DE3524760A1

DE3524760A1 - Tragvorrichtung zum abstuetzen von waermgut in einem waermebehandlungsofen

Info

Publication number: DE3524760A1
Application number: DE19853524760
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. 4030 Ratingen Heuss
Original assignee: Ruhrgas AG
Current assignee: EON Ruhrgas AG
Priority date: 1984-11-24
Filing date: 1985-07-11
Publication date: 1986-05-28
Also published as: EP0184021A1; EP0184021B1; DE3567963D1; PL148510B1; PL256320A1; US4689009A; CN85109552A

Description

PATENTANWÄLTE ZENZ & HELBER O 4SOO ESGEN 1 · AM .RUHRSTEIN 1 · TEL.: (02 01) 4126

-A,

R 7.24F

RUHRGAS AKTIENGESELLSCHAFT
Huttropstraße 60, D-4300 Essen 1

Tragvorrichtung zum Abstützen von Wärmgut
in einem Wärmebehandlungsofen

Die Erfindung betrifft eine Tragvorrichtung zum Abstützen von Wärmgut in einem Wärmebehandlungsofen, mit einem gekühlten
Tragrohr und wenigstens einem diesem aufgesetzten Reiter, auf dem das Wärmgut im Ofen abstützbar ist. Derartige Tragvorrichtungen kommen vor allem in Stoßöfen und Hubbalkenöfen in Walzwerken zum Einsatz. Die Reiter sind Formstücke vorzugsweise
aus hochhitzebestandigem Guß.

Bei bekannten Reiterkonstruktionen (DE-PS 22 31 223, DE-OS 27 05 745) ist es bisher nicht gelungen, eine auf Dauer haltbare Isolierung im Reiterbereich anzubringen. Die Folgen der mangelhaften Isolierung waren erhöhte Wärmeverluste und eine im
Reiterbereich auf das Wärmgut wirkende relativ große Kühlschattenzone.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch besondere
Ausbildung des Reiters der eingangs genannten Tragvorrichtung eine dauerhafte und wirksame Isolierung des gekühlten Tragrohres im Reiterbereich zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der
Reiter einen tragenden Stegteil und an diesen beidseitig angeformte schalenförmige Seitenschenkel aufweist, die einen Teil

des Umfangs des gekühlten Tragrohrs mit Abstand umfassen, und daß zwischen dem Tragrohr und den Innenseiten der Seitenschenkel Isolierkammern gebildet sind. Die Isolierkammern, die vorzugsweise mit einem wärmeisolierenden Werkstoff, z.B. mit Formstücken aus keramischem Fasermaterial hohen Wärmewiderstands verfüllt sind, werden von den schalenförmigen Seitenschenkel abgedeckt und daher auch gegen ein Eindringen flüssiger Schlacke geschützt. Durch geeignete Wahl des Wärmewiderstandes des Isolierwerkstoffs in den Isolierkammern zwischen dem gekühlten Tragrohr und den schalenförmigen Seitenschenkeln gleicht sich die Oberflächentemperatur der schalenförmigen Schenkel an diejenige des Wärmgutes an, so daß eine unerwünscht hohe Wärmeabfuhr durch Wärmestrahlung vom Wärmgut zum gekühlten Tragrohr vermieden wird.

Der in den Isolierkammern aufgenommene wärmeisolierende Werkstoff ist im Betrieb praktisch allseits geschützt, vor Abfallen gesichert und entfaltet aufgrund seiner Anordnung als Zwischenlage zwischen dem gekühlten Tragrohr und den dieses mit Abstand umgebenden Seitenschenkeln eine ausgezeichnete thermische Isolationswirkung.

Unvermeidbare Wärmebrücken vom tragenden Stegteil zu den angeformten Seitenschenkeln können in Weiterbildung der Erfindung dadurch minimiert werden, daß die Übergänge von den Außenseiten der Seitenschenkel zum tragenden Stegteil mit Längskehlen versehen sind, die mit einer hoch-wärmebeständigen und relativ schlecht wärmeleitenden keramischen Gießmasse verfüllt sind.

