DE2201088B2 - Verfahren zum Abdichten und Kühlen des Schlitzes zwischen den beweglichen und unbeweglichen Teilen eines Hubbalkenofens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abdichten und Kühlen des Schlitzes zwischen den beweglichen und unbeweglichen Teilen eines Hubbalkenofens durch Einblasen von Lu/t in den Schlitz.

Hubbalkenofen sind dazu bestimmt, das Werkstück, z. B. einen Knüppel, eine Bramme, einen Block oder ein Blech, durch einen Ofen zu bewegen, während dasselbe erhitzt wird and allen Teilen desselben eine gleichmäßige Temperatur zu verleihen, wie es bei wassergekühlten Gleitschienei:stoßöi*;n ungewöhnlich ist. Solche Öfen werden beispielsweise in den USA.-Patentschriften 1 272 918, 1 973 934 unJ 3 398 939 beschrieben.

Bekannt ist eine Ausführungsform eines Hubbalkenofens, bei dem der Feuerraum in der Längsrichtung in abwechselnde Abschnitte von ortsfesten und bewegten Elementen unterteilt ist, z. B. eine Anzahl von zwischen ortsfesten Teilen angeordneten bewegten Balken, welche dazu bestimmt sind, sich wäh- 4« rend eines vollständigen Zyklus nach oben, nach vorn, nach unten und nach hinten zu bewegen. Die ersten beiden Bewegungen bewegen das Werkstück fortschreitend durch den Ofen, während die letzten beiden Bewegungen dazu bestimmt sind, den Balken für die nächste Bewegung des Werkstücks wieder in Stellung zu bringen. Die Balken können von dem ortsfesten Teil des Feuerraumes durch einen langgestreckten Schlitz getrennt sein, oder es können elliptische öffnungen vorgesehen sein, durch welche bewegliche Stützen das Werkstück anheben und senken. Der Balken muß in seiner Bewegung unbeschränkt sein, während derselbe gegen eine Ofenkammer in solcher Weise abgedichtet ist, daß die Qualität der Oberfläche, die Temperatur und die Gleichmäßigkeit der Temperatür des Werkstücks durch die Dichtungseinrichtung nicht beeinflußt werden. Außerdem muß die Abdichtung zuverlässig, wirtschaftlich und leicht aufrechtzuerhalten sein.

Es sind verschiedene Arten von Dichtungsanordnungen vorgeschlagen worden, welche mechanische und Flüssigkei sdichtungen umfassen. Die am meisten übliche Dichtung ist die Wasserdichtung, welche im allgemeinen aus einer Wassertasche unterhalb des Schlitzes besteht, die sich in der Längsrichtung des f>5 Ofens erstreckt und in die eine langgestreckte Lamelle eingetaucht ist, die mit dem beweglichen Balken verbunden ist. Die Wasserdichtung ist äußerst wirksam.

indem sie das Austreten heißer Ofengase oder von Ofqnatmp..sph.äre dUfgh den Schuf? verhindert. Das Wasser in der Tgs^hi kühlt die Stützteile der Tasche und die Dichtungsstejle, aber das Ausmaß der Kühlung ist durch die Fähigkeit der Teile, Wärme zu leiten, sowie durch die Länge der in Betracht kommenden Leitungswege begrenzt.

Ungeachtet der Tatsache, daß Wasser für i'.ie Abdichtung des Schlitzes und in begrenztem Maße für die Kühlung der Stützteile wirksam ist, ergibt seine Verwendung eine Anzahl sehr ernster Probleme.

ξρ ist seit langer Zeit bekannt, daß Luft als eine Abdichtung sowie zur Ausführung anderer zugehöriger Funktionen in industriellen Öfen wirksam ist (s. beispielsweisedieUSA.-Patentschriften713 288,1 911 394, 2 269 645, 2 819 889, 3 270 655 und 3 397 874).

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die technische Aufgabe zugrunde, die hei Hubbalkenofen übliche Verfahrensweise zur Abdichtung und Kühlung des Schlitzes zwischen den beweglichen und feststehenden Teilen des Ofens mittels einer wartungsintensiven und komplizierten Wassertassenvorrichtung durch ein einfaches und billiges Verfahren zum Abdichten und Kühlen zu ersetzen. Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß eine Vielzahl von Luftstrahlen seitlich in den Schlitz eingeblasen werden und die Luftstrahlen innerhalb des Schlitzes eine Stauebene bilden, deren Staudruck mit dem Ofendruck im Gleichgewicht ist.

