DE1909325A1 - Verfahren zum Vergleichmaessigen der Guttemperatur in Waermoefen und Waermofen zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents

Description

• Verfahren zum Vergleichmäßigen der Guttemperatur in Wärmöfen und WErmofen zur 1)urchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vergleichmäßigen der Guttemperatur im WErmöfen,Rbei denen' das Wärmgut auf Schienen ruht und mittels einer am Einstoßende angeordneten Drückvorrichtung durch den Ofen geschoben wird, ferner einen Wärmofen zur Durchführung des Verfahrens. Insbesondere betrifft die Erfindung Ofen zum Wärmen von metallischen Brammen. Zur Zeit werden vorwiegend Stoßöfen oder Hubbalkenöfen, bei denen die Beheizungeräume oberhalb und unterhalb des Gutes angeordnet sind, verwandt. Neuerdings werden auch Rollenherdbfen für diesen Zweck vorgeschlagen.
• Jede dieser Ofentypen bzw. jedes der dabei angewandten Pörderverfahren hat seine Vorteile, jedoch auch seine spezifischen Nachteile. FUr die Beurteilung sind gute Temperaturgleichmüßigkeit im erwärmten Gut und niedrige Kosten entscheidend.
• Der moderne Stoßofen ist einfach im Aufbau, billig in der Anschaffung, zllverlässig und zeigt einen kleinen W4rme- und Kühlwasserverbrauch. Der von oben und unten befeuerte ilubbalkenofen benötigt für sein Transportsystem die doppelte Anzahl von wassergektililten Rohren und Stützen wie der Stoßofen und hat dadurch einen erheblich ins Gewicht, füllenden höheren Wärme- und Wasserverbrauch. Andererseits kann der Hubbalkenofen - im Gegensatz zum Stoßofen - ohne Schwierigkeiten vom Wärmgut entleert werden.
• Die Fntleerung ist auch beim Rollenherdofen möglich, der jedoch be4 Ilochleistungsöfen zum Erwärmen von .tahlbrammen auf Walztemperatur einen noch höheren Wärme- und Kühlwasserbedarf hat.
• Letzteres ist dadurch bedingt, daß die Rollen zur Ermöglichung des Wärmguttransportes nur einen kleineren Abstand voneinander haben dürfen, als die Tragsystemelemente der anderen Ofentypen.
• Die Oberfläche der gekühlten Förderelemente und-die erforderlichen Ofenabmessungen werden dadurch besonders groß.
• Beim çtoßofen liegt das Wärmgut dagegen immer an der gleichen Stelle auf den wassergekühlten Schienen auf, so daß man den Bereich m Ofenende, die sogenannte Ausgleichszone, mit einem durchgehenden keramischen Herd, unter Förtlassung der wassergekühlten Gleitrohre (d. h. ohne Beheizung von unten her) ausführt, um einen gewissen Temperaturausgleich zu erzielen.
• Neuerdings ist es gelungen, den Temperaturausgleich bei C:toßöfen dadurch wesentlich zu verbessern, daß auf die Wassergekühlsten Pohre Peter aus hochhitzebeständigem Metall, die die Brammenkräfte mittels isolierender keramischer Druckstücke <ron den oberen Gleitstücken auf das wassergekühite Rohr übertragen, aufgesetzt werden. Diese Gleitschienen können bis zum Ofenausgabeende hin durchgeführt werden, so daß der feste keramische Ausgleichsherd entfHllt und die Unterbeheizung bis zum Ofenende hin beibehalten werden kann. Derartige Ofen bewirken einen guten Temperaturausgleich des Wärmgutes, unter Beibehaltung der Einfachheit und des geringen Wärme- und Kühlwasserverbrauches des Stoßofens. Allerdings begrenzt die Wannfestigkeit der für die Gleitschienenreiter in Frage kommenden Materialien zur Zeit die Wärmguttemperatur auf ca. 1270°C wenn gleichzeitig eine hohe Temperaturgleichmäßigkeit gefordert wird. einige neue Stahlsorten bzw. Erzeugnisse verlangen jedoch Erwärmungstemperaturen von über 1300°C. Ein guter Temperaturausgleich bei derart hoher Wärmtemperatur ist jedoch auch beim konventionellen Stoßoten mit keramischem festen Ausgleichsherd nicht zu erzielen, weil der Stahl bzw. der Zunder unmittelbar oberhalb von diesen Temperaturen zu fließen beginnt und deshalb die Oberflächentemperatur an keiner Stelle und zu keiner Zeit den Wert wesentlich tibersteigen soll, der für