DE1904136B2 - Hubbalkenofen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Hubbalkenofen für Wärmgut mit großem Gewicht, wie Blöcke, Knüppel oder Brammen aus Stahl, dessen Losbalken auf Wagen angeordnet sind.

Bei einem bekannten Hubbalkenofen sind zwischen den Wagen und den Losbalken hydraulische Hubzylinder vorgesehen oder die die Losbalken tragenden Wagen sind auf geneigten Rollbahnen verfahrbar, um das Wärmegut zum schrittweisen Weitertransport durch den Ofen von den Festbalken abzuheben (DE-AS 21 260).

Da dabei eine große Zahl von hydraulischen Hubzylindern erforderlich ist, ist der bekannte Ofen verhältnismäßig teuer. Auch sind die Zylinder ständig dem Brenngas ausgesetzt, was zwangsläufig zu einer großen Reparaturanfälligkeit führt. Auf der anderen Seite hat der Einsatz der auf geneigten Rollbahnen verfahrbaren Wagen zur Folge, daß beim Abheben bzw. Auflegen des Wärmgutes von den bzw. auf die Festbalken das Wärmgut gleichzeitig in horinzontaler Richtung verschoben wird, was zu einer Beschädigung des Wärmgutes und insbesondere bei extrem schwerem Wärmgut zu einer erheblichen Beanspruchung der Los- und Festbalken führt.

Weiterhin ist ein Stoßofen bekannt, bei dem ein Kamm das Wärmgut durch den Ofen schiebt (DE-PS 67 279). Der Kamm wird dabei mit Hilfe einer ersten Kurbelwelle angehoben, so daß seine Zähne an dem auf Gleitschienen lagernden Wärmgut angreifen, worauf eine zweite Kurbelwelle den Kamm und damit das Wärmgut in horizontaler Richtung verschiebt. Schon durch den Umstand, daß das Wärmgut während der

60 Vorwärtsbewegung auf Gleitschienen aufliegt, erweisen sich Stoßofen für Wärmgut mit großem Gewicht als ungeeignet.

;-Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen verhältnismäßig einfach aufgebauten und zuverlässig arbeitenden Hubbalkenofen der eingangs angegebenen Art zu schaffen, bei dem die Bewegung des Wärmguies in vertikaler Richtung völlig unabhängig von der Bewegung des Wärmgutes in horizontaler Richtung erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den restlichen Ansprüchen gekennzeichnet.

Der erfindungsgemäße Hubbalkenofen ist für Wärmgut mit einem Gesamtgewicht von 680 Tonnen und mehr geeignet. Obwohl durch dieses Wärmgut ein beträchtlicher Auflagedruck zwischen Wärmgut und den Fest- und Losbalken des Ofens erzeugt wird, kann nämlich durch den unabhängig vom Horizontalantrieb arbeitenden Veriikalantrieb ohne weiteres sichergestellt werden, daß eine Bewegung der Losbalken in horizontaler Richtung erst dann eintritt, wenn das Wärmgut von den Festbalken abgehoben bzw. auf diese aufgelegt worden ist. Gleitbewegungen des Wärmgutes auf den Fest- und Losbalken und dadurch verursachte Beschädigungen des Wärmgutes sowie eine übermäßige Beanspruchung der Fest- und Losbalken sind durch den erfindungsgemäßen Ofen also vermieden.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigt

F i g. 1 den Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Hubbalkenofen in teilweiser Wiedergabe,

Fig.2 einen Schnitt entlang der Linie H-Il nach F i g. 1, jedoch in einem anderen Maßstab,

Fig.3 einen Schnitt entlang der Linie III-III nach F i g. 1, jedoch in einem anderen Maßstab,

F i g. 4 die Draufsicht auf den Vertikal- und Horizontalantrieb eines erfindungsgemäßen Hubbalkenofens, wobei einzelne Teile weggebrochen sind,

Fig.5 einen Schnitt entlang der Linie V-V nach F i g. 4 und

Fig.6 einen Schnitt durch den Vertikalantrieb des erfindungsgemäßen Hubbalkenofens entlang der Linie Vl-VI nach F i g. 5.

