EP2392880B1

EP2392880B1 - Schachtofen

Info

Publication number: EP2392880B1
Application number: EP10005714A
Authority: EP
Inventors: Mark Herriger; Erwin Tschapowetz
Original assignee: Andritz Maerz GmbH
Current assignee: Andritz Maerz GmbH
Priority date: 2010-06-02
Filing date: 2010-06-02
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2030-06-02
Also published as: WO2011150951A1; RU2012130839A; EP2392880A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Schachtofen zur Wärmebehandlung von Gütern großer Länge sowie ein Verfahren zur Wärmebehandlung wenigstens eines Gutes großer Länge in einem solchen Schachtofen.
Schachtöfen weisen im wesentlichen die Form eines aufrecht stehenden Rohrzylinders auf und dienen zur Wärmebehandlung von schüttfähigem oder stückigem Gut.
Beispielsweise sind Schachtöfen in der Schmelztechnik zum Schmelzen und Raffinieren von Metallen bekannt. Ferner sind Schachtöfen beispielsweise zum Brennen und Sintern von Kalk oder Dolomit bekannt.
Die vorbezeichneten Schachtöfen weisen oberseitig eine Öffnung zur Chargierung des Gutes auf, das in dem Ofen wärmebehandelt werden soll. Das wärmebehandelte Gut wird dem Ofen anschließend an seiner Unterseite entnommen.
Eine besondere Form des Schachtofens stellen sogenannte Vertikal-Vergüteöfen dar. In diesen werden Güter großer Länge, beispielsweise Wellen, mittels Wärmebehandlung vergütet. Das wärmezubehandelnde Gut wird hierzu an ein Gehänge gehängt und in dieser Position von oben in den Ofen eingeführt. Als Vertikal-Vergüteöfen ausgebildete Schachtöfen können daher nur in sehr hohen Hallen chargiert werden, wobei die Hallenhöhe wenigstens der Höhe des Schachtofens zuzüglich der Höhe des an dem Gehänge hängenden Gutes entsprechen muss. Alternativ können als Vertikal-Vergüteöfen ausgebildete Schachtöfen auch unter Flur angeordnet werden. Sowohl die Errichtung von Hallen der vorbezeichneten, großen Höhe als auch die Anordnung eines Schachtofens unter Flur ist jedoch sehr aufwendig.
DE 1 783 084 A1 offenbart einen Schachtofen zur Wärmebehandlung von Werkstücken grosser Längen, wobei der Ofen über eine seitliche Öffnung be- bzw. entladbar ist und die Öffnung über eine in mehrere Teile unterteilte Tür verschliessbar ist. Jedes einzelne Türteil ist mechanisch oder hydraulisch in zentrifugaler Richtung zwecks Öffnen bzw. Schliessen des Ofens verfahrbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen als Vertikal-Vergüteofen ausgebildeten Schachtofen zur Verfügung zu stellen, der eine Chargierung mit wärmezubehandelndem Gut erlaubt, ohne dass hierzu die Errichtung Hallen großer Höhe oder die Anordnung des Schachtofens unter Flur notwendig wäre, wobei die Tür einfach und sicher von einer seitlichen Öffnung weg bewegber ist und ein sicherer Stand des Systems Tür/Genüst gesichert ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß zur Verfügung gestellt ein Schachtofen zur Wärmebehandlung von Gütern großer Länge mit folgenden Merkmalen:

einer Ofenwandung;
die Ofenwandung umschließt einen Ofenraum;
Brenner zur Befeuerung des Ofenraums;
die Ofenwandung weist eine seitliche Öffnung zum Ofenraum auf;
durch die seitliche Öffnung ist der Ofen mit Gütern großer Länge chargierbar;
die seitliche Öffnung ist durch eine Tür verschließbar;
die Tür an einem verfahrbaren Gerüst angeordnet ist und vollständig von der seitlichen Öffnung abnehmbar ist;
das Gerüst auf einem verfahrbaren Wagen angeordnet ist, der auf einem ersten Schienensystem quer zur seitlichen Öffnung verfahrbar ist, wobei
auf dem Wagen ferner ein zweites Schienensystem vorgesehen ist, entlang dessen das Gerüst senkrecht zum ersten Schienensystem verfahrbar ist.

