DE4416235A1

DE4416235A1 - Fertigungsanlage, mit Gießmaschinen und einem Glühofen, mit einer Pufferstrecke zur kontinuierlich/diskontinuierlichen Fertigung von Schleudergußrohren

Info

Publication number: DE4416235A1
Application number: DE19944416235
Authority: DE
Inventors: Karl-Hans Dipl Ing Friedrichs
Original assignee: IOB IND OFEN BAU GmbH
Current assignee: IOB IND OFEN BAU GmbH
Priority date: 1994-05-07
Filing date: 1994-05-07
Publication date: 1995-11-09

Description

Die Erfindung betrifft eine Fertigungsanlage zur Her stellung metallischer Werkstücke, insbesondere von Schleudergußrohren, bestehend aus mindestens einer Gießmaschine und einem der Gießmaschine nachgeordneten Glühofen zur Wärmebehandlung der gegossenen Werkstücke, der mit einer in dem Ofenherd angeordneten Transport einrichtung zum Durchrollen der zu glühenden Werkstücke versehen ist und der mehrere Wärmebehandlungszonen auf weist.

Eine derartige Fertigungsanlage, wie sie beispielsweise aus der DE 27 08 783 C2 bekannt ist, dient der Herstel lung und Wärmebehandlung, insbesondere von Schleuder gußrohren. Derartige Schleudergußrohre weisen nach dem Strippen, d. h. nach dem Herausziehen aus der Kokille der Gießmaschine ein ungleichmäßiges, teilweise sprödes Gefüge auf. Zur Vergleichmäßigung des Gefüges und zum Erreichen der geforderten Duktilität müssen sie in ei nem Glühofen wärmebehandelt werden.

Die Leistung eines solchen Glühofens ist abhängig von der Belegungsdichte, dem gefordertem Durchmesserbereich und der dadurch bedingten Durchlaufgeschwindigkeit, mit der die Rohre durch den Ofen gefahren werden müssen. Aufgrund der großen Oberfläche eines derartigen Ofens ist die Wärmeabstrahlung des Ofengehäuses trotz bester Isolierung sehr hoch. So beträgt der sog. Leerwert, mit dem das Halten des Ofen auf Betriebstemperatur ohne Produktion bemessen wird, etwa 2/3 des Energiebedarfs bei maximaler Durchsatzleistung. Dieser Leerwert ist konstant, so daß ein optimaler Energieverbrauch pro Tonne Glühgut nur dann gegeben ist, wenn der Ofen stets mit maximaler Leistung fährt.

Nun kann es zu Auftragslagen kommen, bei denen die Ka pazität der Schleudergießmaschinen nur zur Hälfte ausgelastet ist. Dem entsprechend wird auch der Glüh ofen nur zur Hälfte seiner maximalen Leistung ausgela stet. Da der Energiebedarf zum Erreichen des Leerwerts wie oben beschriebenen konstant ist, erhöht sich folg lich der zusätzliche Energiebedarf für die Wärmebehand lung der Produktion relativ gesehen wesentlich stärker. Ein derartiger Glühofen fährt weit unter seiner maxi malen Leistung und damit unwirtschaftlich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Ferti gungsanlage der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der der Energiebedarf für den Glühofen auch bei verringertem Durchsatz von Glühgut auf ein Minimum re duziert werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß parallel zu dem der Gießmaschine nachgeordneten Glühofen eine Puffer strecke vorgesehen ist. Durch diese Maßnahmen kann die Gießmaschine zunächst auf die Pufferstrecke produzie ren. Ist die Pufferstrecke voll, so kann abwechselnd jeweils ein Rohr von der Gießmaschine und eines von der Pufferstrecke in den Glühofen eingesetzt werden.

Es wird somit eine Anlage geschaffen, bei der die Werk stücke nicht sofort in den Glühofen gefahren werden müssen und der Glühofen solange abgeschaltet werden kann, wie auf die Pufferstrecke gefertigt wird. Durch die Abschaltzeiten kann der Energiebedarf des Glühofens erheblich reduziert werden, und während seiner Betriebszeit wird der Glühofen somit stets mit maxima ler Leistung gefahren, auch wenn die Gießmaschinen nur mit halber Kapazität produzieren.

