht sich auf Durchlauföfen zur thermischen Behandlung von zu Bunden aufgewickeltem
Walzgut, insbesondere zum Blankglühen von Bandstahlbunden. Verschiedene Verwendungszwecke
von draht- und bandförmigem Walzgut erfordern eine über dessen gesamte Länge völlig
gleichmäßige Werkstoffstruktur, die bei dem zur Normalisierung oder Umwandlung des
Gefüges notwendigen Glühen bei zu Bunden aufgewickeltem Walzgut mit den üblichen
Einrichtungen nur schwer zu erreichen ist, und zwar um so schwerer, je größer die
zu behandelnden Bunde sind. Das Glühen von Bunden mit mehr als 2 m Durchmesser im
Topf ist technisch nicht durchführbar, und dem Glühen derart großer Bunde unter
der Haube stehen wirtschaftliche Erwägungen entgegen. Beim Glühen von Bunden in
Durchlauföfen mit stehendem oder beweglichem Herd wird das gleichmäßige Durchwärmen
der Bunde durch Störung der Wärmezufuhr an den Berührungsstellen mit dem Herd verzögert
oder verhindert, und bei Durchlauföfen, durch deren gegebenenfalls in mehrere einander
nachgeschaltete Zonen oder Stationen unterteilten Behandlungsraum die Bunde unter
einer Tragschiene frei hängend hindurchbewegt werden, verhindern oder verzögern
gleichfalls die allerdings kleineren Auflagestellen der Bunde am Gehänge die gleichmäßige
Durchwärmung und Wiederkühlung der Bunde. Ein ungleichmäßiger Wärmeaustausch zwischen
Bunden und Ofenatmosphäre ergibt sich vor allem dann, wenn - wie es meist der Fall
ist -die Temperatur im unteren Teil des Glühraum - unter Umständen beträchtlich
- niedriger ist als im oberen Teil. Dieser Nachteil konnte bisher nur mit Hilfe
aufwendiger Einrichtungen zum Umwälzen der Ofenatmosphäre behoben werden, die beim
Glühen in Schutzgas einen besonders hohen baulichen und betrieblichen Aufwand erfordern.
Einen beträchtlichen Aufwand sowohl an Einrichtung wie an Betriebsmitteln erfordert
auch das seitliche Anblasen von in der Kühlzone eines Durchlaufofens hängenden Bunden
mit einem gasförmigen Kühlmittel.
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Zweck der Erfindung ist es, einen Durchlaufofen zur thermischen Behandlung
von zu Bunden aufgewickeltem Walzgut, insbesondere zum Blankglühen von Bandstahlbunden
usw. zu schaffen, der bei verhältnismäßig einfachem Aufbau auch ohne Umwälzung der
Gasatmosphäre in den einzelnen Behandlungsstationen und ohne Anblasen mit Kühlgas,
also ohne den üblichen hohen betrieblichen Aufwand eine absolut gleichmäßige thermische
Behandlung des Walzgutes durch Erwärmen und Wiederabkühlen gewährleistet, die auch
nicht dadurch behindert oder verzögert werden soll, daß Oberflächenteile der Bunde
während der Behandlungsdauer durch Stützmittel abgedeckt sind.
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Die Erfindung erreicht den Erfindungszweck bei einem Durchlaufofen,
bei dem die Bunde einzeln nacheinander bei waagerechten Wickelachsen unter einer
sich durch den Ofenraum erstreckenden Tragschiene hängend zwischen zu ihren Wickelachsen
senkrechten Wänden des Ofenraums durch diesen absatzweise zu einander nachgeschalteten
Behandlungsstationen zu bewegen sind, erfindungsgemäß dadurch, daß die Bunde innen
auf sie durchsetzenden und mit ihren außenliegenden Enden über je eine Draht- oder
Bandschlinge an einem auf der für die Verweildauer der Bunde an den Behandlungsstationen
absenkbaren Tragschiene, verfahrbaren Wagen hängenden nabenartigen Büchsen abgestützt
sind und daß an den Behandlungsstationen in den Ofenwänden gelagerte und mit an'
ihren inneren Enden vorgesehenen Lagerzapfen in die Büchsen einschiebbare angetriebene
Wellen angeordnet sind.
