DE4002870A1 - Vorrichtung zum abstuetzen von waermebehandlungsgut in einem erwaermungsofen - Google Patents
Vorrichtung zum abstuetzen von waermebehandlungsgut in einem erwaermungsofenInfo
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- F27D3/02—Skids or tracks for heavy objects
- F27D3/022—Skids
- F27D3/024—Details of skids, e.g. riders
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abstützen von
Wärmebehandlungsgut, insbesondere von Brammen, Knüppeln,
Blöcken u. dgl., in einem Erwärmungsofen insbesondere in einem
Hubbalkenofen mit mindestens einem kühlmitteldurchströmten
Tragrohr und mindestens einem auf dem Tragrohr angeordneten,
hochtemperaturfesten Reiter.
Bei derartigen Vorrichtungen, wie sie aus der EP 01 84 021 B1
bekannt sind, besteht der Reiter aus einem hochtemperaturfe
sten Gußstück. Dieses Material ist bis ca. 1200°C belastbar
und besitzt in diesem Bereich vorzügliche Festigkeitseigen
schaften. Oberhalb von 1200°C allerdings genügen die Festig
keitseigenschaften nicht mehr den üblichen Anforderungen. Die
Erwärmung des Wärmebehandlungsgutes hingegen kann 50 bis 100°C
höher liegen, insbesondere bei der Erwärmung von Brammen
u. dgl., die anschließend gewalzt werden sollen. Da die bekann
ten Reiter unterhalb dieser Temperatur gehalten werden müssen,
erzeugen sie notwendigerweise sogenannte Schienenschatten im
Wärmebehandlungsgut. Bei den Schienenschatten handelt es sich
um Zonen niedrigerer Temperatur, die Oualitätsminderungen
(Dicken- und Breitenabweichungen sowie Änderungen in der Korn
struktur) des Endproduktes hervorrufen, sofern nicht aufwendi
ge zusätzliche Maßnahmen ergriffen werden, um die Schienen
schatten vor Beginn des Walzvorganges zu beseitigen. Die Be
deutung dieser Nachteile nimmt zu, da die Oualitätsanforderun
gen ständig ansteigen.
Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine
Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine
extrem gleichmäßige Erwärmung des Wärmebehandlungsgutes ermög
licht, und zwar unter fertigungs- und betriebstechnisch gün
stigsten Voraussetzungen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Vorrichtung nach der Erfin
dung dadurch gekennzeichnet, daß der Reiter ein auf das Trag
rohr aufgesetztes und mit diesem lösbar verbundenes Gehäuse
aus hitzebeständigem Guß aufweist, daß das Gehäuse mit minde
stens einer oben offenen Ausnehmung versehen ist, die in
Längsrichtung des Tragrohres schwalbenschwanzförmig ausgebil
det ist und stirnseitig einerseits von einer Stirnwand und
andererseits von einem Riegel begrenzt wird, und daß in die
Ausnehmung des Gehäuses ein im wesentlichen aus keramischem
Material bestehendes Tragstück eingesetzt ist, das mit seinem
oberen Teil eine Auflagefläche für das Wärmebehandlungsgut
bildet und in seinem unteren Teil in Längsrichtung des Trag
rohres schwalbenschwanzförmig ausgebildet ist.
Der Reiter nach der Erfindung nutzt die guten Festigkeitsei
genschaften des hochhitzebeständigen Gusses bei Temperaturen
unter 1200°C und kombiniert sie mit den hervorragenden Druck
festigkeitseigenschaften keramischer Materialien über 1200°C.
Das Gehäuse aus hochhitzebeständigem Guß schützt das kerami
sche Tragstück und leitet die auftretenden Kräfte in das kühl
mitteldurchströmte Tragrohr ein. Das Tragstück wird nur auf
Druck beansprucht und kann dieser Beanspruchung auch bei den
jenigen Temperaturen standhalten, die für die Erwärmung des
Wärmebehandlungsgutes erforderlich sind. Tragstück und Wärme
behandlungsgut befinden sich also auf gleicher Temperatur, so
daß keine Schienenschatten auftreten können. Eine extrem
gleichmäßige Erwärmung des Wärmebehandlungsgutes ist die Fol
ge. Auf diese Weise lassen sich Endprodukte von ausgezeichne
ter Qualität herstellen.
Als Material für das Tragstück kommen beliebige keramische,
auch metall-keramische Werkstoffe, ggf. in Kombination mit
anderen Werkstoffen in Frage, die die gewünschte Druckfestig
keit bei hohen Temperaturen besitzen.
