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Führungs- und Transporteinrichtungen fUr WärmöSen mit Wärmgut in aufrechter
Lage.
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Die Erfindung betrifft einen Wärmofen fUr ein Wärmgut, dessen Abmessungen
einen Transport in aufrechter lage zulassen, Dieses trifft insbesondere für Brammen
und Blöcke zu Besonders geeignet ist der Wärmofen für das Erwärmen von Brammen,
wie sie für die Herstellung von Blechen benötigt werden. Durch die aufrechte Lage
werden die Oberflächen der Brammen, die später auch die Oberfläche der ausgewalzten
Bleche bilden, gleichmäßig, ohne jede Streifenbildung und ohne Oberflächenbeschädigung,
erwärmt und transportiert.
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Die in der Erfindung vorgesehenen Transport- und Uhrungsarten ermöglichen
eine Beheizung durch die Decke, den Boden und die Seitenwände des Ofens, wobei die
Beheizung durch die Decke (11 und 12) und den Boden (5 und 13) besonders für Brennstoffbeheizun
g und die Seitenbeheizung durch die Wände (6 und 14) für elektrische Beheizung geeignet
ist, Durch die Erfindung wird die Verwendung von elektrischer Beheizung für Brammen,
die für Massenproduktion bis heute wegen ungeeigneter Ofenformen und Transporteinrichtungen
gitter
schaftlich nicht durchiührbar war, ermöglicht.
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Die aufrechte Lage des Wärmgutes ergibt große Flächen für die Wärmeübertragung,
und etwa abfallender Zunder kann die elektrischen Heizkörper nicht verschmutzen
und damit Störungen verursachen.
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Die technische Entwicklung geht dahin, daß die Brammen hauptsächlich
nicht mehr im Walzverfahren, sondern im kontinuierlichen Stranggußverfahren heretellt
werden.
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Der Ofen für aufrecht stehendes Wärmgut kann hierbei als ein Teil
des Rollganges zwischen Stranggußanlage und Walzgerüst eingebaut werden.
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Diese Anordnung kann,mit RUcksioht auf kürzeste Transportwege, geringsten
Wärmeverluet und Platzbedarf als eine optimale Lösung angesehen werden.
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Die Stranggußbrammen können direkt nach dem Abguß mit noch großer
ßigenwärme in den Ofen eingefahren werden. Hierbei ist die vom Ofen noch abzugebende
Wärmeleistung verhältnismäßig gering und ermöglicht auch eine wirtschaftliche Anwendung
von elektrischer Beheizung.
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In den Fällen, wo noch kalte Brammen eingesetzt werden, wird eine
kombinierte Brennstoff-Blektrobeheizu4g vorgesehen, und zwar so, daß die Brammen
bis zu etwa 9000 a mit Brennstoff und von ca. 9000 C bis Walztemperaturen (1280
- 13000 C) elektriech aufgeheizt werden0 sinne elektrisch. erwärmung, auch der Massenstähle,
iet wegen der damit verbundenen Qualitäteverbeeserung durch geringe Verzunderung
und fehlende Luftverschmutzung durch Abgase anzustreben0
Die Erwärmung
von Brammen und Blöcken für die Blechherstellung erfolgt bis heute in sogenannten
Stoßöfen und Hubbalkenöten. In diesen Öfen wird das Wäringut rlachliegend auf einer
Tragkonstruktion aus gekühlten Rohren oder feerfesten Materialien transportiert.
Diese Tragkonstruktionen verursachen an den Berührungs- und Einflußflächen Untertemperaturen
und Kratzmarken, die an den fertig ausgewaizten Blechen zu Dickenabweichungen und
Ober flächen fehlern führen und Ausschule verursachen.
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Um diese Nachteile zu vermeiden, wurden Vorschläge bekannt, die eine
Erwärmung in sogenannten Rollenherdöfen vorsehen.
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Hierbei liegt das Wärmgut flach auf den Rollen und wird von oben und
unten beheizt. Diese Ausführung ist bei kleinen Wärmgutdicken und -gewichten, wie
z. B. bei Blechen, Rohren, Stabeisen usw., und niedrigen Temperaturen bis ca. 11000
C wirtschaftlich zu verwenden.
