DE2355429A1

DE2355429A1 - Waermofen fuer brammen und knueppel

Info

Publication number: DE2355429A1
Application number: DE19732355429
Authority: DE
Inventors: William Robert Laws
Original assignee: British Steel Corp
Current assignee: British Steel Corp
Priority date: 1972-11-10
Filing date: 1973-11-06
Publication date: 1974-05-16
Also published as: JPS49125210A; GB1441390A; US3851091A

Description

BRITISH STEEL CORPORATION, eine Gesellschaft nach den Bestimmungen des "Iron & Steel Act 1967", 33? Grosvenor Place, London, S.¥.1._t Großbritannien

Wärmofen für Brammen und Knüppel

Die Erfindung betrifft einen Wärmofen_s um Metallteile_s insbesondere Stahlbrammen oder Knüppel₉ aufzuheizen«,

Insbesondere betrifft die Erfindung einen oberflurig und unterflurig geheizten Stoß- oder Durchlaufofen, bei dem die Länge des Ziehherdes im Verhältnis zur Gesamtlänge des Ofens sehr kürz ist. Ein derartiger Wärmofen mit einem solchen kurzen Ziehherd ist in der deutschen Patentanmeldung P 20 03 978.5 beschrieben, und obwohl diese Patentanmeldung primär einen Ofen mit sich gegenüberliegenden Zonen betrifftj, ■ ist der Gegenstand der vorliegenden Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränktp sondern ist auf alle Wärmöfen anwendbar, bei denen ein relativ kurzer" Ziehherd, wie dies zuvor erläutert wurde, vorhanden ist.

Es ist möglich, einen kurzen Ziehherd in einem Wärmofen für Metallbrammen zu verwenden, wenn der Ofen einen ausreichenden Wirkungsgrad hat₉ um. eine im wesentlichen homogene Wärmeverteilung in den Metallbrammen oder Knüppeln zu dem Zeitpunkt vorzusehen,

bei dem die Brammen oder Knüppel die Oberflur- und Unterflurheizzonen des Ofens verlassen. Bei idealen Ofenkonstruktionsbedingungen ist es in der Tatmöglich, auf einen Ziehherd vollständig zu verzichten, da bei einem idealen Ofen die Brammen oder Knüppel "beim Austritt aus der Hauptwärmzone immer eine homogene Wärmeverteilung erhalten werden.

Eine der Einrichtungen zum Erzielen einer im wesentlichen homogenen Wärmeverteilung in den Brammen oder Knüppeln besteht in der Anwendung eines Gleitsystems, welches so ausgelegt ist, daß das Auftreten von "Gleitspuren" auf der unteren Fläche der Bramme oder des Knüppels minimal bleibt. Ein derartiges Gleitsystem für einen Stoß- oder Durchlaufofen ist beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung P 20 05 799.-2 beschrieben. Ein Teil dieses GIeitsystems, welches in der zuvor erwähnten deutschen Patentanmeldung beschrieben und veranschaulicht ist, verwendet eine erhebliche Isolation der Gleitrohre, wobei dann, wenn diese Isolation schlechter wird oder sich von der Gleitschiene während des Betriebes ablöst, sich Schleifspuren auf der unteren Fläche der Bramme oder des Knüppels ausbilden können, die auf den Gleitschienen abgestützt werden» Infolge dieser Schleifspuren an den Unterseiten kann eine durchgehend gleichmäßige Wärmeverteilung in den Knüppeln oder Brammen nicht erreicht werden, wenn kein Ziehherd vorhanden oder dieser relativ kurz ist.

Es ist Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Wärmofen zum Erhitzen von Metallteilen zu schaffen, bei dem die Bildung von Schleifspuren an den Werkstücken stark herabgesetzt wird, bevor die Werkstücke den Ofen verlassen.

Nach einem Vorschlag der Erfindung ist ein Wärmofen für Metallteile, der eine Vielzahl von Gleitvorrichtungen oder Gleitschienen enthält, die sich in Längsrichtung des Ofens erstrecken, um die Metallteile abzustützen;, ιίθώπ. diese durch den Ofen wan-

dern, mit Wärmequellen, die im Ofen selbst gelegen sind, ausgestattet, und enthält weiter elektrische Induktionsheizeinrichtungen, die den Gleitschienen zugeordnet sind, um der Unterfläche der Werkstücke Wärme zuzuführen, und zwar zusätzlich zu der Wärme, die durch die genannten Wärmequellen zugeführ-t wird.

Die Induktionsheizeinrichtungen sind zweckmäßig im Ofen stromabwärts zu den Gleitschienen in einem Ziehher-d und hier versenkt angeordnet und erstrecken sich in Längsrichtung zu diesem, und zwar im wesentlichen mit den Gleitschienen ausgerichtet.

