DE3731950A1

DE3731950A1 - Gluehofen mit horizontalachsigem drehherd

Info

Publication number: DE3731950A1
Application number: DE19873731950
Authority: DE
Inventors: Kurt Hagemann
Original assignee: Ruhrgas AG
Current assignee: EON Ruhrgas AG
Priority date: 1987-09-23
Filing date: 1987-09-23
Publication date: 1989-04-13

Description

Die Erfindung betrifft einen Glühofen mit horizontalachsigem Dreh herd in der Art einer Walze mit für Ofengut bestimmten Aufnahmen, die nahe dem Walzenumfang verteilt angeordnet sind und nacheinander mit mindestens einer Arbeitsöffnung an mindestens einer Stirnseite des Glühofens fluchten.

Ein derartiger, aus der Praxis bekannter Ofen ist in der Einleitung der DE-AS 12 58 439 beschrieben. Dort sind als Aufnahmen für das Ofengut rohrartige Längskanäle vorgesehen, die elektrisch und ganz offensichtlich einzeln beheizt werden.

Eine derartige Konstruktion ist zu aufwendig, wenn gleichmäßige Temperatur für jedes Stück verlangt wird, das den Ofen verläßt. Die Bildung der längskanalartigen Einzelkammern benötigt nämlich in der Herstellung viel Material und vermehrt somit nicht zuletzt das Ge wicht. Außerdem verlangt die Abstimmung der unterschiedlichen Kam mertemperaturen mit der Verweildauer des Gutes im Ofen eine hohe und teure Technik der Überwachungs- und Steuerungsorgane.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Glühofen der ein gangs genannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, daß er in ein facherer Weise eine verbesserte Erwärmung von langgestrecktem ins besondere rundem Material auf eine bestimmte, einheitliche Tempera tur ermöglicht.

Die Erfindung besteht darin, daß das Ofeninnere einen einzigen, zy lindrischen Glühraum bildet, der in der Achse - für die Bildung des walzenartigen Drehherdes - eine durchgehende, beidseitig gelagerte Ofenwelle mit die Aufnahmen in Kreisform aufweisenden, in der Längsrichtung verteilten Vertikalscheiben einschließt und in dem eine den Aufnahmen taktweise zugeordnete Beschickungs- und Entlee rungsvorrichtung für das langgestreckte Ofengut vorhanden ist.

Ein derartiger Ofen ist dank des zylindrischen Glühraumes kompakt und läßt sich problemlos gleichmäßig beheizen, ohne daß Wärmeschat ten niedrigerer Temperatur im Brennraum entstünden. Auch die Mög lichkeit, die Ofenwelle außerhalb des Ofens zu lagern, schafft wär metechnisch aber auch statisch, z. B. durch Zweifachlagerung, klare Verhältnisse, so daß der Drehherd - dessen Bau infolge der hohen Innentemperatur umfangreiche Erfahrungen erfordert - beim Konzipie ren, Herstellen und im Betrieb übersichtlich ist und beherrschbar bleibt. Dem guten Betriebsergebnis trägt es bei, daß das Ofengut während der Wärmebehandlung nicht nur im ganzen Glühraum herumge führt wird, sondern dabei auch in den kreisrunden Aufnahmen selbst tätig abrollt. Eine Besonderheit stellt die Anordnung einer Be schickungs- und Entleerungsvorrichtung im Glühraum dar. Diese Vor richtung übernimmt die Be- und Entladung des Glühraumes bzw. unter stützt diese Vorgänge exakt, so daß dabei nur geringe Wärmeverluste entstehen.

Als weitere Vorteile ergeben sich Gewichtsersparung, eine Verbesse rung der Arbeitskontinuität und Geräuscharmut bei der Handhabung des Ofengutes gegenüber bekannten Ausführungen.

Die kreisrunden Aufnahmen können am einfachsten durch Löcher in den Vertikalscheiben gebildet sein.