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Mit Hilfe eines solchen Ofens können nach Lösen der Schlingen von
den Büchsen durch Absenken der Tragschiene die Bunde mit Hilfe der angetriebenen
Wellen während der für die Endstruktur kritischen Behandlungsstufen innerhalb des
Behandlungsraums gedreht werden, so daß sie auch bei ruhender oder nur mäßig bewegter
Ofenatmosphäre und in verschiedenen Höhen unterschiedlicher Temperatur des Behandlungsraums
*solut gleichmäßig durchwärmt und wieder abgekühlt werden, ohne daß die Bunde längere
Zeit mit gleichen Stellen abgestützt sind, an denen die Wärmezufuhr beeinträchtigt
oder verzögert werden könnte.
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An sich ist es zwar bekannt, Bandspulen während ihrer Behandlung in
einem Flüssigkeitsbad, z. B. einem Beizbad, um ihre Achse; zu drehen. Dabei ergibt
sich
diese Drehung jedoch dadurch, daß die Spulen oder Bunde auf Achsen oder Wellen aufgehängt
sind, die oberhalb des Badspiegels über seitliche Führungen hinwegbewegt werden,
und zu dem Zwecke, die Spulen in waagerechter Richtung durch das Bad zu bewegen
und zugleich die zunächst oberhalb des Badspiegels befindlichen Bundteile in das
Bad einzuführen. Soweit dabei den Spulen oder Bunden zeitweilig Drehbewegungen entgegengesetzt
zu ihrem Wickelsinn vermittelt werden, geschieht das, um die Spulen aufzulockern,
damit die Badflüssigkeit zwischen ihre einzelnen Windungen eindringen kann. Beim
Gegenstand der Erfindung werden die Bunde dagegen nicht zum Zwecke ihrer horizontalen
Beförderung gedreht, und sie befinden sich während ihrer Behandlung und Drehung
nicht nur teilweise, sondern völlig innerhalb des ihrer Behandlung dienenden Mediums.
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Zur sicheren Führung der Bunde auf den Büchsen, zugleich aber auch
zur Sicherung der Büchsenlage innerhalb der Schlingen empfiehlt es sich, diese Büchsen
mit die Bunde mit Abstand zwischen sich aufnehmenden Ringflanschen zu versehen und
die die Büchsen außerhalb der Flansche umschließenden Schlingen an ihren unteren
Scheiteln, z. B. durch Spannschlösser, miteinander zu verbinden.
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Die Schlingen werden entlang der Tragschiene mit Hilfe von auf deren
unteren Flanschen der aus einem Doppel-T-Träger bestehenden Schiene verfahbaren
Wagen bewegt, die mit oberen Zahnleisten in die beiderseits des Tragschienenstegs
zwischen den Wagen und den oberen Tragschienenflanschen umgeführten unteren Züge
von endlosen angetriebenen Gliederketten eingreifen. Durch diese Anordnung der unteren
Züge der Gliederketten-ist für eine zuverlässige Verbindung der Wagen mit der Gliederkette
unabhängig von der jeweiligen Höhenlage der Tragschiene gesorgt, so daß auf besondere
Mittel zum Kuppeln der Wagen mit der Gliederkette verzichtet werden kann. Die vor
und hinter dem Behandlungsraum des Durchlaufofens nach oben umgelenkten Ketten erlauben
zugleich auf einfachste Weise die Herstellung und das Wiederlösen der Verbindung
zwischen Wagen und Kette vor und nach der Behandlung.