Die Induktionsheizeinrichtung erstreckt sich zweckmäßig in Längsrichtung von einem Ende zum anderen Ende des Ziehherdes_s und der Herd kann mit feuerfestem Material ausgekleidet sein, wobei eine durchgehende Auflagefläche im Herd für die Werkstücke vorgesehen ist, wenn diese sich von den Gleitschienen durch den Herd bewegen. Die Induktionsheizeinrichtung kann aus einer Vielzahl von Kernen bestehen, die elektrische Induktionswicklungen tragen, wobei sich jeder Kern entlang des Ziehherdes, im wesentlichen mit jeweils einer Gleitschiene ausgerichtet, erstreckte

Weiterhin ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Erhitzen von Metallteilen, während diese durch einen Wärmofen auf einer Vielzahl von Gleitschienen, die sich in Längsrichtung des Ofens erstrecken, hindurchgefördert werden. Gemäß diesem Verfahren wird den Werkstücken von einer Vielzahl von Wärmequellen, die in dem Ofen angeordnet sind, Wärme zugeführt und es wird darüber hinaus Wärme auch den unteren Flächen der Werkstücke zugeführt, zusätzlich zu der Wärme, die von den Wärmequellen zugeführt wird, was mit Hilfe elektrischer Induktionsheizkörper geschieht, die den Gleitschienen zugeordnet sind.

Die.zusätzliche Hitze, die den unteren Flächen der Werkstücke zugeführt wird, kann stromabwärts von den Gleitschienen in

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einem Ziehherd oder sonstigen Heizzone zugeführt werden, die sich in Längsrichtung zur Hauptheizzone erstrecken, und zwar im wesentlichen mit den jeweiligen Gleitschienen ausgerichtet.

Ein nach den Merkmalen der vorliegenden Erfindung aufgebauter Ofen besteht dann aus einem Wärmofen für Stahlbrammen oder Knüppel.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung. Es zeigt:

Figur 1 eine Längsschnittdarstellung eines Wärmofens mit den Merkmalen nach der Erfindung;

Figur 2 eine perspektivische teilweise Schnittdarstellung eines Details des Ziehherdes und der Gleitschienen in vergrößertem Maßstab; und

Figur 3 eine detaillierte Querschnittsdarstellung eines Teiles des Ziehherdes, wobei ein Induktionsheizkörper in seiner Lage veranschaulicht ist.

Der in den Zeichnungen gezeigte Wärmofen ist für die Erhitzung von Stahlbrammen oder Knüppeln ¹¹S" ausgelegt und besteht aus einem oberflur- und unterflurbeheizten 5-Zonen-Stoß- oder Durchlaufofen mit sich gegenüberliegenden Zonen. Der Ofen weist eine Eingabeseite 10 auf, die in die Vorwärmzonen 12 führt, und weist weiter eine Ausgangsseite 14 stromabwärts vom Ziehherd 16 auf, die zu einer Abgaberampe 18 und einer Tür 20 führt. . Die Vorwärmzonen 12 sind mit Brennern 12a ausgestattet, die so angeordnet sind, daß die Flammen in der gleichen Richtung wie die Bewegungsrichtung der Brammen oder Knüppel verlaufen, wäh- ' rend die Hauptwärmzonen 22 und der Ziehherd 16 mit Brennern 22a

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•und I6a ausgestattet sind, die jeweils so angeordnet sind, daß die jeweiligen Flammen in einer zur Bewegungsrichtung der Brammen oder Knüppel entgegengesetzten Richtung verlaufen. Eine Abführöffnung 24 für das Abgas ist zwischen den Vorwärmzonen 12 und den Hauptwärmzonen 22 angeordnet.

Der Ofen ist gemäß dem Typ aufgebaut, der als Stoß- oder Durchlaufofen bezeichnet wird, wobei ein Gleitsystem 26 zum Abstützen der Brammen oder Knüppel "S" vorgesehen ist, wenn diese in einer Aufeinanderfolge durch den Ofen gestoßen werden, und zwar in einer Querlage von der Eingabeseite 10 zur Ausgabetür 20. Obwohl in dem Ofen die Gleiteinrichtung in Form von Gleitschienen 26 veranschaulicht ist, sei hervorgehoben, daß das Gleitsystem irgendeine geeignete Form haben kann und beispielsweise dasselbe System sein kann, wie es in der deutschen Patentanmeldung Nr. P 20 05 799.2 beschrieben und veranschaulicht ist. Es sei auch hervorgehoben, daß der Ofen selbst, obwohl er hier als sich gegenüberliegendes 5-Zonen-System beschrieben ist, auch anders gestaltet sein kann, und daß die Erfindung auf diese spezielle Ausführungsform nicht beschränkt ist.