die ausgeglichenen Brammen gefordert wird. Der Ausgleich kann sich also praktisch nicht dadurch vollziehen, daß vorher stärker erwärmte Partien ihre Wärme an die noch gekühlten Zonen abgeben. Bei der fehlenden Unterbeheizung auf dem Ausgleichsherd muß daher die Wärme zum Machheizen der bisher kühler gebliebenen Partien von oben her zugeführt werden. Nach der Ähnlichkeitslehre steigt die erforderliche Wärmzeit bei einfacher Beheizung auf das vierfache des Wertes bei doppelseitiger Beheizung. In der Praxis ermäßigt sich dieser Wert durch verschiedene Einflüsse auf das etwa 3,5-fache. Bei den hohen Endtemperaturen von über 130000 steigen die erforderlichen Zeiten jedoch noch weit starker, weil hinzukommt, daß die zulässige Temperaturdiffernn,. zwischen Beheizungsraum bzw. lielzmedium und Wärmgut wegen der benachbarten Fließtemperatur des Zunders nur noch sehr klein iot. Da derart lange Zeiten selbst unter Inkaufnahme einer erheblich verminderten Ofendurchsatzleistung praktisch zieht zur Verfugung stehen, bleibt bei besonders hohen Zichtemperaturen der Temperaturausgleich bei Öfen mit restherd in der Ausgleichszone unzureichend.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen guten Temperaturausgleich im Wh.rmgut bei jeder Temperaturhöhe zu ermöglichen, die Durchsatzleistung des Ofens auch bei hoher Walzguttemperatur zu bewahren und dabei die Oberfläche der wassergekühlten Tragelemente gegenüber dem Stoßofen nicht zu vergrößern, um den Ethrmeverbraueh in wirtschaftlichen Grenzen halten zu können.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgem§ß durch ein Verfahren gelöst, bei dem das Wärmgut in an sich bekannter Weise mittels einer am EinstoBende angeordneten Drückvorrichtung durch den Ofen geschoben wird, wobei das Wärmgut jedoch zwischen den Bewegungen in Ofenlängsrichtung auf den um ihre Längsachse drehbaren Gleitschienen abrollt und so horizontale, senkrecht zur Ofenlängarichtung verlaufende, hin- und hergehende Bewegungen ausführt, wodurch sich der Bereich, in dem das Wärmgut auf der Schiene aufliegt, verändert.
• Infolge der hohen Wärmestromdichte durch Strahlung bei hohen Ofenraum- bzw. Heizmitteltemperaturen werden unterkühlte Partien sehr schnell ausgeglichen, wenn man sie durch das Abrollen der unbehinderten Ofenraumstrahlung aussetzt. Daher ist es weiter möglich, den Hauptteil des Ofens in der konventionellen Stoßofenbauweise auszuführen und den Temperaturausgleich durch den Drehbalken nur am Austragsende vorzusehen. In diesem Falle müssen die Brammen so durch den Ofen geschoben werden, daß der Stoß zwischen zwei Brammen jeweils über einem Zwischenraum zwischen feststehender Schiene und Drehbalken liegt. Damit die noch auf der feststehenden Gleitschiene liegende Bramme nicht die seitliche Bewegung der bereits auf dem Drehbalken aufliegenden Bramme behindert, wird weiter vorgeschlagen, daß der Drehbalken vor Beginn der Drehbewegung eine kleine Bewegung in Längsrichtung des Drehbalkens zum Ofenaustritt hin macht, wodurch ein Spalt zwischen den Brammen entçteht. Vor Beginn oder wUhrend des folgenden Durchschiebens wird diese Längsverschiebung des Drehbalkens wieder rückgängig gemacht.
• Zur Veranschaulichung der Erfindung dient Abbildung 1. In dieser Prinzipdarstellung blickt man auf das Austrittsende eines Ofens zur Drlrchführung des Verfahrens, bei dem das Oberteil der Stirnwand bzw. die Tür fortgelassen sind. 1 bezeichnet das WNrmgut, eine Bramme, 2 und 3 die m ihre Längsachse drehbaren, was3ergekUhlten Gleitbalken, die in den lagern 4 und 5 in der Stirnwand bzw. in den Lagern 6 auf einer Stütze im Ofenraum gelagert sind. Der Pfeil 7 deutet die Drehbewegung, der Pfeil 8 die kleine Hin- und Herbewegung in Ofenlängsrichtung des Drehbalkens an. Durch die Drehbewegung der Gleitbalken und das damit verbundene Abrollen der Bramme läßt sich die Partie, die durch die Wärmeleitung und die Wärmestrahlungsabschattung der Gleitschiene kalter bleibt, stetig verändern und so einen guten Temperaturausgleich erzielen.