Die Fertigungskosten für die Vorrichtung nach der Erfindung
liegen im normalen Rahmen. Die Standfestigkeit ist überdurch
schnittlich gut, zum einen aufgrund der erfindungsgemäßen
Materialwahl, zum anderen wegen des günstigen thermischen
Verhaltens der Konstruktion die Wärmedehnungen ohne weiteres
zuläßt. Der Wartungsaufwand ist gering, da die lose aufgesetz
ten Reiter ohne weiteres ausgetauscht werden können.
Das Gehäuse bietet dem keramischen Tragstück eine sehr guter,
den Zusammenhalt fördernde Stütze. Dabei sorgt das schwalben
schwanzförmige Ineinandergreifen der beiden Teile des Reiters
dafür, daß das keramische Tragstück nicht nach oben aus dem
Gehäuse herausgezogen werden kann. Bei der Montage wird das
Tragstück in Längsrichtung in das Gehäuse eingeschoben und
sodann durch den Riegel festgelegt. Letzterer wird einge
schweißt. Er kann auch lösbar befestigt sein, wenn auf einen
Austausch des Tragstückes Wert gelegt wird. Die Anordnung wird
vorzugsweise so getroffen, daß sich die Stirnwand des Gehäuses
stromab zur Transportrichtung des Wärmebehandlungsgutes befin
det.
Ferner ist es vorteilhaft, daß die Stirnwand des Gehäuses quer
zur Längsrichtung des Tragrohres gerundet ist.
Zwischen dem Tragstück und der Ausnehmung des Gehäuses wird
erfindungsgemäß ein Spaltraum gebildet, der mit Keramikfasern,
Mörtel o. dgl. ausgefüllt ist. Dadurch ergeben sich sehr gute
Kraftübertragungsverhältnisse, verbunden mit einer Minimierung
der Wärmeverluste in Richtung auf das gekühlte Tragrohr. Auch
können Herstellungstoleranzen und Flächenunebenheiten ausge
glichen werden.
Der obere Teil des Tragstückes kann quer zur Längsrichtung des
Tragrohres erfindungsgemäß gerundet ausgebildet sein, und zwar
vorzugsweise pilzförmig. Im letztgenannten Fall übergreift er
die Ausnehmung des Gehäuses und verhindert damit den Eintritt
von Fremdstoffen.
Als alternative Gestaltung schlägt die Erfindung vor, daß der
obere Teil des Tragstücks bis zur oberen Auflagefläche seiner
Form nach eine Fortsetzung des schwalbenschwanzförmigen unte
ren Teils bildet. Auch hier kann die Tragfläche gerundet sein.
Man erhält eine ganz besonders einfache Formgebung.
Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Erfindung besteht da
rin, daß das Gehäuse einen Vorsprung des Tragrohres übergreift
und daß ein Bolzen quer zur Längsrichtung des Tragrohres durch
dessen Vorsprung und durch das Gehäuse hindurchgesteckt ist.
Bei einfacher Konstruktion ergibt sich ein sehr leichter Aus
tausch des kompletten Reiters, ohne das Trenn- oder Schweißar
beiten erforderlich wären.
Die Vorrichtung nach der Erfindung kann ferner dadurch gekenn
zeichnet sein, daß das Gehäuse den oberen Bereich des Tragroh
res umgreift und sich an eine den Rest des Tragrohres umgeben
de Isolierung anschließt. Der Reiter wird also sehr gut in den
Gesamtaufbau der Vorrichtung integriert, was noch dadurch
gefördert werden kann, daß zwischen dem Gehäuse und der Iso
lierung Spalträume gebildet werden, die mit Keramikfasern
ausgefüllt sind.
Als erfindungswesentlich offenbart gelten auch solche Kombina
tionen der erfindungsgemäßen Merkmale, die von den obigen
Verknüpfungen abweichen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausfüh
rungsbeispiele im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung
näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Vorrichtung
nach der Erfindung entlang der Linie I-I in
Fig. 2;
Fig. 2 einen Vertikalschnitt entlang der Linie II-II
in Fig. 1;
Fig. 3 einen Schnitt entsprechend Fig. 2 durch eine
abgewandelte Ausführungsform;
Fig. 4 einen Schnitt entsprechend Fig. 2 und 3 durch
eine weitere abgewandelte Ausführungsform.
Die Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 umfaßt ein Tragrohr
1, welches in Ofenlängsrichtung angeordnet ist. Die Transport
richtung des Wärmebehandlungsgutes ergibt sich aus einem Pfeil
2 in Fig. 1. Das Tragrohr 1 wird zu seiner Kühlung von einem
Kühlmedium, wie Dampf oder Wasser, durchströmt.
Auf dem Tragrohr 1 ist eine Mehrzahl von Reitern 3 angeordnet.