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Zur Sicherung eines guten Wärmehaushalts und zur Vermeidung eines
unerwünschten Wärmeaustauschs zwischen mit verschiedenen Temperaturen betriebenen
benachbarten Behandlungsstationen sind diese gegeneinander und nach außen vorteilhaft
durch von außen zu betätigende Türen abschließbar, und zwar befinden sich zweckmäßig
jeweils zwischen den Behandlungsstationen sowie vor und hinter den Endstationen
besondere Türkammern, die gegen jede benachbarte Station bzw. nach außen durch von
außen zu betätigende Türen abschließbar sind. Dadurch ist jede Behandlungsstation
nach jeder Seite hin durch zwei Türen und einen zwischen diesen befindlichen Luftraum
sicher angeschlossen. Um beim Betreiben des Ofens mit Schutzgas den Eintritt von
Außenluft in den Ofenraum zu verhindern sind dem Ofenraum in üblicher Weise eine
Eingangs- und eine Ausgangsschleuse zugeordnet. Zur möglichst schnellen und gleichmäßigen
Erwärmung der Bunde sind an den Glühstationen elektrisch oder durch Gas beheizte
Heizelemente angeordnet, die ihre Wärme unmittelbar den Seitenflächen der Bunde
zuführen.
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Zur Abkürzung der Aufwärmzeit ist der Glühstation eine Vorwärmstation
vorgeschaltet, während sich hinter der Vorwärmstation eine Wärmeaustauschstation
befindet, die eine gesteuerte Abkühlung des Glühguts aus der Glühtemperatur gestattet.
Zu diesem Zweck sind in der Wärmeaustauschstation - ebenfalls seitlich neben den
Bunden - Wärmeaustauschrohre angeordnet, durch die in der Vorwärmestation vorgewärmtes
Schutzgas geleitet und in die Vorwärmstation zurückgeführt wird.
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Ein Ausführungsbeispiel für den den Gegenstand der Erfindung bildenden
Durchlaufofen ist in den Zeichnungen dargestellt. In den Zeichnungen zeigt F i g.
1 von der Seite gesehen und F i g. 2 in einem vertikalen Querschnitt einen Bund
A, z. B. aus Bandstahl, der sich mit seinem Innenumfang auf der nabenartigen Büchse
B zwischen den Ringflanschen D abstützt. Die Büchse B
hängt in zwei
Drahtschlingen C, die die Büchse außerhalb der Flansche D umfassen, an ihren unteren
Scheiteln durch ein Spannschloß E verbunden sind und über ein Traggestell F an einem
Wagen G hängen. Der Wagen G läuft mit vier Rollen 1 auf dem unteren Flansch der
aus einem I-Träger bestehenden Tragschiene K. Der Wagen G greift auf jeder Seite
des Tragschienenstegs mit einer oberen Zahnleiste L in den unteren Zug M
einer absatzweise angetriebenen Gliederkette, der unterhalb des oberen Trägerflansches
verläuft.
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Mit Hilfe der Gliederkette werden mehrere Wagen der in den Figuren
gezeichneten Art gleichzeitig durch den Behandlungsraum des Ofens bewegt. Der Ofenraum
ist in mehrere, einander nachgeschaltete Behandlungsstationen unterteilt und weist
bei einem Ofen zum Blankglühen von Bandstahl z. B. eine Vorwärmstation, eine Glühstation,
eine Wärmeaustauschstation zum gesteuerten Abkühlen der Bunde aus der Glühtemperatur
sowie mindestens eine Kühlstation zum Abkühlen der Bunde bis nahezu auf Raumtemperatur
auf.
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An den für die thermische Behandlung der Bunde wichtigen Stationen
sind - wie in F i g. 2 zeigt -die Ofenwände durchsetzende, gleichachsige antreibbare
Wellen N angeordnet, die an ihren in den Ofenraum ragenden Enden je einen Lagerzapfen
P tragen. Diese Zapfen P sind auf die Achse der jeweils in die zugeordnete Behandlungsstation
eingefahrenen Büchse B ausgerichtet. Durch axiales Verschieben der Wellen
N können deren Zapfen P in die Büchse B
eingeschoben werden.
