DE1758139A1 - Verfahren zum schrittweisen Transport von Waermgut durch einen Ofen und Ofen zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum schrittweisen Transport von Waermgut durch einen Ofen und Ofen zur Durchfuehrung des VerfahrensInfo
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Description
Eb θ en, den. 5. April 1968
N 4281/W Yo./Sch.
Koppers-Wietra-Ofenbau Gesellschaft mit beschränkter Haftung,
4 Düsseldorf-Heerdt. Wleaenstrasae 134
Verfahren zum schrittweisen Transport von Wärmgut durch einen Ofen und Ofen zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum schrittweisen Transport
von Wärmgut von der Eingabeseite zur Ausgabeseite eines Ofens, in
dem auch hohe und höchste Wärmguttemperaturen erreicht werden können,
sowie einen Ofen zur Durchführung des Verfahrens.
Zur Zeit werden vorwiegend Stoßöfen, Hubbalkenöfen, Tunnelöfen
sowie Rollenherdöfen für diesen Zweck vorgesehen. Jeder dieser bekannten Ofentypen hat seine Vorteile, jedoch auch seine spezifischen Nachteile, die die Einsatzmöglichkeiten begrenzen.
Die Stoßöfen eignen sich zum Wärmen von Stahl für den Walzprozess,
sind robust und können heute mit Gleitschienenaufsatzstüoken versehen werden, die unterkühlte Zonen im Wärmgut vermelden. Ihre
Länge ist jedoch in Abhängigkeit von den Brammen- bzw. Knüppelabmesaungen begrenzt. Weiter ist es nicht möglich, den Ofen mit
normalen Betriebsmitteln leerzufahren.
Die Hubbalkenöfen werden neuerdings auch mit Beheizung des Wärmgutes
von unten her ausgeführt. Die Hubbalken bestehen dann aus wasaerge-
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kühlten Rohren, die auf ebenfalls wassergekühlten Stutsen, den
sogenannten Stehern, befestigt sind. Der Hubbalkenofen kann in beliebiger Länge gebaut werden. Es bereitet vom Transport her
keine Schwierigkeiten, beliebige Materialquerschnitte gleichseitig durch den Ofen zu transportieren, und der Ofen kann in
beiden Richtungen leergefahren werden. Dem stehen folgende Nachteile gegenüber: Das Tragsysten für das Wärmgut, d.h. die ge-} kühlten Tragrohre und Steher, muß doppelt vorhanden sein, da das
Wärmgut abwechselnd auf dem festen und dem beweglichen System ruht. Dadurch werden die KUhlwasserwärmeverluste sehr hoch. Bei
der übergabe des Wärmgutes von einem System auf das andere werden die Tragsysteme durch den dabei auftretenden Stoß hart beansprucht
und müssen daher besonders kräftig ausgeführt werden. Eine eventuelle keramische Isolation der wassergekühlten Rohre wird durch
den Stoß so beansprucht, daß sie im Dauerbetrieb zum frühzeitigen Abfallen neigt. Will man unterkühlte Streifen an den Auflagestellen
des Wärmgutes auf dem Tragsystem vermeiden, so muß man Aufsatzstttoke
auf den Rohren vorsehen, die die Temperatur des Wärmgutes annehmen
und aus hochhiteebeständigen Metallegierungen bestehen. Diese von
der Temperatur schon höchst beanspruchten Teile werden ebenfalls von den Stößen hart beansprucht und müssen überdies ebenfalls jeweils in doppelter Anzahl vorhanden sein, so daß ein solcher Ofen
sehr teuer wird. Innerhalb kurzer Zeit müssen große Massen beschleunigt und wieder abgebremst werden, so daß auch bei Verwendung
eines sogenannten Oewiohtsausgleichssysteme erhebliche Kräfte und
Energien aufgewendet werden müssen.
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Bei den Tunnelöfen, bei denen Wagen mit einem die Breite dee
Ofens einnehmenden durchgehenden Herd durch den Ofen transportiert werden, muß Jeweils der Herdwagen miterwärmt werden,
was entweder zu einem großen Energieverbrauch führt oder zusätzliche Einrichtungen für die Rekuperation der in den Wagen
enthaltenen Wärme erforderlich macht. Außerdem ist der Platzbedarf für die Rückführung der Wagen von der Ausgabe- zur Eingabeseite des Ofens erheblich. Weiter müssen, wenn das Wärmgut M
auch von unten befeuert werden soll, im großen Maße sogenannte Setzhilfemittel verwendet werden, die den Betrieb verteuern und
die Arbeitsweise erschweren.