Der aus dem Mittelsteg und den schalenförmigen Seitenschenkeln bestehende Reiter ist vorzugsweise als einstückiges Gußteil ausgebildet.

Eine gute Wärmeabfuhr von der tragenden Fläche des Stegteils

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zum gekühlten Tragrohr unter Minimierung der Abstrahlungsverluste ergibt sich in Weiterbildung der Erfindung dadurch, daß der Stegteil als Mittelsteg ausgebildet ist und nach oben und unten über die Ansatzstellen der symmetrisch angeordneten Seitenschenkel vorspringende Stützrippen aufweist. Die symmetrische Ausbildung des Reiters minimiert etwaige Wärmespannungen.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind an den Innenseiten der schalenförmigen Seitenschenkel Ausnehmungen zur Aufnahme von am Tragrohr befestigten Haltestücken vorgesehen. Die die Reiter in Längsrichtung fixierenden Haltestücke sind auf dieser Weise in die Isolierung einbezogen und von den schalenförmigen Schenkeln überdeckt, wodurch Wärmebrücken von dem gekühlten Tragrohr zu den Seitenschenkeln vermieden sind.

Insbesondere bei Tragrohren runden Querschnitts ist die Tragvorrichtung dadurch weitergebildet, daß wenigstens ein T-Profil auf der Oberseite des Tragrohrs derart befestigt ist, daß sein Mittelsteg nach oben weist und zur Tragrohrachse parallel verläuft, und daß der Reiter mit einer zum Mittelsteg des T-Profils komplementär gestalteten nach unten offenen Nut und einem die Nut begrenzenden Quersteg versehen und über das T-Profil dem Tragrohr aufsetzbar ist. Auch bei dieser Ausführungsform ist eine gute Wärmeabfuhr von der tragenden Fläche des Reiter-Stegteils über das T-Profil zu dem mit letzterem in der Regel verschweißten gekühlten Tragrohr gewährleistet. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, daß querschnittsgleiche T-Profile paarweise mit Abstand hintereinander in einer Vertikalebene ausgerichtet und mit dem Tragrohr fest verbunden sind und daß der Quersteg des Reiters in den freien Raum zwischen den beiden T-Profilen mit leichtem Spiel eingreift und zwei zur Aufnahme der Mittelstege der T-Profile geeignete Nuten im Reiter begrenzt. Das in die Nuten des Reiters mit dem Mittel-

steg eingreifende T-Profil, dessen Mittelsteg an dem Reiter- -Quersteg anschlägt, überträgt alle horizontalen Kräfte, die beim Transport des Wärmeguts auf den Reiter einwirken, auf das Tragrohr.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht in Richtung der Pfeile I-I in Fig. 2;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Reiter gemäß Figur 1;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht ähnlich derjenigen gemäß Figur 1 auf eine andere Ausführungsform der Tragvorrichtung in Zuordnung zu einem runden Tragrohr; und

Fig. 4 eine perspektivische Explosionsansicht, teilweise geschnitten, des Ausführungsbeispiels der Tragvorrichtung gemäß Figur 3.

Der bezüglich einer vertikalen Längsebene symmetrisch ausgebildete Reiter 1 hat einen das Wärmgut abstützenden tragenden Stegteil 10 und zwei etwa in halber Höhe des Stegteils 10 abgehende schalenförmige Seitenschenkel 2. Die von den Ansatzstellen der beiden schalenformigen Seitenschenkel 2 nach unten vorspringende Stützrippe 10' des Stegteils 10 ist auf ein Tragrohr 3 aufgesetzt. Die beiden Seitenschenkel umfasssen mit Abstand den oberen Teil des Umfangs des gekühlten Tragrohrs 3 und reichen nach unten bis nahe an eine tragrohreigene Isolierung 8 .

Zwischen den Innenseiten der beiden schalenförmigen Schenkel 2, der unteren Stützrippe des Stegteils 10 und dem benachbarten Abschnitt des Außenumfangs des Tragrohrs 3 sind Isolierkammern 4 gebildet, in denen jeweils Isolierungsformstücke 4' aus keramischem Fasermaterial eingebettet sind (Fig. 1). An den Tragrohren 3 seitlich angeschweißte Haltestücke 5 sind in Ausnehmungen 6 der Seitenschenkel 2 des Reiters 1 angeordnet. Die Zwischenräume zwischen den Haltestücken 5 und der Ausnehmung 6 sind ebenfalls mit keramischen Fasern verfüllt, so daß Wärmebrücken zu den Schenkeln 2 und damit zum Ofeninnenraum unterbrochen sind.