"Seitliche" Öffnung bedeutet, dass die Öffnung an der vertikal verlaufenden, also seitlichen Wandung des Schachtofens angeordnet ist.
Die seitliche Öffnung erstreckt sich bevorzugt vollständig oder im wesentlichen über die gesamte Höhe des Ofens, also insbesondere von der Ofensohle bis zur Oberseite des Ofens. Hierdurch ist es möglich, den Ofen allein durch eine horizontale Bewegung des in dem Ofen wärmezubehandelnden Gutes mit dem Gut zu beschicken und gleichzeitig praktisch die gesamte Höhe des Ofenraumes zur Wärmebehandlung zu nutzen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass sich die seitliche Öffnung über wenigstens 80 % oder auch über wenigstens über 90 % der Höhe des Ofens, insbesondere der Höhe des Ofenraumes des Ofens, erstreckt.
Bevorzugt ist die seitliche Öffnung an ihrem oberen Ende durch die Oberseite des Schachtofens hindurchgeführt. Mit anderen Worten: Die seitliche Öffnung ist nach oben offen. Nach einer Fortbildung dieses Erfindungsgedankens mündet die seitliche Öffnung an ihrem oberen Ende bevorzugt in eine Öffnung an der Oberseite des Schachtofens, durch die das Gehänge während der Wärmebehandlung des Gutes im Ofen geführt ist. Dies ermöglicht es, das in dem Ofen wärmezubehandelnde Gut unmittelbar an dem Gehänge durch die seitliche Öffnung mittels einer horizontalen Bewegung in die Stellung zu bewegen, in der sich das Gehänge mit dem daran befindlichen Gut während der Wärmebehandlung befindet. Eine zusätzliche Vertikalbewegung ist nicht oder nur minimal notwendig.
Die seitliche Öffnung kann im Wesentlichen wie eine Tür- beziehungsweise Fensteröffnung gestaltet sein. Dabei können die Begrenzungen der seitlichen Öffnung (also praktisch deren "Laibung") ober- und unterseitig der seitlichen Öffnung im Wesentlichen horizontal und seitlich im wesentlichen vertikal verlaufen.
Die Ofenwandung des Schachtofens weist insbesondere einen Ofenmantel, bevorzugt einen Stahlblechmantel, und eine dem Ofenraum zugewandte, feuerfeste Auskleidung auf. Die feuerfeste Auskleidung kann beispielsweise in Form wenigstens eines der folgenden Erzeugnisse oder einer Kombination dieser Erzeugnisse vorgesehen sein: Feuerfestes Fasermaterial, Feuerleichtsteine, feuerfeste Ausmauerung oder feuerfeste Masse. Bevorzugt ist die feuerfeste Auskleidung ganz oder überwiegend in Form von feuerfestem Fasermaterial vorgesehen.
Die Tür, durch die die seitliche Öffnung verschließbar ist, kann wie ein abnehmbarer Abschnitt der Ofenwandung gestaltet und bevorzugt entsprechend der Ofenwandung ausgebildet sein. Demnach kann die Tür bevorzugt einen Mantel aus Stahlblech aufweisen, der als Abschnitt des Ofenmantels gestaltet sein kann. Auf seiner - in der Schließstellung - dem Ofenraum zugewandten Seite kann der Mantel aus Stahlblech eine feuerfeste Auskleidung, insbesondere in Form von Fasermaterial aufweisen. Die feuerfeste Auskleidung der Tür ist bevorzugt entsprechend der feuerfesten Auskleidung des Schachtofens im Bereich der seitlichen Öffnung konfektioniert.
Zur Befeuerung des Ofenraums weist der Ofen Brenner auf. Die Brenner sind bevorzugt im Bereich der seitlichen Ofenwandung und insbesondere gleichmäßig angeordnet, so dass sich der Ofenraum durch die Brenner gleichmäßig befeuern lässt.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind keine Brenner an der Tür angeordnet. Dies hat den besonderen Vorteil, dass die Tür keine Brenngas- und Luftzuleitungen für die Brenner, die insbesondere bei einer Bewegung der Tür hinderlich wären, aufweisen muss. Außerdem bestünde bei einer Bewegung der Tür ansonsten die Gefahr, dass diese Leitungen beschädigt werden könnten. Gleichzeitig hat dies den Vorteil, dass die Tür besonders einfach und robust gestaltet sein kann.
Als Brenner können bevorzugt Impulsbrenner verwendet sein. Bevorzugt kann es sich um Kaltluft oder Rekuperatorbrenner (Flox-Betrieb) handeln. Die Brenner können insbesondere derart angeordnet sein, dass sie den Ofenraum tangential zur inneren Fläche der Ofenwandung des Ofenraums befeuern. Nach einer Weiterbildung dieser Ausführungsform können die Brenner insbesondere derart angeordnet sein, dass sich die Brenngase spiralförmig durch den Ofenraum bewegen; hierdurch ergibt sich eine sehr günstige
Verteilung der Brennerleistung über den Ofenraum.
Der Schachtofen kann bevorzugt für Brenntemperaturen bis etwa 1.200° C ausgelegt sein.
Der erfindungsgemäße Schachtofen weist bevorzugt im Wesentlichen die Form eines aufrecht stehenden, hohlen Kreiszylinders auf. Im Querschnitt senkrecht zur Längsachse des Zylinders weisen bevorzugt sowohl der Ofenraum als auch der Außenumfang des Ofens eine im Wesentlichen kreisförmige Querschnittsfläche auf. Ein Ofenraum mit einer kreisförmigen Querschnittsfläche ist besonders vorteilhaft an wärmezubehandelnde Güter mit einem im wesentlichen kreisförmigen Außenumfang angepasst, beispielsweise Wellen.
