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Stoßofen Die Erfindung bezieht sich auf einen Stoßofen mit wassergekühlsten
Tragrohren und daraur aufgesetzten Aufsatzstücken0 Derartige Stoßöfen sind in verschiedenen
Ausführungsformen bekannt. Die bekannten Stoßdfen dieser Art besitzen im allgemeinen
Aufsatzstücke mit Gleitflächen für das aufzulegende Wärmgut, welches mit zur Ofenachse
paralleler Transportachse durch den Stoßofen gedrückt wird, wobei die Aufsatzstücke
mit ihren Aufsatzflächen auf die Tragrohre unmittelbar (unter Verzicht auf isolierende
Zwischenstücke) aufgesetzt sind. Die Tragrohre müssen gekühlt werden, um die Beanspruchungen
aufzunehmen. Bei allen bekannten Ausführungsformen sind die Verhältnisse insofern
nicht befriedigend, als am Wärmgut
sogen. schwarze Streifen auftreten
können Das gilt insbes.
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dann, wenn die Ofenleistung eines Stoßofens voll ausgefahren wird
und dadurch das Wärmgut mit verhältnismäßig großer Transportgeschwindigkeit durch
den Ofen gedrückt wird.- Unter schwarzen Streifen versteht man gegenüber den angestrebten
Temperaturen des Wärmguts unterkühlte Bereiche, die auf Wärmeabfuhr über die Aufsatzstilcke
und Tragrohre beruhen. Im einzelnen ist zum Stand der Technik folgendes zu bemerken:
Es sind Aufsatzstücke bekannt, die in Schlitzen eines fest mit dem Xühlrohr verbundenen
Tragstückes, in Längsrichtung frei beweglich angeordnet sind, wobei sich die Fugen
der Stirnteile der Aufsatzstücke zur Vermeidung des Zundereinfalls durch Vor- und
Rücksprung überdecken. Diese Aufsatzstücke liegen unmittelbar auf Tragstücken auf,
die mit dem wassergekühlten Tragrohr verbunden sind. Zur möglichst weitgehenden
Reduzierung der schwarzen Streifen müssen die das Wärmgut tragenden Aufsatzatücke
eine entsprechend große Bauhöhe haben, was einen relativ großen Materialaufwand
bedingt.
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Weiter sind Aufsatzstücke bekannt, die seitlich über die Tragrohre
ragen, in der Mitte einen nach oben ragenden, im Querschnitt prismatischen, nicht
wärmeisolierten, als Auflage für das Gut dienenden Oleitsteg haben und unter Zwisohenschaltung
einer Luftschicht auf die Tragrohre aufgesetzt sind.
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Hier muß der Gleitsteg eine solche Höhe aufweisen, daß der dem Wärmgut
als Gleitfläche dienende Teil des Steges eine störende Kühlung praktisch nicht mehr
erfährt.
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Ferner sind dreiteilige Aufsatzstücke bekannt, die zwischen dem Tragrohr
und dem hitzebeständigen Auflagestück druckbeständige wärmeisolierende Zwischenstücke
aufweisen, die von rahmenartigen, auf das Tragrohr aufgesetzten metallischen Haltern,
die keinen Druck aufnehmen, umfaßt werden.
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Bei allen bekannten Aufsatzstücken können bei voller Ausnutzung der
Ofenleistung die schwarzen Streifen nicht immer vermieden werden. Sie würden allenfalls
dann vermieden, wenn man unendlich lange Liegezeit des Wärmegutes auf den Aufsatzstücken
bei gegebener Ofentemperatur annehmen würde. In dem dynamischen Temperaturfeld des
praktischen Ofenbetriebes lassen sich diese Verhältnisse nicht erreichen. Hinzu
kommt, daß das Wärmgut bei den herkömmlichen Aufsatzstücken beim Durchstoßen durch
den Ofen immer mit der gleichen Stelle auf der Gleitfläche der Aufsatzstücke aufliegt,
so daß die Wärmeableitung immer von der gleichen Stelle des Wärmgutes aus erfolgt.
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Im übrigen sind die bekannten hitzebeständigen Aufsatzstücke wegen
ihrer durch die beträchtliche Bauhöhe bedingten großen Gewichte relativ teuer. Das
ist insbesondere deshalb erheblich, weil mit hochwarmfesten Werkstoffen gearbeitet
werden muß. Schließlich pflegt man bei herkömmlichen Aufsatzstücken einen Großteil
ihrer Oberfläche durch feuerfeste Stoffe gegen Wärme zu isolieren, was sich wegen
ihrer beachtlichen Bauhöhe als notwendig erweist. Bei den herkömmlichen Aufsatzstücken,
die eine große, dem freien Ofenraum ausgesetzte Oberfläche aufweisen, die entweder
nicht oder nur unvollkommen isoliert
werden können, werden dem Ofen
durch das Kühlsystem erhebliche Wärmemengen entzogen, ein Umstand, der im Sinne
der Entstehung der schwarzen Streifen gleichsam eine Unterkühlung bewirkt.
