DE3725607A1

DE3725607A1 - Gekuehlter rohrstrang fuer industrie-erwaermungsoefen

Info

Publication number: DE3725607A1
Application number: DE3725607A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Ing Heuss
Original assignee: Ruhrgas AG
Current assignee: EON Ruhrgas AG
Priority date: 1987-08-01
Filing date: 1987-08-01
Publication date: 1989-02-09
Also published as: EP0302301B1; US4886450A; EP0302301A1; DE3880916D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen gekühlten Rohrstrang für In dustrie-Erwärmungsöfen, dessen einzelne Tragrohre sich in Ofen längsrichtung vom Eintritt in Richtung auf den Austritt erstrecken, zumindest zum Teil mit Aufsatzstücken für das durchlaufende Wärmgut versehen sind und einen gemeinsamen, über die Breite des Tragrohres hinausgehenden seitlichen Versatz aufweisen.

In Erwärmungsöfen soll der Stahl möglichst gleichmäßig auf Walztem peratur erwärmt werden. Dabei besteht das Problem, daß das Wärmgut an den Stellen, an denen es auf den wassergekühlten Tragrohren - in der Regel unter Zwischenschaltung von Aufsatzstücken - ruht, eine gegenüber den übrigen Bereichen niedrigere Temperatur hat, weil einerseits die Beheizung durch die unter den Tragrohren befindli chen Brenner an diesen Stellen behindert ist und andererseits die Wärme zu den gekühlten Tragrohren abfließen kann. Vor dem Walzvor gang müssen auch diese Stellen die hierfür notwendige Temperatur angenommen haben. Dies erfolgt in der Ausgleichszone der Öfen.

Die Ausgleichszone ist vorwiegend deshalb notwendig, weil das Wärm gut zunächst hauptsächlich an der Oberfläche erhitzt wird, während der Kern der Brammen, Blöcke und dergleichen längere Zeit benötigt, um auf die gleiche Temperatur - nämlich eben in der Ausgleichszo ne - zu kommen. In dieser Zone sollte nun gleichzeitig auch der Temperaturausgleich bezüglich der durch die wassergekühlten Trag rohre in der Aufheizzone erzeugten Kühlschatten erfolgen. Hierfür sind mehrere Konstruktionen bekannt.

Ein Vorschlag nach der DE-AS 20 39 507 ist dahingehend, daß gleich lange aber immerhin längere Aufsatzstücke entweder mit schrägem Verlauf hintereinander auf dem Tragrohr sitzen oder parallel zu dessen Verlauf abwechselnd einmal auf der linken und dann auf der rechten Seite des Tragrohres aufgesetzt sind. Hier kommen zwar in nerhalb der Breite des Tragrohres laufend unterschiedliche Stellen des Wärmgutes mit den Aufsatzstücken in Berührung, die Kühlschatten verursachende Wirkung der Tragrohre bleibt aber erhalten, weil die se Rohre in der ganzen Ofenlänge geradeaus durchlaufen. Anstatt einer Spitze des Kühlschattens muß dort eine größere Schattenbreite bei der Behandlung des Wärmgutes in der Ausgleichszone in Kauf ge nommen werden.

Nach der DE-AS 12 00 332 ist es weiter bekannt, einen als Aus gleichszone dienenden Festherd in Streifen zu unterteilen, die un gekühlte keramische Gleitschienen bilden. Diese Schienen sollen dann versetzt zu den im Aufheizbereich des Ofens befindlichen Trag rohren angeordnet sein. Außerdem soll zwischen den keramischen Gleitschienen eine Befeuerung von unten ermöglicht werden. Nachtei lig ist, daß die keramischen Festherdstreifen unverhältnismäßig breit sein müssen, um richtig tragen zu können, da sie sonst einem zu großen Verschleiß unterliegen. Auch die Gefahr ist vorhanden, daß herabfallender Zunder die Zwischenräume zwischen den Herdstrei fen allmählich verstopft.

Tragrohre der der eingangs genannten Art sind nach der DE-PS 31 15 930 mit den zwingenden, zusätzlichen Maßnahmen bekannt, daß sie den seitlichen Versatz bei 10-30% der Ofenlänge am Aus trittsende aufweisen und dort mit Aufsatzstücken ausgerüstet sind. Diese konstruktive Änderung, die wohlgemerkt im wesentlichen die Ausgleichszone betrifft, löst das Problem, die heißen Brammen von den bloßen Tragrohren auf die Aufsatzstücke auflaufen zu lassen, was bis dahin im Eingangsbereich des Ofens erfolgte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen wassergekühlten Rohrstrang der eingangs genannten Art bereits außerhalb der Aus gleichszone von Industrie-Erwärmungsöfen Maßnahmen zu ergreifen derart, daß in der Ausgleichszone der Abbau der durch die wasser gekühlten Tragrohre verursachten Kühlschatten-Effekte möglichst vollständig erfolgt.