Der Durchmesser des (kreisförmigen) Ofenraums (Querschnittsfläche senkrecht zur Längsachse des Ofens) beträgt bevorzugt bis zu 4 m, besonders bevorzugt bis zu 4,5 m oder 5 m. Der Mindestdurchmesser des Ofenraums beträgt bevorzugt wenigstens 2,5 m oder 3 m.
Die Höhe des Ofenraums beträgt bevorzugt bis zu 20 m, gegebenenfalls auch bis zu 25 m. Die Mindesthöhe des Ofenraumes beträgt bevorzugt wenigstens 10 m oder 15 m.
Ein entsprechend dimensionierter, erfindungsgemäßer Ofen eignet sich zur Wärmebehandlung, insbesondere der Vergütung, von Gütern großer Länge. Insbesondere eignet sich der erfindungsgemäße Ofen zur Vergütung, also insbesondere dem Härten oder Anlassen, von Gütern aus Stahl. Die Länge der in dem erfindungsgemäßen Ofen wärmbehandelbaren Güter kann einen erheblichen Teil der Höhe des Ofenraumes des Schachtofens betragen, beispielsweise bis zu 50 %, bis zu 80 % oder auch bis zu 90 % der Höhe des Ofenraumes. Entsprechend kann die Länge der in dem Ofen wärmbehandelbaren Güter beispielsweise bis zu 12 m, bis zu 15 m, bis zu 20 m oder auch bis zu 22 m betragen. Der Durchmesser der in dem Ofen wärmebehandelbaren Güter kann beispielsweise bis zu 2 m, bis zu 3 m ode rauch bis zu 3,5 m betragen. Insbesondere können in dem erfindungsgemäßen Ofen beispielsweise Wellen, wie beispielsweise Generator-, Schiffs- oder Antriebswellen, wärmebehandelbar sein.
An seiner Oberseite weist der erfindungsgemäße Schachtofen eine Öffnung zur Durchführung eines Gehänges auf, an dem das in dem Ofen zu vergütende Gut während der Wärmebehandlung aufgehängt ist. Während des Wärmebehandlungsprozesses in dem Ofen kann das Gehänge an einer um den Ofen herum angeordneten Außenbühne, insbesondere in Form eines Stahlgerüstes, angeordnet sein. Das Gehänge kann, wie aus dem Stand der Technik bekannt, mittels eines Kranes bewegbar sein.
Um das in dem erfindungsgemäßen Schachtofen wärmezubehandelnde Gut sicher und einfach durch die seitliche Öffnung in den Ofenraum einführen zu können, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Breite der seitlichen Öffnung 25 % bis 50 % des Umfangs des Schachtofens beträgt. Im Falle eines kreisförmigen Außenumfangs des Schachtofens beträgt die Breite der seitlichen Öffnung demnach 90° bis 180° des Außenumfangs. Besonders bevorzugt beträgt die Breite der seitlichen Öffnung 25 % bis 40 % des
Außenumfangs des Schachtofens. Die lichte, seitliche Öffnungsweite der seitlichen Öffnung beträgt bevorzugt 2 m bis 4 m, besonders bevorzugt 2,5 m bis 3,5 m.
Die Tür ist derart gestaltet, dass sie vollständig von der seitlichen Öffnung beziehungsweise dem Schachtofen abnehmbar ist, so dass kein Kontakt mehr zwischen Schachtofen und Tür besteht. Dies hat den Vorteil eines ungehinderten Zugangs zum Ofenraum. Die Tür ist an einer bewegbaren Vorrichtung angeordnet. Demnach ist die Tür verfahrbar, derart, dass die Tür zum einen entlang einer ersten Richtung quer zum Ofen und entlang einer zweiten, senkrecht zur ersten Richtung verlaufenden Richtung bewegbar ist. Entlang der zweiten Richtung ist die Tür entsprechend auf den Ofen beziehungsweise die seitliche Öffnung zu und hiervon weg bewegbar. Eine solche Bewegbarkeit beziehungsweise Verfahrbarkeit der Tür hat den Vorteil, dass nur ein geringer Raumbedarf benötigt wird, um die Tür derart von der seitlichen Öffnung wegbewegen zu können, dass die seitliche Öffnung völlig freigegeben wird, um hierdurch den Ofen mit wärmezubehandelndem Gut chargieren zu können.
Die Tür ist an einem verfahrbaren Gerüst angeordnet. Das Gerüst ist auf einem Schienensystem verfahrbar. Hierzu ist das Gerüst an einem auf Schienen verfahrbaren Wagen angeordnet. Es ist ein erstes Schienensystem vorgesehen, entlang dessen der Wagen entlang einer ersten, quer zur seitlichen Öffnung (und damit auch quer zum Ofen) verlaufenden, geraden Strecke verfahrbar ist. Weiter ist auf dem Wagen ferner ein zweites Schienensystem vorgesehen sein, entlang dessen das Gerüst entlang einer zweiten, senkrecht zum Verlauf der ersten Strecke verlaufenden, geraden Strecke verfahrbar ist. Mittels des ersten Schienensystems ist die Tür demnach quer zur seitlichen Öffnung und mittels des zweiten Schienensystems auf die seitliche Öffnung zu und von dieser weg bewegbar. Zum Verschließen der seitlichen Öffnung durch die Tür wird der Wagen dabei zunächst auf dem ersten Schienensystem quer zur seitlichen Öffnnung entlang der ersten Strecke verfahren, bis die Tür (frontal) vor der seitlichen Öffnung positioniert ist. Anschließend wird das Gerüst mittels des zweiten, an dem Wagen angeordneten Schienensystems entlang der zweiten Strecke auf die seitliche Öffnung zu bewegt, bis die Tür die seitliche Öffnung verschließt. Zur Öffnung der seitlichen Öffnung wird dieser Bewegungsablauf der Tür entsprechend umgekehrt ausgeführt.