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Mit dem Ausdruck "unvollkommen isoliert soll gesagt sein, daß auch
die bisher bekanntgewordenen Isoliermaßnahmen derartiger Aufsatzstücke sich als
nicht genügend haltbar erwiesen haben und im Betrieb verhältnismäßig leicht abfallen,
was einerseits zu Störungen führt und andererseits den Isolierungseffekt zunichte
macht.- Im Ergebnis liegen die Dinge so, daß bei den herkömmliohen Aufsatzstücken
durch das Kühlwasser, welches durch die Tragrohre fließt, dem freien Ofenraum beträchtliche
Wäriemengen entzogen werden, was sich in der Ausbildung der schwarzen Streifen bemerkbar
macht, wobei sich diese nicht nur an den Auflagestellen, sondern auch in deren unmittelbarer
Umgebung bis zu einer Breite von 300 mm zeigen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Stoßofen der eingangs
beschriebenen Art die Anordnung so zu treffen, daß störende Wärmeabfuhr über die
AufsatzstUcke und die Tragrohre nicht mehr erfolgt, - daß auch bei extrem hoher
Ofenleistung und voller Ausnutzung derselben am Wärmgut schwarze Streifen nicht
mehr auftreten können.
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Die Erfindung betrifft einen Stoßofen mit wassergekühlten Tragrohren
und darauf aufgesetzten Aufsatzstücken mit Gleitflächen für das aufzulegende Wärmgut,
welches mit zur Ofenachse paralleler Transportachse durch den Stoßofen gedrückt
wird, wobei die Aufsatzstücke mit ihrer Aufsatzfläche auf die Tragrohre unmittelbar
(unter Verzicht auf isolierende ZwischenstUcke) aufgesetzt sind. Die Erfindung besteht
darin, daß
die Aufsatzstücke einen im wesentlichen trapezförmigen
Vertikalquerschnitt und eine Gleitfläche aufweisen, welche etwa doppelt so breit
ist wie die Breite der Aufsatzfläche.
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Die Breite der Gleitfläche wird unter Berücksichtigung des Werkstoffes
nach den Beanspruchungen eingerichtet. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus,
daß Flächen, mit denen die Aufsatzstücke unmittelbar druckübertragend auf den wassergekühlten
Tragrohren aufliegen, so kleingehalten werden können, daß die Wärmeableitung geringer
ist als die Wärmezufuhr aus dem freien Ofenraum, d.h. daß die vom Tragrohr ausgehende
Kühlwirkung geringer ist als die Wärmezuführung auf das Wärmgut aus dem freien Ofenraum
heraus. Dazu läßt sich auch die Höhe der Aufsatzstücke reduzieren. Eine bevorzugte
Ausführungsform der Erfindung ist daher dadurch gekennzeichnet, daß die Aufsatzstücke
eine Höhe aufweisen, die etwa 4mal so groß ist wie die Breite ihrer Aufsatzfläche.
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Die Gleitflächen können im Rahmen der Erfindung ohne weiteres nach
den aufzunehmenden Beanspruchungen dimensioniert werden.
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Um die Gewichte aus Aufsatzstücken plus Wärmgut aufzunehmen, ergibt
sich dann eine Breite, korrekter ausgedrückt ein Durchmesser der Tragrohre, die
bzw. der mehrfach größer ist als die Breite der Aufsatzflächen. Vorzugsweise ist
diese Breite der Tragrohre oder ist deren Durchmesser etwa drei bis viermal größer
als die Breite der Aufsatzfläche. Das führt zu einer Ausführungsform der Erfindung,
die von besonderer Bedeutung ist und in Kombination zu den beschriebenen Maßnahmen
darin besteht,
daß an die Tragrohre Rahmen oder Halteleisten mit
einer Aufnahme, die ein Mehrfaches der Breite der Aursatzfläohen ausmacht, angeschlossen
sind, während die Aufsatzstücke schräg oder außermittig zur Achse der Aufnahmen
in diese eingesetzt sind. Zusätzliche Arretierungsstücke können vorgesehen sein,
die in entsprechende Ausnehmungen an den AufsatzstUcken einfassen und diese gegen
Verschiebung auf den Tragrohren in Längsrichtung sichern.