Zur Optimierung des Temperaturverlaufs in dem Glühofen ist es vorgesehen, daß der Ofeninnenraum eine Aufheiz zone und eine Haltezone aufweist, die gegen einander abschottbar und getrennt und unabhängig voneinander beheizbar sind.

Der Glühofen kann, nachdem die pufferstrecke leergefah ren und das letzte Werkstück eingesetzt ist, mit einer Eingangstür verschlossen werden. Danach kann dann Wär mebehandlungszone für Wärmebehandlungszone nacheinander abgeschaltet werden, sobald das letzte Rohr sie pas siert hat.

Während das letzte Rohr durch den Ofen gefahren wird, kann die Pufferstrecke neu beladen werden. Ist sie voll, so wird der Glühofen - beginnend mit der Aufheiz zone - wieder Zone für Zone aufgeheizt und die nächste Glühperiode kann beginnen.

Die in dem Glühofen befindlichen Rohre werden durch ein Transportsystem weiter gefördert und durchlaufen die verschiedenen Zonen, die jeweils dann automatisch wie der abgeschaltet werden, wenn das letzte Rohr diese Zone verlassen hat. Die Wärmebehandlungszeit beträgt ca. 1 Stunde, so daß das letzte Rohr den Ofenauslauf erreicht, wenn die Pufferstrecke wieder voll ist.

Mit einer kurzen Vorlaufzeit wird automatisch die erste Zone wieder auf Betriebstemperatur gebracht, und der Glühofen kann wieder abwechselnd von den Gießmaschinen und von der Pufferstrecke beschickt werden. Nach einer kurzen Vorlaufzeit werden dann vor dem ersten Rohr die einzelnen Zonen wieder beheizt und zu geschaltet. Die ser Ablauf wiederholt sich während der Produktion stän dig und der Glühofen kann immer mit maximaler Leistung gefahren werden.

Diese Betriebsweise der Ofenanlage bedingt einen flexi blen Aufbau der Ofenisolierung. Es ist deshalb zur wei teren Optimierung des Energiehaushalts vorgesehen, daß der Glühofen mit einer mindestens dreischichtigen Zu stellung versehen ist, die aus einer dem Ofeninnenraum zugewandten Fasermaterialschicht aus Al₂O₃-Fasern mit geringer Wärmespeicherfähigkeit und großer Isolierwir kung, einer darauf folgenden massiven Mittelschicht aus wärmespeicherfähigen Feuerleicht- oder Isoliersteinen und einer darauf nach außen hin folgenden, gut isolie renden Hinterisolierungsschicht besteht.

Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, daß der Wär meinhalt des Glühofens auch während seiner Abschaltzeit maximal erhalten bleibt. Die massive Mittelschicht dient als Wärmespeicher, die gegenüber dem Ofeninnen raum und gegen die Außenwände mit der Hinterisolierung gut abisoliert ist. Der Energieaufwand für das periodi sche Aufheizen der einzelnen Zonen ist dadurch auf eine Minimum begrenzt. Der Glühofen kann praktisch ohne zeitliche Verzögerung und ohne nennenswerte zusätzliche Energie wieder auf Betriebstemperatur gebracht werden, wenn die Pufferstrecke voll ist und der Glühofen zum Erreichen seiner maximalen Leistung abwechslend aus der zwischengelagerten und der laufenden Produktion be schickt werden soll.

Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind in den übrigen Un teransprüchen beschrieben. Die Erfindung ist anhand ei nes Ausführungsbeispieles in der beiliegenden Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschreiben; es zeigt:

Fig. 1 die Seitenansicht einer gattungsmä ßigen Fertigungsanlage

Fig. 2 die Draufsicht auf eine gattungsmä ßige Fertigungsanlage mit erfindungsge mäßer, parallel verlaufender Puffer strecke;

Fig. 3 eine schematische Blockdarstellung der Fertigungsanlage nach der Fig. 2, mit parallel verlaufender Puffer strecke;

Fig. 4 die schematische Darstellung einer dreischichtigen Ofenzustellung, ge schnitten.

