DE3843002C2

DE3843002C2 -

Info

Publication number: DE3843002C2
Application number: DE19883843002
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dipl.-Ing. 4630 Bochum De Patalon; Horst W. Dipl.-Ing. 4600 Dortmund De Mathejka
Original assignee: Didier Engineering GmbH
Current assignee: LOI Thermprocess GmbH
Priority date: 1988-12-08
Filing date: 1988-12-21
Publication date: 1990-10-11
Also published as: ES2018976A6; DE3843002A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Wärmofen zum Wärmen von Blöcken, Knüppeln, Brammen, Blechen und dergleichen Wärmgut, wobei der Ofenraum für die Ablage und einen schrittweisen Transport des Wärmguts mit einem Herd- bzw. Balkensystem und einem Hubsystem ausgebildet ist.

Für das Erwärmen bzw. die Wärmebehandlung des genannten Wärmguts werden zur Zeit hauptsächlich die bekannten Ofentypen wie Stoß-, Hubherd-, Hubbalken-, Herdwagendurchschub- und Rollenherdöfen eingesetzt. Mit diesen verschiedenen Ofentypen ist eine gute Wirtschaftlichkeit mit optimaler Anpassung des Wärmprozesses und der Ofenanlage an die nachgeschalteten Produktionsanlagen wohl angestrebt, jedoch in einigen Anwendungsfällen nicht erreichbar. So sind die bekannten Ofenanlagen und deren Betriebsweisen oftmals nicht flexibel genug, um mit einem ausgewählten Ofentyp die verschiedenen Wärmgutstücke möglichst ohne Kühlschatten und mit geringem Energieeinsatz für den Wärmprozeß auf eine gleichmäßige Endtemperatur zu erwärmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren und einen Wärmofen, d. h. einen neuen Ofentyp zu entwickeln, mit dem gegenüber den bekannten Verfahren und Ofentypen noch wirtschaftlicher gearbeitet werden kann und das bzw. der darüber hinaus flexibler anwendbar ist.

Diese Aufgabe ist mit Bezug auf das Verfahren dadurch gelöst, daß das Wärmgut in den Ruhephasen während des Aufheizens in dem Ofenraum auf dessen Herd- bzw. Balkensystem gelagert wird, wonach für den Wärmgut-Transport ein Herdwagen unter das Wärmgut verfahren und durch eine, mittels eines Hubsystems bewirkte vertikale Relativbewegung mit diesem unterfahrenen Wärmgut beladen wird, danach dieses Wärmgut mit dem Herdwagen einen Förderschritt transportiert und dieses durch erneute vertikale Relativbewegung auf dem Herd- bzw. Balkensystem ablegt wird. Hierdurch wird erreicht, daß die hochgradig erwärmten Aufnahmeböcke des oder der Herdwagen nicht oder einlaufseitig nur so kurzzeitig aus dem Ofenraum verfahren werden müssen, daß über ein Abkühlen der Aufnahmeböcke nur geringe Wärmeverluste auftreten. Auch führt dieses Verfahren zu einem allseitigen und kühlschattenfreien Erwärmen der Wärmgutstücke, weil das Herd- bzw. Balkensystem des Ofens zueinander versetzte Auflageflächen aufweist und die Zeit, in der die Wärmgutstücke auf den versetzten Herdbänken oder Balkensystemen aufliegen, einen erheblichen Anteil an der gesamten Durchlaufzeit ausmacht. Eine besondere Wärmgut-Wendevorrichtung und eine besonders lange Wärmeausgleichszone sind hierbei folglich nicht erforderlich. Diese kurze Ausgleichszeit führt zu geringeren Zunderverlusten. Insbesondere ermöglicht dieses Verfahren eine besondere Flexibilität für den Einsatz des Wärmofens, in dem es für die Erwärmung von verschiedenen Wärmgutarten ausreichend variiert werden kann. Gegebenenfalls ist dies noch durch einen einfachen Austausch des Herdwagens gegen einen mit abgeänderten Aufnahmeböcken ausgestatteten Herdwagen leicht ergänzbar.

