DE2005799A1 - Gleitschiene oder Hubbalken fur Warmofen - Google Patents

Description

Patentanwalt _

Wi/ P. 58?)-8023 ΛΑυπ .,;n - Pu^cÄfönchen-Pullach, den 9· Februar 1970

Wietin-sir. 2, T. Htr.a. /9305 70,79317S2

XHS BRITISH IBON MD STEEL BESSARCH ASSOCIATION, 24, Buckingham Gate, London S.W.1, England

Gleitschiene oder Hubbalken für Wärmöfen.

Die Erfindung betrifft Gleitschienen oder Hubbalken für Ofen zur wärmebehandlung von Stahlbrammen oder -knüppeln, und zwar vorzugsweise für Ofen dieser Art, in denen die Werkstücke sowohl von oben als auch von unten beheizt werden* j

Die üblichen Gleit schienen bestehen aus einem von Kühlwasser durchströmten Bohr mit einer auf diesem angeordneten Yerschleißschiene, auf welcher die Werkstücke bewegt werden. Das Trag- und Kühl rohr dieser bekannten Gleitschinen hat im allgemeinen einen kreisförmigen Querschnitt·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Gleitschinen oder Hubbalken zu schaffen, bei denen die Bildung von kühleren Hächenzonen, den sogen· Butschspuren, auf den Brammen oder Knüppeln wesentlich vermindert wird·

Dies wird bei Gleitschienen oder Hubbalken für Wärmöfen zur '

Wärmebehandlung von Stahlbrammen u.dgl., die aus einem Bohr zum Hindurchleiten einer Kühlflüssigkeit und einer auf dem Bohr angeordneten Werke tuck-Tragschiene bestehen, gemäß der Brfindung dadurch erreicht, daß das Bohr zwei nach oben zur !Tragschiene hin spitzwinkelig aufeinander zulaufende ebene Seitenwinde aufweist. Hierbei ist die maximal· Bohrhöh· vorzugsweise größer gehalten als die maximale Bohrbreite·

Durch dies· Ausbildung besondere des oberen Eohrprofiles wird der Abechiraungeeffekt der Gleiteciiienen, den dies· vor allem in öfen mit sowohl unterhalb als auch oberhalb der Gl ei ta chi ·- uen angeordnetem Beheizung*elementen durch Abschirmung der Wärmestrahlung auf dl· Werkstück· ausüben, auf ein Mindestmaß

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reduziert und trotzdem gewährleistet, daß die Gleitschienen eine ausreichende mechanische Festigkeit gegenüber den Belastungen durch die Werkstücke aufweisen. Die Gleitschienen müssen gegenüber den sich aus dem Gewicht der Werkstücke ergebenden Biegungskräften stabil sein und auch in seitlicher Sichtung eine hinreichende Biegungsfestigkeit gegenüber den beim Durchstoßen der Werkstücke auftretenden Längskräften in seitlicher Richtung aufweisen«

Sobald die Werkstücke aus dem Wäimofen austreten, wer«³ α sie gewalzt, und jedes einzelne Werkstück maß hierzu durchgehend eine bestimmte Temperatur haben· Da auch die kühlsten Teile des Werkstückes, nämlich die Rutschspuren, diese Walztemperatur aufweisen müssen, bleibt nichts anderes übrig, als das ganze Werkstück auf eine Temperatur zu erwärmen, die über der für das Walzen erforderlichen Temperatur liegt. Durch Verminderung der kühleren Rutschspuren mit Hilfe der erfindungsgemäßen (zieltschienen kann also die Ofentemperatur niedriger gehalten und damit sowohl eine Brennstoffersparnis als auch eine Erhöhung der Lebensdauer der hitzebeständigen Ofenauskleidung erzielt werden.

Die üblichen Wärmöfen sind mit einer oder mehreren Ausgleichszonen versehen, in denen ein Temperaturausgleich durch jedes Werkstück hindurch stattfindet, durch den bis zu einem gewissen Grade die Rutschspuren vermindert werden« Mit Hilfe der erfindungs gemäß en Gleit schienen oder Hubbalken, welche nur kleine Rutschspuren hinterlassen, kann ein Ofen benutst werden, der eine kleinere oder ggf. überhaupt keine zusätzliche Wärmzone für den Temperaturausgleich in den Werkstücken aufweist« so daß auch hierdurch eine wesentlich· Brennstoffersparnis erzielt werden kann« wobei hinzukommt, daß durch die kürzere Wärmebehandlung der Werkstücke im Ofen dessen Durchsat «leistung vergrößert wird·