Die in der Fig. 1 dargestellte Fertigungsanlage be steht im wesentlichen aus einem Glühofen 10, der einen Ofeneinlauf 13 und einen Ofenauslauf 16 aufweist. Vor dem Glühofen 10 sind Gießmaschinen 11 zur Fertigung von Schleudergußrohren 26 aufgestellt. Die in den Gieß maschinen 11 produzierten Schleudergußrohre 26 werden nach ihrem Strippen, d. h. nach dem Herausziehen aus der Schleudergußkokille, in dem Glühofen 10 einer Wärmebe handlung unterzogen. Dazu werden sie über eine Rohrzu führung 12 zu dem Ofeneinlauf 13 gerollt.

Der Glühofen 10 weist einen Ofeninnenraum 31 auf, der in eine Aufheizzone 19, eine sich daran anschließende Haltezone 20, eine Schnellkühlzone 21 und zwei Fer ritisierungszonen 22 unterteilt ist. Die einzelnen Zo nen können durch nicht dargestellte Kettenvorhänge ab geteilt sein. Um in dem Ofeninnenraum 31 Tätigkeiten ausführen zu können, sind seitliche Ofentüren 33 vorge sehen.

Der Glühofen 10 weist einen Ofenherd 24 auf, der vom Ofeneinlauf 13 zum Ofenauslauf 16 hin ansteigt. In dem Ofenherd 24 ist eine längsverlaufende Transportkette 23 angeordnet, mit deren Hilfe die Schleudergußrohre 26 über den ansteigenden Ofenherd 24 gerollt werden, um hitzebedingte Verformungen zu vermeiden.

Vor dem Ofeneinlauf 13 ist, wie die Fig. 2 und 3 zeigen, eine vordere Querverfahrung 14 angeordnet. Mit dieser vorderen Querverfahrung 14 können die in den Gießmaschinen 11 produzierten Schleudergußrohre 26 auf eine parallel zu dem Glühofen 10 verlaufende, erfin dungsgemäße Pufferstrecke 15 gefahren werden.

Produzieren die Gießmaschinen 11 nur mit halber Kapazi tät, so kann zunächst auf die Pufferstrecke 15 gefer tigt und der Glühofen 10 solange abgeschaltet werden. Um den Ofeninnenraum 31 nach dem Abschalten der Auf heizzone 19 vor zu schneller Abkühlung zu bewahren, ist dem Ofeneinlauf 13 eine vordere Ofentür 25 zugeordnet. Diese vordere Ofentür 25 kann nach dem Abschalten der Beheizung des Glühofens 10 geschlossen werden.

An den Glühofen 10 schließen sich, wie die Fig. 3 zeigt, zwei parallel verlaufende Adjustagen 18 an, die über eine hinteren Querverfahrung 17 angefahren werden können. Wie die Fig. 2 zeigt, ist im Bereich des Ofenauslaufs 16 eine Kugeldruckpresse 32 vorgesehen, mit der die fertigen Schleudergußrohre 26 geprüft wer den können.

Wie die Fig. 4 zeigt, besteht die Ofenzustellung 27 des Glühofens 10 zunächst aus einer zum Ofeninnenraum 31 hin innen liegenden Fasermaterialschicht 28 aus Al₂O₃-Fasern mit geringer Wärmespeicherfähigkeit aber großer Isolierwirkung. An diese Fasermaterialschicht 28 schließt sich eine dickere Wärmespeicherschicht 29 an, die aus Feuerleicht- oder Isoliersteinen besteht. Nach außen hin ist die Ofenzustellung 27 mit einer gut isolierenden Hinterisolierung 30 abgeschlossen. Auch diese Hinterisolierung 30 weist eine relativ geringe Wärmespeicherkapazität aber eine gute Isolierwirkung auf.

Produzieren die Gießmaschinen 11 nur mit halber Kapazi tät, so kann - wie oben beschrieben - zunächst auf die Pufferstrecke 15 gefertigt und der Glühofen 10 solange abgeschaltet werden. Ist die Pufferstrecke 15 voll, so kann der Glühofen 10 sehr schnell Zone für Zone wieder auf Betriebstemperatur gebracht werden und abwechselnd direkt von den Gießmaschinen 11 und von der Puffer strecke 15 beschickt werden. Während seiner tatsäch lichen Betriebszeit kann der Glühofen 10 dadurch stets ernergiesparend mit maximaler Leistung gefahren werden.