nur bis zu einem bestimmten Temperaturbereich eingesetzt werden
können. Auch sind die Herdrollen hinsichtlich einer einwandfreien
im Laufe des Betriebes Schlackenablagerungen bilden (Pickelbildung),
die sich auf der Wärmgutoberfläche abbilden. '
Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren sum schrittweisen Transport des Wärmgutes und den dazugehörigen Ofen, wobei die Rachteile
der vorgenannten Bauarten vermieden und ein einfacher Aufbau und wirtschaftlicher Betrieb erreicht werden. Bas Transportverfahren
ist daduroh gekennzeichnet, daß das WHragut sunächst auf dam nicht
hin- und herfahrbaren Teil der eich in Pörderrichtung erstreckenden
zweigeteilten Balken aufliegt, die zweigeteilten Balken dann um
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ihre Längsachse geschwenkt bzw. gedreht werden und sich das Gut
dadurch auf den in Förderrichtung hin- und herfahrbaren Teil der ,
Balken abwälzt, das Gut auf diesem Balkenteil in Pörderrichtung gefahren wird, der zweigeteilte Balken um seine Längsachse wieder
zurückgeschwenkt bzw. zurückgedreht und das Out dadurch wieder auf
den nicht verfahrbaren Teil des Balkens gewälzt wird, der verfahrbare Balkenteil dann unbelastet wieder in seine Ausgangsstellung
zurückgefahren wird. Dieser Torgang wiederholt sich in bestimmten Zeitabständen.
Sie zeigt eine erfindungsgemäfle Einrichtung in vereinfachtem,
schematisiertem Aufbau la Querschnitt. Das Wärmgut 1 liegt auf den
in diesem Beispiel kreissyllndrischen zweigeteilten Balken 2,3 auf,
die ihrerseits auf der Abstützung 4 abrollen können. Zn der oberen
Darstellung ruht das Wärmgut auf dem nicht hin- und herfahrbaren
Teil 2. Nach Drehung der Balken entgegengesetzt zum Uhrseigersinn, liegt das Wärmgut in der unteren Darstellung auf dem hin- und herfahrbaren Teil 3 auf· Dieser kann nun In Pörderrichtung verfahren
werden, worauf die Balken wieder la Uhrzeigersinn zurückgedreht
werden, so daß sich wieder die in der oberen Abbildung dargestellte
Lage ergibt. Der verfahrbare Teil 3 wird dann wieder la seine Ausgangsstellung zurückgezogen, worauf sich der Vorgang wiederholt.
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Ein Ofen zur Durchführung dieses Verfahrens besitzt zweigeteilte sich in Förderrichtung erstreckende Balken, die um ihre Längsachse
schwenkbar bzw. drehbar sind. Der eine sich über die gesamte Balkenlänge
erstreckende Teil ist in Förderrichtung hin- und herfahrbar, während der andere Teil, der sich ebenfalls über die gesamte Ofenlänge
erstreckt, nicht verfahrbar, sondern nur drehbar ist. Besonders geeignet 1st diese Bauart für Ufen, bei denen die Beheizung
auch von unten her erfolgt, d.h. bei denen unterhalb des Drehbalkens ein beheizter Raum vorhanden ist. Der verfahrbare und der nichtverfahrbare !Teil des Drehbalkens können sich auf ihrer gesamten Länge
über Gleit- oder Wälzlagerungen aufeinander abstützen, wie dies auch bei der Prinzipdarstellung nach Abbildung 1 der Fall ist.
Die Balkenteile können aus flUssigkeltsgekühlten Hohlkörpern bestehen
und zur Auflage des Gutes nioht gekühlte, unterteilt, vorzugsweise
metallische Wärmgutauflagen tragen. Letztere können
allseitig einen $teg umfassen, der ein Teil des flüssigkeitsgekühlten
Hohlkörpers ist oder mit letzterem verschwelfit ist. Die Auflageteile für das Wärmgut und die beiden Balken können in weiterer
Ausbildung der Erfindung mit einem geringen durchgehenden Abstand nebeneinander liegen, so daß zwischen ihnen ein Zwischenraum
zum Durchfallen von Zunder entsteht. Schließlich kann der tragende
Materialquerschnitt des nichtverfehrbaren Balkenteiles im wesentlichen
unterhalb der Auflage für das Wärmgut liegen und der verfahrbare Teil durch Rollen auf einer Leiste geführt sein, die nur
an einzelnen Stellen duroh Verbindungsstege mit dem nichtverfahrbaren
Teil verbunden ist.