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Für Wärmgut großer Dicke und Breite und hohe Temperaturen von 1200
bis 14000 C werden jedoch wegen der großen statischen und thermischen Belastungen
aufwendige Rollenkonstruktionen notwendig. Hohe Belastungen erfordern große Rollendurchmesser
und kleine Rollenabstände. Dieses führt durch die notwendige Rollenkühlung zu hohen
Wärmeverlusten und einen verminderten Wirkungsgrad der Unterbeheizung durch die,
um die Rollenflächen verminderte untere Heizfläche des Wärmgutes. Auch bei diesen
vorgeschlagenen Rollenherdöfen wird die direkte Berührung und Beeinflussung der
Wärmgutoberflächen, die später auch die Oberfläche des Endproduktes bilden, mit
den Trag- und Transportrollen nicht vermieden, was wiederum Oberflächenfehler zur
Folge hat.
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Nach dem Patent 1 266 336. 4 - 09 wird ein Stoßofen vorgeschlagen,
bei dem Wärmgut in aufrechter Lage erwärmt und transportiert wird und alle vorstehend
aufgeführten Nachteile vermieden
,werden. Das Wärmgut wird hierbei
auf einer unteren Führungsschiene durch den Ofen geschoben. Die obere Führung, die
jeweils auf die Höhe des Wärmgutes eingestellt werden muLS, wird ebenfalls durch
die Schiene gebildet.
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Als Nachteile dieser Erfindung müssen die Beschränkungen in der Wäraguthöhe,
der Aufwand für die Verstellung der oberen Führungsschienen und das Rutschen auf
den unteren Schienen, was mit Verschleiß verbunden ist, angesehen werden.
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Die Behebung der Nachteile, die durch die obere Wärmgutführung und
den Wärmguttransport noch gegeben sind, ist die Aufgabe der Erfindung.
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Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die obere
Wärmgutführung durch gekühlte Rollen oder Stangen durch die Decke, Seitenrollen
durch die Seitenwände oder horizontale Stützen durch die Seitenwände erfolgt. Der
Transport des Wäragutes erfolgt durch besondershiersu entwickelte, bewegliche Transportstützen
oder Transportrollen.
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Das besondere Transportstützensystem besteht darin, daß bewegliche
Stützen und stationäre Bodenteile, in der Transportrichtung gesehen, hintereinander
angeordnet sind.
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Der Abstand der beweglichen Stützen und stationären Bodenteile ist
hierbei nicht mehr von der Wärmgutdicke, eondern von der statisch wesentlich günstigeren
Wärmguthöhe abhängig. Pur grobe Wärmgutlängen, z. B. Brammen für Bandstahl, werden
hierdurch große Abstände für die beweglichen Stützen möglich, was mit Srsparnissen
für Investion, Wärmeverbrauch und Instandhaltung verbunden ist.
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Der Transport des Wärmgutes erfolgt dadurch, daß die beweglichen Stützen
in vorgegebenen und der Wärmzeit entsprechenden Zeitabständen einen rechteckförmigen
Arbeitsweg, der sich aus Anheben, Transportieren, Absenken und Zurücktahren zusammensetzt,
durchlaufen. Mechanische oder hydraulische Antriebssysteme
hierzu
sind bekannt.
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Die Nachteile, die bei einer Verwendung eines Rollenherdofens entstehen,
werden durch das besondere Transportrollensystem der Erfindung vermieden. Bei aufrechter
Lage des Wärmgutes werden die Transportrollen nur von einer Seite, auf einer kleinen
Fläche, der Ofenraumtemperatur ausgesetzt und bei einreihigem Transport (Fig. 2)
sehr kleine Stützweiten für die Rollen erreicht, die wiederum zusätzlich im kalten
Teil des Bodens durch Stützrollen unterstützt werden können.
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Figuren 2, 3, 4 und 6 zeigen hierzu Ausfuhrungsbeispiele.
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Die Ausführung der Rollen nach Figur 3 und 6 zeigen, daß hierbei die
Ofenbreite überhaupt keinen Einfluß mehr auf die Stützen weite der Rollen hat.
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Durch die Kombination |?ransportrolle mit Stützrolle" werden sehr
hohe Rollenbelastungen und Rollenabstände ermöglicht.
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Wird das Wärmgut durch eine Druckmaschine bewegt, so genUgen Hollen
ohne Antrieb. Soll die Bewegung durch die Rollen erzeugt werden, so kann dieses,
wie bei Rollenherdöfen, durch Sinzel- oder Gruppenantrieb bzw. Kettenantrieb erfolgen.