Zur Abdichtung der Tür kann insbesondere feuerfestes Fasermaterial vorgesehen sein. Dieses feuerfeste Fasermaterial kann insbesondere im Kontaktbereich zwischen Tür und seitlicher Begrenzung der seitlichen Öffnung vorgesehen sein. Alternativ oder kumulativ zum feuerfesten Fasermaterial können zur Abdichtung beispielsweise auch feuerfeste Dichtschnüre und/oder ein Labyrinthverschluss vorgesehen sein.
Erfindungsgemäß kann ein Verschlussmechanismus vorgesehen sein, durch den die Tür in der Schließstellung, also in ihrer die seitliche Öffnung verschließenden Stellung, halterbar ist. Nach einer Ausführungsform ist ein Verschlussmechanismus vorgesehen, der erste, an der Tür angeordnete Haltemittel umfasst, die mit zweiten, am Schachtofen angeordneten Haltemitteln zusammenwirken. Die ersten Haltemittel sind bevorzugt umfangsseitig der Tür vorgesehen. Die zweiten Haltemittel sind bevorzugt an dem, die seitliche Öffnung umgebenden Bereich des Ofens, insbesondere im Bereich des die seitliche Öffnung umgebenden Ofenmantels vorgesehen.
Bevorzugt können bewegliche erste Haltemittel vorgesehen sein, die zum Verschließen der Tür in die zweiten Haltemittel eingreifen können. Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind erste Haltemittel in Form schwenkbarer Krallen vorgesehen, durch die die zweiten Haltemittel zumindest abschnittsweise hintergreifbar sind. Zum Verschließen der seitlichen Öffnung durch die Tür werden die ersten Haltemittel dabei geschwenkt, bis sie die zweiten Haltemittel zumindest abschnittsweise hintergreifen und die Tür fest an der seitlichen Öffnung halten, so dass die seitliche Öffnung sicher durch die Tür verschlossen ist. Die zweiten Haltemittel können beispielsweise Abschnitte in Form von Bolzen, Ösen oder Stegen aufweisen, die durch die Krallen hintergreifbar sind. Gemäß einem Erfindungsgedanken sind die durch die Krallen hintergreifbaren Abschnitte der zweiten Haltemittel bewegbar, insbesondere beispielsweise rollbar. So kann das Entstehen von Spannungen oder Momenten beim Hintergreifen dieser Abschnitte durch die Krallen verhindert werden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die ersten Haltemittel in der Schließstellung der Tür schwerkraftbedingt in die zweiten Haltemittel eingreifen. Dies hat den besonderen Vorteil, dass die Tür auch bei einem Fehler in der Ansteuerung für den Verschlussmechanismus die seitliche Öffnung sicher verschließt. Beispielsweise können hierzu die Krallen in einer vertikalen Ebene schwenkbar sein, wobei die Spitze der Krallen jeweils bevorzugt derart ausgerichtet ist, dass sie bei einer abwärts gerichteten Schwenkbewegung der Krallen nach unten weist. Entsprechend sind die Krallen bei dieser Ausführungsform derart ausgerichtet, dass sie bei einer abwärts gerichteten Schwenkbewegung in die zweiten Haltemittel eingreifen beziehungsweise diese hintergreifen. Hierdurch greifen die Krallen schwerkraftbedingt sicher in die zweiten Haltemittel ein.
Besonders bevorzugt ist die Tür mittels einer Pneumatik in ihrer Schließstellung halterbar. Demnach kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die ersten Haltemittel mittels einer Pneumatik ansteuerbar sind und so beispielsweise erste Haltemittel in Form schwenkbarer Krallen mittels einer Pneumatik schwenkbar sind. Ein entsprechender pneumatischer Verschlussmechanismus hat sich gegenüber einem elektrischen oder hydraulischen Verschlussmechanismus als wesentlich vorteilhafter herausgestellt.
Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die ersten Haltemittel, insbesondere in Form schwenkbarer Krallen, durch eine Pneumatik synchron ansteuerbar sind. Hierdurch ist es möglich, die Tür sehr gleichmäßig an einer seitlichen Öffnung zu haltern, ohne dass es zum Entstehen von Spannungen oder Momenten kommen könnte, die ein mangelhaftes Verschließen der seitlichen Öffnung oder gar eine Beschädigung der Tür zur Folge haben könnten.
Ein wie vorstehend beschriebener, pneumatisch schwenkbare Krallen aufweisender Verschlussmechanismus hat insbesondere den Vorteil einer großen Robustheit bei einer gleichzeitig hervorragenden Verschlusswirkung.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Tür bewegbar an einem verfahrbaren Gerüst angeordnet ist. Die Tür ist demnach nicht starr, sondern flexibel an dem Gerüst angeordnet. Beispielsweise kann die Tür über elastische und/oder bewegbare Haltemittel an dem Gerüst angeordnet sein, beispielsweise Haltemittel in Form von Federn oder Gummielementen. Eine solch bewegbare beziehungsweise flexible Anordnung der Tür an dem verfahrbaren Gerüst hat den Vorteil, dass das Gerüst bei einem Verschließen der seitlichen Öffnung durch die Tür mittels des Verschlussmechanismus nicht nachgeführt werden muss, da die bewegliche Anordnung ein gewisses "Spiel" der Tür an dem Gerüst erlaubt.
Nicht Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Wärmebehandlung wenigstens eines Gutes großer Länge an einem wie vorbeschriebenen Schachtofen mit den folgenden, aufeinanderfolgenden Schritten:

wenigstens ein Gut großer Länge wird durch die seitliche Öffnung in den Ofenraum eingeführt und dort gehaltert;
die seitliche Öffnung wird durch die Tür verschlossen;
der Ofenraum wird zur Wärmebehandlung des Gutes mittels der Brenner befeuert;
die Tür wird von der seitlichen Öffnung abgenommen;
das Gut wird durch die seitliche Öffnung aus dem Ofenraum ausgeführt.

Weitere Merkmale des Verfahrens ergeben sich aus der vorbeschriebenen Konstruktion und Funktionsweise des erfindungsgemäßen Schachtofens.
Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Schachtofens sollen anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung näher erläutert werden. Dabei zeigt

Figur 1: eine perspektivische, seitliche Ansicht eines erfindungsgemäßen Schachtofens mit einer von der seitlichen Öffnung abgenommenen Tür,
Figur 2: eine perspektivische, seitliche Ansicht einer Tür zum Verschließen der seitlichen Öffnung eines erfindungsgemäßen Schachtofens,
Figur 3: eine Seitenansicht einer Tür zum Verschließen der seitlichen Öffnung eines erfindungsgemäßen Schachtofens,
Figuren 4, 5: Details des Verschlussmechanismus der Tür gemäß Figur 3 und
Figur 5: Details des Halterung der Tür gemäß Figur 3 am Gerüst.