Die Werkstück-Tragsohien· besteht vorzugsweise aus «in«r σ-Profil-ßchien· mit nach unten gerichtetem Schenkeln, dl·

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unter Bildung eines von der TWrofil-Schiene und dem o*befen Bade des diese tragenden Bohres auf diesem stehen« Hierdurch wird erreicht, daß die Standfläche der Schiene auf dem Bohr wesentlich kleiner ist als der mit den heißen Werkstücken in Berührung kommende Schienenkopf, so daß auf diese Weis« die Wärmeleitung durch die Schiene in das gekühlte Bohr vermindert wird· Die Erwärmung der Schiene beruht zum geringen Teile auf Wärmeleitung, vorwiegend jedoch auf von den Werkstücken ausgehende Wärmestrahlung. Der von der Schiene und dem Bohr gebildete Hohlraum kann durch Isoliermaterial ausgefüllt werden· Die Schiene wird zweckmäßigerweise mit dem Bohr verschweißt.

Das gekühlte Bohr ist vorzugsweise von einem Wärmeisolierungsmantel umgeben, der das Bohr gegen die Wärmestrahlung der Werkstücke schützt. Der Wärmeisolierungsmantel ist vorzugsweise mit ebenen Seitenaußenflächen bzw· mit ebenen oberen Seitenaußenflächenabschnitten versehen, die schräg nach oben zur Schiene hin aufeinander zulaufen. Hierdurch wird die Wärmeabschirmwirkung des Wärmeisolierungsmantels auf ein Minimum gebracht. Die ebenen Seitenflächen bzw· oberen Seitenflächenabschnitte schließen einen größeren Winkel ein als die ebenen Seitenflächen des Bohres, so daß die Dicke des Wärmeisolierungsmantels nach oben abnimmt· Vorzugsweise ist die flache Höhe der ebenen Seitenflächen bzw· der oberen ebenen Seitenaußenflächen abschnitte des Wärmeisolierungsmantels großer als die halbe Höhe des Bohres·

Der Wärmeisolierungsmantel besteht vorzugsweise aus Segmenten, die unter Belassung eines Bewegungespielraumes gegenüber dem bei Belastung Biegebeanspruchungen ausgesetzten Bohr dieses seitlich und unten umfassen. Er ist in beliebiger Weise mit dem Bohr verbunden und vorzugsweise mit einem verstärkenden Drahtgewebe versehen·

Nichtisolierte Bohr· führen zufolge der durch dies« hindurchgeleiteten Kühlflüssigkeit zu einem l&rmeverlust, der etwa 25 % der dem Ofen zugeführten Gesamtwärme betragen kann, während

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der Wärmeverlust durch die erfindungsgemäße Gleitschiene weniger als 5 % beträgt.

Die Erfindung ist anwendbar sowohl für Hubbalken in Hubbalkenofen als auch für Gleitschienen in Stoßöfen· Bei Hubbalken braucht die Werkstück-Tragschiene nicht als durchgehende Schiene ausgebildet zu sein, sondern kann aus kurzen Schienenstücken bestehen«

Übliche Wärmöfen haben eine Vorwärmzone und eine Hauptwärmzone· Bei diesen Ofen werden die den oberen Teil des Gleitschienenrohres umgebenden Abschnitte des Wärmeisolierungsmantels in der Hauptwärmzone vorzugsweise stärker ausgebildet als in der Vorwärmzone· Dies geschieht deshalb, weil die den oberen Teil des Gleitschienenrohres umgebenden Abschnitte des Wärmeisolierungsmantels bis zu einem gewissen Grade die Werkstücke gegen die Wärmestrahlung des Ofens abschirmen und daher gerade in der Vorwärmzone so dünn wie möglich sein müssen, und weil andererseits die Werkstücke in der Vorwärmzone nicht so heiß sind wie in der folgenden Hauptwärmzone, so daß von ihnen weniger Wärme in das Bohr übergeht und dieses eine weniger/ starke Isolierung benötigt·

Weitere Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einiger Ausführungebeispiele anhand der Zeichnung· In dieser zeigen:

Hgt1 einen senkrechten Querschnitt durch einen Stoßofen mit den erfindungs gemäß en Gleitschienen;

Iig»2 eine perspektivische Ansicht eines Längenabechnittes der erfindungs gemäß en Gl ei t sch! ene \

Hg*3 einen Querschnitt durch die Gleitschiene gemäß Jlg«2 in vergrößertem Maßstab)

11g«4 einen Querschnitt durch eine andere Ausführungeform der erfindungsgemäßen Gleitschiene j