• Kann man mit Brammen rechnen, deren Kanten plan und winklig sind, so wird weiter vorgeschlagen, daß die Brammen so in den Ofen gebracht werden, daß ihre Längsseiten einen kleinen spitzen Winkel zur Ofenquerachse bilden, die Stirnseiten der hintereinanderliegenden Brammen in der Draufsicht also eine Zick-Zack-Tinie bilden. Beim rechtwinklig zur Ofenlängsachse erfolgenden Abrollen entsteht dann zwischen den auf den Drehbalken liegenden und den übrigen auf den feststehenden Schienen liegenden Brammen ein Zwischenraum.
• Gegenüber einem unterbefeuerten Hubbalkenofen ist die Erstreckung des Trag- bzw. Förderaystems für das Wärmgut nur halb so groß, d. h., auch die Abschattung der Wärmestrahlung auf das Gut und die Wärmeverluste durch das wassergekuhlte Trag- bzw. Fördersystem sind nur halb 90 groß. Das gleiche gilt auch für den Vergleich mit dem Rollenherdofen, weil die Rollen bei gleichen Brammenabmessungen mindestens doppelt so dicht aneinander angeordnet sein müssen, wie beim erfindungsgemäßen Ofen. Als Beispiel seien Ofen verglichen, die je 20 Brammen von 1 m Breite und 2 - 4 m Länge aufnehmen sollen.
• Der erfindungsgemäße Ofen mit Drehbalken braucht 2 x 20 x 1 = 40 m Schienen, d, h. 2 Schienen für den 20 m langen Ofen.
• Beim Rollenherdofen darf der Abstand zur Erzielung eines einwandfreien Bewegungsablaufes für die 2 m langen Brammen nicht größer sein als ca. 0,9 m. Es sind also 20 x 4 : 0,9 = 89 Rollen erforderlich. Unter Berücksichtigung eines kleinen Sicherheitsabstandes zwischen Bramme und Ofenwand sind 100 m Rollenlänge iii' SO 80 m langen Rollenherdofen erforderlich. Das ist das 2 1/2-faehe der Schienen- bzw. Drehbalkenlänge beim erfindungsgemäßen Ofen. PUr den Vergleich des Wärme,verbrauches ist es weiterhin bedeutsam, daß der erfindungsgemäße Ofen nur an seinem Austragsende mit Drehbalken ausgerüstet zu werden braucht. Weiter dürfen die Rollen des Rollenherdofens in den Hauptheizzonen nur beschrEnkt isoliert werden, um hohe Rollenoberflächentemperaturen zu vermeiden, die im Laufe der Zeit zu Materialzerstörungen infolge der Abschreckwirkiuig bei der Berührung mit den noch nicht hoch aufgeheizten Brammen fuhren würden. Diese begrenzte Temperaturhöhe der Rollenoberfläche in der Hauptheizzone bewirkt ebenfalls den hohen Wärme- und Kühlwasserverbrauch des Rollenherdofens.
• Vorteilhaft bei der erfindungsgemäßen Lösung ist weiter, daß die Herdflächenleistung, d. h. die je qm und Stunde auf das Gut übertragbare Wärme, größer ist als bei den konkurrierenden Lösungen, ebenfalls, weil das Trag- und Transportsystem infolge seiner vergleichsweise geringen Erstreckung die Wärmeübertragung auf das Gut nur wenig durch Abschattung behindert.
• In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die drehbare Gleitschiene auf ihrem gesamten Umfang oder einem Teil davon isolierende, zur Aufnahme der Wärmgutkräfte geeignete, vorzugsweise metallische Umhüllungen trägt, wobei zur Verbesserung der Isolation auch andere Stoffe zwischen die UmhUllungen und das wassergekühlte Rohr eingefügt sein kennen Um die Abnützung der isolierenden Umhüllung beim Durchdrücken der Bramme durch den Ofen zu begrenzen, wird weiter vorgeschlagen, die Isolation an einer oder mehreren Stellen des Umfanges außen abzuflachen. Im'gleichen Sinne kann man insbesondere den abgeflachten Stellen eine bessere Wärmeleitung von der Oberfläche zum wasssrgekuhlten Rohr hin geben als den anderen Partien. Beim Betrieb wird das Durchschieben der Brammen dann vorgenommen, wenn diese auf den kühleren Partien des Drehballen-Umfanges ruhen, während in der übrigen längeren Zeit die Brammen auf den hochisolierten heißen Partien des Drehbalkenumfanges lagern.