Die Figur 1 zeigt eine erste, die Figur 2 eine zweite und die Figuren 3 bis 6 eine Dritte Ausführungsform, die jedoch in ihren wesentlichen Grundkomponenten übereinstimmen. Entsprechend sind gleiche oder gleichwirkende Komponenten jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In seiner Gesamtheit ist der Schachtofen in Figur 1 mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet. Bei dem Schachtofen 1 handelt es sich um einen Vertikal-Vergüteofen. Der Schachtofen 1 weist im Wesentlichen die Form eines aufrecht stehenden, hohlen Kreiszylinders auf. Die Ofenwandung 3 des Schachtofens 1 weist einen Stahlblechmantel 5 mit einer dem Ofenraum 7 zugewandten, feuerfesten Auskleidung 9 in Form von feuerfestem Fasermaterial auf. Im Querschnitt senkrecht zur Längsachse des Ofenzylinders weisen sowohl der Ofenraum 7 als auch der Außenumfang des Stahlblechmantels 5 jeweils eine im Wesentlichen kreisförmige Querschnittsfläche auf. Der Schachtofen 1 weist eine Höhe von etwa 20 m und einem Durchmesser von etwa 6,5 m auf. Die lichte Höhe des Ofenraumes 7 beträgt etwa 18 m bei einem lichten Innendurchmesser von etwa 4,5 m. Der Ofen 1 ist in acht verschiedenen Höhen, die über die Höhe des Ofens 1 jeweils gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet sind, jeweils von vier Rekuperatorbrennern 11 , die umfangsseitig des Ofens 1 jeweils gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet sind, durchsetzt. Der Ofen 1 weist mithin insgesamt zweiunddreißig Rekuperatorbrenner 11 auf.
Die Brenner 11 sind jeweils derart angeordnet, dass sie den Ofenraum 7 tangential zu seiner inneren Fläche befeuern.
Der Schachtofen 1 ist für Glühtemperaturen bis etwa 1.200° C ausgelegt.
An seiner Oberseite 20 weist der Schachtofen 1 eine Öffnung 13 zur Durchführung eines Gehänges 15 auf. Das mittels eines (nicht dargestellten) Kranes verfahrbare Gehänge 15 dient zur Aufhängung von in dem Schachtofen 1 wärmezubehandelndem Gut, im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 einer Welle 17.
Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Welle 17 an dem Gehänge 15 hängend in den Schachtofen 1 eingeführt. Während der Wärmebehandlung der Welle 17 in dem Schachtofen 1 ist das Gehänge 15 auf eine den Schachtofen 1 umfassende Außenbühne 19 in Form eines Stahlgerüstes auflegbar.
Die Ofenwandung 3 weist eine seitliche Öffnung 21 zum Ofenraum 7 auf.
Die seitliche Öffnung 21 erstreckt sich im Wesentlichen über die gesamte Höhe des Ofens beziehungsweise der Ofenwandung, im Ausführungsbeispiel von einem Bereich an der Ofensohle 23 des Ofens 1 bis durch die Oberseite 20 des Ofens 1 hindurch. Dabei mündet die seitliche Öffnung 21 an ihrem oberen Ende in die oberseitige Öffnung 13 des Schachtofens 1, durch die das Gehänge 1 führbar ist, so dass das Gehänge 15 mittels einer horizontalen Bewegung bis durch die obere Öffnung 13 führbar ist.
Die seitliche Öffnung 21 hat eine Höhe von etwa 19 m und erstreckt sich damit über etwa 95 % der Höhe des Ofens 1.
Die Breite, also lichte Öffnungsweite der seitlichen Öffnung 21 beträgt etwa 3,5 m und erstreckt sich demnach über etwa 120° des Außenumfangs des Schachtofens 1. Die linke Begrenzung 25 und die rechte Begrenzung 27 der seitlichen Öffnung 21 erstrecken sich im Wesentlichen vertikal, während sich die untere Begrenzung 29 der seitlichen Öffnung 21 im Wesentlichen horizontal erstreckt. Oberseitig weist die seitliche Öffnung 21 keine Begrenzung auf, sondern mündet hier in die obere Öffnung 13.
Die seitliche Öffnung 21 ist durch eine Tür 31 verschließbar. Die Tür 31 ist im Wesentlichen wie ein abnehmbarer Abschnitt der Ofenwandung 3 gestaltet und weist demnach einen Mantel aus Stahlblech 33 auf, der auf seiner - in der Schließstellung - dem Ofenraum 7 zugewandten Seite eine feuerfeste Auskleidung in Form von Fasermaterial aufweist (in Figur 1 nicht dargestellt).
Die Brenner 11 sind derart an dem Schachtofen 1 angeordnet, dass keine Brenner 11 an der Tür 31 angeordnet sind. Dies hat den Vorteil einer hohen Robustheit und Bewegbarkeit der Tür 31.
Die Tür 31 ist über flexible Haltemittel (siehe Figur 6) an einem Stahlgerüst 35 befestigt, das an einem auf Schienen verfahrbaren Wagen 37 angeordnet ist. Dabei ist der Wagen 37 entlang eines ersten Schienensystems 39 entlang einer ersten, quer zur seitlichen Öffnung 21 verlaufenden Strecke verfahrbar, dargestellt in Figur 1 durch den Doppelpfeil R1. Ferner ist auf dem Wagen 37 ein zweites Schienensystem 41 angeordnet, auf dem das Gerüst 35 entlang einer zweiten, senkrecht zum Verlauf der ersten Strecke beziehungsweise senkrecht zum Verlauf des ersten Schienensystems 39 verlaufenden, zweiten Strecke verfahrbar ist, angedeutet in Figur 1 durch den Doppelpfeil R2.
In Figur 1 ist die Tür 31 in einer von der seitlichen Öffnung 21 abgenommenen Stellung dargestellt. Dabei ist die Tür 31 entlang der ersten Strecke R1 quer von der seitlichen Öffnung 21 wegbewegt, so dass die seitliche Öffnung 21 vollständig freigegeben ist. Hierdurch kann der Schachtofen 1 sehr gut mit wärmezubehandelndem Gut be- und entladen werden.