Zweckmäßigerweise ist die Ofenwelle hohl ausgebildet und weist an den Enden Anschlüsse auf, die Kühlmedium fördernden Kanälen zuge ordnet sind. Das Kühlmedium kann somit die Welle durchströmen und Wärme abführen, so daß wärmebedingte Festigkeitsprobleme ganz er heblich gemindert werden.

Die Beschickungs- und Entleerungsvorrichtung bildet in vorteilhaf ter Weise mindestens einen etwa in Höhe der Achse der Walze ange ordneten Rollengang mit zu dieser Achse paralleler Transportrich tung, dessen Rollen aus der Ruhestellung außerhalb des Walzenum fangs heraus zwischen die Vertikalscheiben einfahrbar sind. Die freie Drehung der mit Ofengut beladenen Walze ist somit gewährlei stet, zumal sich dann die Rollen in Ruhestellung befinden.

Die Einfahrbarkeit der Rollen, die mit Einzelantrieb ausgerüstet sein können, kann zweckmäßigerweise dadurch gewährleistet sein, daß Wellen des Rollenganges, die die Ofenwandung dichtend durchsetzen und die Rollen auf dem ofeninneren Ende frei tragen, in einer ge meinsamen Horizontalebene axialverschiebbar ausgebildet sind.

Bei nur einer Arbeitsöffnung des Ofens ist die Betriebsdrehrichtung der Walze innerhalb eines jeden Arbeitstaktes teilweise umkehrbar. Somit ist es beim Walzenrücklauf möglich, das Ofengut auf den Rol lengang sanft abzusetzen, wenn dieser bereits zwischen zwei Aufnah mereihen eingefahren ist. Dasselbe erreicht man auch ohne Walzen rücklauf, wenn der Rollengang heb- und senkbar ist.

Wenn der Glühofen zwei Arbeitsöffnungen enthält, dann sind zweck mäßigerweise zwei Rollengänge vorhanden, die etwa in Höhe der Achse der Walze angeordnet sind, zu dieser Achse parallele Transportrich tungen haben und in synchroner Weise arbeiten. Sie sind übereinan der zu einer Seite der Walze angeordnet, gemeinsam vertikal beweg bar und transportieren in der gleichen Richtung. Auch diese Merkma le tragen der Geräuschminderung bei, indem bei der Handhabung des Ofengutes lediglich Rollgeräusche entstehen.

Vorteilhafterweise ist ein dicht neben dem Glühofen angeordneter langgestreckter und die Wellen der zwei Rollengänge tragender Tisch vorhanden, der über Führungen zumindest vertikal verstellbar ist. Hierdurch kommen die Rollengänge in Positionen, in denen ihre wirk samen Oberkanten höher liegen als der unterste Punkt der zugehöri gen Aufnahmereihen, so daß das Ofengut ohne Berührung der Aufnahmen aus dem Glühraum heraus oder in diesen eingefahren werden kann.

Beim Wechseln des Ofengutes befinden sich ein kaltes und ein heißes Stück nebeneinander. Um die Gefahr aus der nachteiligen, gegensei tigen Wärmeausstrahlung weitgehend abzubauen, ist zwischen den zwei Rollengängen zweckmäßigerweise eine in Ofenlängsrichtung verlaufen de Trennwand vorgesehen, die sich aus der Ofenwandung bis zu der Ofenwelle erstreckt und die Vertikalscheiben einschließende Ausneh mungen besitzt.

Um zu verhindern, daß die Vertikalscheiben in der Hitze unzulässi gen Verwerfungen unterliegen, besteht vorteilhafterweise jede Ver tikalscheibe aus Ringsegmenten, die eine geschlossene Ringscheibe bilden, die Aufnahmen enthalten und auf speicherförmigen Tragele menten der Ofenwelle sitzen. Dabei weist in der Ebene der Vertikal scheiben der Umfang der kreisförmigen Aufnahmen ein deutliches Übermaß gegenüber dem Umfang des Ofengutes auf. Durch die Wahl des Aufnahmenumfanges ist hierdurch möglich, die Eigendrehung des Ofen gutes im Hinblick auf die Drehzahl des Drehherdes zu relativieren.