Nach einer Weiterentwicklung des erfinderischen Verfahrens wird das Wärmgut vor Eintritt in den Ofenraum auf einem Chargiertisch nach einem vorbestimmten Einsatzmuster zu einer Charge positioniert, während im Ofenraum entnahmeseitig die entsprechende Anzahl der erwärmten Wärmgutstücke je nach Bedarf einzeln oder zu mehreren aus dem Ofenraum entnommen werden, wonach der Herdwagen mit seinen Aufnahmeböcken einlaufseitig aus dem Ofenraum unter die Chargiertischfläche verfahren, durch eine mittels des Hubsystems bewirkte vertikale Relativbewegung mit der Wärmgutcharge beladen und zurück in den Ofenraum bewegt wird, wo die Wärmgutcharge vom Herdwagen durch erneute vertikale Relativbewegung auf dem Herd- oder Balkensystem abgelegt wird.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn das Wärmgut vom Herdwagen jeweils chargenweise von dem Herd- oder Balkensystem aufgenommen und nach entsprechend abschnittsweisem Transport wieder abgelegt wird. Hierbei werden auf der Wärmgut-Entnahmeseite je nach Bedarf eine ganze Charge oder Stück für Stück nacheinander bis zur Anzahl einer Charge aus dem Ofenraum entnommen, wonach ein Chargenabschnitt auf dem Herd- oder Balkensystem frei ist, worauf dann die weiteren Wärmgutstücke vom Herdwagen in entsprechender, meist größerer Anzahl Abschnitt für Abschnitt aufgenommen und langsam, aber mit ausreichender Geschwindigkeit zu den bisherigen Auflagestellen, in Richtung Entnahmeseite transportiert und jeweils sanft abgelegt werden. Besonders dieses Verfahren läßt keine Kühlschatten an dem Wärmgut aufkommen, wenn die keramischen Bänke oder Balkensysteme versetzt angeordnet sind.

Zur Durchführung der vorstehenden Verfahren wird gemäß Anspruch 5 ein Wärmofen vorgeschlagen, in dessen Ofenraum sich zwischen der Wärmgut-Einlauftür und der Wärmgut- Entnahmetür ein feststehendes Herd- oder Balkensystem erstreckt, unter dessen Wärmgut-Auflagefläche mindestens ein Herdwagen mit Aufnahmeböcken längs auf dem Hubbalken eines Hubbalkensystems verfahrbar ist, mit dessen Hubbewegung der Herdwagen mit der Wärmgut-Auflagefläche seiner Aufnahmeböcke über die Auflagefläche des feststehenden Herd- oder Balkensystems anhebbar und in dieser angehobenen Lage verfahrbar ist.

Nach einem weiteren Vorschlag gemäß Anspruch 5 kann sich aber auch zwischen der Wärmgut-Einlauftür und der Wärmgut- Entnahmetür ein Hubherd- oder Hubbalkensystem erstrecken, dessen Wärmgut-Auflageniveau wechselweise über oder unter das Wärmgut-Auflageniveau eines längs verfahrbaren Herdwagens anhebbar und absenkbar ist.

Ein dritter Vorschlag ist gemäß Anspruch 6, daß sich im Ofenraum zwischen der Wärmgut-Einlauftür und der Wärmgut- Entnahmetür ein feststehendes Herd- oder Balkensystem erstreckt, unter dessen Wärmgut-Auflageniveau mindestens ein Herdwagen längs verfahrbar ist, dessen Aufnahmeböcke für das Wärmgut auf dem Herdwagen heb- und senkbar angeordnet sind.

Weiterentwicklungen dieser vorbeschriebenen Wärmöfen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.

Der Erfindungsgegenstand ist nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben und in der Zeichnung dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung längs durch einen Wärmofen mit Chargiertisch und -vorrichtung, nach einem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Wärmofen nach Fig. 1, in vergrößertem Maßstab;

Fig. 3 eine Schnittdarstellung quer durch einen anders profilierten Wärmofen, nur in einem Seitenabschnitt dargestellt, mit einem Herdwagen nach einem zweiten Ausführungsbeispiel;

Fig. 4 eine Schnittdarstellung längs durch einen Wärmofen mit einer seitlichen Wärmgut-Einlauföffnung und einer angepaßten Chargiervorrichtung.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Wärmofen 10 mit einem Ofenraum 11 und einer stirnseitig angeordneten Wärmgut- Einlauftür 12 sowie einer gegenüberliegenden Wärmgut- Entnahmetür 13 dargestellt. Der Ofenraum 11 wird durch nicht dargestellte Brenner wie Decken-, Seiten- und/oder Stirnbrenner oder auch elektrisch beheizt. Außerhalb des Ofenraumes 11 ist vor der Einlauftür 12 ein für die Ablage und Positionierung der Wärmgutstücke 14 nach einem vorbestimmten Einsatzmuster vorgesehener Chargiertisch 15 angeordnet. Zu diesem Chargiertisch 15 führt ein Rollgang 16, von dem die Wärmgutstücke 14 mittels eines Blockdrückers 17 einer Positioniervorrichtung 18 auf den Chargiertisch 15 gedrückt werden. Auf gleichem Niveau wie der Chargiertisch 15 befindet sich innerhalb des Ofenraumes 11 ein feststehendes Herd- oder Balkensystem 19 aus einem Feuerfestmaterial, das sich von der Wärmgut-Einlauftür 12 bis zur -Entnahmetür 13 erstreckt. Der Ofenraum 11 schließt unten mit dem Ofenboden ab.