Die Übergänge von den Außenseiten der Seitenschenkel 2 zum tragenden Stegteil 10 sind mit Längskehlen 9 versehen. Diese sind mit einer geeigneten keramischen Gießmasse 9¹ verfüllt.

Die Isolierung 4¹ sorgt, geschützt durch die schalenförmigen Schenkel 2, für eine Minimierung des Wärmeübergangs bzw. der Wärmeverluste über die Außenflächen der beiden schalenförmigen Schenkel 2 zum gekühlten Tragrohr 3 an den Stellen oberhalb der Tragrohrisolierung 8.

Das in den Figuren 3 und 4 dargestellte Ausführungsbeispiel der Tragvorrichtung ist vor allem für runde gekühlte Tragrohre 30 von Vorteil. Der Reiter 11 ist dabei anders als bei dem zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel nicht direkt über eine nach unten zum Tragrohr vorspringende Stützrippe, sondern mittelbar über T-Profile 12a und 12b dem Tragrohr 30 aufgesetzt. Die beiden T-Profile sind entlang einer Axialebene 13 des Tragrohrs 3 0 ausgerichtet und auf dessen Oberseite angeschweißt. Die Mittelstege 14 der T-Profile 12a und 12b weisen nach oben, während ihre Schenkel in einer Horizontalebene angeordnet sind.

Der zugehörige Reiter 11 hat zwei zu den Mittelstegen 14 der T-Profile komplementäre Nuten 15a, 15b die durch einen Quersteg 16 innen begrenzt sind (Fig. 4). Die Breite des Querstegs 16 ist so bemessen, daß er sich mit gewissem Spiel in die Lücke zwischen den T-Profilen 12a und 12b bzw. deren Mittelstegen 14 einfügen läßt. Der dem Tragrohr 30 bzw. den T-Profilen 12a und 12b aufgesetzte Reiter 11 ist daher durch die Nutwände und den Quersteg 16 über die T-Profile auf dem Tragrohr 30 formschlüssig derart festgelegt, daß Horizontalkräfte nach allen Richtungen vom Reiter 11 auf das Tragrohr 30 übertragen werden können.

Die Länge der T-Profile 12a und 12b ist unkritisch, ebenso die Lage und Anordnung des wenigstens eine Nut 15 begrenzenden Querstegs 16 am Reiter 11. Der Quersteg 16 kann auch am Reiterende angeordnet sein und nur eine Nut 15 begrenzen.

Wie am besten in Figur 3 zu erkennen ist, erfüllt der die Schenkel des T-Profils bildende Profilabschnitt eine Stütz funktion ähnlich derjenigen der nach unten weisenden Stützrippe des Reiters 1 in Figur 1. Die sich auf den Schenkeln des T-Profils abstützenden, nutennahen Flächenabschnitte des Reiters 11 liegen in einer Horizontalebene und gehen in die auch bei diesem Ausführungsbeispiel die Isolierkammern 4 begrenzenden Innenseiten der Seitenschenkel 2 des Reiters 11 über. Weiter außen sind die Innenflächen der Seitenschenkel 2 entsprechend der Form des Tragrohrs 3 0 bzw. des in den Isolierkammern 4 enthaltenen wärmeisolierenden Werkstoffs 4' gekrümmt.

Das in den Isolierkammern 4 enthaltene Isoliermaterial 4¹ wird vorzugsweise in Abhängigkeit von der für das Material des Reiters 11 zulässigen Oberflächentemperatur ausgewählt. Wenn die Oberflächentemperatur weitgehend gleich sein soll, wird in

einem kühleren Teil des Ofens, in welchem die Tragvorrichtung zum Einsatz kommt, ein Material hoher Wärmedämmung, z.B. das o.g. keramische Fasermaterial eingesetzt, während in einem heißeren Teil des Ofens ein Material geringerer Wärmedämmung, z.B. eine keramische Leichtmasse, eine schwere feuerfeste Masse oder gebrannte Keramikteile verwendet werden.