Eine gleichmäßige und rasche Beheizung des Glühofens ist durch Brenner zu erreichen, die jeweils in mehreren Kreisreihen der Ofen wandung senkrecht zur Ofenachse und unter spitzem Winkel zu der je weiligen Tangente angeordnet sind.

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

Es zeigen

Fig. 1 einen Glühofen mit einem Drehherd im Längsschnitt,

Fig. 2 eine Stirnansicht des Glühofens unter Weglassung einiger Teile,

Fig. 3 den Glühofen im Querschnitt mit einer Handhabungsvorrich tung für das Ofengut,

Fig. 4 den Glühofen im Querschnitt mit einer anderen Ausfüh rungsform des Handhabungsgerätes für das Ofengut und

Fig. 5 eine Teilansicht in Richtung des Pfeiles A in Fig. 4 un ter Weglassung einiger Teile.

In Fig. 1 ist mit 1 eine Walze bezeichnet, die einen Drehherd des dargestellten Glühofens verkörpert. Dieser Drehherd oder auch die Walze 1 besteht aus einer hohlen, waagerechten Ofenwelle 2, die an den Stirnseiten 3 und 3 a des Glühofens, also je einmal auf ihren Enden, drehbar in Lagern 4 ruht, und aus Vertikalscheiben 5, die die Ofenwelle 2 auf ihrer Gesamtlänge in gleichmäßigen Abständen besetzen.

Die Ofenwelle 2 ist mit einer dicken, feuerfesten Isolierung 6 und mit einem Antrieb 7 versehen und weist an abgesetzten Enden 8 je einen Anschluß 9 auf, die in luftführende Kanäle 10 ausmünden, so daß die Welle von innen her gekühlt werden kann. Sie dreht sich, dem kompakten, zentrischen Aufbau der Ofenanlage entsprechend, in einem zylindrischen Glühraum, der durch eine dicke, feuerfeste Ofenwandung 11 begrenzt ist und aus dem die Heizungsabgase durch einem unter dem Glühofen liegenden Abzugskanal 12 hindurch entfernt werden.

Die Vertikalscheiben 5 bestehen hitzeverwerfungsfrei aus mehreren identischen Ringsegmenten 13 oder 13 a (siehe die Fig. 3 und 4), die jeweils eine geschlossene Ringscheibe bilden.

Für das Ofengut 15, insbesondere für Rohre, sind in den Ringsegmen ten 13 und 13 a kreisrunde Aufnahmen 16 vorgesehen, die mit denen der Nachbarscheiben fluchten und einen so großen Durchmesser besit zen, daß die Rohre 15 sich in Abhängigkeit ihrer Durchmesser min destens einmal um die eigene Achse abrollen, während die Walze 1 eine Umdrehung macht.

Gemäß Fig. 3 sind die Ringsegmente 13 auf den Enden von in der Ofenwelle 2 speichenartig verankerten Bolzen als Tragelementen 14 einzeln angeordnet, wie nur mit den Mittellinien angedeutet. Den Ringsegmenten 13 ist eine die Rohre 15 innerhalb des Glühraumes handhabende Beschickungs- und Entleerungsvorrichtung 17 zugeordnet, die im wesentlichen aus einem horizontal ausgerichteten Rollen gang 18 mit zu der Ofenwelle 2 paralleler Wirkungslinie und mit Rollen 19 besteht. Letztere sitzen freitragend auf den Enden von die Ofenwandung 11 senkrecht und dichtend durchsetzenden Wellen 20 etwas unterhalb der Ofenmitte und besetzen in gleichmäßigen Abstän den die ganze Ofenlänge, wie dies insbesondere aus Fig. 1 ersicht lich ist. Die Wellen 20, denen einzeln ein Drehantrieb 21 zugeord net ist, sind außen auf einem die ganze Ofenlänge einnehmenden Schlitten 22 axialfest angeordnet, der, und somit auch die Rol len 20, mittels Hydraulikzylinder 23 horizontal hin- und herbeweg bar ist.