Vorzugsweise wird eine Vielzahl von dicht beieinanderliegenden Luftstrahlen aus einer Druckluftkammer eingeführt, die parallel zum Schlitz strömen und auf die feuerfesten Stützteile auftreffen. Durch das normale Auftreffen auf die Balkenteile werden die einzelnen Luftstrahlen derart aufgespalten, daß die Luft im Schlitz sowohl nach oben als auch nach unten strömt, d. h. in den Ofen und vom den weg. Die Geschwindigkeit der aus den öffnungen austretenden Luft wird derart geregelt, daß nach der Teilung des Luftstrahls die kinetische Energie der gegen den Ofen fließenden Strömung etwas größer als erforderlich ist. um sich zu stauen und eine Stauebene mit den Gasen zu bilden, die aus dem Ofen zu strömen versuchen. Eine Wirbelbildung ist an der Stauebene vorhanden, welche eine geringe Mischung des Ofengases mit der Luft aus der Dichtung bewirkt. Die Dichtungsluft, die von der Stauebene zurückprallt, strömt nach unten und mischt sich mit dem anderen Teil des geteilten Luftstrahls. Die Ofengase prallen ebenfalls von der Stauebene zurück und treten wieder in den Ofen ein, wobei sie nur einen geringen Teil der Dichtungsluft mitnehmen. Da die Ofengase gewöhnlich eine höhere Temperatur als das erhitzte Werkstück aufweisen und da wenig Verdünnung und Senkung der Gastemperatur infolge der Mischung mit der Dichtungsluft erfolgt, sind die zurückprallenden Gase noch immer heißer als das erhitzte Werkstück, und die bewirkte Wirbelbildung trachtet, eine Gleichmäßigkeit der Temperatur des Werkstücks im Bereich der zurückprallenden Gase zu erzeugen. Obwohl sie nicht erforderlich ist, wird eine geringe Strömung von Dichtungsluft in den Ofen bevorzugt, um eine Abführung der Verbrennungsprodukte und der Ofengase in den Bereich unterhalb des Ofens zu verhindern, die unter bestimmten Umständen eine unannehmbare Arbeitsbedingung für die den Ofen bedienenden Arbeiter herbeiführen könnte. Dadurch wird auch gewährleistet, daß keine Überhitzung der Stützteile des

Ofens und der Einrichtung erfolgt, welche zur Be- Ein Druckluftverteiler 21 mit einer Stirnplatte 22 tätigung des beweglichen Balkens verwendet wird. ist längs des Schlitzes angeordnet. Der Verteiler wird Unter diesen normalen Arbeitsbedingungen bewirkt auch als Teil der Ofenkonstruktion verwendet. Der die Luftdichtung, daß die aus dem Schlitz zurück- Verteiler 21 ist mit einem Gebläse 23 durch Luftprallende Luft einige Verbrennungsprodukte enthält 5 leitungen 24 und 25 verbunden. Die Stirnplatte 22 ist wegen der geringen Mischung der Ofengase und der in der Längsrichtung mit einer Vielzahl von öffnungen Dichtungsluft an der Stauebene. 26 versehen.

Zusätzlich zur Eliminierung der Notwendigkeit Es wurde gefunden, daß die Luftmenge, die zur wirkeiner Wassertasse und. von wassergekühlten Teilen hat samen Abdichtung des Schlitzes erforderlich ist, eine die Erfindung noch einen weiteren Vorteil gegenüber io Funktion des erforderlichen Ofendrucks ist. Wenn der den bekannten Arten von Dichtungen. Sehr häufig Druck innerhalb des Ofens nicht gut geregelt ist, wird wird der Schlitz zwischen den beweglichen und orts- die Leistung der Luftabdichtung beeinflußt,
festen Teilen mit zerbrochenen feuerfesten Stoffen, mit Um den Schlitz wirksam abzudichten, ist es not-Walzenzunder oder anderen Abfällen gefüllt, die wendig, innerhalb des Schlitzes einen ausgeglichenen innerhalb des Ofens vorhanden sein können und die 15 Zustand zwischen dem Luftabdichtungsdruck und dem Betätigung des Balkens behindern. Damit ein solches Ofendruck zu erzielen. Ein optimal ausgeglichener Hindernis beseitigt werden kann, bei Verwendung Zustand ist erreicht, wenn aus der Abv''^htung keine einer Wasserdichtung oder einer mechanischen Ab- Luftströmung in den Ofen oder kein Austritt von Ofendichtung, ist es notwendig, den Ofen stillzusetzen und gas aus dem Ofen erfolgt. Die Herstellung des Gleichdie Abdichtung auseinanderzunehmen Gemäß der 20 gewichtszustandes, nämlich entweder einer geringen Erfindung kann die Abdichtung durch äußere mecha- Luftströmung in den Ofen oder einer geringen Gasnische Mittel frei gemacht werden, ohne den Ofen strömung aus dem Ofen, wird bestimm:, indem der stillzusetzen oder die Wirkung der Abdichtung in Sauerstoffgehalt in dem Schlitz zwischen den Luftirgendeinem Teil des Ofens aufzuheben. strahlen und dem Ofen gemessen wird. Ein sicherer

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens 25 Betriebszustand herrscht, wenn eine geringe Luftwerden damit die vielen Probleme überwunden, die strömung in den Ofen hinein vorhanden ist und der mit Wasser und mechanischen Dichtungen verbunden Sauerstoffgehalt 18 bis 21% beträgt,
sind, ohne auf die Qualität der Oberfläche des Werk- Die Anwendung der Erfindung kann durch das Stücks, auf die Temperatur und auf die Gleichmäßigkeit folgende Beispiel eines einfachen Hubbalkenofens mit der Temperatur innerhalb des Ofens zu verzichten. 30 der in F i g. 1 gezeigten Ausbildung veranscnaulicht

In einer zweckmäßigen Weiterbildung sieht die werden, der gemäß der Erfindung betrieben wurde.