Unterhalb des Ofenraumes 11 erstreckt sich längs des Wärmofens 10 eine Hubbalkenvorrichtung 20, auf deren Hubbalken 21 ein auf Schienen verfahrbarer Herdwagen 22 angeordnet ist. Dessen Aufnahmeböcke 23 aus hitzebeständigem keramischen oder metallischen Material ragen durch einen schlitzförmigen Durchbruch 25 des Ofenbodens in den Ofenraum 11 bis unter das Wärmgut 14. Sobald die von Hubbalkenöfen bekannte Antriebsvorrichtung den Hubbalken 21 anhebt, nehmen die Aufnahmeböcke 23 des Herdwagens 22 gemäß Fig. 1 vier der Wärmgutstücke 15 auf und heben sie von den Auflageflächen des Herd- bzw. Balkensystems 19 des Ofenraums 11 ab, um sie transportieren zu können.

Der schlitzförmige Durchbruch 25 in dem Ofenboden ist durch eine Wasser-Abdichtung 25 gegen Falschluftdurchtritt in den beheizten Ofenraum 11 gesichert. Die Fig. 2 zeigt den Herdwagen 22 und die Hubbalkenvorrichtung 20, 21 mit beiderseits angeordneten Tauchtassenvorrichtungen 25, während der Durchbruch 24 im übrigen durch nicht dargestellte schwenkbare Dichtungstassen abgedeckt ist. Der Verfahrbetrieb des Herdwagens 22 erfolgt über eine Ketten- bzw. Seilschleppvorrichtung 26, deren Schrittfolge entsprechend der nach vorbestimmtem Einsatzmuster aufgeteilten Charge steuerbar ist.

Die Arbeitsweise des ersten Ausführungsbeispiels nach den Fig. 1 und 2 ist wie folgt:

Das Wärmgut 14 wird durch den Rollgang 16 vor den Chargiertisch 15 befördert und mittels des Blockdrückers 17 auf dem Chargiertisch 15 positioniert. Währenddessen werden auf der Entnahmeseite des Ofenraums 11 nacheinander z. B. vier Wärmgutstücke 15 entnommen und dem Walzwerk oder der Schmiede zugeführt. Gleichzeitig war der Herdwagen 22 mit Hilfe der Ketten- oder Seilschleppvorrichtung 26 bereits unter die entnahmeseitig nachfolgenden vier Wärmgutstücke 14 gefahren und durch Hubbewegung der Hubbalkenvorrichtung 20, 21 angehoben worden. Durch diese vertikale Relativbewegung der Aufnahmeböcke 23 des Herdwagens 22 gegen das feststehende Herd- oder Balkensystem 19 des Ofenraums 11 hat der Herdwagen 22 die vier Wärmgutstücke 15 für den nachfolgenden Transport aufgenommen.

Nach Entnahme des letzten Stückes der ersten vier Wärmgutstücke 14 erfolgt der Transport der bereits vom Herdwagen 22 aufgenommenen Wärmgutstücke 15 zur Ablage auf dem nunmehr vor der Entnahmetür 13 freien Abschnitt des Herd- oder Balkensystems 19 und danach die jeweils nächste Charge auf dem zuvor frei gewordenen Herd- bzw. Balkenabschnitt. Danach wird der Herdwagen 22 mittels der Ketten- und Seilschleppvorrichtung 26 durch die geöffnete Einlauftür 12 unter den Chargiertisch 15 gefahren und auch hier von der Hubbalkenvorrichtung 20, 21 angehoben. Die so von den Aufnahmeböcken übernommene frische Charge wird daraufhin vom Herdwagen 22 auf dem angehobenen Hubbalken 21 in den Ofenraum 11 bis über den ersten, nunmehr freien Herd- bzw. Balkenabschnitt verfahren, wo die Hubbalkenvorrichtung 20 den Herdwagen 22 bis zur Ablage der Wärmgutstücke 14 auf dem Herd- oder Balkensystem 19 absenkt. Das Absenken erfolgt ausreichend sanft, um das glühend erwärmte Keramikmaterial des Herd- oder Balkensystems 19 nicht zu beschädigen.