Die Walze 1 arbeitet taktweise und bleibt jeweils stehen, wenn die Horizontalebene der Wellen 20 den Abstand zwischen den Rohren 15 halbiert. Jetzt fahren die in der gezeichneten Ruhestellung befind lichen Rollen 19 zwischen die Vertikalscheiben 5 und zugleich zwi schen die Rohre 15. Die im Gegenuhrzeigersinn laufende Betriebsdre hung der Walze 1 kehrt kurzzeitig um, so daß ein erwärmtes Rohr 15 von den Aufnahmen 16 abheben, auf dem Rollengang 18 aufsitzen und durch eine einzige Arbeitsöffnung 24 (Fig. 2) an der Stirnseite 3 des Glühofens hinausgeschickt und von dort weggeschafft werden kann. Ein nachfolgendes, noch zu erwärmendes Rohr 15 trifft in der selben Höhe ein und wird von demselben Rollengang 18 in den Glüh raum gezogen. Wird die entsprechende Position erreicht, setzt die Betriebsdrehung der Walze 1 wieder ein, wodurch das Rohr 15 von den Rollen 19 auf die Aufnahmen 16 umgelegt wird. Während einer kurzen Unterbrechung der Walzendrehung kehrt der Rollengang 18 in seine Ruhestellung zurück.

Gemäß Fig. 4 enthalten die Ringsegmente 13 a mehrere, vorzugsweise drei Aufnahmen 16 und sind an den Rändern mit Schenkeln 26 verse hen, die gegen die Ofenmitte gerichtet sind und dabei auf die Ofen welle 2 stoßen. Unter Heranziehung dieser Segmente erfolgt ein Wechsel des Ofengutes nicht nacheinander, sondern gleichzeitig. Da für ist eine Beschickungs- und Entleerungsvorrichtung 17 a vorgese hen, die unterhalb des Rollenganges 18, der auch bezüglich seiner Höhenposition etwa dem in Fig. 3 dargestellten Rollengang ent spricht, einen weiteren Rollengang 18 a mit auf Wellen 20 a freisit zenden Rollen 19 in paralleler Ebene enthält.

Beide Rollengänge 18 und 18 a sind in einem sich entlang des Glüh ofens erstreckenden Aufbau 25 mit den Rollenwellen 20 und 20 a axial fest gelagert. Die außen liegenden Enden dieser Wellen sind einzeln mit den Drehantrieben 21 versehen. Der Aufbau 25 ist auf einem Schlitten 22 a vorgesehen, der konstruktiv und funktionell dem Schlitten 22 gleicht und ebenfalls mit Hydraulikzylindern 23 a aus gerüstet ist. Außerhalb des Schlittens 22 a sind allerdings diese Hydraulikzylinder 23 a an einem Tisch 27 angelenkt, der wiederum mittels Führungen 28 und Vertikalzylinder 29 lotrecht verstellbar ist, so daß sich dabei auch die beiden Rollengänge 18 und 18 a auf und abbewegen.

Während der taktweisen Drehung der Walze 1 im Gegenuhrzeigersinn befinden sich die zweireihigen Rollen 19 in der Ruhestellung an der Ofenwandung 11, ähnlich wie in Fig. 3. Demgegenüber stellt die Fig. 4 den Moment dar, in dem die Rollen 19 zwischen insgesamt vier Reihen von Aufnahmen 16 bereits eingefahren sind. Wenn jetzt der Vertikalzylinder 29 einen Hub ausführt, dann kommt der untere Rol lengang 18 a allmählich in Berührung mit dem darüberliegenden Rohr 15, so daß dieses in Fortsetzung der Funktion des Vertikalzy linders 29 auf die unteren Rollen 19 umgelagert wird und die Rol len 19 des oberen Rollenganges 18 mit ihren Oberkanten über den un tersten Punkt der zugehörigen Aufnahmen 16 hinausfahren. Bei dieser Position wird das Rohr 15 auf dem unteren Rollengang 18 a aus dem Glühraum durch eine nicht dargestellte zweite Arbeitsöffnung an der Stirnseite 3 a hinausgefahren und ein neues Rohr vermittels des obe ren Rollenganges 18 durch die an der gegenüberliegenden Stirnsei te 3 sich befindenden Arbeitsöffnung 24 hindurch hineingezogen. Da nach senkt sich der Tisch 27 und alle Rollen 19 fahren in die Ruhe stellung zurück.