Jeder Reiter 3 weist ein Gehäuse 4 auf, welches einen mit dem
Tragrohr 1 verschweißten Vorsprung 5 umgreift. Ein Bolzen 6
ist durch das Gehäuse 4 und den Vorsprung 5 hindurchgesteckt
und verhindert, daß das Gehäuse durch das Transportgut abgeho
ben wird. Die Verbindung ist lösbar und ermöglicht daher eine
leichte Montage und Demontage.
Wie aus Fig. 2 zu ersehen, umgreift das Gehäuse 4 den oberen
Bereich des Tragrohrs 1 und schließt sich an eine Isolierung 7
an, die den restlichen Umfang des Tragrohres umgibt. Zwischen
dem Gehäuse 4 und der Isolierung 7 bilden sich Spalträume 8,
die mit Keramikfasern ausgefüllt sind. Insgesamt ergibt sich
eine gute Abschirmung des gekühlten Tragrohrs 1 gegenüber dem
beheizten Ofenraum.
Das Gehäuse 4 bildet eine nach oben offene Ausnehmung 9, in
die ein Tragstück 10 aus keramischem Material eingesetzt ist.
Das Tragstück 10 bildet eine Auflagefläche 11 für das Wärmebe
handlungsgut.
Die Vorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel ist für einen
Hubbalkenofen zur Erwärmung von Brammen bestimmt, welche an
schließend gewalzt werden sollen. Die Erwärmungstemperatur
liegt bei ca. 1300°C. Das keramische Tragstück ist ohne weite
res in der Lage, dieser Temperatur standzuhalten und eine
ausreichende Druckfestigkeit zur Verfügung zu stellen. Die
Übertragung der auftretenden Belastungen auf das Tragrohr 1
erfolgt über das Gehäuse 4, welches aus hochhitzebeständigem
Guß besteht. Das Gehäuse 4 wird durch das gekühlte Tragrohr 1
auf einer Temperatur knapp unter 1200°C gehalten. Es besitzt
bei dieser Temperatur hervorragende Festigkeitseigenschaften.
Insgesamt bietet der aus dem Gehäuse 4 und dem Tragstück 11
bestehende Reiter 3 die Möglichkeit, das Wärmebehandlungsgut
sehr gleichmäßig, d. h. ohne Schienenschatten zu erwärmen. Der
Reiter 3 kombiniert in optimaler Weise die hohe Temperaturfe
stigkeit des keramischen Materials mit den bei niedrigerer
Temperatur gegebenen Festigkeitseigenschaften des Stahlgus
ses.
Zwischen dem Gehäuse 4 und dem Tragstück 10 bildet sich ein
Spaltraum 12, der im vorliegenden Fall mit Keramikfasern aus
gefüllt ist. Diese bilden eine zusätzliche Wärmeisolierung und
dienen vor allem dazu, das Tragstück 10 zu stützen, einen
günstigen Kraftübergang vom Tragstück auf das Gehäuse 4 si
cherzustellen und Herstellungstoleranzen zwischen Tragstück 10
und Gehäuse 4 auszugleichen.
Gemäß Fig. 2 ist die Ausnehmung 9 des Gehäuses 4, gesehen in
Längsrichtung des Tragrohres 1, schwalbenschwanzförmig ausge
bildet. Das Tragstück 10 besitzt eine komplementäre Form, die
sich bis zur Auflagefläche 11 erstreckt. In Längsrichtung wird
die Ausnehmung 9 einerseits von einer gerundeten Stirnwand 13
und andererseits von einem Riegel 14 begrenzt. Der Riegel 14
ist mit dem Gehäuse 4 verschweißt. Die Anordnung ist so ge
troffen, daß das Tragstück 10 in Längsrichtung in die Ausneh
mung 9 eingeschoben werden kann, woraufhin man den Spaltraum
12 mit der Keramikfaser ausfüllt und den Riegel 14 befestigt.
Das Tragstück 10 wird auf diese Weise sicher gehalten, und
zwar auch gegen ein Herausziehen nach oben durch das wandernde
Wärmebehandlungsgut. Dabei ist die Konstruktion einfach in der
Fertigung und problemlos in der Montage.
Die Querschnittsgestaltung des Tragstücks kann von der in Fig.
2 gezeigten Form abweichen, solange sichergestellt ist, daß
das Wärmebehandlungsgut in ausreichendem Abstand oberhalb des
Gehäuses 4 abgestützt wird.
So zeigt Fig. 3 eine pilzförmige Gestaltung des Tragstücks 10.