Zum Verschließen der seitlichen Öffnung 21 durch die Tür 31 wird der Wagen 37 zunächst entlang der ersten Strecke R1 in eine Position bewegt, in der die Tür 31 frontal vor der seitlichen Öffnung 21 positioniert ist. Anschließend wird die Tür 31 über das zweite Schienensystem 41 entlang der zweiten Strecke R2 auf die seitliche Öffnung 21 zu bewegt, bis sie gegen die, die seitliche Öffnung 21 umgebenden Begrenzungen 25, 27, 29 der seitlichen Öffnung 21 zu liegen kommt und die seitliche Öffnung 21 verschließt.
Um die Tür 31 in ihrer die seitliche Öffnung 21 verschließenden Stellung fest an der seitlichen Öffnung 21 zu haltern, ist ein Verschlussmechanismus vorgesehen. Dieser Verschlussmechanismus umfasst in Figur 2 zum einen jeweils fünf, auf beiden Seiten der Tür 31 angeordnete Krallen 43, die in einer vertikalen Ebene schwenkbar sind (in der Ausführungsform nach Figur 2 jeweils vier und in der Ausführungsform nach Figur 3 jeweils sechs auf beiden Seiten der Tür 31 angeordnete Krallen).
Gut sind die Krallen 43 insbesondere in Figur 2 erkennbar. Jede Kralle 43 weist einen ersten endseitigen Abschnitt 45 auf, an dem sie schwenkbar an einer Befestigungsplatte 47, die die Tür 31 seitlich überragt, angelenkt ist. Der zweite, dem ersten endseitigen Abschnitt 45 gegenüberliegende endseitige Abschnitt 49 jeder Kralle 43 ist hakenartig geformt. Dabei ist der Haken 49 jeder Kralle 43 jeweils derart konfektioniert, dass die Hakenspitze des Hakens 49 bei einer abwärts gerichteten Schwenkbewegung des Hakens 43 nach unten weist.
Der Verschlussmechanismus umfasst zweite Haltemittel 51 (siehe Figuren 3 bis 5), die umfangsseitig der seitlichen Öffnung 21 am Ofen 1 angeordnet sind. In der Darstellung nach Figur 3 sind der besseren Übersichtlichkeit halber ofenseitig nur die daran angeordneten Haltemittel 51 ohne die weiteren Komponenten des Ofens 21 dargestellt.
Jedes zweite Haltemittel 51 umfasst jeweils einen horizontal ausgerichteten Metallbolzen 52, der zwischen zwei Metallplatten 53, 55 gehaltert ist, die umfangsseitig der seitlichen Öffnung 21 am Mantel 33 des Ofens 1 befestigt sind und von diesem nach außen abstehen.
Die zweiten Haltemittel 51 sind derart angeordnet, dass - wenn die Tür 31 gegen die seitliche Öffnung 21 anliegt - jede Kralle 43 gegenüber jeweils einem zweiten Haltemittel 51 angeordnet ist. Die Bolzen 52 der zweiten Haltemittel 51 sind dabei derart ausgerichtet, dass die Krallen 43 bei einer abwärts gerichteten Schwenkbewegung mit ihrem Haken 49 jeweils den Metallbolzen 52 der zweiten Haltemittel 51 hintergreifen. Die Haken 49 der Krallen 43 und die Metallbolzen 52 der Haltemittel 51 sind dabei derart zueinander angeordnet, dass die Haken 49 bei der abwärts gerichteten Schwenkbewegung der Krallen 43 gegen die Metallbolzen 52 zu liegen kommen. Hierdurch ist die Tür 31 in der Schließstellung sicher an der seitlichen Öffnung 21 halterbar.
In den Figuren 4 und 5 ist der vorbezeichnete Verschlussmechanismus in einer vergrößerten Darstellung illustriert, wobei Figur 4 den Verschlussmechanismus in einer seitlichen Darstellung und Figur 5 den Verschlussmechanismus in einer Darstellung von oben zeigt. Bei einer Schwenkbewegung der Kralle 43 nach unten kommt der Haken 49 der Kralle 43 mit seiner Innenseite 57 gegen den Metallbolzen 52 zu liegen.
Zur Schwenkung der Krallen 43 sind diese durch eine Pneumatik synchron ansteuerbar.
Ein besonderer Vorteil des vorbeschriebenen Verschlussmechanismus liegt insbesondere auch darin, dass dieser auch bei einem Ausfall der Pneumatik zur Ansteuerung der Krallen 43 eine sichere Halterung der Tür 31 an der seitlichen Öffnung 21 sicherstellt. Denn schwerkraftbedingt hintergreifen die Krallen 43 mit ihren Haken 49 auch bei einem Ausfall der Pneumatik sicher die Metallbolzen 52 der zweiten Haltemittel 51.
Figur 6 zeigt in einer vergrößerten Darstellung die Halterung der seitlichen Öffnung 21 an dem Gerüst 35 gemäß Detail F in Figur 3. Diese Halterung 59 umfasst einen Gewindebolzen 61, der am Mantel 33 der Tür 31 befestigt ist und horizontal von diesem absteht. Der Gewindebolzen 61 ist durch die Öffnung 63 einer an dem Gerüst 35 angeordneten Metallplatte 65 geführt. Beidseitig der Metallplatte 65 ist je eine Spannfeder 67, 69 um den Gewindebolzen 61 herum angeordnet. Die Federn 67, 69 sind unter Vorspannung jeweils zwischen der Metallplatte 65 und je einer auf den Gewindebolzen 61 aufgeschobenen Lochscheibe 71, 73 verspannt. Die Lochscheiben 71, 73 sind über auf den Gewindebolzen 61 aufgeschraubte Schraubenmuttern 75, 77 gegen die Federn 67, 69 geführt. Entsprechend ist die Tür 31 über dieser Halterung 59 unter Vorspannung flexibel am Gerüst 35 angeordnet. Diese flexible Anordnung der Tür 31 am Wagen 35 verleiht der Tür 31 ein gewisses "Spiel", auch wenn der Wagen 35 sich nicht bewegt. Sobald die Tür 31 daher beim Verschließen und Lösen des Verschlussmechanismus daher eine leichte Bewegung ausführt, verleiht die Halterung 59 der Tür 31 eine ausreichende Bewegungsfreiheit, diese leichte Bewegung ausführen zu können, ohne dass der Wagen 37 auf den Schienen 39, 41 bewegt werden müsste. Dies erlaubt es, dass die Tür 31 besonders einfach in eine solche Position vor die seitliche Öffnung 21 bewegt werden kann, in der sie anschließend über den Verschlussmechanismus sicher in die Schließstellung gebracht werden kann.