Aus Figur 1 läßt sich erkennen, daß die Vorwärmzonen 12 beträchtlich länger sind als die Hauptwärm- oder Ausgleichzonen 22, während der Ziehherd 16 selbst nur ca. die Hälfte der Länge der Zonen 22 ausmacht. Die Länge der Heizzone 16 ist somit relativ zur Gesamtlänge des Ofens gesehen sehr kurz.

Aus den Figuren 1 und 2 läßt sich auch erkennen, daß das Gleitsystem, aus einer Vielzahl von Gleitschienen 26 besteht, die sich in Längsrichtung des Ofens im Abstand und parallel zueinander durch die Vorwärm- und Hauptwärmzonen 12 und 22 erstrecken; diese genannten Gleitschienen 26 enden bei dem Ziehherd 16, so daß die Brammen oder Knüppel in quer liegender Stellung auf die Herd-AbStützfläche gestoßen werden können und danach durch den

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Ziehherd die Abgabe- oder Ausgaberampe 18 herabgleiten können und dann aus der Abgabeöffnung bzw. im Bereich der Abgabetür 20 ausgestoßen werden. Gemäß einem Merkmal der vorliegenden Erfindung sind eine Vielzahl von elektrischen Induktionsheizkörpern 28 in dem Ziehherd 16 angeordnet, und zwar mit den Gleitschienen 26 ausgerichtet. Die Induktionsheizkörper 28 sind in der Herdzone 16, mit den Gleitschienen 26 ausgerichtet, vorgesehen. Die Induktionsheizkörper 28 weisen eine längliche Gestalt auf und sie erstrecken sich in bevorzugter Weise über die gesamte Länge des Ziehherdes 16 in einem Abstand voneinander und ebenso parallel zueinander, wobei sie mit den im Abstand angeordneten und parallel verlaufenden Gleitschienen 26 ausgerichtet sind. Jeder Induktionsheizkörper 28 besteht aus einer vielschichtigen Wicklung 30, die um eine Vielzahl von "E^u-förmigen Eisenschichten oder Lamellen angeordnet ist, wobei diese Schichten einen "E'lförmigen Kern 32 jedes Heizkörpers darstellen. Wie man am besten aus den Figuren 2 und 3 erkennen kann, ist der zuvor erwähnte Kern 32 in einer Ausnehmung angerordnet und ist relativ zum feuerfesten Material 17 der Heizzone 16 so gelegen, daß die Enden der Abschnitte 32a des Kernes 30 mit der Ebene der oberen Fläche des feuerfesten Heizzonenmaterials 17 abschließen. Um eine Zerstörung der Heizzone zu verhindern, ist eine dsene Schicht aus feuerfestem Material 34 über dem Heizzonenmaterial 17 angeordnet und überdeckt somit die Heizkörper 28.

Die Induktionsheizkörper werden normalerweise durch Wasser gekühlt, es wurden jedoch Einzelheiten des Kühlsystems der tfersichtlichkeit halber hierbei weggelassen.

Die elektrischen Induktionsheizkörper 28 sind vom Typ, der als . Querfluß-Induktionsheizkörper bekannt ist und der örtliche "Wärme streifen oder Wärmebänder¹¹ in einem fenomagne ti sehen Werkstück erzeugen kann. Derartige örtliche Wärmestreifen oder Wärmebänder können somit auf der unteren Fläche"einer Stahlbramme

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oder eines Knüppels "S" erzeugt* werden, und zwar dann, wenn sich diese Bramme oder dieser Knüppel in der Herdzone 16 des Ofens befindet»

Es ergibt sich somit, daß dann, wenn aus irgendeinem Grund Schleifspuren auf der unteren Fläche der Brammen oder Knüppel "S" während des Durchgangs durch die Vorheizzonen und Hauptwärmzonen 12 bzw. 22 ausgebildet werden, diese Schleifspuren, die in der Tat aus erkalteten oder"kalten Streifen.oder Bändern bestehen, dadurch ausgelöscht werden können, indem man örtlich streifenförmig Hitze von den Elektrοinduktoren 28 zuführt. Da es ein bekanntes Phänomen ist, daß die elektrische Leitfähigkeit mit zunehmender Temperatur abnimmt, ergibt sich dabei, daß die anfängliche Erhitzung der kalten streifenförmigen Schleifspur konzentriert wird, daß sich jedoch der Erwärmungseffekt um die Schleifspurzonen herum durch die Brammen oder Knüppel bei höheren Temperaturen ausbreitet. Es ergibt sich dabei somit, daß die Induktionsheizkörper auch dazu verwendet werden können, die gesamten Brammen oder Knüppel aufzuheizen, während diese sich in der Herdzone befinden, und zwar für den Fall eines vollständigen Erlahmens der Durchgangsbewegung im Ofen.