Bezugszeichenliste

10 Glühofen
11 Gießmaschine
12 Rohrzuführung
13 Ofeneinlauf
14 Querverfahrung, vorn
15 Pufferstrecke
16 Ofenauslauf
17 Querverfahrung, hinten
18 Adjustage
19 Aufheizzone
20 Haltezone
21 Schnellkühlzone
22 Ferritisierungszone
23 Transportkette
24 Ofenherd
25 Ofentür, vorn
26 Schleudergußrohr
27 Ofenzustellung
28 Fasermaterialschicht
29 Wärmespeicherschicht
30 Hinterisolierung
31 Ofeninnenraum
32 Kugeldruckpresse
33 Ofentür, seitlich.

Claims

1. Fertigungsanlage zur Herstellung metallischer Werk stücke, insbesondere von Schleudergußrohren, bestehend aus mindestens einer Gießmaschine und einem der Gieß maschine nachgeordneten Glühofen zur Wärmebehandlung der gegossenen Werkstücke, der mit einer in dem Ofen herd angeordneten Transporteinrichtung zum Durchrollen der zu glühenden Werkstücke versehen ist und der meh rere Wärmebehandlungszonen aufweist, dadurch gekenn zeichnet, daß parallel zu dem der Gießmaschine (11) nachgeordneten Glühofen (10) eine Pufferstrecke (15) vorgesehen ist.

2. Fertigungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß zwischen der Gießmaschine (11) und dem Glühofen (10) eine die Pufferstrecke (15) anfahrende Querverfahrung (14) vorgesehen ist.

3. Fertigungsanlage nach den Ansprüchen 1 und 2, da durch gekennzeichnet, daß der Glühofen (10) mit einer mindestens dreischichtigen Zustellung (27) versehen ist, die aus einer dem Ofeninnenraum (31) zugewandten Fasermaterialschicht (28) mit geringer Wärmerspeicher fähigkeit und großer Isolierwirkung, einer auf die Fa sermaterialschicht (28) folgenden massiven Mittel schicht (29) aus wärmespeicherfähigen Isoliersteinen und einer darauf nach außen hin folgenden, gut isolie renden Hinterisolierungsschicht (30) besteht.

4. Fertigungsanlage nach den Ansprüchen 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß der Ofeninnenraum (31) eine Aufheizzone (19) und eine Haltezone (20) aufweist, die gegen einander abschottbar und getrennt und unabhängig voneinander beheizbar sind.

5. Fertigungsanlage nach den Ansprüchen 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß der Glühofen (10) einen Ofen einlauf (13) aufweist, dem eine verschließbare Ofentür (25) zugeordnet ist.

6. Verfahren zur Herstellung metallischer Werkstücke, insbesondere von Schleudergußrohren, die mit einer Gießmaschine gegossen und anschließend zur Wärmebehand lung durch einen der Gießmaschine nachgeordneten, in verschiedene Wärmebehandlungszonen unterteilten Glüh ofen gefahren werden, insbesondere nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst auf eine parallel zu dem Glühofen vorgesehene Pufferstrecke pro duziert wird, kurz vor Füllung der Pufferstrecke die erste Wärmebehandlungszone des Glühofens gezündet und auf Betriebstemperatur gebracht wird, der Glühofen dann abwechselnd mit von der Gießmaschine und von der Puf ferstrecke kommenden Werkstücken beschickt wird, in dem Glühofen die auf die erste Wärmebehandlungszone folgen den weiteren Wärmebehandlungszonen kurz vor Eintreffen der durch fahrenden Werkstücke nacheinander gezündet und auf Betriebstemperatur gebracht werden und der Glühofen nach Leerfahren der Pufferstrecke und nach Durchfahren des letzten Werkstückes mit der ersten Wärmebehand lungszone beginnend jeweils Wärmebehandlungszone für Wärmebehandlungszone wieder abgeschaltet wird.