DE2430490C3 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen ober-/unterbeheizten Stoßofen zum homogenen Erwärmen von metallenen Gegenständen auf Verarbeitungstemperaturen von durchschnittlich 1250° C, aber auch 1300° C und höher.

Derartige öfen werden eingesetzt, um Brammen, Knüppel und ähnliches Vormaterial auf Verarbeitungstemperatur zu erwärmen. Es kommt darauf an, im Wärmgut eine möglichst homogene Temperaturverteilung zu erreichen, das Material sicher und möglichst unabhängig vom Materialquerschnitt zu transportieren, Beschädigungen des Materials beim Transport durch den Ofen zu vermeiden und die Erwärmung und den Ofenbetrieb wirtschaftlich durchzuführen.

Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Forderungen vorwiegend ober-/unterbeheizte Stoß- und Hubbalkenofen einzusetzen. Hubbalkenofen erfüllen die technischen Forderungen mit Ausnahme einer homogenen Temperaturverteilung im Wärmgut bei hohen Temperaturen im wesentlichen, der Bau- und Betriebsaufwand ist jedoch erheblich. Hubbalkenofen sind teuer.

Stoßofen sind billiger, sind jedoch hinsichtlich ihrer Flexibilität, der Oberflächenqualität des Wärmgutes, der Entleerbarkeit und der Temperaturverteilung im Wärmgut schwieriger zu führen (Zeitschrift Gas-Wärme-International: Bd. 24 Nr. 10 S. 407 bis 414). Um eine möglichst homogene Erwärmung zu erreichen, sind Stoßofen mit besonderen Schienenkonstruktionen vorgeschlagen worden (DE-OS 1583381, DE-AS 1094778, DE-GM 7214686, DE-AS 2231223, DE-PS 1193528).

Allen Konstruktionen ist gemeinsam, daß auf einem von innen gekühlten Balken Trag- oder Verschleißteile als Reiter, Einsätze etc. nicht verschieblich angeordnet sind, so daß eine Relativbewegung zwisehen Wärmgut und Tragsystem auftritt, die zum Verschleiß am Tragelement und zu Kratzmarken am Wärmgut führt. Der Verschleiß der Gleitelemente erhöht sich mit steigender Temperatur. Andererseits muß zur Vermeidung von Unterkühlungen des Wärmgutes an der Auflagestelle die Temperatur der Tragelemente so hoch wie aus Festigkeitsgründen vertretbar angesetzt werden.

Im Bereich hoher Verarbeitungstemperaturen (z. 3. 1250° C) darf die Trag/Gleitkonstruktion der

jo bekannten Stoßofentypen höchstens 1200° C an der Auflagestelle Wärmgut - Tragelement annehmen, so daß besonders bei hohen Temperaturen eine homogene Temperaturverteilung im Wärmgut ausgeschlossen ist.

Bei niedrigen Temperaturen von ca. 1000° Ctreten diese Schwierigkeiten nicht auf. In diesem Temperaturbereich sind einfache Konstruktionen bekannt (DE-PS 1257814, DE-PS 583039).

Die bekannten Stoßofenkonstruktionen bedingen das Folgende:

- Baulänge begrenzt durch Brammenstärke (Stabilität der Brammensäule)

- Ofen kann ohne Dummies nicht leergefahren 4erden

Verlaufen kurzer oder nicht rechtwinkliger Brammen

- Begrenzung der zulässigen Reitermaterial-Temperatur auf ca. 1200° C, begrenzte Ofentemperatur, zwangsläufige Unterkühlung der Bramme an den Auflagestellen (Gleitschienenspur) oder Herabsetzung der Ziehtemperatur unter 1250°C

- absolute Empfindlichkeit gegen erhöhte Ofenraumtemperaturen, insbesondere bei Stillständen

- aufwendige Konstruktion der Gleitschienenreiter zur bestmöglichen Vermeidung von Unterkühlungen

- erhebliche Druck- und Schubbeanspruchung der Gleitelemente und Gleitschienenreiter (DE-AS 2231223)

- das Gleiten erfolgt zwischen Wärmgut und Gleitschienenreiter und führt zu Kratzmarken auf dem Wärmgut

unvermeidbarer Verschleiß an den Gleitelementen

Unmöglichkeit z. B. silizierte Stähle zu fahren zur Inspektion der Reiter muß der Ofen leerge-

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fahren und abgeheizt werden.

