DE3722487C1 - Ofenrolle - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Ofenrolle für den Transport lang
gestreckten metallischen Glühgutes mit starrer, drehbar gelagerter
Achse.
Derartige Rollen werden für die Förderung von z. B. Blechen oder
Stahlbändern bei der Wärmebehandlung in Durchlauföfen eingesetzt.
Diese zum Teil angetriebenen Ofenrollen aus wärmebeständigem
Stahl sind insbesondere im Einlaufbereich des Glühofens und der
Vorwärmzone Ursache ständiger Betriebsprobleme.
Auf den Rollen bilden sich nach kurzer Betriebszeit pickelartige
Aufwachsungen, die zu erheblichen Beschädigungen der durch die
Wärmebehandlung weichen Oberfläche des zu fördernden Gutes führt.
Insbesondere beschichtete Bänder, z. B. verzinkte Stahlbänder,
weisen Kratzer und Abdrücke von den Pickeln der Ofenrollen bzw.
von den Ofenrollen gelöste und an der Bandoberfläche haftende
Aufwachsungen auf.
Die Ursache der Aufwachsungen oder Pickel wird in Walzzunder
teilchen oder anderen Fremdkörpern gesehen, die an den Ofenrollen
haften bleiben und nach und nach bis zu mehr als Kaffeebohnen
größe oder zu Ringwulsten schichtweise aufwachsen können.
Abhilfe soll das Einblasen von das Pickelwachstum hemmenden Gasen
(US-PS 26 71 038) in den Spalt zwischen Glühgut und Ofenrolle
bringen. Abgesehen von dem Problem, die richtige Gasmenge je
nach Glühgut und Temperatur einzublasen, ist dies ein sehr teures
Verfahren.
Gleiches gilt für den Vorschlag (DE-OS 14 58 995), zwischen
Transportrolle und zu behandelndem Gut als Hemmstoff gegen
Pickelwachstum nichtmetallische, pulverförmige Partikel wie Oxide
von Magnesium, Calzium, Titan oder Aluminium etc. einzubringen.
Dem Problem hoher Betriebskosten für das Zusatzmaterial begegnet
die Lösung, die Transportrollen mit Aluminium-Oxid (US-PS
26 63 558) oder Ferrosilizium (US-PS 26 95 248) zu überziehen.
Die Praxis hat jedoch gezeigt, daß die Beschichtung der Rollen
ebenfalls aufwendig und die Standzeit nicht zufriedenstellend ist.
Derzeit werden die Ofenrollen nach teilweiser erst vierstündiger
Betriebszeit ausgewechselt und geschliffen, manchmal auch noch
verchromt.
Als nicht zufriedenstellend werden Alternativen mit ständiger
oder diskontinuierlicher (DE-OS 35 30 517) Wasserkühlung
beurteilt, da die Rollenkonstruktion sehr aufwendig ist und/oder
der Wasserverbrauch bzw. der Energieverlust im Ofen durch Kühlen
die Wirtschaftlichkeit beeinträchtigt.
Versuche haben gezeigt, daß Schwankungen in der Charakteristik
der Ofenatmosphäre sofort eine vermehrte Pickelbildung zur Folge
haben. Variieren dieser Bedingungen schafft also keine Abhilfe.
Geringfügige Verbesserungen wurden durch gezielte Einstellung
einer Relativgeschwindigkeit zwischen Transportrolle und Glühgut
erreicht, z. B. durch Drehzahlregelung der Rollenantriebe. Dabei
entstehen aber auch Beschädigungen der Oberfläche des wärme
behandelten Gutes.
Von daher ist es Aufgabe der Erfindung, eine Transporteinrichtung
vorzuschlagen, die einerseits das Entstehen von Pickeln oder
Aufwachsungen vermeidet und andererseits das im Ofen zu
behandelnde Gut möglichst ohne Oberflächenbeschädigung fördert.
Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 genannten Merkmale
gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch
die Unteransprüche erfaßt.
Bei der Verwendung von feuerverzinktem Stahlband, z. B. für
Autokarosserien, werden heute Beschädigungen oder haftende
Aufwachsungen an der verzinkten Oberfläche nur noch in
Größenordnungen von z. B. drei Pickel/m2 Blechoberfläche
toleriert. Diese Qualität läßt sich mit Ofenrollen der
erfindungsgemäßen Art erreichen.