Als neue Antriebsmöglichkeit sieht die Mrtindung nach Figur 4 einen Antrieb der
Transportrollen durch die Stützrollen vor, was durch deren Anordnung im kalten Ofenteil
unter dem Boden möglich ist.
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Der Durchlauf des Wärmgutes durch den Ofen kann allen Anforderungen
und Gegebenheiten angepaßt werden.
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Abweichend gegenüber den bis heute bekannten Durchlauf-Wärmöfen muß
das Wärmgut aufrecht vor dem Ofeneintritt plaziert und nach Ofenaustritt flach abgelegt
werden0 Dieses kann einfach durch Krane, Manipulatoren oder stationäre Wendeeinrichtungen
erfolgen.
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Die Langsbewegung erfolgt durch Schieben, Rechteckbewegungen
beweglicher
Stützen oder Rollen mit Antrieb.
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Schnelles Einsetzen und Austragen des Wärmgutes kann durch schnell
laufende, unabhängig angetriebene Gruppen beweglicher Stützen, Rollengruppen oder
einer Kombination beider Transportsysteme erfolgen.
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Dadurch, daß alle Transportvorgänge voll mechanisiert werden können,
eignet sich die Erfindung bestens für voll automatisierte und computergeeteuerte
Walzstraßen.
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Die Aus rührung kann als Durchlaufofen oder als Einsatzofen erfolgen
Im folgenden wird die Erfindung anhand in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele
erläutert: Es zeigt: Figur 1: Einen Querschnitt von einem Ofen, der mit einem Transportsystem
mit beweglichen Stützen, oberer Puhrungs schiene und Führungsrollen ausge rüstet
ist.
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Figur 2: Einen Querschnitt von einem Ofen mit Transportrollen und
Brennetoffbeheizung und oberer Wärmgut führung durch Sta«pa durch die Decke und
Stützen durch die Seitenwände.
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Figur 3: Einen Querschnitt von einem Ofen mit Transportrollen und
elektrischer Beheizung und oberer Wärmegutfuhrung durch Rollen durch die Decke.
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Figur 4: Einen Querschnitt durch einen Ofen mit Transportrollen und
vierreihiger Beschickung und oberer Wärmegutführung durch Rollen durch die Decke.
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Figur 5s Einen Grundrißschnitt durch einen Ofen mit Tranaportrollen
und oberer iärmgutführung durch seitliche Rollen durch die Seitenwände.
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Figur 6: Einen Querschnitt durch einen Ofen mit Transportrollen und
oberer Wärmgutführung durch seitliche Rollen durch die Seitenwände.
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Figur 7: Einen Längsschnitt durch einen kurzen Ofen mit einem Transportsystem
mit beweglichen Stützen und oberer Wärmegutführung durch Rollen durch die Decke0
In den Figuren 1 bis 7 bedeuten: 1: das Ofenfundament; 2: die Bodenträger oder Bodentragkonstruktion;
3: die seitliche Stahlkonstruktion; 4: die Deckenträger; 5: der feuerfeste Ofenboden;
6: die Seitenwände; 7: untere Schiene; 8: Erhohun-g im Mauerwerk zum Schutz der
unteren Schiene 7 und Stütze 19; 9: Führung für obere Schi2-ne; 10: in der Höhe
verstellbare obere Schiene; 11: feuerfeste Decke; 12: Deckenbrenner; 13. 3odenbrenner;
1 Elektrische Heizkörper; 15: Wärmgut; 16: obere Führungsrollen durch die Decke:11;
17: seitliche Stützen durch die Seitenwände 6; 18: hydraulische Hub- und Fahrvorrichtung;
19: bewegliche Stützen; 20: stationäre Bodenteile; 21: hydraulische Hub- und Fahrvorrichtung
für Schnellaustrag; 22: Tranportrolle; 23: Stützrolle; 24: Arbeitsdiagramm tür die
beweglichen stift zen 19; 25: Rollenantrieb; 26: Stangen für obere Wäraigut führung;
27: seitliche Rollen durch die Seitenwände für die obere Wärmgutführung; 28: seitliche
Führungsrollen und 29: Transportrollen außerhalb des Ofens.