Eine andere Variante für die Ausführung des vorbeschriebenen Ofen gutwechsels kann darin bestehen, daß man die Zwangsbewegung der zwei Rollengänge 18 und 18 a unter Weglassung des gemeinsamen Auf baus 25 voneinander trennt und lediglich den unteren Rollengang 18 a auf dem Schlitten 22 a vorsieht. Der obere Rollengang 18 ist jetzt in eingefahrenem Zustand und in Höhe seiner vorbeschriebenen oberen Endposition ortsfest, d. h. mit seinen Wellen 20 in vertikaler und horizontaler Richtung fixiert, so daß sich nur seine Rollen 19 drehen können. Diese Anordnung ist möglich, weil von unten kein Rohr 15 mehr nach oben transportiert wird.

Aus wärmetechnischen Gründen ist zwischen den zwei Rollengängen 18 und 18 a in horizontaler Richtung eine isolierende und aus feuerfe stem Material bestehende Trennwand 30 eingeschoben, die sich einer seits in der ganzen Ofenlänge und andererseits von der Ofenwan dung 11 bis zu der Isolierung 6 der Ofenwelle 2 unter Freilassung eines geringen Lüftspiels erstreckt (Fig. 5). In der Trennwand 30 sind U-förmige Ausnehmungen 31 vorhanden, die die Vertikalschei ben 5, die in diesem Bereich stets frei von den Rohren 15 sind, eng umfassen. Außen ist die Ofenwandung 11 im Trennwandbereich vertikal eben ausgebildet und mit einer längsverlaufenden Schieberplatte 35 abgedeckt. Neben der Axialdurchführung der Wellen 20 und 20 a dich tet diese Platte 35 den Glühraum nach außen während der Funktion des Tisches 27 ab.

Die Beheizung des Glühofens erfolgt durch Brenner 32 (Fig. 3), die in mehreren senkrecht zu der Ofenwelle 2 liegenden Kreisreihen 33 in der Ofenwandung 11 derart angeordnet sind, daß ihre Achsen einen spitzen Winkel mit der jeweiligen Tangente 34 der Ofenwandung 11 einschließen.

Bezugszeichenliste

1 Walze
2 Ofenwelle
3, 3 a Stirnseite
4 Lagerung
5 Vertikalscheibe
6 Isolierung
7 Antrieb
8 abgesetztes Ende
9 Anschluß
10 Kanal
11 Ofenwandung
12 Abzugskanal
13, 13 a Ringsegment
14 Tragelement, Bolzen
15 Ofengut, Rohr
16 Aufnahme
17, 17 a Beschickungs- und Entleerungsvorrichtung
18, 18 a Rollengang
19 Rolle
20, 20 a Welle
21 Drehantrieb
22, 22 a Schlitten
23, 23 a Hydraulikzylinder
24 Arbeitsöffnung
25 Aufbau
26 Schenkel, Tragelement
27 Tisch
28 Führung
29 Vertikalzylinder
30 Trennwand
31 Ausnehmung
32 Brenner
33 Kreisreihe
34 Tangente
35 Schieberplatte

Claims

1. Glühofen mit horizontalachsigem Drehherd in der Art einer Wal ze (1) mit für Ofengut (15) bestimmten Aufnahmen (16), die nahe dem Walzenumfang verteilt angeordnet sind und nachein ander mit mindestens einer Arbeitsöffnung (24) an mindestens einer Stirnseite (3, 3 a) des Glühofens fluchten, dadurch ge kennzeichnet, daß das Ofeninnere einen einzigen, zylindrischen Glühraum bildet, der in der Achse - für die Bildung des wal zenartigen Drehherdes - eine durchgehende, beidseitig gelager te Ofenwelle (2) mit die Aufnahmen (16) in Kreisform aufwei senden, in der Längsrichtung verteilten Vertikalscheiben (5) einschließt und in dem eine den Aufnahmen taktweise zugeord nete Beschickungs- und Entleerungsvorrichtung (17; 17 a) für das langgestreckte Ofengut (15) vorhanden ist.

2. Glühofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auf nahmen (16) durch Löcher in den Vertikalscheiben (5) gebildet sind.

3. Glühofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ofenwelle (2) hohl ausgebildet ist und an den Enden An schlüsse (9) aufweist, die Kühlmedium fördernden Kanälen (10) zugeordnet sind.

4. Glühofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Beschickungs- und Entleerungsvorrich tung (17) mindestens einen etwa in Höhe der Achse der Wal ze (1) angeordneten Rollengang (18, 18 a) mit zu dieser Achse paralleler Transportrichtung bildet, dessen Rollen (19) aus der Ruhestellung außerhalb des Walzenumfangs heraus zwischen die Vertikalscheiben (5) einfahrbar sind.

5. Glühofen nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Einzelantrieb der Rollen (19) des Rollenganges (18, 18 a).

6. Glühofen nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ofenwandung (11) dichtend durchsetzende Wellen (20, 20 a) des Rollenganges (18, 18 a) in einer gemeinsamen Horizontalebe ne axialverschiebbar ausgebildet sind und die Rollen (19) auf dem ofeninneren Ende frei tragen.

7. Glühofen nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Betriebsdrehung der Walze (1) innerhalb ei nes jeden Arbeitstaktes teilweise umkehrbar ist.

8. Glühofen nach dem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeich net, daß der Rollengang (18, 18 a) heb- und senkbar ist.

9. Glühofen nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Beschickungs- und Entleerungsvorrich tung (17 a) beim Vorhandensein von zwei Arbeitsöffnungen des Glühofens zwei etwa in Höhe der Achse der Walze (1) angeord nete Rollengänge (18, 18 a) mit zu dieser Achse parallelen Transportrichtungen und synchroner Arbeitsweise bildet.

10. Glühofen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportrichtungen der Rollengänge (18, 18 a) gleich sind.

11. Glühofen nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Rollengänge (18, 18 a) übereinander zu einer Seite der Walze (1) angeordnet sind.

12. Glühofen nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekenn zeichnet, daß die zwei Rollengänge (18, 18 a) gemeinsam verti kal bewegbar sind.

13. Glühofen nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen dicht neben dem Glühofen angeordneten langgestreckten und die Wellen (20, 20 a) der zwei Rollengänge (18, 18 a) tragenden Tisch (27), der über Führungen (28) zumindest vertikal verstellbar ist.

14. Glühofen nach einem der Ansprüche 9 bis 13, gekennzeichnet durch eine zwischen den zwei Rollengängen (18, 18 a) in Ofen längsrichtung verlaufende Trennwand (30), die sich aus der Ofenwandung (11) bis zu der Ofenwelle (2) erstreckt und die Vertikalscheiben (5) einschließende Ausnehmungen (31) besitzt.

15. Glühofen nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekenn zeichnet, daß jede Vertikalscheibe (5) aus eine geschlossene Ringscheibe bildenden und die Aufnahmen (16) enthaltenden Ringsegmenten (13; 13 a) besteht, die auf speichenförmigen Tragelementen (14; 26) der Ofenwelle (2) sitzen.

16. Glühofen nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ebenen der Vertikalscheiben (5) der Umfang der kreisförmigen Aufnahmen (16) ein deutliches Übermaß gegenüber dem Umfang des Ofengutes (15) aufweist.

17. Glühofen nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch Anordnung von Brennern (32) jeweils in mehreren Kreis reihen (33) der Ofenwandung (11) senkrecht zur Ofenachse und unter spitzem Winkel (α) zu der jeweiligen Tangente (34).