• Abbildung 2 zeigt einen solchen Drehbalken Im Querschnitt.
• 9 bezeichnet das wassergekühlte Rohr, 10 eine mit diesem verschweißte Leiste zur Halterung des metallischen Isolationsstückes 11, das in Form eines Reiters die Wärmgutkrfte über 10 bzw. über die keramischen Druckstücke 12 auf das Rohr überträgt. 13 ist eine keramische Isolation.
• Bei dem Drehbalken nach Abbildung 3 erstreckt sich die zur Aufnahme des Wärmgutes geeignete Isolation um den ganzen Umfang, so daß dieser Drehbalken in seiner Drehbewegung nicht begrenzt ist.
• An der Stelle der Halteleiste 10 ist die Wärmeleitung von der Oberfläche zum wassergekühlten Rohr hin erheblich stärker als an den übrigen Partien. Außerdem ist die Oberfläche oberhalb der Halteleiste abgeflacht. Beim Durchschieben des Wärmgutes durch den Ofen müßte sich der Drehbalken also in der gezeichnetten Stellung befinden. Anschließend wird der Drehbalken gedreht, wodurch das Wärmgut auf den hochisolierten Partien auflagert und die bisherigen Auflagerungsstellen des Wärmgutes von der sie frei beaufschlagenden WErmestrahlung intensiv nachgeheizt werden Wird nur ein Teil der Ofenlänge, vorzugsweise der am Gutaus° tritt gelegene Teil, mit Drehbalken ausgerüstet, so sollen die Drehbalken auch um einige cm in ihrer Längsrichtung verschieb bar sein, damit die auf den Drehbalken liegenden Brammen bei ihrer seitlichen Bewegung nicht von den auf den feststehenden Gleitschienen liegenden Brammen behindert werden.
• Abbildung 1 zeigt als Schema eine Ausführung mit wassergekühlsten Gleitlagern, die ohne weiteres sowohl die drehende, wie auch die kleine hin- und hergehende Bewegung erlauben.
• Die wassergekühlte Gleitlagerung ist einfach im Aufbau. Es ist jedoch nicht möglich, dabei das Lager bei heißem Ofen etwa durch Absenken innerhalb des Stützrohres auszuwechseln. Daher wird wetter eine Lagerung für Drehrollen innerhalb von Wärmöfen( insbesondere für rohrförmige Gleitbalken in erfindungsgemäßen Öfen, vorgeschlagen, bei denen sich die Drehrolle auf unterhalb derselben angeordnete Räder abstützt. Die Räder sind für Reparaturzwecke innerhalb des waqsergekUhlten Stützrohres absenkbar, wobei sich die Drehrolle im abgesenkten Zustand der Räder auf das feststehende Stützrohr auflagert. Das Drehrohr bzw. der Drehbalken kann in weiterer Ausbildung der Erfindung im Bereich der Lagerung durch Fortfall oder kleinere Wandstärke der isolierenden Umhüllung einen kleineren Durchmesser als im übrigen Bereich haben und der Lagerungsbereich durch eine sich nicht mitdrehende Haube abgedeckt sein.
• Abbildung 4 und Abbildung 5, die'einen Schnitt nach der Linie V-V der Abbildung 4 darstellt, zeigen eine solche Auflagerung.
• 9 ist das wassergekühlte Rohr. 14 sind die Rollen für die Drehbewegung, die in einem Rahmen 15 gelagert sind, der wiederum die Rollen 16 für die kleine axiale Verschiebbarkeit des Drehbalkens trägt. Letztere übertragen die Wärmgutkräfte auf die feststehende Platte 17, die zur Demontage abser,kbar ist.
• Der feststehende Ständer 18 ist durch die ihn umgebende Rohrschlange 19 wassergekUhlt. 20 ist eine Schutzhaube, die auf den Rahmen 15 aufgelagert ist und daher die hin- und hergehende T«ngsbewegung des Drehbalkens, nicht aber seine Drehbewegung mitmacht und den geraten Lagerungsbereich von oben abdeckt.
• 21 bezeichnet die Isolation.
• Für ein seitliches Abrollen von 30 cm genügt bej einer Stärke von Drehbalken und Isolation von 30 cm ein Schwenkwinkel von weniger als 1200. In diesem Falle ist es bei einer Auflagerung des Drehbalkens auf Wollen nach dem Prinzip der Abbildung 4 möglich, die Isolation, d. h. die Auflagerungsfläche für die Brammen auch oberhalb der Drehbalkenlagerung durchlaufen zu lassen. Eine derartige Ausführung ist von Bedeutung, wenn das Wärmgut nicht aus Brammen mit ihrer relativ großen Breite, sondern aus schmaleren Rlöcken und Knüppeln besteht.

