DE4324421A1 - Vorrichtung zum Abstützen von Wärmebehandlungsgut in einem Erwärmungsofen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abstützen und/oder Transportieren von Wärmebehandlungsgut in einem Erwärmungsofen, bestehend aus in Ofenlängsrichtung verlaufenden, von einem Kühlmittel durchströmten Trag­ rohren, auf denen mit einer lösbaren Halterung gußei­ serne Reiter angeordnet sind, die an ihrer Oberseite keramische Herdsteine tragen. Um Brammen, Blöcke oder dergleichen Wärmebehandlungsgut schrittweise durch die heiße Ofenatmosphäre zu transportieren, hat die Vorrichtung beim Hubbalkenofen zwischen feststehenden Balken liegende bewegliche Balken, die mittels einer Antriebseinrichtung Hubbewegungen und Längsbewegungen ausführen, und sind beim Gleichschrittofen alle Balken beweglich und in zwei abwechselnd das Wärmebehandlungs­ gut tragende und weiterbewegende Balkengruppen geglie­ dert. Bei einem Erwärmungsofen mit direkter Unterbehei­ zung sind die Tragrohre mit einem Höhenabstand auf dem in Balkenglieder unterteilten Ofenboden aufgestän­ dert und münden Brenner auch unterhalb der Ebene der Tragbalken in den Ofeninnenraum ein, um das Erwärmungs­ gut von unten her, zwischen den Tragbalken hindurch, zu erhitzen. Für die auf den Tragrohren sitzenden Rei­ ter wird üblicherweise ein hitzebeständiger Guß verwen­ det, der bis zu einer Temperatur von etwa 1200°C gute Festigkeitseigenschaften hat. Für manche Wärmebehand­ lungszwecke muß die Temperatur der Ofenatmosphäre über 1200°C liegen, weshalb man die gußeisernen Reiter mittels der von Kühlwasser durchströmten Tragrohre auf eine Temperatur von 1200°C oder knapp darunter herunterkühlt. Damit dann der gekühlte gußeiserne Reiter aber keine als sogenannte Schienenschatten bezeichnete, ungünstige Zonen niedrigerer Temperatur an dem Wärme­ behandlungsgut hervorruft, bestehen bei der aus der DE 40 02 870 A1 bekannten Vorrichtung die Reiter aus einzelnen gußeisernen Gehäusen, die zum Zwecke der Kühlung mit großflächiger wärmeleitender Berührung auf die Tragrohre aufgesetzt sind und von denen jedes Gehäuse an seiner Oberseite einen nur auf Druck bean­ spruchten keramischen Herdstein trägt, der auch bei Ofenraumtemperaturen über 1200°C den Druckbeanspru­ chungen durch das Wärmebehandlungsgut standhält und sich deshalb auf die gleiche Temperatur wie das Wärme­ behandlungsgut erhitzen kann und mithin an dem Wärme­ behandlungsgut keine qualitätsmindernden Zonen niedri­ gerer Temperatur erzeugt.

Hubbalkenöfen oder Gleichschrittöfen werden für manche Wärmebehandlungszwecke mit Ofenraumtemperaturen gefahren, die noch nicht 1200°C erreichen oder über­ schreiten, bei denen aber auch schon die an sich guten Festigkeitseigenschaften des für die Reiter verwende­ ten Gußwerkstoffs nachlassen. Die Balkentransportvor­ richtung gemäß der DE 40 02 870 A1 würde aufgrund der für Wärmebehandlungstemperaturen oberhalb von 1200°C konzipierten Ausbildung und Kühlung der Gußreiter mit­ tels der wassergekühlten Tragrohre unnötig hohe Wärme­ verluste verursachen, wenn sie in Erwärmungsöfen ange­ wendet wird, deren Wärmebehandlungstemperatur unter 1200°C bleibt.