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F i g. 3 zeigt im vertikalen Querschnitt und F i g. 4 in Seitenansicht
die Anordnung nach den F i g. 1 und 2, jedoch nach Absenken der Laufschiene
K um den Hub H (F i g. 3). Dabei hat sich die Büchse B mit
dem Bund A auf die eingeschobenen Lagerzapfen P abgesetzt, und die Schlingen
G haben sich von der Büchse B gelöst, so daß die Büchse durch die Wellen N in Drehung
versetzt werden kann. Die sich drehende Büchse B treibt ihrerseits den auf ihr hängenden
Bund A an, der sich dadurch im gleichen Drehsinn, aber mit geringerer Geschwindigkeit
um seine Achse dreht.
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F i g. 5 und 6 zeigen in Seitenansicht ein Beispiel für die Aufhängung
der heb- und senkbaren Tragschiene K am Ofengestell. Die Tragschiene K hängt über
Lenker k an jeweils einem waagerechten Arm von am Ofengestell um waagerechte Achsen
schwenkbar gelagerten Winkelhebeln Q, deren abwärts gerichtete Arme über Lenker
q an eine Schubstange angeschlossen sind. F i g. 5 zeigt, die Tragschiene
K
in ihrer oberen, F i g. 6 in ihrer unteren Endstellung.
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F i g. 7 veranschaulicht an einem vertikalen Querschnitt durch die
Glühstation außer den Mitteln zum Aufhängen und Bewegen der Bunde A, die gasdichten
und gasdicht in die Ofenseitenwände eingesetzten Lager O für die Wellen N. Die Gehäuse
der Lager O enthalten zugleich die Verschiebeantriebe für die von außen in Drehung
versetzten Wellen N. F i g. 7 läßt weiter die seitlich neben den Bunden A vor den
Ofenwänden angeordneten Heizelemente R erkennen, die hier aus gasbeheizten Strahlrohren
mit unterer Gaszuführung und oberen Gasabzügen bestehen.
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F i g. 8 zeigt in gleicher Darstellung wie F i g. 7 eine der Glühstation
nachgeschaltete Wärmeaustauschstation, die eine gelenkte Abkühlung der Bunde aus
der Glühtemperatur gestattet. Zu diesem Zweck sind seitlich neben dem hier auf die
Lagerzapfen P abgesetzten Bund A vor den Ofenwänden Wärmeaustauschrohre S angeordnet,
denen durch obere Kanäle U kühles Schutzgas zugeführt wird, und zwar mit Hilfe eines
Gebläses T, das das in der Wärmeaustauschstation aufgeheizte Schutzgas durch untere
Windkanäle W unter Umgehung der Glühstation einer vor dieser angeordneten Vorwärmestation
zuführt.
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F i g. 9 veranschaulicht in Seitenansicht eine solche Vorwärmestation,
die hier die erste Behandlungsstation des Durchlaufofens bildet und der demzufolge
eine links daneben gezeichnete Eingangsschleuse mit der Außentür a1 vorgeschaltet
ist. Dem Raum der Vorwärmestation, in der eine Drehvorrichtung für in sie eingefahrene.Bunde
angeordnet ist, wird heißes Schutzgas aus den von der Wärmeaustauschstation kommenden
Windkanälen W durch obere Austrittöffnungen unmittelbar zugeführt. Es gelangt nach
Abgabe eines großen Teils seiner Wärme an den Bund A aus dem Raum der Vorwärmkammer
durch Schlitze in die oberen Kanäle U und aus diesen in die Wärmeaustauschrohre
S der Austauschstation zurück. Das in F i g. 10 gleichfalls in Seitenansicht dargestellte
Ofenende wird von einer Kühlstation gebildet, an die sich die rechts daneben gezeichnete
Ausgangsschleuse mit der Außentür a2 anschließt.