Aus der vorangegangenen Beschreibung ergibt sich die Zuordnung der Induktionsheizkörper zu den Gleitschienen, wobei die Heizkörper mit den Gleitschienen in der Heizzone ausgerichtet sind. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit - obwohl dies nicht'veranschaulicht ist - daß die elektrischen InduKtionsheizkörper den Gleitschienen oder Gleitvorrichtungen so zugeordnet sind, daß den unteren Flächen der Brammen oder Knüppfei örtlich Hitze zugeführt wird, wobei dan die Heizkörper direkt in der Nähe oder innerhalb des Gleitsystems selbst angeordnet sind bzw. einen Teil "dieses Gleitsystems darstellen.

Sämtliche der in der Beschreibung erkennbaren und in der Zeichnung dargestellten Einzelheiten sind für die irfindung von deutung. '

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Claims

Pat ent anspr.üche

1. Wärmofen für Metallwerkstücke, wie Stahlbrammen oder Knüppel, mit einer Vielzahl von Gleitvorrichtungen, die sich in Längsrichtung des Ofens erstrecken und die Werkstücke abstützen, wenn diese durch den Ofen bewegt werden, weiter mit einer Vielzahl von Hitzequellen, die innerhalb des Ofens gelegen sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von elektrischen Induktionsheizkörpern (28) den G-Ie it vorrichtungen (26) zugeordnet sind, um den unteren Flächen der Werkstücke zusätzlich zu der von den Heizquellen (12 a, 16 a, 22 a) zugeführten Hitze weitere Hitze zuzufüliren.

2. Wärmofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsheizkörper (28) stromabwärts von den Gleitvorrich— tungen (26) und mit diesen ausgerichtet im Ofen angeordnet sind.

3. Wärmofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Heizzone (16) stromabwärts von den Gleitvorrichtungen (26) vorgesehen ist, und daß die Induktionsheizkörper (28) in Ausnehmungen innerhalb der Heizzone (16) angeordnet sind und sich in Längsrichtung, im wesentlichen mit den Gleitvorri-chtungen (26) ausgerichtet, erstrecken.

4. Wärmofen nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die ' Induktionsheizkörper (28) mit einem feuerfesten Mate— ! rial (34) abgedeckt sind, derart, daß eine durchgehende Tragfläche in der Heizzone (16) für die Werkstücke vorgesehen· wird, wenn diese von den Gleitvorrichtungen (26) kommend durch die Heizzone (16) wandern,

5. Wärmofen nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsheizkörper (28) sich in Längsrichtung von einem Ende der Heizzone (16) zum anderen Ende derselben erstrecken.

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6. Wärmofen nach einem der Ansprüche 3 "bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsheizkörper (28) aus einer Viel- ₍ zahl von Kernen (32), auf die elektrische induktive Wicklungen (30) aufgebracht sind, bestehen, und daß jeder Kern sich in Längsrichtung zur .Heizzone (16), im wesentlichen mit einer jeweiligen G-leitvorrichtung (26) ausgerichtet, erstreckt.

7., Wärmofen nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen aus einem Wärmofen für Stahlbrammen oder Knüppel besteht.

8. Verfahren zum Erhitzen von Metallwerkstücken während des Durchgangs derselben durch einen Wärmofen auf einer Vielzahl! von ^leitvorrichtungen, die sich in Längsrichtung des Ofens ,' erstrecken, wobei den Werkstücken von einer Vielzahl von Hitzequellen innerhalb des Ofens Hitze zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß den unteren Flächen der Werkstücke, zusätzlich zu der von den Hitzequellen (12 a, 16 a, ' 22 a) zugeführten Hitze, durch elektrische Induktionsheizkörper (28) Wärme zugeführt wird, die den Gleitvorrichtungen (26) zugeordnet sind.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß den unteren Flächen der Werkstücke stromabwärts von den Gleitvorrichtung en (26) zusätzliche Wärme zugeführt wird»

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die den unteren Flächen der Werkstücke zusätzlich zugeführte Wärme diesen in Zonen zugeführt wird, die mit den Gleitvor- j richtungen (26) im wesentlichen ausgerichtet sind. |

11. Verfahren nach Anspruch 10_? dadurch gekennzeichnet, daß die ■ zusätzliche Wärme den unteren Flächen der Werkstücke in i einer Heizzone oder einem Ziehberd (16) stromabwärts von j den Gleitvorrichtungen (26) in Zonen zugeführt wird, die sich in Längsrichtung des Ziehherdes( 16) und im wesentlichen

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mit den jeweiligen (^leitvorrichtungen (26) ausgerichtet erstrecken.

12. Verfahren nach, einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallwerkstücke aus StahTbrammen oder Knüppeln bestehen.

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