Die Erfindung hat daher zur Aufgabe, gerade für solche Erwärmungsöfen, die mit einer Ofen­ raumtemperatur bis höchstens 1200°C gefahren werden, eine Balkentransportvorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie zur Schaffung eines tragfä­ higen Herdes die auch schon vor Erreichen von 1200°C einsetzende Schwächung des Gußwerkstoffs der Reiter vermeidet und mit einer dafür angewendeten Wasserküh­ lung keine unnötig hohen Wärmeverluste entstehen läßt.

Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß die Reiter aus Führungsbalken bestehen, von denen jeder oberseitig mehr als einen Herdstein trägt und die an ihrer Unterseite mehrere quer verlaufende Tragrippen aufweisen, mit denen die Führungsbalken unter Bildung von Abstandsräumen auf den Tragrohren abgestützt sind, und daß in die Abstandsräume eine Isolierung eingelegt ist, die die örtliche Wärmeabgabe von den Führungsbal­ ken an die Tragrohre um ein vorbestimmtes Ausmaß redu­ ziert. Die Tragrippen bilden über die Länge des Füh­ rungsbalkens verteilte vereinzelte Wärmeleitbrücken zwischen dem Führungsbalken und dem wassergekühlten Tragrohr und die in die Abstandsräume eingelegte Iso­ lierung z. B. aus geeignetem Fasermaterial unterdrückt eine Wärmeabstrahlung von dem Führungsbalken an das Tragrohr, so daß mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung eine auf die Führungsbalken ausgeübte Kühl­ wirkung erreichbar ist, die gerade ausreicht, um den Gußwerkstoff des Führungsbalkens von einer bei höch­ stens 1200°C liegenden Ofenraumtemperatur auf eine für die Festigkeitseigenschaften des Gußwerkstoffs noch günstigere, z. B. um etwa 100°C niedrigere Führungsbalkentemperatur abzusenken, und die einen darüber hinausgehenden Verlust an Wärme, die mit dem Kühlmittel im Tragrohr abgeführt wird und durch ent­ sprechende Wärmezufuhr zur Ofenatmosphäre kompensiert werden muß, möglichst klein hält oder vermeidet.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung nach der Erfindung besteht darin, daß die Tragrohre im Bereich wenigstens eines Endes eines jeden Führungs­ balkens seitlich abstehende Haltepratzen aufweisen und das Führungsbalkenende mit einer bajonettartigen Aussparung ausgebildet ist, mit der das Balkenende von oben her auf die Haltepratzen aufsetzbar ist und mit der das Balkenende, wenn es auf dem Tragrohr in dessen Längsrichtung verlagert wird, an den Halteprat­ zen gegen Abheben vom Tragrohr verriegelbar ist. Diese Verriegelbarkelt eines Führungsbalkens auf dem Tragrohr erleichtert die Montage bzw. Demontage und ist kosten­ günstiger als die bei den Gußgehäusen der DE 40 02 870 A1 angewendete Bolzenverriegelung, bei der der Verriege­ lungsbolzen selber dagegen gesichert sein muß, aus einer am Gußgehäuse und am Tragrohr angebrachten Aufnah­ mebohrung herauszuwandern. Die bajonettartige Aussparung am Führungsbalkenende und die korrespondierenden Halte­ pratzen am Tragrohr lassen sich in einfacher Weise derart dimensionieren und anordnen, daß der Führungsbal­ ken im kühlen Zustand auf das Tragrohr und die Halte­ pratzen aufsetzbar ist und daß die Haltepratzen und die bajonettartige Aussparung ineinandergreifen, wenn sich der Führungsbalken betrieblich erwärmt und in seiner Länge ausdehnt. Umgekehrt löst sich diese automa­ tische Verriegelung von selbst, wenn man den Führungs­ balken vor Wartungs- oder Reparaturarbeiten abkühlen läßt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch einen balken­ förmigen Teil der gesamten Balkentransportvorrichtung;

Fig. 2 eine Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung, teilweise in einem Längsschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 in vergrößerter Darstellung eine Einzelheit der Vorrichtung nach Fig. 1 in einem senkrechten Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 4;

Fig. 4 einen vertikalen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3.

