DE2261197A1

DE2261197A1 - Ofen zum wiedererwaermen von metallischen werkstuecken mit einrichtungen zum messen der werkstuecktemperatur

Info

Publication number: DE2261197A1
Application number: DE2261197A
Authority: DE
Inventors: William Robert Laws; Herbert Raymond Mcchesney; Frank Michael Salter
Original assignee: British Iron and Steel Research Association BISRA
Current assignee: British Iron and Steel Research Association BISRA
Priority date: 1971-12-22
Filing date: 1972-12-14
Publication date: 1973-07-05
Also published as: GB1409251A; JPS4871307A; IT976143B; AU5007272A; NL7217511A; CA957527A; US3806309A; AU463250B2; FR2164782A1; FR2164782B1; BE793161A

Description

Ρα te π ta η wait

Karl A. B r ο s e

Dipl.--!ng

D-8023 München - Pullach
Wienerslr. 2, T. McIm. 79305 70,79317 82

DBR/No - 7275 München-Pullach, 14« Dez« 1972

THE BRITISH IRON AND STEEL RESEARCH ASSOCIATION, 24, Buckingham Gate, London SW 1, England

Ofen zum Wiedererwärmen von metallischen Werkstücken mit Einrichtungen zum Messen der Werkstücktemperatur

Die Erfindung betrifft einen Qfen zum Wiedererwärmen von metallischen Werkstücken mit Einrichtungen zum Messen der Werkstücktemperatur.

Die Steuerung von Öfen zum Wiedererwärmen von Rohlingen, beispielsweise Metallblöcke oder Walzblöcke ₅ bedingt die Kenntnis der Werkstücktemperatur. Versuche auf diesem Gebiet haben zu sehr vielen Problemen geführt, von denen einige mit den sehr hohen Temperaturen der Gase in dem Ofen, d.h. mehr als 1300 C, verbunden sind. Es sind Vorschläge bekannt geworden, Strahlungspyrometer zum Messen der Werkstücktemperatur zu verwenden, die jedoch nicht erfolgreich waren, da unter anderem die Strahlung von den Flammen und den Ofenwandungen von der Oberfläche des Blockes oder Werkstückes reflektiert werden und die Blöcke im Vergleich zu den Ofenwandungen beim Beginn des^; Eruärmens kalt sind.

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Durch die vorliegende Erfindung wird ein Ofen zum Wieder-? erwärmen von Metallblöcken mit Einrichtungen zum Abstützen der Metallblöcke während ihrer Bewegung durch den Ofen geschaffen, in welchem eine Anzahl von Wärmequellen angeordnet ist und mindestens eine Temperaturmeßeinrichtung eine nach oben weisende Strahlung-empfangende Fläche aufweist, die in einer Ebene unterhalb der Ebene der Oberseite der Abstützungen der Werkstücke angeordnet ist, wobei die Meßeinrichtung derart ausgebildet und angeordnet ist, daß im Betrieb die die Strahlung empfangende Oberfläche dicht an der Unterseite des dem Wiedererwärmen unterzogenen Blockes auf diese zuweisend angeordnet ist, und wobei die Strahlung-empfangende Fläche im wesentlichen von der Umgebungsstrahlung im Inneren des Ofens abgeschirmt ist, so daß die von der Oberfläche empfangene Strahlung im wesentlichen ausschließlich von der unten liegenden Fläche des Blockes stammt.

Die nach der Erfindung vorgesehene Meßvorrichtung kann in einer kleinen Entfernung im Abstand von dem Werkstück angeordnet sein, so daß die Hintergrundsstrahlung ausgeschlossen wird. Der Abstand kann beispielsweise zwischen 1 und 3 cm betragen. Dadurch daß die Meßeinrichtung derart angeordnet ist, daß sie der Unterseite des Werkstückes gegenüberliegt, beeinflussen Änderungen der Werkstücksgröße nicht den Abstand des Werkstückes von der Meßeinrichtung, was bei vielen bisher bekannten Einrichtungen eines der Probleme war. Da die die Strahlung empfangende Oberfläche dicht an den Werkstücken angeordnet ist, wird irgendwelcher Zunder oder Asche, die auf diese Oberfläche fällt, entfernt , wenn die Werkstücke weiter längs der Oberfläche geschoben werden.