Claims

Schachtofen (1) zur Wärmebehandlung von Gütern (17) großer Länge mit folgenden Merkmalen:
1.1 einer Ofenwandung (3);

1.2 die Ofenwandung (3) umschließt einen Ofenraum (7),

1.3 Brennern (11) zur Befeuerung des Ofenraums (7);

1.4 die Ofenwandung (3) weist eine seitliche Öffnung (21) zum Ofenraum (7) auf,

1.5 durch die seitliche Öffnung (21) ist der Ofen (1) mit Gütern (17) großer Länge chargierbar;

1.6 die seitliche Öffnung (21) ist durch eine Tür (31) verschließbar;

1.7 die Tür (31) ist an einem verfahrbaren Gerüst (35) angeordnet und vollständig von der seitlichen Öffnung (21) abnehmbar;

1.8 das Gerüst (35) ist auf einem verfahrbaren Wagen (37) angeordnet, der auf einem ersten Schienensystem (39) quer zur seitlichen Öffnung (21) verfahrbar ist, wobei 1.9 auf dem Wagen (37) ferner ein zweites Schienensystem (41) vorgesehen ist, entlang dessen das Gerüst (35) senkrecht zum ersten Schienensystem (39) verfahrbar ist.
Schachtofen nach Anspruch 1, bei dem sich die seitliche Öffnung (21) von der Ofensohle (23) bis zur Oberseite des Ofens (1) erstreckt.
Schachtofen nach Anspruch 1, bei dem die Breite der seitlichen Öffnung (21) 25 bis 50 % des Umfangs des Ofens (1) beträgt.
Schachtofen nach Anspruch 1 mit feuerfestem Fasermaterial zur Abdichtung der Tür (31).
Schachtofen nach Anspruch 1, bei dem die Tür (31) mittels einer Pneumatik in ihrer Schließstellung halterbar ist.
Schachtofen nach Anspruch 1, bei dem die Tür (31) flexibel an dem verfahrbaren Gerüst (35) angeordnet ist.