Es wurde überraschend festgestellt, daß das bisher unvermeidliche
Pickelwachstum unterbunden wird, wenn derartige Ofenrollen
entgegen der bisherigen Erwartung keine glatte zylindrische
Oberfläche haben. Wird der wirksame, transportierende "Rollen
mantel" in eine Vielzahl von tragenden Punkten aufgelöst,
entstehen praktisch keine Aufwachsungen. Offensichtlich finden
die zu Pickeln wachsenden Fremdkörper an derartigen Rollen
oberflächen nicht genügend Halt.
Gute Ergebnisse werden erzielt, wenn der Traganteil des Rollen
mantels auf 40 bis 70% der theoretischen Zylinderoberfläche
reduziert wurde.
Unter 20% Traganteil werden die Bandbeschädigungen zu groß; bei
über 80% Traganteil entsteht wieder Pickelwachstum. Die
tragenden Elemente der Ofenrolle sollten flächig ausgebildet
sein, damit die spezifische Flächenpressung nicht zu groß wird
und keine Oberflächenschäden am Glühgut erzeugt werden.
Als günstig haben sich Kleinflächen von 0,05 bis 5 mm2 Größe für
die tragenden Elemente erwiesen.
Eine unregelmäßige Verteilung der tragenden Flächen reduziert die
Möglichkeit, daß gleichförmige Abdrücke am Glühgut auftreten und
unterdrückt das periodische Pickelwachstum.
Eine derartige Mantelstruktur der Ofenrolle läßt sich einfach
durch unregelmäßiges chemisches Ätzen einer zylindrischen
Rollenoberfläche erreichen. Eine andere Möglichkeit ist,
gezahnte Scheiben auf der starren Achse der Ofenrolle aufzureihen
und durch Nuten oder Federn sowie Seitenbleche auf der Achse
festzulegen.
Die Scheiben können auch aus enggepreßten handelsüblichen Rund-
Drahtbürsten bestehen, die sich aus hitzebeständigem Draht mit
zentralem, für die Aufnahme auf der Achse durchbrochenem Halte
ring zusammensetzen.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, Bürstenbänder oder
gezahnte Bänder schraubenförmig um die Starrachse zu wickeln,
zusammenzupressen und an der Achse zu befestigen.
Die Zähne oder die Bürstenköpfe bilden dann den Rollenmantel, die
Transportrollenoberfläche.
Anhand schematischer Zeichnungen soll die Erfindung näher
erläutert werden.
Es zeigt
Fig. 1 zwei unterschiedliche erfindungsgemäße Ofenrollen
in Arbeitsposition,
Fig. 2 einen Teil einer ersten erfindungsgemäßen Ofenrolle
gemäß Fig. 1,
Fig. 3 einen Teil einer zweiten erfindungsgemäßen Ofenrolle
gemäß Fig. 1.
Ein zu verzinkendes Stahlband 1 von 3 mm Dicke und 1500 mm Breite
wird durch einen Ofen einer nicht dargestellten Feuer
verzinkungsanlage gefördert und dabei wärmebehandelt (Fig. 1).
Durch in die Wand 3 des Ofens 2 eingesetzte Strahlrohre 4 von
nicht dargestellten Gasbrennern wird die Ofenatmosphäre
(Schutzgas) und somit das Stahlband 1 auf 800°C erwärmt.
Zwei Ofenrollen 6, 11, hier dargestellt in unterschiedlicher
Bauart, in der Regel jedoch gleicher Bauart, fördern das
Stahlband 1 in der durch Pfeile angedeuteten Richtung durch den
Ofen 2.
Insbesondere auf den ersten Rollen im Einlaufbereich des
Glühofens wachsen Pickel auf. Daher erhielten die dargestellten
erfindungsgemäßen Ofenrollen 6, 11 eine besondere Rollen
oberfläche, die das Pickelwachstum verhindert.