Der Ofen kann jede Art von Ofentyp sein. Es handelt sich jedoch bevorzugt um einen Stoßofen, in dem die Stützeinrichtungen aus Gleitschienen bestehen, die sich über die Ofenlänge erstrecken und die auf Querträgern gelagert sind. Die Temperaturmeßeinrichtung kann auf einer eigenen Lagerung oder Stützsystem

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BAD ORIGINAL

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unabhängig von der Lagerung der Gleitschienen montiert sein oder kann auf einem Querträger, der gleichzeitig die Gleitschienen trägt, montiert sein. Die Einrichtung kann starr montiert sein, jedoch ist es gleichfalls möglich, die die Strahlung aufnehmende Oberfläche beweglich auszubilden, so daß sie durch verbogene oder durchhängende Blöcke auslenkbar ist. Beispielsweise kann die Einrichtung angelenkt und unter Federvorspannung gehalten sein. Vorzugsweise ist eine Anzahl von Temperaturmeßeinrichtungen in Abständen über die Länge des Ofens verteilt. Der Ofen kann von einer derartigen Bauweise sein, bei der sämtliche Brenner im gleichen Sinne gerichtet sind, oder von einer Bauweise, bei der die Brenner in der Vorheizzone den Brennern in der Hauptwärmzone entgegengerichtet sind.

Die Temperaturmeßeinrichtung besteht vorzugsweise aus einem Gehäuse , einer die die Strahlung empfangenden Oberfläche bildenden Platte, welche thermisch von dem Gehäuse isoliert ist, und einem an die Platte angeschlossenen Thermoelement, wobei die Leitungsdrähte für das Thermoelement durch das Gehäuse hindurchlaufen. Vorzugsweise ist das Gehäuse durch Isolationsmaterial umgeben, welches eine im wesentlichen flache Oberfläche allgemein in der gleichen Ebene mit der die Strahlung empfangenden Oberfläche bildet. Die Leitungsdrähte können durch den Ofen in dichter Nachbarschaft an dem Querträger verlaufen, der dann zweckdienlich gekühlt sein kann. Einer der Vorteile der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß keine getrennten und besonderen öffnungen in den Ofenwandungen vorgesehen sein müssen, durch welche die Vorrichtung durchgreift.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer in den Zeichnungen beispielhaft veranschaulichten Ausführungsform näher erläutert. Es zeigt:

Figur 1 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines Wiedererwärmungsofens für Blöcke, der erfindungsgemäß mit Temperaturmeßeinrichtungen ausgestattet ist. Figur 2 einen Schnitt längs der Linie II-II von Figur 1 und

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Figur 3 einen Schnitt durch die in den Figuren 1 und 2
veranschaulichten Temperaturmeßeinrichtungen.

Der Stoßofen 2 zum Wiedererwärmen von Blöcken weist zwei
Heizzonen 4 und 6 auf, zwischen denen eine Abgasleitung 8 angeordnet ist. Die Zone 4 ist länger als die Zone 6, und jede Zone ist durch Brenner 10 in den Endwandungen der Zonen beheizt, so
daß die Flammen der Brenner 10 in der Zone 4 den Flammen der
Brenner 10 in der Zone 6 entgegengerichtet sind. Wassergekühlte Gleitschienen erstrecken sich über die Länge des Ofens 2, um die zu erwärmenden Blöcke 14 abzustützen. Die Brenner 10 sind oberhalb und unterhalb der Gleitschienen 12 angeordnet, so daß die
Blöcke sowohl von unten als auch von oben erwärmt werden. Die
Gleitschienen 12 sind auf Querträgern 16 gelagert, welche aus
wassergekühlten Rohren bestehen, die wiederum auf aufrecht
stehenden wassergekühlten Trägern 18 gelagert sind.

Zu erwärmende Blöcke 14 werden durch einen Eingang 20 in den Ofen eingeführt und durch den Ofen 2 durch aufeinanderfolgend
eingeführte Blöcke hindurchgeschoben, bis die Blöcke durch eine Auslaßrutsche 22 ausgestoßen werden.

Die Gleitschienen 12 bestehen aus einem wassergekühlten
Rohr 24, auf welchem eine Schiene 27 gelagert ist, auf der die
Blöcke 14 aufliegen.

Eine Anzahl von Temperaturmeßeinrichtungen 26 ist in Abständen über die Länge des Ofens 2 auf den Querträgern 16 montiert. Jede Einrichtung 26 besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 28, welches mit dem Querträger 16 über eine Hülse 30 verbunden ist, an die das Gehäuse angeschweißt ist, nachdem die gewünschte Höhe der Einrichtung festgelegt wurde. Das Gehäuse 2 8 ist durch eine thermische Isolierung 32 umhüllt. Am Oberende des Gehäuses 28
ist eine Platte 34 vorgesehen, welche eine im wesentlichen
flache, die Strahlung aufnehmende Oberfläche 36 bildet, die von dem Gehäuse 2 8 mittels thermisch isolierendem Material 38

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thermisch isoliert ist. Ein Thermoelement 40 reicht in die Platte 34. Die Platte 34 ist in ihrer Lage durch einen zylindrischen Bauteil 48 gehalten. Ein Leitungsdraht 50 für das Thermoelement verläuft durch einen Stopfen 46 in dem Bauteil 4 8 am Unterende des Gehäuses 2 8 und verläuft längs des Querträgers 16. Der Leitungsdraht 50 ist an dem Querträger 16 festgebunden und mit einer Wärmeisolation 52 bedeckt. Das Innere des Bauteiles 48 ist mit Isolationsmaterial gefüllt.