Es versteht sich, daß bei relativ langen Wärmöfen 10 statt des einen Herdwagens 22 besser zwei oder mehrere Herdwagen 22 eingesetzt werden, die sich in den Schrittfolgen ergänzen.

Der in Fig. 3 nur in Längsrichtung halbiert dargestellte Wärmofen 30 ist im wesentlichen wie der Wärmofen 10 der Fig. 1 ausgestattet, sieht man von dem abweichenden Ofenprofil ab. Er unterscheidet sich im wesentlichen lediglich darin, daß dessen Herdwagen 31 Aufnahmeböcke 32 aufweist, die auf dem Herdwagen 31 heb- und senkbar angeordnet sind. Hierdurch wird auf die sich längs durchgehend erstreckende Hubbalkenvorrichtung 20, mit der nach Fig. 1 der oder die Herdwagen angehoben bzw. abgesenkt werden, verzichtet. Die Herdwagen 31 dieses zweiten Ausführungsbeispiels weisen für die Hubbewegung der Aufnahmeböcke 32 Hydraulik- oder Pneumatikzylinder 33 auf, die über eine Schleppleitung 35 mit einer Energiequelle verbunden sind. Diese Vorrichtung ist beim Einsatz von mehreren Herdwagen 31 vorteilhaft, weil sie einzeln je nach Bedarf bedienbar sind. Im übrigen ist die Arbeitsweise der des Wärmofens 10 der Fig. 1 und 2 ähnlich. Durch den stufenförmigen Ofenboden 35 ist eine gute Beheizung auch der Wärmgutunterseite durch Seitenbrenner möglich, die in den Ofenlängswänden angeordnet sind. Hierdurch wird trotz geringer Höhe der Aufnahmeböcke durch Seitenbrenner in den Ofenlängswänden eine zusätzliche Beheizung der Wärmgutunterseite erreicht, weil durch die Stufenform ein ausreichender Ausbrandraum für die Brennerflammen entsteht, so daß schädliche Überhitzungen des Wärmguts im Brennerbereich vermieden werden.

Der in Fig. 4 dargestellte Wärmofen 40 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel mit einem im wesentlichen gleichen Aufbau wie der Wärmeofen 10 nach Fig. 1. Er unterscheidet sich nur durch eine andere Chargiervorrichtung, die mit einer Seitenöffnung 41 auf der Wärmgut-Einlaufseite zusammenarbeitet. Für den seitlichen Wärmgut-Einlauf ist ein Warmrollgang 42 eingesetzt, von dem das Wärmgut 14 mit Hilfe des Blockdrückers 17 direkt auf das angehobene Herd- oder Balkensystem 19 des Ofenraumes 11 aufgebracht und positioniert werden kann. Die Arbeitsweise des Wärmofens stimmt im übrigen mit dem überein, wie sie für den Wärmofen der Fig. 1 und 2 vorbeschrieben worden ist.

Bezugszeichenliste

10 Wärmofen
11 Ofenraum
12 Einlauftür
13 Entnahmetür
14 Wärmgutstücke
15 Chargiertisch
16 Rollgang
17 Blockdrücker
18 Positioniervorrichtung
19 Herd- oder Balkensystem
20 Hubbalkenvorrichtung
21 Hubbalken
22 Herdwagen
23 Aufnahmeböcke (der Herdwagen)
24 schlitzförmiger Durchbruch (im Ofenraumboden)
25 Tauchtassenvorrichtung (der hydraulischen
Abdichtung)
26 Ketten- bzw. Seilschleppvorrichtung
30 Wärmofen
31 Herdwagen
32 Aufnahmeböcke
33 Hydraulik- bzw. Pneumatikzylinder
34 Schleppleitung
35 Ofenboden
40 Wärmofen
41 Seitenöffnung
42 Warmrollgang