Hg· 5 und 6 Querschnitte durch verschiedene Tragechlenenforaen·

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ELg, 1 zeigt einen Stoßofen zum Wärmen von Brammen, der mit sechs Gleitschienen 1 ausgerüstet ist, die auf einem Traggerüst 2 gelagert sind· Eine Stahlbramme 3 liegt auf den Tragschienen 4, die den oberen Teil der Gleitschienen 1 bilden· Mit 5 sind oberhalb und unterhalb der Gleitschienen im Ofen, eingebaute Brenner bezeichnet· Die Brammen werden durch die von den Brennerflammen und den Ofenwänden 6 ausgestrahlte Wärme erwärmt· £±g,1 veranschaulicht den Querschnitt durch die Vorwärmzone eines Ofens, an die sich die Hauptwärmzone anschließt, wie dies in der britischen Patentanmeldung 5966/69 (P. 582) beschrieben ist.

Hg· 2 und 3 zeigen die Einzelheiten der erfindungs gemäß en Gleitschiene 1, die aus einem Bohr 9 zum Hindurchleiten einer Kühlflüssigkeit und einer auf diesem Bohr sitzenden Tragschiene 4 besteht· Die den oberen Teil des Bohres 9 bildenden Seitenwände mit den ebenen Außenflächen 10 laufen nach oben zur Tragschiene 4 hin aufeinander zu» Die Höhe des Rohres 9 ist größer als die Bohrweite·

Die Tragschiene 4 ist als TJ-Profil-Schiene mit vom Schienen-

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topf/nach unten gerichteten Schenkeln 11 ausgebildet, die auf dem Bohr 9 stehen, so daß von diesem und der Schiene 4 ein Hohlraum 13 gebildet wird· Die Schenkel 11 sind über eine Verbindungsmasse 14 mit dem Bohr verschweißt, und ihre Dicke ist so bemessen, daß ihre Berührungsflächen mit dem Bohr 9 zusammen wesentlich kleiner sind als die mit den Werkstücken in Sin· griff kommende Auf lagerflache des Schienenkopfes 12·

Die Schien· 4 besteht aus verschleißfestem Werkstoff, z«B· aus einer 30 bis 51 %-igen Kobaltstahllegierung, dar lange Zeit hindurch bei hohen Temperaturen (*·Β· 1000⁰C) benutzt werden kann*

Das Bohr 9 ist von einem Warmeitolationamantel 15 umgeben, der aus zwei da· Bohr 9 ■ ti ti ich und unten umfassenden Segm«nt«n besteht, dl· von einem verstärkenden Drahtgeflecht durchzogen

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sind, welches bei 18 an das Bohr 9 angeschweißt ist, so daß hierdurch die Segmente 16 an dem Bohr 9 gehalten werden· Die Spalte zwischen den oberen Enden der Segmente 16 und den Mßen 41 der Schiene 4 sind mit einem hitzebeständigem Werkstoff/aus« gefüllt. Die Segmente 16 haben eine kleine Länge, und sie sind so aneinandergesetzt, daß zwischen ihnen und dem Bohr 9 ein kleiner Bewegungsspielraum verbleibt, so daß sie bei der Durchbiegung des belasteten Bohres diesem gegenüber nachgebe α können« Die Innenflächen der Segmente 16 entsprechen genau den Seitenflächen 10 und der Bodenfläche 20 des Bohres 9* '- "hrend * die oberen Außenflächen 21 der Segmente 16 Ebenen sind, die schräg nach oben und inmen hin zur Schiene 4 verlaufen« Der ▼on den Außenflächen 21 der Segmente 16 gebildete spitze Winkel ist größer al β der Winkel zwischen den Seitenflächen 10 des Rohres 9« Die flache Höhe der flächen 21 stellt hier einen großen Teil des Gesamtaußenumfanges des Wäxmeisolationsmantels dar mnd ist größer als die halbe Höhe des Bohres 9·

Die in Hg«4 veranschaulichte Gleitschiene entspricht im wesentlichen derjenigen gemäß Jig·2 und 3, doch weist sie einen stärkeren Wärmeisolationsmantel 25 in dem Teil, der die Seitenflächen 10 des Bohre β 9 umgibt, auf« lährend die Gleitschiene gemäß Hg· 2 und 3 für die Vorwärmzone des Ofens bestimmt ist, W kommt die Gleitschiene gemäß Hg« 5 für die Hauptwärmzone des Ofens in Betracht· Der Wärmeisolationsmantel 25 ist auch hier mit ebenen Außenflächen 26 versehen, die schräg nach oven zur Schiene 4 hin verlaufen, deren flache Hohe im Vergleich zu der Gleitschiene gemäß Hg· 3 mm*** jedoch einen kleineren Teil des Gesamtaußenumfanges des Mantels 25 darstellt und kleiner ist als die halbe Höhe des Bohres 9« Die Gleitschiene gemäß Hg«4 schirmt die Werkstücke gegen die vom Ofenboden ausgestrahlte Wärme stärker ab als die Gleitschiene gemäß Hg«3,mech ist dies in der Hauptwärmzone, in der die Werkstücke heißer sind, vom untergeordneter Bedeutung, vielmehr kommt es hier darauf an, daß das gekühlte Rohr 9 ▼or der Wärmestrahlung seitens der heißen Werkstüoke ausreichend geschützt wird» DIs Anordnung kann so getroffen werden, daß jeweils stm einziges Bohr 9