Die Vorrichtung der Fig. 1 enthält ein von einem Kühlmittel durchströmtes Tragrohr 1, das abweichend von dem dargestellten viereckigen Querschnitt ebensogut auch einen runden Querschnitt haben kann, und wenigstens einen reiterartig ausgebildeten und auf das Tragrohr 1 aufgesetzten Führungsbalken 2 aus einem hitzebeständigen Guß, auf dessen Oberseite gemeinsam mehrere Herdsteine 3 aus einem hochhitzebeständigen keramischen Material angeordnet sind. Für einen nicht direkt unterbeheizten Erwärmungsofen, bei dem keine Brenner unterhalb der Ebene der Tragbalken 1 in den Ofeninnenraum einmün­ den, sind die Tragbalken 1 vorteilhafterweise nicht in der gebräuchlichen Art über dem eigentlichen Ofen­ boden angeordnet und mit einer Isolierung umhüllt, sondern direkt mit ihrem unteren Bereich, vorzugswei­ se mit zwei Dritteln der Balkenhöhe, in die Stampfmas­ se 4 des Ofenbodens eingestampft, wobei zwischen die Stampfmasse 4 und das Tragrohr 1 eine Faserschicht 5 eingelegt ist, um mechanische Verspannungen zwischen dem Tragrohr und dem Ofenboden zu verhindern. Die von einem Führungsbalken 2 gemeinsam getragenen Herdstei­ ne 3 sind an ihren in Balkenlängsrichtung aneinander­ liegenden Enden in senkrechter Richtung durch schwalben­ schwanzförmige Abschnitte 6 des Führungsbalkens festge­ halten, in die die Herdsteine 3 nacheinander in Balken­ längsrichtung einschiebbar sind. Auch hier vermeidet eine zwischengelegte Faserschicht 7 mechanische Verspan­ nungen zwischen dem Führungsbalken und den keramischen Herdsteinen 3. Der Führungsbalken 2 ist an seiner Un­ terseite, die den aus der Stampfmasse 4 herausragenden oberen Umfangsbereich des Tragrohres 1 etwa U-förmig umgibt, mit mehreren querverlaufenden und über die Länge des Führungsbalkens verteilten Tragrippen 8 aus­ gebildet, mit denen der Führungsbalken 2 auf dem Trag­ rohr 1 abgestützt ist unter Bildung von Abstandsräumen 9 zwischen der U-förmigen Balkenunterseite und dem oberen Tragrohrumfang. In diese zwischen den Tragrippen 8 abgeteilten Abstandsräume 9 ist eine zum Beispiel aus Fasermaterial bestehende Wärmeisolierung 10 einge­ legt, durch die eine Übertragung von Wärme von dem Führungsbalken 2 an das gekühlte Tragrohr 1 durch Wär­ mestrahlung behindert beziehungsweise verringert wird. Ein Wärmeabfluß von dem Führungsbalken 2 an das Trag­ rohr 1 durch metallische Berührung und Wärmeleitung findet nur durch die Tragrippen 8 statt, deren Kontakt­ fläche mit dem Tragrohr 1 nur einen Bruchteil der ge­ samten dem Tragrohr 1 gegenüberliegenden Unterseite des Führungsbalkens 2 ausmacht. Durch die Bemessung dieser wärmeleitenden Kontaktfläche läßt sich in Ver­ bindung mit der Wärmedämmwirkung der Isolierung 10 die örtliche Wärmeabgabe von dem Führungsbalken 2 an das Tragrohr 1 um ein vorbestimmtes Ausmaß reduzieren. Dies schafft die Möglichkeit, auch bei einem Erwärmungs­ ofen, in dem die Wärmebehandlungstemperatur nicht die für die Festigkeitseigenschaften des Gußmaterials kri­ tischen 1200°C überschreitet, mit dem Kühlmittelfluß im Tragrohr 1, der aus betrieblichen Gründen ein be­ stimmtes Ausmaß nicht unterschreiten kann, eine gedros­ selte Kühlung des Führungsbalkens 1 vorzunehmen, die die Führungsbalkentemperatur unterhalb von 1200°C auf eine für die Gußfestigkeit noch günstigere Tempe­ ratur senkt und eine darüber hinausgehende Wärmeabfuhr bzw. Wärmeverluste mit dem Kühlmittelstrom im Trag­ rohr 1 vermeidet.