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In Figur 1 ist in der linken Hälfte die obere Wärmgutführung mit einer
beweglichen Schiene 10, die untere Wärmgutführung mit der festen Schiene 7 und hier,
zur gleichen Zeit, stationärer Bodenteil 20, gezeigt. Die rechte Hälfte zeigt die
obere Wärmgutführung mit Rollen 16 und unten die beweglichen Transportetützen 19.
Die Behelzun$ erfolgt durch Deckenbrenner 12 und Bodenbrenner 13. Die ollen g9 müssen
in dem heißen Teil des Ofens gekühlt sein. Die beweglichen Stützen werden durch
den
Hub- und Fahrmechanismus 18 bewegt.
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Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch einen einreihig beschickten
Ofen mit Transportrollen 22, die in dem Seitenträger 3 gelagert sind. Die Transportrolle
22 wird von einer Rolle 23 im kalten Olenteil abgestützt. 25 stellt einen Rollenantrieb
dar. Die obere Wärmgutführung erfolgt durch gekühlte Stangen 26 durch die Decke
11 oder wahlweise durch seitliche Stützen 17 durch die Seitenwände 6. Der Abstand
der seitlichen Stützen 17 von der Mittelachse kann, je nach Wärmgutdicke, eingestellte
werden. Beide Möglichkeiten der Wärmgutführung sind der Einfachheit halber in Figur
2 eingezeichnet worden. Die Beheizung erfolgt durch Deckenbrenner 12 und Bodenbrenner
13.
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Pigur 3 zeigt ebentalls einen Querschnitt durch einen einreihig beschickten
Ofen Die obere Wärmgutführung erfolgt ebenfalls durch-Hollen 16. In den Seitenwänden
ist eine elektrische Beheizung, hier z. B. hängende Heizstäbe, gezeigt.
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Die Transportrolle 22 und die Stützrolle 23 sind zu einer Einheit
zusammengefaßt. Bei dieser Bauart ergeben sich für die Welle der Transportrolle
22 die geringsten Lagerabstände.
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Ein Querschnitt durch einen vierreihig beschickten Ofen ist in Figur
4 zu sehen. Die obere Wärmgutführung erfolgt durch Rollen 16. 4 Transportrollen
22 sind auf einer Welle angeordnet, die in den Seitenstützen 3 gelagert sind. Mine
Unterstützung und der Antrieb der Welle erfolgt durch eine Stützrolle 23 mit Antrieb
25.
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Die Beheizung erfolgt durch Deckenbrenner 12 und Bodenbrenner 13.
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In Figur 5 ist die Anordnung von seitlichen Rollen 27 für die obere
Wärmgutführung in einem Grundrißschnitt gezeigt.
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Figur 6 zeigt einen Querschnitt A - B durch einen Ofen mit oberer
Wärmgutführung durch seitliche Rollen 27. Die seitlichen
Rollen
(27) können entsprechend der Wärmgutdicke horizontal verstellt werden. Der Antrieb
der Transportrolle 22 erfolgt durch einen seitlich angeordneten Antrieb 25.
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Figur 7 zeigt einen Ofen mit beweglichen Stützen 19 im Längsschnitt.
Die beweglichen Stützen 19 durchlaufen in festgelegten, der Wärmzeit entsprechenden
Zeitabständen, das Arbeitsdiagramm 24 von a nach b, c, d und zurück nach a.
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Hierbei wird das Wärmgut 15 über den statioaaren Bodenteil 20 angehoben,
um die Entfernung b bis o in Richtung Austrag bewegt und beim Absenken der Stützen
19 von e nach d auf dem stationären Bodenteil wieder abgesetzt. Die Stütze 19 läuft
von d nach a zurück und verharrt dort bis zum nächsten Umlauf, Der Antrieb der Stützen
19 erfolgt durch einen hydraulischen Hub- und Fahrmechanismus 18 bzw. 21. Das Wärmgut
15 wird zum Eintritt des Ofens gerollt, hier aufgerichtet und zwischen den Rollen
28 geführt Nit dem Rollgang 29 wird es auf Eintrittsposition gefahren und hier von
den Stützen 19 aufgenommen und durch den Ofen transportiert. An der Ofenaustrittsseite
ist ein von 18 unabhängig arbeitendes Antriebssystem 21 vorgesehen, durch das das
walzwarme Wärmgut 15 kurzfristig ausgetragen werden kann.