Claims

1. Verfahren zum Wärmen von Knüppeln, Blöcken, Brammen, Blechen und dergleichen Wärmgut in einem Wärmofen, dessen Ofenraum für die Ablage und den schrittweisen Transport des Wärmguts mit einem Herd- oder Balkensystem und einem Hubsystem ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmgut in den Ruhephasen während des Aufheizens auf dem Herd- oder Balkensystem gelagert wird, wonach für den Wärmgut-Transport ein Herdwagen mit Aufnahmeböcken unter das Wärmgut verfahren und durch eine, mittels des Hubsystems bewirkte vertikale Relativbewegung mit diesem unterfahrenen Wärmgut beladen wird, danach dieses Wärmgut mit dem Herdwagen einen Förderschritt transportiert und durch erneute vertikale Relativbewegung auf dem Herd- oder Balkensystem abgelegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmgut vor Eintritt in den Ofenraum auf einem Chargiertisch nach einem vorbestimmten Einsatzmuster zu einer Charge positioniert wird, während entnahmeseitig die entsprechende Anzahl der erwärmten Wärmgutstücke je nach Bedarf einzeln oder zu mehreren aus dem Ofenraum entnommen werden, wonach der Herdwagen mit seinen Aufnahmeböcken einlaufseitig aus dem Ofenraum unter die Chargiertischfläche verfahren, durch eine mittels des Hubsystems bewirkte vertikale Relativbewegung mit der Wärmgutcharge beladen und zurück in den Ofenraum bewegt wird, wo die Wärmgutcharge vom Herdwagen durch erneute vertikale Relativbewegung auf dem Herd- oder Balkensystem abgelegt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmgut vom Herdwagen jeweils chargenweise von dem Herd- oder Balkensystem aufgenommen und nach entsprechend abschnittweisem Transport wieder abgelegt wird.

4. Wärmofen zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Ofenraum (11) zwischen der Wärmgut-Einlauftür (12) und -Entnahmetür (13) ein feststehendes Herd- oder Balkensystem (19) erstreckt, unter dessen Wärmgut-Auflagefläche mindestens ein Herdwagen (22) längs auf einem Hubbalken (21) eines Hubbalkensystems (20) verfahrbar ist, mit dessen Hubbewegung der Herdwagen (22) mit der Wärmgut-Auflagefläche seiner Aufnahmeböcke (23) über die Auflagefläche des feststehenden Herd- oder Balkensystems (19) anhebbar und in dieser angehobenen Lage verfahrbar ist.

5. Wärmofen zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Ofenraum (11) zwischen der Einlauftür (12) und der Entnahmetür (13) ein Hubherd- oder Hubbalkensystem (19) erstreckt, dessen Wärmgut-Auflageniveau wechselweise über oder unter das Wärmgut-Auflageniveau eines längs verfahrbaren Herdwagens anhebbar und absenkbar ist.

6. Wärmofen zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Ofenraum (11) zwischen der Einlauftür (12) und der Entnahmetür (13) ein feststehendes Herd- oder Balkensystem (19) erstreckt, unter dessen Wärmgut- Auflageniveau mindestens ein Herdwagen (31) längs verfahrbar ist, dessen Aufnahmeböcke (32) für das Wärmgut (14) auf dem Herdwagen (31) heb- und senkbar angeordnet sind.

7. Wärmofen nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Herdwagen (22, 31) von einer Ketten- bzw. Seilschleppvorrichtung (26) in steuerbarer Schrittfolge bewegbar ist.

8. Wärmofen nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ofenraum (11), vor der Einlauftür (12) ein Chargiertisch (15) mit einer Chargiervorrichtung (18) für das in dem Ofenraum (11) einzuführende Wärmgut (14) zugeordnet ist, daß ferner die Aufnahmeböcke (23) des Herdwagens (22) aus dem Ofenraum (11) bis unter die Auflagefläche des Chargiertisches (15) verfahrbar sind und der Herdwagen (22) oder der Chargiertisch (15) von dem Hubbalkensystem (20) derart vertikal bewegbar ist, daß die Wärmgut-Auflageflächen von Chargiertisch (15) und Herd- oder Balkensystem (19) stets auf ein gleiches Niveau einstellbar bzw. aufrechterhaltbar sind.

9. Wärmofen nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofenraum (11) einlaufseitig mit einer Seitenöffnung (41) und einer Wärmgut-Chargiervorrichtung (17, 52) ausgerüstet ist, mit der die Wärmgutstücke (14) direkt auf dem Herd- oder Balkensystem (19) chargenweise positionierbar sind.

10. Wärmofen nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich unterhalb des Ofenraumes (11) ein unbeheizter Unterofenraum befindet, in dem der Herdwagen (22, 31) verfahrbar angeordnet ist und lediglich mit seinen Aufnahmeböcken (23, 32) durch einen schlitzförmigen Durchbruch (24) des Ofenraumbodens in den Ofenraum (11) hineinragt.