Sie besteht darin, daß die Tragrohre neben dem gemeinsamen, seit lichen Versatz zumindest noch einen weiteren gemeinsamen Versatz besitzen, wobei die Länge eines jeden in Durchlaufrichtung des Wärmgutes weiter vorn liegenden versetzten Tragrohrabschnittes kürzer ist als die des vorangegangenen Abschnittes.

Da wegen der konstruktiven Kürze der Ausgleichszone die versetzten Tragrohrabschnitte bei der Erfindung zumindest zum Teil zwangs läufig in der Aufheizzone liegen, wird in vorteilhafter Weise, sobald das Wärmgut den ersten versetzten Tragrohrabschnitt er reicht, der durch das unversetzte Tragrohr bisher abgeschattete Bereich des Wärmguts mit der niedrigeren Temperatur schon während der Aufheizung frei für die Erwärmung auf ein höheres Temperatur niveau der Stellen, die noch nicht in Tragrohrschatten lagen. Da jetzt das Tragrohr, gegebenenfalls mit den Aufsatzstücken zusammen, beim Geradeaus-Transport des Warmgutes mit dessen heißeren Stellen in Berührung kommt, wird sich ein beinaher Temperaturausgleich als bald einstellen.

In diesem Bereich ist nun der zweite Versatz vorgesehen. Hierdurch werden die Temperaturdifferenzen weiter verringert. Das gleiche gilt für jeden weiteren Versatz der Tragrohre, der derart vorge nommen werden kann, daß jeweils der nachfolgende Versatz das Trag rohr in die alte Lage zurückbringt. Mit Rücksicht auf die Forde rung, möglichst viele unterschiedliche Wärmgutlängen einsetzen zu können, wird die zuletzt erwähnte Anordnung die Regel sein.

Berechnungen lassen eine vorteilhafte Verminderung der Temperatur differenzen um bis zu 75% gegenüber unversetzten Tragrohren und um 25% gegenüber denselben mit Aufsatzstücken erwarten.

Um in zweckmäßiger Weise eine Ausgleichzone zu schaffen, endet der in Durchlaufrichtung des Wärmgutes am weitesten stromab befindliche versetzte Tragrohrabschnitt am Austritt des Erwärmungsofens.

Wenn in der Ausgleichzone ein Festherd vorgesehen werden soll, endet der vorerwähnte Tragrohrabschnitt in vorteilhafter Weise am Festherd. Dieser kann somit mit voller, ungeteilter Auflagefläche gebaut werden, um einem Verschleiß durch die Brammen vorzubeugen. Die Erfindung läßt sich auch bei Hubbalkenöfen verwirklichen. In diesem Falle weisen die Hubbalken zweckmäßigerweise die gleichen Versetzungen wie die Tragrohre auf und sind ebenfalls wasserge kühlt. Die versetzten Hubbalken bewirken die gleichen guten Effekte wie die versetzten Tragrohre, auch wenn sie für wesentlich kürzere Zeit mit den allmählich walzfähigen Brammen in Berührung kommen.

Nach Berechnungen ließen sich Richtdaten feststellen, die einen vorteilhaften Ofenbau für Brammen und dergleichen ermöglichen, deren Stärken um das meistvorkommende Maß herum liegen. In diesem Falle besitzen die Tragrohre gegebenenfalls zusammen mit den Hub balken drei versetzte Längenabschnitte, von denen zwei in der Durchlaufrichtung stromab liegende Abschnitte bei einer vertikalen Wärmgutstärke von ca. 250 mm nacheinander jeweils um ca. 1/3 kürzer sind als die vorangegangenen Abschnitte.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in den Zeichnungen sche matisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben.

Es zeigen in Schnitten Fig. 1 einen Stoßofen von der Längsseite,

Fig. 2 den selben Ofen von oben auf die Tragrohe gesehen,

Fig. 3 einen Hubbalkenofen von der Längsseite und

Fig. 4 den selben Ofen von oben auf die Tragrohre gesehen.

Der in den Fig. 1 und 2 mit 1 bezeichnete Stoßofen weist einen Rohrstrang 2 auf, dessen wassergekühlte einzelne Tragrohre 3 auf vertikalen Stützrohren 4 angeordnet sind und sich am Eintritt 8 des Stoßofens 1 ansetzen und ununterbrochen bis zu einem Festherd 14 durchlaufen. Dieser Festherd 14 wirkt am Austritt 9 des Ofens 1 als Ausgleichzone und ist in seiner Fläche vollständig mit keramischen Platten ausgelegt. Insofern geht die Ebene von Aufsatzstücken 10, die auf den Tragrohren 3 ruhen und die Gleitfläche des auf ihnen in der Durchlaufrichtung 7 bewegten Wärmgutes 6 (Brammen oder derglei chen) bilden, kontinuierlich in die Ebene der Vollbeplattung des Herdes 14 über.