Gemäß F i g. 1, 2 und 3 weist der mit einem Förderer versehene Ofen 20 eine feuerfeste Kammer 22 mit einer Decke 24, einem Boden 26, Seitenwänden 28 und 30 und Stirnwänden 32 und 34 auf. Die Stirnwände 32 und 34 enthalten die Öffnung 36 für den Eingang und eine Endöffnung 38 zum Herausziehen der Werkstücke. Die öffnungen 36 bzw. 38 weisen Schiebetüren 40 bzw. 42 auf. Träger bilden ein Gerüst um die feuerfeste Kammer 22 und sorgen für die Verstärkung und Unterstützung ihrer Teile. Die Querträger 44 sind an vier gleich weit voneinander entfernten Reihen 45, 46, 47 und 48 von Stützen befestigt, wobei die Außenreihen 45 und 48 im wesentlichen unter den Seitenwänden 28 bzw. 30 angeordnet sind. Die Stützen sind hoch genug, um leichten Zutritt zu dem Platz unter den Querträgern 44 zu haben.

Die feuerfeste Kammer 22 hat eine Reihe von querbrennenden oberen 50 und unteren 52 Brennern, die entlang den Seitenwänden 28 und 30 der Kammer 22 angeordnet sind. Die Brenner in der oberen Reihe 50 jeder Wand 28, 30 sind in waagerechter Richtung ausgerichtet, in senkrechter Richtung aber, gegenüber den in horizontaler Richtung ausgerichteten unteren

Brennern 52 versetzt. Die Seitenwände 28 und 30 können auch eine Vielzahl von öffnungen für Heizungskanäle enthalten, die sich zwischen den Stirnwänden 32 und 34 der feuerfesten Kammer 22 erstrecken und vom Boden 26 zur Decke 24 ausdehnen, s Die öffnungen der Heizungskanäle in einer Wand 28 können in Längsrichtung gegenüber den Heizungskanälen in der gegenüberliegenden Mauer 30 versetzt sein. Bevorzugt sind wärmeaustauschende Heizkanalvorrichtungen 54 in jeder dieser Heizkanalöffnungen angebracht. Einstellbare Anfeuchter 56 sind in jeder Heizkanalvorrichtung 54 vorgesehen, um den Strom der Verbrennungsprodukte aus dem Ofen 20 und den atmosphärischen Druck innerhalb der feuerfesten Kammer 22 zu regeln.

Der Förderer besteht aus einer festen Fördereinrichtung 58 und einer beweglichen Fördereinrichtung 60. Die feste Förderanordnung 58 liegt im wesentlichen innerhalb der feuerfesten Kammer 22 und hat eine Vielzahl von senkrecht angeordneten röh.enförmigen Stempeln 62, die in Reihen angeordnet sind, die sich in Längs- und Querrichtung durch die feuerfeste Kammer 22 erstrecken. Die Stempel 62 sind in Querreihen angeordnet, so daß die unteren Brenner 52 jeweils in der Mitte zwischen den Reihen befestigt und so ausgerichtet werden können, daß sie parallel zu diesen Reihen brennen. Auf diese Weise neigen die Stempel 62 nicht dazu, die Flammen der Brenner zu beeinträchtigen. Sie können auch nicht die Werkstücke vor den Flammen abschirmen. Die Stempel 62 sind an den Trägern des Bodens 26 fest angebracht. Sie erstrecken sich aufwärts bis etwa in halbe Höhe der Kammer 22. Am oberen Ende jeder Längsreihe von Stempeln 62 ist ein horizontal angeordneter röhrenförmiger Festbalken 64 befestigt. Die Stempel 62 und die Festbalken 64 haben denselben Querschnitt. Das Ende des Festbalkens 64, das der öffnung 38 der feuerfesten Kammer 22 benachbart ist, erstreckt sich noch jenseits des letzten Stempels 62 in die öffnung 38 hinein und trägt dann einen zurückgebogenen oder gänsehalsförmigen Teil 66, ίο dessen Ende mit dem oberen Ende des verkürzten senkrechten Stempels 62' verbunden ist. Die röhrenförmigen Stempel 62,63' können wassergekühlt sein.

Die röhrenförmigen Stempel 62 und Festbalken 64 werden vor der intensiven Hitze des Ofens dadurch geschützt, daß sie mit einer Isolierung bedeckt werden. Die Isolierung ist im allgemeinen zerbrechlich. Daher werden Auflager 82 in einer leicht versetzten Anordnung auf den Festbalken 64 vorgesehen. Die Größe, Gestalt und Lage der Auflager 82 und die Art, wie sie befestigt werden, ist wichtig, weil sie die Werkstücke 80 durch den beheizten Teil des Ofens tragen müssen, ohne mit diesen zu verschmelzen oder diese unangemessen stark an der Berührungsstelle mit dem Werkstück 80 zu kühlen. Bevorzugt ist jedes Auflager 82 ein festes zylindrisches Stück eines hitzebeständigen Materials, wobei sein Fußteil fest, z. B. stumpfgeschweißt, mit der Oberseite des jeweiligen Festbalkens 64 verbunden ist.