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Sie Schwenkung oder Drehung des Drehbalkens kann durch eine
Lagerung um eine feste Drehachse erfolgen. Die Wärmgutauflagen können oben als Kreiszylinder ausgebildet aein, und die Drehachse des Drehbalkens kann mit dem Mittelpunkt deo Kreiszylinders
zusammenfallen. Die Lagerung des Drehbalkens kann erfindungsgemäß auch auf 2 Rollen erfolgen» die innerhalb eines flüssigkeitsge-Jk kühlten Querbalkens gelagert sind und nach oben durch Aussparungen
aus dem Querbalken heraustreten. Die Schwenkung oder Drehung kann aber auch durch Abwälzen des Drehbalkens auf den Abstützungen erfolgen, wie dies in Abbildung 1 gezeigt ist.
Abbildung 2 zeigt einen Drehbalken, dessen nichtverfahrbarer Teil
5 und hin- und herbewegbarer Teil 6 als flüseigkeitagektthlte
Hohlkörper ausgeführt sind. Der verfahrbare Teil stützt eich auf seiner gesamten Länge über je 6 in einem gemeinsamen Käfig 7 ge-
führte Rollenvtuif einer Leiste 9 ab, die nur an einzelnen Stellen
durch" Yerbindungostege 10 mit dem nichtverfahrbaren Teil verbunden
ist. 11 bezeichnet die auf den beiden Balkenhälften aufgesetzten Wärmgutauflagen, die allseitig die Stege 12 umfassen, die mit den
flüssigkeitsgekUhlten Hohlkörpern verschweißt sind. Das Blech 13
dient dazu, den Zunder abzuweisen, der durch den Spalt zwischen den beiden Balkenteilen fällt, die mit geringem Abstand nebeneinander
liegen. Hit 14 ist die Isolation der beiden Balkenteile bezeichnet.
Abbildung 3 zeigt die gleiche Bauart in vereinfachter Darstellung
und stärkerer Verkleinerung, wobei der Querschnitt diesmal durch
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dio Auflagerung deo Drehbalkens gelegt ist. Der flüssigkeitsgrkUhlte
Querbalken 15 trag I den Drehbalken über zwei Rollen 16,
die in Querbalken fest gelagert sind und von der Flüssigkeit mit gekühlt werden. Der r.ichtverfahrlmre Teil des Drehbai.
<■· .; 17 bnaii~t an dieser Stelle einen Kreiszylinderabechnitt 1u zur
Auflagerung, dessen Kittelpunkt 13 f^eichzeitiß Mittelpunkt der
oben als Kreiszylinder ausgebildeten Wärmgutauflagen 20 (Reiter) *
ist. HJt 21 ist die Iaolierung der verochiedenen Teil*5 bezeichnet.
Abbildung 4 zeigt den Drehbalken mit seiner Auflagerung auf dem Querbalken in der Draufsicht.
Die erfindungsgemäße Ausführung zeigt folgende Vorteile:
Gegenüber den Stoßofen i3t dir Möglichkeit des Leerfahrena dee
Ofens günstig. Auch opielen die Materialabmessungen für den Transport
keine Rolle» d.h. es können beliebig dünne Materialdicken hinter starken Brammen transportiert werden. Gegenüber den Hubbalkenofen
ait'Unterbeheisung ist es von Vorteil, daß bei der erfindungsgeoäßen
Konstruktion nicht zwei voneinander unabhängige Tragsysteme für das Wärmgut erforderlich sind. Die große kühlende
Oberfläche des doppelt vorhandenen Tragsystems beim Hubbalkenofen erhöht dessen Wärmeverbrauch erheblich und behindert vor allem die
Wärmestrahlung auf das Wärmgut vom unteren Beheizungsraum her.
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Je zahlreicher die kühleren Rohre im Unterofen sind, deoto stärker
let die sogenannte Schattenbildung auf das Wämigut. Außerdem behindern die zahlreichen Rohre den Wärmeausgleich im Unterofen und
im Falle einer Brennstoffbeheizung den ungehinderten Auebrand der
Flamme und die gleichmäßige Verteilung der Rauchgase.
Beim erfiiidungsgemüßen Drehbalkenofen können eich die Balkenteile
" aufeinander abstützen und benötigen daher zur Erzielung der notwendigen Festigkeit kaum mehr als ein einzelner Balken bei anderen
Ofeney et einen. Die Balkenhälften des Drehbalkenofens liegen so dicht
beieinander, daß zwischen ihnen keine Isolation erforderlich 1st und mithin auch dadurch die abschattende Fläche um die zweimalige
Isolationsstärke vermindert wird. Die beiden Balkenhälften sind
üurcj. die in einen gemeinsamen Kttfiß geführten 6 Rollenreihen gegeneinander auf der ganzen Länge sicher und mit geringem Roll- widerstand gegeneinander geführt, so daß auch eine evtl. Tendenz eines
Balkenteiles zum Verwerfen nicht zu Schwierigkeiten führen kann.