Zur Verbesserung von Stoß- und Hubbalkenofen sind verschiedene Konstruktionen vorgeschlagen worden, z. B. Transport des Wärmgwtes auf Stegketten, die in einem wassergekühlten, doppelwandigen Hohlprofil (DE-AS 1583989) laufen, jedoch werden solche und ähnliche Konstruktionen für den genannten Temperaturbereich sehr kompliziert.

Ferner ist es bekannt, Stahlkleinteile in korbähnlichen Behältern durch den Wärmbehandlungsofen durchzustoßen; diese Körbe werden nach Entleerung erneut eingesetzt.

Eine besondere Schwierigkeit bilden metallische Gleitschienen-Aufsatzstiicke immer dann, wenn eine Schienenspur nicht mit Wärmgut belegt ist. Es treten dann generell Schaden durch Überhitzung ein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Gleitbalkensystem eines Stoßofens so zu gestalten, daß der Einsatz bei hohen Tempe.aturen von ca. 1250° C unter verbesserten Bedingungen für Einsatzgut und Betrieb möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen von innen gekühlten Gleitbalken gelöst, über dessen gesamte Länge Führungsleisten (4, 5) befestigt sind, die ihrerseits einen rahmenförmigen Sattel (2) formschlüssig und wärmeleitend, jedoch in Längsrichtung verschieblich führen, wobei der Sattel (2) zur Aufnahme von keramischen Isolierteilen (3a) und darüber angeordneten keramischen oder metallenen Tragelementen (3b) ein sich in Ofenlängsrichtung über einen Teil seiner Oberfläche erstreckende Ausnehmung aufweist und die Stoßeinrichtung (13) an den Stirnseiten der rahmenförmigen Sättel (2) angreift.

Die vorgeschlagene Konstruktion führt zu einem neuen Ofentyp, der gegenüber herkömmlichen Öfen folgende Vorteile hat:

- Ausschluß von Kratzmarken

- weitere Reduzierung von Unterkühlung in der Gleitspur

- keine Begrenzung der Ofentemperatur mit Rücksicht auf das Material der rahmenförmigen Sättel und der keramischen Tragelemente

- Ofenlänge unabhängig von Brammenabmessungen (Ofenlänge korrespondiert mit Sattelabmessungen)

- Gleitvprgang erfolgt unter kontrollierten Bedingungen (Kühlung der Gleitflächen)

- Schmierung der Gleitflächen ist möglich

- die Sättel können laufend inspiziert werden; Ersatzelemente können eingefügt werden, ohne den Ofen leerfahren und abheizen zu müssen

- gleichmäßiger Verschleiß, Stellen erhöhten Verschleißes wie bei fest eingebauten Reitern bekannt, entfallen

- unbelegte Gleitbalken werden thermisch nicht geschädigt, da die Verweilzeit der Gleitrahmen begrenzt ist

- Brammen oder besonders Knüppel können mit definierten Abstäm . chargiert werden

- durch besondere Hrofilierung der Keramikteile kann z. B. Rundmaterial gefahren werden

- die Stärke des Wärmgutes nach unten wird nur durch den Gleitbalkenabstand begrenzt

- Chargieren besonders kurzer Brammen, da keine

Relativbewegung zwischen Bramme und rahmenförmigem Sattel. Verlaufen entfällt

- keine Verschmutzung der Gleitbalken, da Zunderpartikel kontinuierlich abgeschoben werden

— System ist nachträglich einbaubar

Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung ist es im Gegensatz zu den bisherigen Konstruktionen möglich, höhere Temperaturen anzuwenden und damit höhere Wärmeleistungen zu erzielen, und Temperaturunterschiede im Wärmgut, insbesondere an den Auflagestellen weiter zu verringern. Die Fahrweise kann besser den Bedürfnissen des Walzwerkes angepaßt werden.