Erfindung noch vor, daß die Luftstrahlen mit einem Um an dem Schlitz einen Druck von 0,75 mm Wasser-

solchen Druck eingeblasen werden, daß aus der Stau- säule zu erzeugen, ist es notwendig, pro 0,3 m der

ebene Luft in geringen Mengen in den Ofen einströmt. Dichtung 42,48 m³ Luft pro Stunde zuzuführen. Da

Eine weitere Abwandlung sieht schließlich noch vor, 35 zwei Schlitze vorhanden sind, von denen jeder 2,7 m

daß die Luft innerhalb der Stauebene einen Sauerstoff- lang ist, beträgt die gesamte erforderliche Luftmenge:

gehalt von 18 bis 21 % aufweist. 42 48 m³ 2 7m

Eine Erläuterung der Erfindung ergibt sich aus der — · —'—.- · 2 Schlitze = 764,64 m³/h .

nachstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf ''' 0.3 m Schlitz

die Zeichnungen, in welchen zeigt 40 Diese Luft muß der Druckluftkammer unter einem

F i g. 1 im teilweisen Längsschnitt eine Seiten- statischen Druck von 57,5 mm Wassersäule zugeführt

ansicht eines typischen Hubbalkenofens mit Ein- werden. Da jede Druckluftkammer die Hälfte der

richtungen zur Anwendung des Verfahrens gemäß der Gesamtmenge oder 382,32 m³/h bei einer Geschwindig-

Erfindung und keit von 1,8 m/s aufnimmt, soll die Zuführungsver-

F i g. 2 einen Querschnitt des Ofens nach der 45 bindung größer als 92 mm sein, z. B. ein Rohr mit

Linie II-II der Fig. 1. einem Durchmesser von 100mm. Die Hauptgröße

Der in den Zeichnungen dargestellte Hubbalken- für eine Geschwindigkeit von 1,8 m/s soll 130 mm be-

ofen 10 weist einen Feuerraum 11 auf, der aus feuer- tragen, z. B. ein Rohr mit einem Durchmesser von

festem Material hergestellt ist. Der Ofen 10 enthält 150 mm.

ferner einen Hubbalken 15 aus feuerfestem Material, so Bei .-iner Geschwindigkeit von 1,8 m/s beträgt der Der Balken ist in eine Stellung oberhalb des Niveaus Druck der Luft ungefähr 14,25 mm Wassersäule, des Feuerraums beweglich, um ein Werkstück anzu- Wenn der Druckverlust im System auf dem dreifachen heben, das den Balken überdeckt. Der Balken und der Geschwindigkeitsdruck oder aut 42,75 mm Wasser-Feuerraum sind durch einen Schlitz 16 getrennt, der säule gehalten wird, beträgt der an dem Ventilator sich im wesentlichen in der Längsrichtung des Ofens 55 erforderliche statische Druck 42 75 + 57,5 mm oder erstreckt. In der Längsrichtung des Ofens und an- 100 mm Wassersäule. Wenn die Austrittsgeschwindiggrenzend an den Schlitz sind Stützen 17 zur Abstüt- keit am Ventilator gleich 1,8 m/s ist, beträgt der am zung des feuerfesten Materials vorgesehen. Der BaI- Ventilator erforderliche Gesamtdruck 114,25 mm oder ken 15 umfaßt eine Stützeinheit 20 mit Einrichtungen, 150 mm Wassersäule. Da 0,000157 PS erforderlich die den Balken in zyklischer Weise nach vorn, nach 60 sind, um 0,02832 m³/h gegen einen Gesamtdruck von oben, nach hinten und nach unten bewegen, um ein 25 mm Wassersäule zu bewegen, betragen die erWerkstück fortschreitend zu bewegen. forderlichen PS der Luft:

_,, _fA ,„ Ii 125 mm · 39,25 mm · 1.0-' PS _n ,„ _DO

764,64 11T¹Zh- · = 0,352 PS .

60 min m³/min/25 mm

Wenn das Gebläse eine Leistung von 50°/o aufweist, würden die erforderlichen PS gleich 0,704 oder ungefähr ein Motor von 0,75 PS sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungpn

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Abdichten und Kühlen des Schlitzes zwischen den beweglichen und unbeweglichen Teilen eines Hubbalkenofens durch Einblasen von Luft in den Schlitz, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Luftstrahlen seitlich in den Schlitz eingeblasen werden und die Luftstrahlen innerhalb des Schlitzes eine Stauebene bilden, deren Staudruck mit dem Ofendruck im Gleichgewicht ist.

2. Verfahren p~a.ch Anspruch 1, dadurch pkennzeichnet, daß die Luftstrahlen mit einem solehsn Druck eingeblasen werden, daß aus der Stauebene Luft in geringen Mengen in den Ofen ein- strömt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft innerhalb der Stauebene einen Sauerstoffgehalt von 18 bis 21% ^au^ weist. so