Durch den Spalt zwischen den Balkenteilen, dessen engste Stelle oben liegt, wird der Zunder abgeführt. Dadurch, daß der Drehpunkt»
um den sich der Drehbalken dreht, auch der Mittelpunkt der kreiabogenföntigen Reiterbegrenzung ist, bleibt das Wärmgut während des
gesamten Bewegungsvorganges in der gleichen geodätischen Höhe. Er braucht also nicht, wie beim Hubbalkenofen, bei jedem Bewegungsvorgang angehoben un<i abgesetzt zu werden, wozu bei den großen Gewlchten des in Valzverksöfen transportierten Wärmgutes erhebliche
Kräfte und Energien erforderlich sind. Vorteilhaft 1st welter» dafl
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die Übergabe des Wärmgutes vom verfahrbaren auf den nicht verfahr-»
baren Balkenteil beim Drehbalkenofen vollkommen stoßfrei erfolgt, was beim Hubbalkenofen nicht erreicht werden kann. Daher sind
auch alle Tragantriebselemente keinen Stößen ausgesetzt» was für
deren Dimenaionierung und ihre Lebensdauer von Bedeutung ist. Dies
ist besonders für die Isolierung wichtig, die bei stoßartiger Beanspruchung zum Abfallen neigt.
Gegenüber dem Tunnelofen ist die erfindungsgemäße Bauart dadurch
im Torteil, daß beim Transport des Wärmgutes durch den Ofen nicht die große Masse der Förderhilfsmittel, d.h. der Herdwagen, mit erwärmt zu werden braucht, wodurch ein günstiger Energieverbrauch erzielt wird und zusätzliche Einrichtungen für die Rekuperation der
in den Wagen enthaltenen Wärme entbehrlich sind.
Gegenüber dem Rollenherdofen ist besondere auf das kleine und daher
günstige Verhältnis zwischen Wärmgutauflag»fläche und Ieolationsfläche der Tragelemente hinzuweisen. Während die Holle auf ihrer
ganzen Oberfläche zur Aufnahme des Wärmgutes eingerichtet sein muß,
aber jeweils nur ein kleiner Bruchteil davon das Wärmgut tatsächlich trägt, liegt beim Drehbalken das Wänagut während der ganzen Ztit
nur in einem kleinen Bereich seines ümfanges auf, so daß nur dieser
kleine Bereich aus dem teuren, hochwärmefesten, metallischen Material
für die Wärmgutauflage zu bestehen braucht. Der größte Teil der Drehbalkenoberfläche ist dagegen von keramischer Isolierung umgeben,
die geringste WärmeVerluste bei niedrigen Materialkosten ermöglicht.
" 10 " RAD
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In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der
nicht verfahrbare Teil einen über Stege mit Ihm fest verbundenen,
oben offenen Hohlkörper trügt, In dem der verfahrbare Teil aufgelagert 1st. Der oben offene Hohlkörper lot dabei zur Kühlung mit
einer PlUosigkeit. gefüllt. Um auch unter der stärkeren Wärmeeinwirkung bei etwa herabgefallener Isolierung ein Verziehen der
Außenwand des verfahrbaren oben offenen Hohlkörpers zu vermeiden, P kann dabei diese Außenwand relativ dünnwandig ausgeführt, jedoch
mit Rippen verstärkt werden, die sich nach innen hin in die Kühlflüssigkeit erstrecken.
Abbildung 5 zeigt eine derartige Ausführung, wobei der nicht verfahrbare Balkenteil 22 mit Hilfe der Bolzen 23 den oben offenen flussigkeltsgekUhlten Körper 24 trägt, deuaen äußere Wandung 25 durch die
Bippen 26 versteift ist. Die Wärmgutauflage 27 dee verfahrbaren
Seile· stützt sich auf den durchgehenden träger 28 ab, der seine
. Kräfte Über die Rollen mit horizontaler Achse 29 auf die fragleiste
t ' · ' ■ ■ ■ ' ■ ■ ■
30 und über die Rollen mit vertikaler Achse 31 auf das Gehäuse de»
Hohlkörpers überträgt. 32 bezeichnet einen Raum zur Ablagerung etwa
eindringender Verunreinigungen.