Ein Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 1, 2, 3 bei-

iä gefügt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigt Fig. 1 einen Stoßofen mit von innen gekühlten

Gleitbalken (1), aufgesetzte rahmenförmige Sättel (2), mit beliebigem Abstand chargiertes Wärmgut (6), eine Einrichtung zum Rücktransport durchgelaufener rahmenförmiger Sättel an den Ofeneinlauf, bestehend aus einer Absenkvorrichtung (8), einem Mitnehmer (8a), einer Pufferstation (9), einer Fördereinrichtung (10), sowie einer Verteil- und Aufsetzvorrichtung (11), eine Entnahmemaschine für das Wärmgui fl2), eine Stoßeinrichtung (13), sowie Zufuhr- und Abfuhrrollgänge (14, 15),

Fig. 2 einen Längs- und Querschnitt durch den innengekühlten Gleitbalken (17), den rahmenförmigen Sattel (2), die keramischen Isolier- und Tragelemente (3a, 3Zj), die Führungsleisten (4, 5), das aufliegende Wärmgut (6), die Isolierung des Gleitbalkens (7), sowie die Abdeckung der Isolierung (7a),

Fig. 3 einen Querschnitt durch das System Gleitbalken-rahmenförmiger Sattel mit einem dachförmig ausgebildeten Tragelement (3c) für vom Wärmgut nicht belegte Gleitbalken.

Besonders wichtig ist die Ausbildung und Dimensionierung des rahmenförmigen Sattels. Weil er während eines Zyklus starken Temperaturschwankungen

■to unterliegt, ist eine hohe Temperaturwechselbeständigkeit der eingesetzten Materialien Bedingung. Den Materialgrenzen kann aber durch konstruktive Maßnahmen Rechnung getragen werden. Der rahmenförmige Sattel (2) besteht aus hochhitzebeständigem Guß. Es muß konstruktiv sichergestellt werden, daß eine Rahmenhöhe von ca. 200 mm hinreichend gekühlt wird, weil in diesem Bereich der Druck der Stoßmaschine übertragen werden muß. Dabei nimmt die Größe des Druckes zum Ausstoß hin durchschnitt-Hch linear ab, d. h. in den wärmsten Bereichen wird die geringste Materialfestigkeit verlangt.

Die Konstruktion des Gleitschuhes kann durch Formgebung allen Ofentemperaturen so angepaßt werden, daß hinreichende Festigkeit erhalten bleibt.

Die keramischen Einsätze verringern den Wärmefluß in das Kühlsystem, sie sind statisch belastbar bis Temperaturen weit über 1300° C.

Die keramischen Einsätze (3a, 3b, 3c) können aus unteren hochisolierenden und oberen hochfesten Steinen, z. B. Feuerleichtsteinen und Silizium-Karbid-Steinen bestehen. Da die oberen Keramikelemente im belasteten Fall nie höhere Temperaturen als 1300° C annehmen, kann die Auflage der Braminen sehr schmal gehalten werden, was zu besonders geringen Abschattungen der Strahlung aus den Unterfeuerungsräumen führt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Ober-/unterbeheizter Stoßofen zum homogenen Erwärmen von metallenen Gegenständen auf Verarbeitungstemperaturen von durchschnittlich 1250° C, aber auch 1300° C und höher, enthaltend innengekühlte Gleitbalken, dadurchgekennzeichnet, daß auf den innengekühlten Gieitbalken (1) über deren gesamte Längen Führungsleisten (4, 5) befestigt sind, die ihrerseits einen rahmenförmigen Sattel (2) formschlüssig und wärmeleitend, jedoch in Längsrichtung verschieblich führen, wobei der Sattel (2) zur Aufnahme von keramischen Isolierteilen (3a) und darüber angeordneten keramischen oder metallenen TrageJementen (3b) eine sich in Ofedängsrichtung über einen Teil seiner Oberfläche erstrekkende Ausnehmung aufweist und die Stoßeinrichtung (13) an den Stirnseiten der rahmenförmigen Sättel (2) angreift.

2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die keramischen Isolierteile (3 a) und die Tragelemente (36) verschiedene Wärmeleitzahlen und Festigkeiten aufweisen und während des Betriebes einzeln auswechselbar sind.

3. Ofen nach Anspruch 1 oder 2, daduch gekennzeichnet, daß die keramischen Tragelemente (3ft) an der Iaslaufnehmenden Seite verschieden profiliert sind.

4. Ofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragelemente (3 c) dachförmig ausgebildet sind.

5. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rahmenförmige Sattel (2) mit gegenüber dem Gieitbalken (1) und den Führungsleisten (4, 5) schmierbaren Gleitflächen versehen ist.

6. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Vorrichtungen zur Rückführung (8, 8«, 9, 10, 11) bereits durchgesetzter rahmenförmiger Sättel zur Chargierseite des Ofens angeordnet sind, die eine wärmeisolierende Kapselung aufweisen können.