Der Abstand zwischen den Auflagern 82 entlang der Festbalken 64 hängt von der Entfernung ab, welche die fco bewegliche Fördereinrichtung 60 mit einem Schritt zurücklegt, so daß während aufeinanderfolgender Umläufe der Fördereinrichtung 60 irgendein Auflager 82 nicht denselben Oberflächenbereich des Werkstükkes 80 zweimal berührt. Dadurch wird das wiederholte f» Kühlen der gleichen Stellen des Werkstückes durch die Auflager 82 vermieden. Außerdem gestattet diese Maßnahme, daß alle Stellen fortlaufend der Hitze des Ofens ausgesetzt werden, die durch die Berührung mit den Auflagern 82 gekühlt werden.

Die bewegliche Fördereinrichtung 60 hat nahezu dieselbe Form wie die feste Fördereinrichtung 58. Sie hat vier parallele Längsreihen von senkrechten Stempeln 92. An jeder Längsreihe von Stempeln 92 ist ein Losbalken 94 mit Auflagern 82 befestigt, um ein waagerechtes Bett zu bilden, das sich vom einen Ende zum anderen Ende der feuerfester» Kammer 22 erstreckt. Die Stempel 92 sind auch in Querreihen angeordnet und erstrecken sich durch Längsschlitze 96 durch den Boden 26 hindurch. Der untere Teil der Stempel 92, der sich unterhalb des Bodens 26 und der Träger des Bodens 26 erstreckt, ist mit Bodenplatten 97 fest verschweißt und weist Versteifungsrippen 98 auf, die verhindern sollen, daß die Stempel 92 seitlich wegkippen. Die Stempel 92 können rohrförmig ausgebildet und wassergekühlt sein.

Die Stempel 92 sind auf einem waagerecht angeordneten Wagen 100 angebracht, welcher zwei Träger 102 aufweist, die sich in Längsrichtung erstrecken und unterhalb des gitterförmigen Wagenbettes 104 angeordnet sind, das aus zusammengeschweißten Trägergliedern 106 und 108 besteht, die sich in Querrichtung bzw. Längsrichtung erstrecken. Die Träger 102 sind verhältnismäßig hoch und damit dem Verbiegen ausgesetzt, so daß Versteifungen 110 verwendet werden, die sich schräg aufwärts von den Grundflanschen der Träger 102 zu dem Wagenbett 104 erstrecken. Eine Anzahl von seitlich sich erstreckenden Kreuzträgern 112 von kleineren Abmessungen als die Träger 102 ist mit den zentralen Gitterteilen der Träger 102 verbunden, um eine weitere Versteifung des Wagens 100 herbeizuführen. Senkrechte Ständer 114, die aus einem kurzen Stück eines Doppel-T-Trägers hergestellt s'nd, sind auf die Seiten des Längsträgers 108 geschweißt. Die Querträger 106 in Form von U-Profilen sind in Paaren angeordnet und mit den Ständern 114 verschweißt. Platten 116, welche in ihren Abmessungen mit den Platten 97 an den Stempeln 92 übereinstimmen, sind an die oberen Enden der Ständer 114 angeschweißt. Die zusammengehörenden Plattenpaare 97 und 116 haben in senkrechter Richtung aufgereihte öffnungen, um sie mit Befestigungsmitteln, wie z. B. Bolzen und Muttern, lösbar zusammenfügen zu können. Die Schlitze 96 im Boden der feuerfesten Kammer 22 sind luftdicht abgeschlossen, um kalte Luft oder heiße Ofengase davon abzuhalten, in die Kammer 22 einzutreten oder sie zu verlassen und um den Arbeitsdruck innerhalb des Ofens besser kontrollieren zu können.