Die oben liegende Oberfläche 36 der Platte 34 ist in einem Abstand zwischen 1 bis 3 cm unterhalb der Ebene der Oberseite der Schienen 2>7, welche die Blöcke 14 tragen, angeordnet und liegt folglich um die gleiche Entfernung unterhalb des Bodens oder der Unterseite der Blöcke 14. Die oben liegende Fläche 42 aus Isolationsmaterial 32 liegt in einer Ebene mit der Oberfläche 36 und bietet eine ausreiche-nde Sperre, so daß praktisch keine Strahlung die Oberfläche 36 mit Ausnahme der Strahlung von den Blöcken 14 erreicht. Das Thermoelement 40. zeigt folglich eine Temperaturablesung, welche ausgesprochen auf die Temperatur der Blöcke 14 bezogen ist.

Die Wärmeisolierung 32 weist eine im wesentlichen flache Oberfläche 42 auf, die allgemein in der Ebene der Oberfläche 36 liegt. Die Isolation 32 dient dazu, es zu verhindern, daß Streustrahlungen vom Ofen die Oberfläche 36 erreichen, und um dies zu gewährleisten, darf sie nicht zu klein ausgebildet sein. Wenn jedoch die Größe der Isolierung 32 vergrößert wird, um eine zusätzliche Abschirmung für die Meßeinrichtung 26 zu bilden, werden die Blöcke 14 hierdurch gegenüber der Ofenwärme abgeschirmt. Dies ist ganz allgemein nachteilhaft, und folglich muß die Größe der gewählten Isolierung ein Kompromiß zwischen diesen beiden Tatsachen sein.

Sämtliche der in der Beschreibung erwähnten und in den Zeichnungen erkennbaren technischen Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.

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Claims

Patentansprüche

1. Ofen, insbeson dere .Stoßofen zum Wiedererwärmen von metallischen Werkstücken mit Einrichtungen zum Messen der Werkstücktemperatur mit in einer Ebene liegenden Schienen zum Abstützen der Metallwerkstücke während deren Bewegung durch den Ofen, mit WcM rmeque Ilen, die in dem Ofen angeordnet sind, und einer Temperaturmeßeinrichtung in 'dem Ofen, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturmeßeinrichtung (26) eine aufwärts gerichtete Strahlung empfangende Oberfläche (36) aufweist, die in einer Ebene unterhalb der Ebene der Oberseite der Schienen (27) angeordnet ist und daß die Temperaturmeßeinrichtung derart aufgebaut und angeordnet ist, daß im Betrieb die die Strahlung empfangende Oberfläche nahe an der unten' liegenden Oberfläche eines Werkstückes (I¹+), welches erwärmt wird, liegt und auf diese zuweist und wobei die Oberfläche (36) gegenüber der Umgebungsstrahlung innerhalb des Ofens im wesentlichen abgeschirmt ist, so daß die Strahlung von der Oberfläche im wesentlichen ausschließlich von der unten liegenden Oberfleiche des Werkstückes empfangen wird.

2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die

Temperaturmeßeinrichtung ein Gehäusei28)mit einem offenen Oberende und eine Platte (3k) aufweist, welche die die Strahlung empfangende Oberfläche (36) bildet und an dem offenen Oberende des Gehäuses angeordnet und gegenüber dem Gehäuse durch eine Wärmeisolierung (38) isoliert ist.

3. Ofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Strahlung empfangende Oberfläche(36)durch eine Wärmeisolation (32) gegenüber der Umgebungsstrahlung abgeschirmt ist, welche die äußere Seitenwandungsoberfläche des Gehäuses (28) umgibt.

4. Ofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeisolierung (32) in gleicher Ebene mit der die Strahlung empfangenden Oberfläche (36) der Platte (3U) angeordnet ist.

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5. Ofen nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 und Λ, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (29) eine hohlzylindrische Form aufweist und mit wärmeisolierendem Material gefüllt ist.

6. Ofen nach einem oder· mehreren der vorstehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Wärmequellen (10) oberhalb und unterhalt} der SchienenC27)angeordnet ist.

7. Ofen nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet₉ daß die die Strahlung empfangende Oberfläche (36) in einer Ebene angeordnet ist, die zwischen 1 und 3 cm unterhalb der Ebene der Oberseite der Schienen (27) liegt.

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