Claims

PATENTANWÄLTE 2ENZ & HELBER --D 43Θ0 ESSEN 1 ■ AM-RUHRSTEIN 1 · TEL.: (0201) 412687 Seite R 224F Ansprüche

1. Tragvorrichtung zum Abstützen von Wärmgut in einem Wärmebehandlungsofen, insbesondere einem Stoß- oder Hubbalkenofen, mit einem gekühlten Tragrohr und wenigstens einem diesem aufgesetzten Reiter, auf dem das Wärmgut im Ofen abstützbar ist,

dadurch gekennzeichnet , daß der Reiter (1; 11) einen tragenden Stegteil (10) und an diesen beidseitig angeformte schalenförmige Seitenschenkel (2) aufweist, die einen Teil des Umfangs des gekühlten Tragrohrs (3; 30) mit Abstand umfassen, und daß zwischen dem Tragrohr (3; 30) und den Innenseiten der Seitenschenkel (2) Isolierkammern (4) gebildet sind.

2. Tragvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Isolierkammern (4) ein wärmeisolierender Werkstoff (4') eingebaut ist.

3. Tragvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als wärmeisolierender Werkstoff Formstücke (4') aus keramischem Fasermaterial mit hohem Wärmewiderstand, keramischer Leichtmasse, schwerer feuerfester Masse oder gebrannten Keramikteilen vorgesehen sind.

4. Tragvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergänge von den Außenseiten der Seitenschenkel (2) zum tragenden Stegteil (10) mit Längskehlen (9) versehen sind, die mit einer keramischen Gießmasse (9') verfüllt sind.

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5. Tragvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Stegteil (10) und schalenförmigen Seitenschenkeln (2) bestehende Reiter (1) als einstückiges Gußteil ausbildet ist.

6. Tragvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stegteil als Mittelsteg (10) ausgebildet ist und nach oben und unten über die Ansatzstellen der symmetrisch angeordneten Seitenschenkel (2) vorspringende Stützrippen (10¹) aufweist.

7. Tragvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Innenseiten der schalenförmigen Seitenschenkel (2) Ausnehmungen (6) zur Aufnahme von an dem Tragrohr (3) befestigten Haltestücken (5) vorgesehen sind.

8. Tragvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein T-Profil (12a, 12b) auf der Oberseite des Tragrohrs (30) derart befestigt ist, daß sein Mittelsteg (14) nach oben weist und zur Tragrohrachse parallel verläuft, und daß der Reiter (11) wenigstens eine zum Mittelsteg (14) des T-Profils (12a, 12b) komplementär gestaltete nach unten offene Nut (15a, 15b) und einen die Nut begrenzenden Quersteg (16) aufweist und über das T-Profil dem Tragrohr (30) aufsetzbar ist.

9. Tragvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß querschnittsgleiche T-Profile (12a, 12b) paarweise mit Abstand hintereinander in einer Vertikalebene (12a) ausgerichtet und mit dem Tragrohr (3 0) fest verbunden sind und daß der Quersteg (16) des Reiters (11) in den freien Raum zwischen den beiden T-Profilen (12a, 12b) mit leichtem Spiel eingreift und zwei zur Aufnahme der Mittelstege (14) der beiden T-Profile

geeignete Nuten (15a, 15b) begrenzt.

10. Tragvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Reiter (11) auf beiden Schenkeln des wenigstens einen T-Profils (12a, 12b) abgestützt ist.

11. Tragvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die sich auf den Schenkeln T-Profils abstützenden Flächenabschnitte des Reiters (11) in die Isolierkammern (4) begrenzende Innenseiten der Seitenschenkel (2) des Reiters übergehen.

12. Tragvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenflächen der Seitenschenkel (2) des Reiters (11) in einem dem T-Profil (12a, 12b) benachbarten Abschnitt in einer Horizontalebene und weiter außen entsprechend dem runden Tragrohrquerschnitt gekrümmt verlaufen.