Das Tragstück übergreift die Seitenwände des Gehäuses 4 und
bildet somit eine Abschirmung gegen den Eintritt von Schmutz
und sonstigen Fremdpartikeln.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist der obere Teil des
Tragstücks 10 im Querschnitt gerundet ausgebildet. Dadurch
wird die Berührungsfläche zwischen dem Tragstück und dem Wär
mebehandlungsgut auf ein Minimum reduziert.
Die Erfindung entfaltet ihre Hauptvorteile dort, wo die oben
angegebenen Temperaturverhältnisse herrschen. Anwendbar hinge
gen ist die Erfindung auch unter anderen Bedingungen. Sie
beschränkt sich ferner nicht auf den Einsatz in Hubbalkenöfen,
sondern kann beispielsweise auch in Gleichschrittöfen und vor
allem in Stoßöfen Anwendung finden.
Im übrigen läßt die Erfindung weiten Raum für Abwandlungen der
beschriebenen Ausführungsbeispiele. So können die Tragstücke
10 der Ausführungsformen nach den Fig. 2 und 3 ebenfalls
eine gerundete Tragfläche 11 aufweisen, wie sie sich aus Fig.
4 ergibt. Ferner kann der Riegel 14 nach Fig. 1 lösbar mit dem
Gehäuse 4 verbunden, beispielsweise eingesteckt, werden, um
einen Austausch des Tragstücks 10 zu erleichtern. In den
Spaltraum 12 zwischen dem Tragstück 10 und dem Gehäuse 4 kann
anstelle der Keramikfasern auch Mörtel eingebracht werden.
Gleiches gilt für die Spalträume 8 gemäß Fig. 2. Weiterhin
kann die Anordnung nach Fig. 1 dergestalt umgekehrt werden,
daß die Stirnwand 13 nach hinten und der Riegel 14 nach vorne
gelangt. Der Vorsprung 5 wird dann vorzugsweise ebenfalls
umgesetzt. Im übrigen kann dieser Vorsprung 5 auch seitlich
angeordnet werden. Insbesondere unter dieser Voraussetzung
wird man anstelle des Bolzens 6 eine andere Verriegelung wäh
len. Erwähnt sei noch, daß jedes Gehäuse auch eine Mehrzahl
von Tragstücken aufnehmen kann.
Claims (8)
1. Vorrichtung zum Abstützen von Wärmebehandlungsgut, insbe
sondere von Brammen, Knüppeln, Blöcken u. dgl., in einem Erwär
mungsofen, insbesondere in einem Hubbalkenofen, mit mindestens
einem kühlmitteldurchströmten Tragrohr (1) und mindestens
einem auf dem Tragrohr angeordneten, hochtemperaturfesten
Reiter (3),
dadurch gekennzeichnet,
daß der Reiter (3) ein auf das Tragrohr (1) aufgesetztes und
mit diesem lösbar verbundenes Gehäuse (4) aus hitzebeständigem
Guß aufweist, daß das Gehäuse (4) mit mindestens einer oben
offenen Ausnehmung (9) versehen ist, die in Längsrichtung des
Tragrohres (1) schwalbenschwanzförmig ausgebildet ist und
stirnseitig einerseits von einer Stirnwand (13) und anderer
seits von einem Riegel (14) begrenzt wird, und daß in die
Ausnehmung (9) des Gehäuses (4) ein im wesentlichen aus kera
mischem Material bestehendes Tragstück (10) eingesetzt ist,
das mit seinem oberen Teil eine Auflagefläche (11) für das
Wärmebehandlungsgut bildet und in seinem unteren Teil in
Längsrichtung des Tragrohres (1) schwalbenschwanzförmig ausge
bildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stirnwand (13) des Gehäuses (4) quer zur Längsrichtung des
Tragrohres (1) gerundet ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß zwischen dem Tragstück (10) und der Ausnehmung (9)
des Gehäuses (4) ein Spaltraum (12) gebildet wird, der mit
Keramikfasern, Mörtel o. dgl. ausgefüllt ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der obere Teil des Tragstücks (10) quer
zur Längsrichtung des Tragrohres (1) gerundet ausgebildet
ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der obere Teil des Tragstücks (10) quer
zur Längsrichtung des Tragrohres (1) pilzförmig ausgebildet
ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der obere Teil des Tragstücks (10) bis zur
Auflagefläche (11) seiner Form nach eine Fortsetzung des
schwalbenschwanzförmigen unteren Teils bildet.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) einen Vorsprung (5) des
Tragrohres (1) übergreift und daß ein Bolzen (6) quer zur
Längsrichtung des Tragrohres durch diesen Vorsprung und durch
das Gehäuse hindurchgesteckt ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) den oberen Bereich des
Tragrohres (1) umgreift und sich an eine den Rest des Tragroh
res umgebende Isolierung (7) anschließt.
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