Die Ofenrolle 11 mit starrer Achse 9 ist an beiden, nicht
dargestellten, Enden wälzgelagert. Die Ofenrolle 11 ist auf
einer Breite von 1600 mm aus einzelnen 50 mm breiten Scheiben 12,
die mit Stahldrähten 13 (Fig. 2) besetzt sind und eine Bohrung 14
zur Aufnahme der Achse 9 aufweisen, zusammengesetzt. Von den
Rollenenden her werden die Scheiben 12 durch auf der Achse 9
festgeschweißte Bundbleche 10, zusammengepreßt.
Die Scheiben 12 sind so eng mit Stahldrähten 13 von 1,5 mm
Durchmesser besetzt, daß die tragende Oberfläche der
erfindungsgemäßen Ofenrolle 11 etwa 40% einer theoretisch
zylindrischen Rolle beträgt. Das durch die Wärmebehandlung
relativ weiche Stahlband 1 liegt nur auf den Stirnflächen der
Stahldrähte 13 auf.
Die zweite Ofenrolle 6 im rechten Teil von Fig. 1 weist eine
ebenfalls nicht dargestellte Wälzlagerung an beiden Enden der
angetriebenen starren Achse 5 auf. Um diese Achse 5 ist ein
Profilband 8 schraubenförmig gewickelt und an beiden Enden der
Achse 5 durch Preßbunde 7 gehalten.
Fig. 3 zeigt einen Abschnitt des 1 mm dicken Profilbandes 8 in
Seitenansicht.
Das 50 mm hohe Profilband 8 aus Federstahl weist an der Oberseite
abwechselnd schmale Zähne 15 und breite Zähne 16 mit Lücken 17
auf. Die Zahnbreiten betragen a = 1 mm und b = 5 mm.
An der Unterseite ist das Profilband 8 gekerbt, damit es um die
Achse 5 der Ofenrolle 6 gewickelt werden kann.
Nach Aufwickeln des Profilbandes 8 ergibt sich aufgrund
unterschiedlicher Zahnbreiten a, b der Zähne 15, 16 und damit
versetzten Zahnköpfen benachbarter Profilbandwindungen ein
unregelmäßiges Tragflächenmuster als tragende "Rollenoberfläche"
der Ofenrolle 6. Das Band 8 ist im Bereich der Zähne 15, 16 auf
0,8 mm Dicke reduziert, damit zwischen den Bandwindungen im
Zahnbereich ein Abstand entsteht.
Die Ofenrollen 6, 11 werden nach ihrem Zusammenbau und vor
Einsatz in den Ofen 2 an der Oberfläche geschliffen, damit sie
einen exakten, definierten Durchmesser und somit präzisen
Rundlauf haben.
Die erfindungsgemäßen Ofenrollen 6, 11 zeigen keinerlei Pickel
wachstum und erzeugen keine Oberflächenbeschädigungen am Glühgut.
Bisher üblicherweise verwendete Zylinderrollen hatten, je nach
Glühgut und Glühtemperatur, nur Einsatzzeiten von einigen Stunden
bis zu wenigen Tagen, bevor das Pickelwachstum begann und sie
ausgetauscht werden mußten.
Claims (5)
1. Ofenrolle für den Transport langgestreckten, metallischen
Glühgutes mit einer starren, drehbar gelagerten Achse,
dadurch gekennzeichnet, daß 20 bis 80% der theoretischen
Mantelfläche der Ofenrolle (6, 11) aus kleinflächigen
tragenden Elementen besteht.
2. Ofenrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
kleinflächigen tragenden Elemente 0,01 bis 30 mm2,
vorzugsweise 0,05 bis 5 mm2, groß sind und im wesentlichen
einen unregelmäßigen Abstand voneinander aufweisen.
3. Ofenrolle nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ofenrolle (6, 11) mindestens in der
tragenden Breite aus auf der Achse (5, 9) aufgereihten und
festgelegten Scheiben (12) besteht.
4. Ofenrolle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Scheiben (12) als Rund-Drahtbürsten ausgebildet sind.
5. Ofenrolle nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ofenrolle (6, 11) aus einem
schraubenförmig um die starre Achse (5, 9) gewickelten Band
(8) gebildet ist, das radial von der Achse (5, 9) weg sich
erstreckende und in kleinflächigen Oberflächen endende,
tragende Elemente aufweist.
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