Um Kühlschatten vorzubeugen, die auf die nachteiligen Auswirkungen der wassergekühlten Tragrohre 3 und der Aufsatzstücke 10 zurückzu führen sind, weisen die Tragrohre 3 drei ineinander übergehende Längenabschnitte L ₁, L ₂ und L ₃ auf, die neben einem ersten horizon talen Versatz 5 durch zwei weitere horizontale Versetzungen 11 des Tragrohres 3 entstehen. Während die insgesamt drei Versetzungen 5 und 11 das gleiche Ausmaß haben und der zweite Versatz 11 das Tragrohr 3 in die ursprüngliche Lage zurückbringt, verkürzen sich die Längenabschnitte L ₂ und L ₃ jeweils um 1/3 des vorangegangenen Längenmaßes, wobei sich der Längenabschnitt L ₁ rechnerisch ergibt. Somit betragen die Tragrohr- oder Längenabschnitte L ₁, L ₂ und L ₃ für Brammen oder dergleichen, die auf Wälztemperatur erhitzt werden sollen und eine Stärke von ungefähr 250 mm haben, 4500 mm bzw. 3000 mm bzw. 2000 mm.

Der in den Fig. 3 und 4 gezeigte Hubbalkenofen 12 weist über wiegend gleiche Bestandteile wie der vorbeschriebene Stoßofen 1 auf, die deshalb auch mit denselben Bezugsziffern angezogen sind. Abweichend sind natürlich die Hubbalken 13 selbst, die in der Längsrichtung zusammen mit den Tragrohren 3 derart angeordnet sind, daß im Sinne der Fig. 4 gemeinsame Längenabschnitte L ₁, L ₂ und L ₃ festlegbar sind. Da bei Hubbalkenöfen in der Ausgleichszone auf einen Festherd verzichtet wird, reicht der in Durchlaufrichtung 7 letzte Längenabschnitt L ₃ bis zum Austritt 9 des Ofens 12.

Der die Hubbalken 13 bewegende Mechanismus ist in Fig. 3 nicht dargestellt.

Bei den beiden Erwärmungsöfen 1 und 12 reichen die Tragrohrab schnitte L ₁, L ₂ und L ₃ in ihrer Gesamtlänge weit in die Heizzone hinein oder bilden selbst die Heizzone. Somit wird der Temperatur ausgleich an den Brammen bereits während der Heizperiode einge leitet.

Bezugszeichenliste:

1 Stoßofen
2 Rohrstrang
3 Tragrohr
4 Stützrohr
5 Versatz
6 Wärmgut
7 Durchlaufrichtung
8 Eintritt
9 Austritt
10 Aufsatzstück
11 weiterer Versatz
12 Hubbalkenofen
13 Hubbalken
14 Festherd
L₁, L₂, L₃ Tragrohrabschnitt/Längenabschnitt

Claims

1. Gekühlter Rohrstrang (2) für Industrie-Erwärmungsöfen (1; 12), dessen einzelne Tragrohre (3) sich in Ofenlängsrichtung vom Eintritt (8) in Richtung auf den Austritt (9) erstrecken, zu mindest zum Teil mit Aufsatzstücken (10) für das durchlaufende Wärmgut (6) versehen sind und einen gemeinsamen, über die Breite des Tragrohres hinausgehenden seitlichen Versatz (5) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragrohre (3) zu mindest noch einen weiteren gemeinsamen Versatz (11) besitzen, wobei die Länge eines jeden in Durchlaufrichtung (7) des Wärm gutes (6) stromab liegenden versetzten Tragrohrabschnittes (L ₂, L ₃) kürzer ist als die des vorangegangenen Abschnittes (L ₁).

2. Gekühlter Rohrstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in Durchlaufrichtung (7) des Wärmgutes (6) am weite sten stromab befindliche versetzte Tragrohrabschnitt (L ₃) am Austritt (9) des Erwärmungsofens (1; 12) endet.

3. Gekühlter Rohrstrang nach Anspruch 1 für Industrie-Erwär mungsöfen (1) mit eine volle Auflagefläche aufweisendem Aus gleich-Festherd (14), dadurch gekennzeichnet, daß der in Durchlaufrichtung (7) des Wärmgutes (6) am weitesten stromab befindliche versetzte Tragrohrabschnitt (L ₃) am Festherd (14) endet.

4. Gekühlter Rohrstrang nach Anspruch 1 oder 2 für Industrie-Hub balkenöfen (12) mit dicht neben den Tragrohren (2) liegenden Hubbalken (13) dadurch gekennzeichnet, daß die Hubbalken (13) die gleichen Versetzungen (5, 11) wie die Tragrohre (3) auf weisen und ebenfalls wassergekühlt sind.

5. Gekühlter Rohrstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragrohre (3) gegebenenfalls zusammen mit den Hubbalken (13) drei versetzte Längenab schnitte (L ₁, L ₂, L ₃) besitzen und die zwei in der Durchlauf richtung (7) stromab liegenden Abschnitte (L ₂, L ₃) bei einer vertikalen Wärmgutstärke von ca. 250 mm nacheinander jeweils um ca. 1/3 kürzer sind als die vorangegangenen Abschnitte.