Der Wagen 100 ist auf einem im wesentlichen rechtwinkligen Weg in bezug auf die senkrechte Ebene umkehrbar oder in einer Kreisbahn geführt. Dies wird mit Hilfe einer Einrichtung zum Vertikalantrieb 156 und einer Einrichtung 158 zum Horizontalantrieb erreicht. Die Einrichtung 156 zum Vertikalantrieb weist zwei Reihen von kugelgelagerten Exzenterscheiben 160 auf, die seitlich einander gegenüber in Abständen entlang der Unterseite der Träger 102 angeordnet sind. Die Exzenterscheiben 160 heben und senken den Wagen 100 und werden im Gleichtakt von einem einzigen Elektromotor 162 angetrieben, der über eine Anzahl von Winkeltrieben 164 und Untersetzungsgetrieben 166 und 168 auf sie wirkt. Die Winkeltriebe 164 sind unterhalb der Längsmittellinie des Ofens 20 angeordnet und haben eine Hauptantriebswelle 170, die sie untereinander und mit dem Motor 162 verbindet. In seitlicher Richtung von diesen Trieben 164 erstrecken

sich weitere Wellen 172 mit Ritzeln 166, die auf deren außenliegenden Achsstumpf aufgesetzt sind. Die Ritzel 166 treiben große Zahnräder 168 an, die mit den Wellen der Exzenterscheiben 160 verbunden sind. Diese Wellen sind auf besonderen Ständern 174 gelagert.

Jede Exzenterscheibe 160 hat eine äußere Umfangsoberf lache, die auf den inneren Lauf ringen 176 und 178 von doppelreihigen, innen schrägen Kegellagern 180 und 182 befestigt ist. Die inneren Ringe 176 und 178 haben eine Dichtung 184 zwischen sich und werden durch die Ringe 186 und 188 festgelegt, die mit den Seiten der Exzenterscheibe 160 verschraubt sind. Der Außenring 190 weist einen verhältnismäßig dicken Lagerring 182 auf, der ihn umschließt und der frei umlaufen kann. Ringförmige Dichtungen 194 und 196 und Dichtungshalterungen 198 und 200 überbrücken die öffnungen zwischen den inneren 186 und 188 und den äußeren 198 und 200 Dichtungsringen. Der Wagen 100 ruht auf oder wird von den rollengelagerten Exzenterscheiben 160 getragen, ohne daß dazwischen eine Verbindung vorgesehen ■ ist. Besser noch als das unmittelbare Ruhen oder Lagern der Träger 102 auf den Rollenlagern 192 der Exzenterscheiben 160 sind Unterlegstücke 202, die aus kurzen Stücken eines Doppel-T-Trägers bestehen und demontierbar oberhalb jeder rollengelagerten, tragenden Exzenterscheibe 160 an den Trägern 102 befestigt sind. Durch Anheben des Wagens 100 und anschließendes Entfernen der Unterlegstücke 202 kann dann der Wagen 100 gesenkt werden, um die Reparatur der Teile zu erleichtern, die an dem Wagen 100 befestigt sind.

Die Einrichtung 158, die das Hin- und Herbewegen des Wagens 100 in horizontaler Richtung bewirkt, ist unterhalb der Träger 102 in der Nähe der Stirnwand 34 des Ofens 20 angeordnet. Es besteht aus einem Paar Kurbelwellen 204, die auf Lagerböcken 206 gelagert sind und im Gleichtakt durch einen Antrieb bewegt werden, der aus einem großen, auf einer Welle 204 befestigten Zahnrad 208 besteht. Das Zahnrad 208 wird bewegt durch ein Ritzel 210, das mit den außenliegenden Enden eines Paares von weiteren Antriebswellen 212 verbunden ist, die sich an der Seite eines Winkeltriebes 214 erstrecken, der einen Antriebsmotor 216 hat. Dieser ist mit dem Winkeltrieb durch eine Hauptwelle 218 verbunden. Ein Paar von Verbindungsstangen 220, die auf der Kröpfung der Kurbelwellen 204 gelagert sind, sind drehbar befestig; an den Unterseiten des dazugehörigen benachbarten Paares von Unterlegstücken 202', die verlängert sind, um Platz für das Befestigen der Verbindungsstangen 220 zu bekommen, ohne auf den Ablauf der mit ihnen verbundenen Rollenlager 192 störend einzuwirken.

Wenn der Wagen 100 an dem einen Ende seines waagerechten Hubes und zugleich in der obersten Stellung seines senkrechten Hubes ist, verlaufen die Verbindungsstangen 220 in waagerechter Richtung. Auf diese Weise bewirkt die Verbindung zwischen dem Wagen 100 und den festen Lagerböcken 220 nicht eine rein waagerechte Verschiebung während eines ganzen senkrechten Hubes. Der Radius des leicht gekrümmten senkrechten Weges des Wagens 100 hängt von der Länge der Verbindungsstangen 220 ab und schließt nur eine leichte und gleichmäßige Bewegung in beide waagerechte Richtungen ein.