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Trifft man die beschriebene Anordnung der Aufsatzstücke, so wird erfindungsgemäß
ohne weiteres verhindert, daß das Wärmgut auf seinem Weg durch den Stoßofen stets
an gleicher Stelle mit den Gleitflächen der Aufsatzstücke in Berührung kommt.
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In konstruktiver Hinsicht ist diese Ausführungsform dadurch leicht
zu verwirklichen, daß die Aufsatzstücke mit Hilfe von Querstegen an den Rahmen bzw.
Halteleisten abgestützt sind.
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Diese Querstege können an den Aufsatzstücken, aber auch an den Rahmen
bzw. an den Halteleisten, angeordnet sein. Die Halteleisten und die Rahmen sind
im allgemeinen mittels Schweißung mit den Tragrohren verbunden.- Im Rahmen der Erfindung
liegt es, die Tragrohre von einer ausreichend dicken Isolierschicht zu umgeben,
die bis zu den Aufsatzstücken geführt und an diese angeschlossen sein kann.
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Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin zu
sehen, daß bei erfindungsgemäßen Stoßöfen schwarze Streifen am Wärmgut praktisch
nicht mehr auftreten können, und zwar auch nicht bei voller #Ausnutzung der Ofenleistung.
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Die erfindungsgemäße, Wärmeübergang und Wärmeleitung besonders berücksichtigende
aestaltung der Aufsatzstücke läßt darüber hinaus eine vorteilhafte Orientierung
der Aufsatzstücke auf den Tragbalken bzw. in den Aufnahmen zu, die den abgestrebten
Effekt erheblich unterstützt. - Ein besonderer, sog. Ausgleichsherd im Bereich des
Ofenausganges ist bei einem erfindungsgemäßen Stoßofen nicht mehr erforderlich.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert; es zeigen in schematischer Darstellung
Fig. 1 einen Horizontalschnitt durch einen erfindungsgemäßen Stoßofen mit Aufsicht
auf die Tragrohre mit den Aufsatzstücken, Fig. 2 den vergrößerten Ausschnitt A aus
dem Gegenstand nach Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt in Richtung B-B durch den Gegenstand
nach Fig. 2, Fig. 4 die Seitenansicht des Gegenstandes der Fig. 2 und Fig. 5 entsprechend
der Fig. 2 eine andere AusfUhrungsform des erfindungsgemäßen Stoßofens.
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Der in den Figuren dargestellte Stoßofen 1 besitzt wassergekühlte
Tragrohre 2 und darauf aufgesetzte Aufsatzstücke 3. Diese sind mit Gleitflächen
4 für das aufzulegende Wärmgut G ausgerüstet.
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welches mit zur Ofenachse 5 paralleler Transportachse 6 durch den
Stoßofen 1 gedrückt wird. Die Aufsatzstücke 3 sind mit ihren Aufsatzflächen 7 auf
die Tragrohre 2 unmittelbar, d.h. unter Verzicht auf isolierende Zwischenstücke
aufgesetzt. Man entnimmt zunächst aus der Figur 3, daß die Aufsatzstücke 3 im wesentlichen
trapezförmigen Vertikalquerschnitt aufweisen. Sie besitzen fernerhin eine den Beanspruchungen
angepaßte Gleitfläche 4, die etwa doppelt so breit ist wie die Breite ihrer Aufsatzfläche
7.
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Im übrigen besitzen die Aufsatzstücke 3 nach bevorzugter Ausführungsform
und auch im Ausführungsbeispiel eine Höhe h, die etwa viermal so groß ist wie die
Breite ihrer Aufsatzfläche 7.
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Insbesondere aus den Figuren l und 2 bzw. 5 entnimmt man, daß an die
Tragrohre 2 Rahmen oder Halteleisten 8 mit einer Aufnahme 9 angeschlossen sind,
die ein Mehrfaches der Breite der Aufsatzflächen 7 aufweist. Die Aufsatzstücke 3
sind schräg (vgl. rechter Teil der Fig. 1) oder außermittig (vgl. linker Teil der
Fig. 1) zur Achse 10 der Aufnahmen 9 in diese eingesetzt. Dabei erkennt man in Fig.
5 , daß die Aufsatzstücke mit Hilfe von Querstegen 11 an den Rahmen bzw. Halteleisten8abgestützt
sind. Im Ausführungs bei spiel ist gezeigt, daß die Aufsatzstücke 3 selbst diese
Querstege 11 aufweisen. Sie können auch an den Rahmen bzw. an den Halteleisten 8
angeschlossen sein.- Die dargestellte Breite der Tragrohre 2 ist etwa drei bis viermal
so breit, wie die der Aufsatzflächen 7. Das ist im allgemeinen aus statischen Gründen
erforderlich.
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Anaprttche :