Claims (1)

Patentansprüche

1.) Verfahren zum VergleichmäBigen der Guttemperatur in Wärmöfen, bei denen das Wärmgut auf Schienen ruht und mittels einer am Eintrittsende des Ofens angeordneten Drückvorrichtung durch den Ofen geschoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmgut zwischen den Bewegungen in Ofenlängsrichtung auf den um ihre Längsachse drehbaren Gleitschienen abrollt und so horizontale, senkrecht zur Ofenlängsrichtung verlaufende, hin- und hergehende Bewegungen ausführt, wodurch sich der Bereich, in dem das Wärmgut auf der Schiene aufliegt, verändert.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichent, daß das Wärmgut nur in einem Abschnitt der Ofenlänge auf um ihre Längsachse drehbaren Gleitschienen horizontaAe senkrechte, zur Ofenlängsrichtung verlaufende hin- und ergehende Bewegungen ausführt. /1 3.) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch geqnnzeichnet, daß das suf den um ihre Längsachse drehbaren Gleitschienen liegende Wärmgut nach der Durchschubbeweung;durch den Ofen durch eine entsprechende Längsbewgung d;s drehbaren Gleitbalkens eine kleine Bewegung zum Ofenausttrittsende hin macht und vor bzw. während des folgenden 7Archschiebens eine gleichgroße, umgekehrt gerichtete Be"'egung zurück macht.

4.) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brammen so in den Ofen gebracht werden, daß ihre Längsseiten einen kleinen spitzen Winkel zur Ofenquerachse bilden, die Stirnseiten der hintereinanderliegenden Brammen in der Draufsicht aleo eine Zick-Zack-Linie bilden.

5.) Wärmofen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wassergekühlten Gleitschienen um ihre Längsachse drehbar sind und runden oder nockenförmigen Querschnitt haben.

6.) WErmofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbaren Gleitschienen auf ihrem gesamten Umfang oder einem Teil davon isolierende, zur Aufnahme der Wärmgutkräfte geeignete, vorzugsweise metallische Umhüllungen tragen, wobei zur Verbesserung der Isolation auch andere Stoffe zwischen den Umhüllungen und dem wassergekühlten Rohr eingefügt sein können.

7.) Wärmofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Umhüllung der Gleitschienen an einer oder mehreren Stellen außen abgeflacht ist.

8.) Wärmofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeflachten Stellen eine bessere Wärmeleitung von der Oberfläche zum wassergekühlten Rohr hin haben als die anderen Partien.

9.) Wärmofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Teil der Ofenlänge, vorzugsweise der am Gutaustritt gelegene Teil, mit drehbaren Gleitschienen ausgerüstet ist.

10.) Wärmofen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbaren Gleitschienen kleine hin- und hergehende Bewegungen in Ofenlängsrichtung ausführen.

1 Lagerung für Drehrollen innerhalb von Wärmöfen, insbesondere für rohrföraige Gleitbalken in Wärmöfen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die kreiasylindrisehe Drehrolle auf ein Räderpaar aufgelagert ist, das unterhalb der Drehrolle angeordnet ist, und die Räder innerhalb des wassergekühlten Stütarohres ftlr Reparaturzwecke absenkbar sind, wobei sich die Drehrolle im abgesenkten Zustand der Räder auf das feststehende Stützrohr auflagert.

L e e r s e i t e