Die Einrichtung 156 zum Vertikalantrieb und die

ίο Einrichtung 158 zum Horizontalantrieb können abwechselnd und unabhängig voneinander betätigt werden. Auch können Bremsvorrichtungen für beide Einrichtungen 156, 158 vorgesehen werden, damit die Bewegung einer Einrichtung an deren Hubende angehalten werden kann. Dies ruft einen im wesentlichen rechtwinkligen Weg hervor, wobei die waagerechten Seiten des Weges gerade Linien und seine senkrechten Seiten leicht gekrümmt sind. Da die Einrichtung 156 zum Verlikalantrieb und die Einrichtung 158 zum Horizontalantrieb voneinander unabhängig betätigbar sind, können Teile ihrer Umläufe in jedem gewünschten Umfang überlagert werden. Der Gebrauch der Bremsen kann vermindert werden oder erübrigt sich, wenn die Motoren 162 und 216 so geregelt sind, daß sie abgeschaltet werden, bevor das Ende des durch sie bewirkten Hubes erreicht ist, so daß das Trägheitsmoment des Antriebs und des Wagens 100 diesen langsam über einen Totpunkt des Hubes gleiten läßt, während der Antrieb für die hin- und hergehende Bewegung den Hauptteil des Hubes durchläuft. Dieses ruft einen im wesentlichen rechtwinkeligen Weg hevor, von dem alle Seiten leicht gekrümmt sind.

Unterhalb des Wagens 100 können Führungen vorgesehen sein, um zu vermeiden, daß der Wagen 100 während eines Arbeitsganges seitlich abgleitet. Jede Führung kann aus einem Paar von Tragplatten 222 und 224 bestehen, die im Abstand voneinander angebracht sind, senkrecht von dem Wagenbett 104 herunterhängen und die senkrecht angebrachten Flansche eines Trägerteils 226 umfassen, die mit Hilfe von Verstrebungen 228 und 230 gehalten werden. Der Trägerteil 226 ist ausgerichtet nach der Mittellinie des Ofens und waagerecht angeordnet.

Die Werkstücke 80 werden serienmäßig von einem Stempel 232, der sich am Eingang befindet, über den Eingangstisch 234 gestoßen, wo sie von dem beweglichen Förderer 60 aufgenommen werden und seitlich durch die Kammer 22 in einem gewissen Abstand voneinander befördert werden, bis sie das Austrittsende der Kammer 22 erreicht haben. Herauszieharme 236 reichen in die Kammer 22 und heben die Werkstücke 80 von dem festen Förderer 58 serienweise ab und legen sie auf den Ausgangstisch 238 nieder, wo sie zum nachfolgenden Arbeitsgang, wie z. B. Walzen, Formen, Härten od. dgl. Bearbeitung bewegt werden.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Hubbalkenofen für Wärmgut mit großem Gewicht, wie Blöcke, Knüppel oder Brammen aus Stahl, dessen Losbalken auf Wagen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Wagen (100) zum Vertikalantrieb auf Exzenterscheiben (160) mit vorgeschaltetem Getriebe (164, 166, 168, 172) gelagert sind und daß die Wagen (100) zum *» Horizontalantrieb an ihrer Unterseite unmittelbar mit einer Kurbelwelle (204) verbunden sind

2. Hubbaikenofen nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß um jede Exzenterscheibe (160) ein Lagerring (192) angeordnet ist und der Wagen «⁵ (100) auf den Lagerringen (192) ruht.

3. Hubbalkenofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der äußeren Umfangsoberfläche jeder Exzenterscheibe (160) innere Laufringe (176, 178) von doppelreihigen, » schrägen Kugellagern (180,182) mit großer Stützbasis und die Außenlaufringe (190) der Lager (180,182) an der inneren Umfangsoberfläche der Lagerringe (192) befestigt sind.

4. Hubbalkenofen nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Wagen (100) und jedem Lagerring (192) Abstandsstücke (202) lösbar befestigt sind.

5. Hubbalkenofen nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß seine Festbalken (64) ^M und gegebenenfalls die Losbalken (94) in Abständen angeordnete Auflager (82) für das Wärmgut aufweisen.