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ftirchgehend durch die Vorwärmzone und die folgende Hauptwärmzone verlegt und in der Hauptwärmzone mit einem, dickeren färmeisolationaeantel (gemäß Hg. 4) Tersehen wird, oder daS in den beiden Zonen verschiedene Bohre entweder fluchtend oder versetzt zueinander verlegt werden*

5 und 6 «eigen Tragschienen, deren Profile von demjenigen gemäß üg»3 und 4 abweichen· Bei der Ausfuhrungsform gemäß iig.5 sind die Schienenschenkel 27 nach außen gespreizt und ist der Schienenkopf 23 dicker ausgebildet, so daß er dem Verschleiß langer standhält« He Tragschiene gemäß Hg·6 weist noch einen zusätzlichen Mittelschenkel auf·

Es ergibt sich somit, daß durch die Erfindung Gleitschienen oder Hubbalken geschaffen werden, die sehr einfach aufgebaut sind und für Wärmöfen zur Behandlung von Stahlwerkstiicken beträchtliche Torteile erbringen·

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Claims (8)

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   PATENTANSPBÜCHE

   1» Gleitschiene oder Hubbalken für Wärmöfen zur Behandlung von Stahlbrammen u.dgl«, bestehend aus einem Bohr zum Hindurchleiten einer Kühlflüssigkeit und einer auf dem Bohr angeordneten Werkstück-Tragschiene, dadurch gekennzeichnet, daß das Bohr (9) auf einem größeren Teil seiner Höhe zwei nach oben zur Tragschiene (4) hin spitzwinkelig aufeinander zulaufende ebene Seitenwände (10) aufweist·
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Bohrhöhe größer ist als die maximale Bohrbreite·
3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstück-Tragschiene als U-Profil-Schiene (4) mit nach unten gerichteten Schenkeln (11) ausgebildet ist, die auf dem Bohr (9) stehen und mit diesem einen Hohlraum (13) bilden·
4. 4· Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Bohr (9) von einem Wärmeisolierungsmantel (15»25) umgeben ist·
5. 5* Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeisolierungsmantel (15|25) ebene Seitenaußenflächen (21) bzw· ebene obere Seitenaußenflächenabschnitte (26) aufweist, die schräg nach oben zur Schiene (4) hin aufeinander zulaufen·
6. 6· Vorrichtung nach Anspruch 5t dadurch gekennzeichnet, daß die ebenen Seitenflächen (21) bzw. Seitenflächenabschnitte (26) des Wärmeisolierungsmantels (15»25) einen größeren Winkel einschließen als die ebenen Seitenflächen (10) des Bohres (9).

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7. 7· Vorrichtung nach den Ansprüelisn 5 und C>* :L.IurGfo. geks-r-,-zeichnet, daß die flache Höhe der ebenen Seitenflächen (01} des Warmeisolierungsmaritels (15) großer ist ale die b.sl'oe Tc.\>--des Eohres (9)·
8. 8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 "bis 7» dadurch gekein zeichnet, daß der HSTärmeisolierungsmautel (15»25) aus Segmenten (16) besteht, die unter Beiassujig sines Beweguagsspielreuv-s gegenüber dem bei Belastung sieh, etwas biegenden Bohr (9) clieses seitlich und unten umfassen·

   9· Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bia 8, gekennzeichnet; durch ihre Anordnung in einem sowohl mit oberhalb ala auch mit unterhalb der Gleitschi enen oder Hufcbalken (1) befindlich an Brennern (5) ausgerüsteten

   10· Vorrichtung nach den MspiSluiien 1 Ms 9 ZV-J-- Wirsiofoii mit einer Vorrörmzone und einer Hauptwäi^Jaonej Aatlurcb. gekennzeichnet, daß die den oberen Seil des fioiu: ^y (9) ujagebeBden Abschnitte des VTärmeisolierungsmantels (25) in der Hauptwärmzone stärker ausgebildet sind als in der Vorwärmzone»

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   J. φ

   eerseit