Die Auflageatücke der Balkenteile können auch so gestaltet θ«in,
daß sie ohne Spiel aneinander liegen. In diesem Falle erübrigt sieh
natürlich ein durchgehender Spalt zur Abführung des Zunders· Die Abbildung 6 zeigt eine beispielsweise Ausführung mit Tragrohr 33 und
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nicht verfahrbarer Wärmgutauflage 34. Die verfahrbare Wttrmgutauflage
35 wird mit Hilfe der schwulbenüchwanEfünai£en Leiatc 36 so
geführt, daß ein J palt zwiuchen aei^ beiden WUragutaufla^en vermieden
wird.
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Claims (5)
1.) Verfahren zum schrittweisen Transport von Wärmgut durch einen
Ofen, dadurch gekennzeichnet, daß das Gut (t) zunächst auf dem nicht hin- und herfahrbaren Teil (2) des sich in Förderrichtung erstreckenden, zweigeteilten Balkens aufliegt, die
zweigeteilten Balken dann um ihre Längsachse geschwenkt bzw. gedreht werden und sich das Out dadurch auf den in Förderrichtung hin- und herfahrbaren Teil (3) der Balken abwälzt, das
Gut auf diesem Balkenteil in Förderrichtung gefahren wird, der zweigeteilte Balken um seine Längsachse wieder zurUckgeschwenkt
und daa Out dadurch wieder auf den nicht verfahrbaren Teil des Balkens gewälzt wird, der verfahrbare Balkenteil dann unbelastet wieder in sein« Ausgangsstellung zurückgefahren wird.
2.) Ofen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dafl für die Auflage des Wärmgutea zweigeteilte,
sich in Förderrichtung erstreckende Balken vorhanden sind, die um ihre Längsachse schwenkbar bzw. drehbar sind, wobei der
eine, sich über die gesamte Balkenlänge erstreckende Teil in Förderrichtung hin« und herfahrbar ist, der andere, sich eben*
falls über die gesamte Balkenlänge erstreckende Teil nicht verfahrbar ist.
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3.) Ofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Drehbalkens ein beheizter Raum vorhanden ist.
4.)' Ofen nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet,
daß der nicht verfahrbare und der vorfahi'bare Teil des
Drehbalkens sich auf der gesamten Lange über Gleit- oder
Wälzlagerungen aufeinander abstützen.
5.) Ofen nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet,
daß die Balkenteile aus flüssigkeitsgekUhlten Hohlkörpern
bestehen und zur Auflage des Gutes nicht gekühlte, unterteilte,
metallische Wärmgutauflagen tragen.
6.) Ofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmgutauflage
allseitig einen Steg umfasst, der ein Teil des flüssigkeitsgekühlten Hohlkörpers ist oder mit letzterem verschweißt
ist.
' 7.) Ofen nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wärmgutauflagen und die beiden Balkenteile mit
geringem, durchgehendem Abstand nebeneinander liegen und dabei ein Zwischenraum zum Durchfallen von Zunder entsteht.
^ 8.) Ofen nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der tragende
co Materialquerschnitfc des nicht verfahrbaren Balkenteiles im
ω wesentlichen unterhalb der Wärmgutauflage liegt und. der ver-
° fahrbare Teil durch Rollen auf einer leiste geführt ist, die
tn an einzelnen Stellen durch Verbindung«atege mit dem nioht ver-
fEhrbaren !eil verbunden ist. llÄ1
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9.) Ofen nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkung des Drehbalkene durch eine Lagerung
um eine feste Drehaohse erfolgt.
10.) Ofen nach Anspruch 9# dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmgutauflagen oben als Kreiszylinder ausgebildet sind und die
Drehachse des Drehbalkens mit dem Mittelpunkt des Kreiszylinders
fc zusammenfällt·
11.) Ofen nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung des Drehbalkene auf Rollen erfolgt, die
innerhalb eines flUssigkeitegelcUhlten Querbalkens gelagert sind
und nach oben durch Aussparungen aus dem Querbalken heraustreten.
12.) Ofen nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkung oder Drehung durch Abwälzen des Drehbalkens auf den Abstützungen erfolgt.
\
13·) Ofen nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht verfahrbare Teil einen über Stege Bit Ihm
fest verbundenen oben offenen Hohlkörper trägt, in dem der verfahrbare Teil aufgelagert ist, wobei der oben offene Hohlkörper zur Kühlung mit einer Flüssigkeit gefüllt ist.
14.) Ofen nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand des verfahrbaren Teils durch Rippen verstärkt ist, die
sich nach innen hin in die Kühlflüssigkeit erstrecken·
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1'-),) Of^n nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeich-
Tif-1, ca.; die / uflagestilckc dor IUlkenteile ohne 3piel aneinander
1logen.
009883/0835 BAD ORIGlNAU
Leerseite
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