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Die Kühlstation, von der je nach dem gewünschten Grad der Abkühlung
auch mehrere vorhanden sein können, ist nicht mit einer Drehvorrichtung für die
Bunde ausgestattet, da diese hier keine kritischen Temperaturbereiche mehr durchlaufen.
Die Kühlstation ist, wie aus dem vertikalen Querschnitt der F i g. 11 ersichtlich,
mit vor den Seitenwänden angeordneten Kühlrohren ausgestattet, die in im oberen
Stationsteil vorgesehene Kühlkästen münden. Die F i g. 9 und 10 lassen weiter die
jeweils zwischen zwei Ofenstationen sowie zwischen den Endstationen und den Schleusen
angeordneten Türkammern erkennen, von denen eine in F i g. 12 in einem waagerechten
Schnitt vergrößert dargestellt ist. Jede dieser Türkammern ist gegen die benachbarte
Station bzw. Schleuse durch je eine von außen zu betätigende Doppeltür X abschließbar.
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F i g. 13 und 14 stellen die Umlenkung der Förderkette am Ofenanfang
und Ofenausgang dar. Die in der Eingangsschleuse (vgl. auch F i g. 9) angeordnete
Umlenkrolle Ui hat eine glatte Umfangsfläche. Ihr ist eine am freien Ende eines
einarmigen Hebels gelagerte gezahnte Spannrolle Y zugeordnet, die einen Längenausgleich
der Kette, insbesondere beim Absenken und Anheben der Tragschiene K, bewirkt. Die
Spannrolle Y erleichtert außerdem zusammen mit der glatten Umlenkrolle U das Einschieben
der Wagen G so weit, bis deren Zahnleiste L mit dem unteren Kettenzug M im Eingriff
steht.
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In der Ausgangsschleuse ist - wie F i g. 14 erkennen läßt - der untere
Kettenzug M zuerst von unten über eine glatte Leitrolle und erst hinter dieser um
die etwas höher angeordnete gezahnte Umlenkrolle U2 geführt. Zwischen diesen beiden
Rollen wird der untere Kettenzug M aus der Zahnleiste L ausgehoben. Die Umlenkrolle
U, dient zugleich zum Antrieb der Kette (vgl. F i g. 10).
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Die absenkbare Tragschiene K braucht sich nur durch die mit Drehvorrichtungen
versehenen Stationen zu erstrecken. Die in den Schleusen befindlichen Tragschienen
K1 und K, können also fest angeordnet sein, ebenso wie die Tragschienen innerhalb
der Kühlstationen. F i g. 9 zeigt daher innerhalb der Vorw'ärmstation eine Trennung
zwischen der heb- und senkbaren Tragschiene K -und der sich von dort bis durch die
Eingangsschleuse erstreckenden festen Tragschiene K1.
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Die Zuführung des den Ofenraum ausfüllenden Schutzgases erfolgt an
geeigneter Stelle, etwa in Ofenmitte. Es strömt von dort nach beiden Richtungen
zu den Schleusen. Diese sind mit Absperrventilen V1 bzw. VQ versehen, durch die
nach Schließen der Außentüren a1 und a2 und Öffnen der Zwischentüren von dem in
die Schleuse einströmenden Schutzgas die beim Beschicken und Entleeren in die Schleusen
eingedrungene atmosphärische Luft verdrängt wird. Um sicherzustellen, daß der Ofenraum
selbst stets frei von atmosphärischer Luft bleibt, soll der Ofen einschließlich
der Schleusen stets mit unter meßbarem Überdruck stehenden Schutzgas betrieben werden.
Besonderer Wert ist deshalb auf dichtes Schließen der äußeren und inneren Schleusentüren
zu legen.