Die Sicherung des Führungsbalkens 2 gegen Abhe­ ben von dem Tragrohr 1 erfolgt, wie in den Fig. 3 und 4 näher ersichtlich ist, in der Weise, daß we­ nigstens ein Ende des Führungsbalkens 2 mit einer ba­ jonettartigen Aussparung 11, 12 ausgebildet ist und das Tragrohr 1 an dem mit dieser Aussparung versehe­ nen Führungsbalkenende seitlich abstehende Halteprat­ zen 13 aufweist. Mit der bajonettartigen Aussparung 11, 12 ist das Führungsbalkenende zunächst von oben her auf das Tragrohr 1 beziehungsweise die Halteprat­ zen 13 aufsetzbar. Durch eine Verlagerung des Balken­ endes auf dem Tragrohr 1 in dessen Längsrichtung grei­ fen sodann die bajonettartige Aussparung 11, 12 und die zugeordnete Haltepratze 13 ineinander und wird dadurch das Führungsbalkenende gegen Abheben von dem Tragrohr 1 verriegelt. Die Verlagerung des Balkenen­ des kann durch manuelles Verschieben des Führungsbal­ kens 2 auf dem Tragrohr 1 erfolgen, in besonders be­ vorzugter Weise sind die Aussparung 11, 12 und die Haltepratze 13 in der Anordnung und Ausbildung so auf­ einander abgestimmt, daß durch Verlagerung des Balken­ endes infolge einer Längenausdehnung des auf die Be­ triebstemperatur sich erwärmenden Führungsbalkens 2 selbsttätig die Aussparung 11, 12 und die Halteprat­ ze 13 ineinandergreifen und selbsttätig die Verriegelung eintritt, die dann auch bei einer Abkühlung des Füh­ rungsbalkens selbsttätig sich wieder löst.

Claims (2)

1. Vorrichtung zum Abstützen und/oder Transportieren von Wärmebehandlungsgut in einem Erwärmungsofen, bestehend aus in Ofenlängsrichtung verlaufenden, von einem Kühlmittel durchströmten Tragrohren (1), auf denen mit einer lösbaren Halterung gußeiserne Reiter (2) angeordnet sind, die an ihrer Oberseite keramische Herdsteine (3) tragen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Reiter (2) aus Führungsbalken bestehen, von denen jeder oberseitig mehr als einen Herdstein (3) trägt und die an ihrer Unterseite mehrere quer verlaufende Tragrippen (8) aufweisen, mit denen die Führungsbalken (2) unter Bildung von Abstandsräumen (9) auf den Tragrohren (1) abgestützt sind, und daß in die Abstandsräume (9) eine Isolie­ rung (10) eingelegt ist, die die örtliche Wärmeab­ gabe von den Führungsbalken (2) an die Tragrohre (1) um ein vorbestimmtes Ausmaß reduziert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragrohre (1) bei wenigstens einem Ende eines jeden Führungsbalkens (2) seitlich abstehende Haltepratzen (13) aufweisen und das Führungsbalken­ ende mit einer bajonettartigen Aussparung (11, 12) ausgebildet ist, mit der das Balkenende auf die Haltepratzen (13) aufsetzbar und durch eine Verlagerung des Balkenendes auf dem Tragrohr (1) in dessen Längsrichtung an den Haltepratzen (13) gegen Abheben vom Tragrohr verriegelbar ist.