EP2488790A1 - Vorrichtung zur wärmebehandlung von blechbändern - Google Patents

Vorrichtung zur wärmebehandlung von blechbändern

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EP2488790A1
EP2488790A1 EP10760210A EP10760210A EP2488790A1 EP 2488790 A1 EP2488790 A1 EP 2488790A1 EP 10760210 A EP10760210 A EP 10760210A EP 10760210 A EP10760210 A EP 10760210A EP 2488790 A1 EP2488790 A1 EP 2488790A1
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EP
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pipe
central tube
bends
tube
bridge
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Withdrawn
Application number
EP10760210A
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English (en)
French (fr)
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Robert Ebner
Eduard Morbitzer
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Ebner Industrieofenbau GmbH
Original Assignee
Ebner Industrieofenbau GmbH
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    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C3/00—Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber
    • F23C3/002—Combustion apparatus characterised by the shape of the combustion chamber the chamber having an elongated tubular form, e.g. for a radiant tube
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/12—Radiant burners
    • F23D14/126—Radiant burners cooperating with refractory wall surfaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D91/00—Burners specially adapted for specific applications, not otherwise provided for
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F27D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
    • F23C2900/03009—Elongated tube-shaped combustion chambers

Definitions

  • the invention relates to a device for heat treatment of metal strip with at least one jet pipe unit, the three in a common, parallel to the sheet metal axial plane lying tubes, namely connectable to a burner center tube and two connected at both ends to the central tube via pipe bends outer tubes , And with a with the two pipe bends between the central tube on the one hand and the two outer tubes on the other hand connected to the bearing journal on the opposite side of the burner tube unit.
  • the bearing of the radiant tube unit is to be designed in such a way that the thermal expansions of the tubes in the axial direction are taken into account.
  • the central tube between the burner and the outer tubes is held axially in a pivot bearing, while at the opposite end of the jet tube unit, a usually hollow bearing pin, which is welded to the two connecting the ends of the central tube to the ends of the outer tubes pipe bends, axially displaceable in supported by a support.
  • the invention is therefore based on the object, a device of the type described for the heat treatment of metal bands in such a way that the thermal expansion in the region of the central tube connecting the outer tubes pipe bends can be considered when connecting the journal to these elbows.
  • the invention solves this problem by the fact that the bearing pin is arranged on a gusset bridging bridge between the two pipe bends with two sides on both sides of the axis of the central tube extending, inclined at an acute angle to the axis of the central tube sections.
  • the bridge By the bridge bridging the gusset area between the two pipe bends an advantageous condition for the absorption of thermal expansion in the area of the pipe bends is created, so that the connection between see the journals and the bridge can be kept largely tension-free.
  • the bridge prevents direct heat transfer from the pipe bends to the bearing journals, which reduces the heat load on the bearing journal.
  • the bridge has two sides of the axis of the central tube extending, under a pointed winding to the axis of the central tube inclined sections, so that by an angle change of each other at a staggered angle sections the bridge due to bending stresses occurring in the elastic region a sufficient length compensation at a thermal expansion of the pipe bends is possible.
  • FIG. 1 shows a device according to the invention for the heat treatment of metal strips in sections in the area of the jet tube unit in a simplified side view
  • the apparatus for heat treatment of metal strips at least one nozzle unit 1, which a Middle tube 2 and two with the central tube 2 lying in a common axial plane, parallel outer tubes 3 comprises.
  • the outer tubes 3 are fluidly connected to the central tube 2 in each case via end pipe bends 4.
  • the hot exhaust gases flowing into the central pipe 2 from a burner connected to an extension 5 of the center pipe 2 are thus partially recirculated via the two outer pipes 3.
  • a dash-dotted lines indicated sheet metal strip 6 is heated, which is guided parallel to the common axial plane of the tubes 2, 3, in a feed direction 7, which extends transversely to the tube axes.
  • the jet pipe unit 1 is mounted on both sides of the tubes 2 and 3, so that there is a largely uniform distribution of the weight load on the two supports. While the extension 5 of the central tube 2 receiving, not shown for reasons of clarity bearing 8 axially sets the jet pipe unit 1, supports the opposite support 8, the jet pipe unit 1 axially slidably from.
  • the jet pipe unit 1 carries at the opposite end of the extension 5 of the central tube 2 a usually tubular bearing pin 9 which is axially displaceably supported in a corresponding receptacle of the support 8. Due to the high exhaust gas temperatures within the tubes 2, 3, these tubes are subjected to a corresponding thermal expansion, whereby the thereby necessary axial length compensation is ensured via the bearing pin 8 displaceable in the bearing 8.
  • the bearing pin 9 is not attached directly to the pipe bends 4, but arranged on a bridge 10, which bridges the gusset region 11 between the two pipe bends 4. Thermal expansion of the pipe bends 4 can thus be compensated via this bridge.
  • the bridge 10 is formed for this purpose by two portions 12 which extend at an acute angle to the axis of the central tube 2 and together form an obtuse angle.

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Blechbändern (6) mit wenigstens einer Strahlrohreinheit (1), die drei in einer gemeinsamen, zum Blechband (6) parallelen Axialebene liegende Rohre, nämlich ein an einen Brenner anschließbares Mittelrohr (2) und zwei an beiden Enden mit dem Mittelrohr (2) über Rohrbögen (4) verbundene Außenrohre (3), aufweist, und mit einem mit den beiden Rohrbögen (4) zwischen dem Mittelrohr (2) einerseits und den beiden Außenrohren (3) anderseits verbundenen Lagerzapfen (9) auf der dem Brenner gegenüberliegenden Seite der Strahlrohreinheit beschrieben. Um die auftretenden Wärmedehnungen im Bereich der Rohrbögen (4) zu berücksichtigen, wird vorgeschlagen, dass der Lagerzapfen (9) auf einer einen Zwickel (11) zwischen den beiden Rohrbögen (4) überbrückenden Brücke (10) mit zwei beidseits der Achse des Mittelrohrs (2) verlaufenden, unter einem spitzen Winkel zur Achse des Mittelrohrs (2) geneigten Abschnitten (12) angeordnet ist.

Description

Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Blechbändern
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Blechbändern mit wenigstens einer Strahlrohreinheit, die drei in einer gemeinsamen, zum Blechband parallelen Axialebene liegende Rohre, nämlich ein an einen Brenner anschließbares Mittelrohr und zwei an beiden Enden mit dem Mittelrohr über Rohrbögen verbundene Außenrohre, aufweist, und mit einem mit den beiden Rohrbögen zwischen dem Mittelrohr einerseits und den beiden Außenrohren anderseits verbundenen Lagerzapfen auf der dem Brenner gegenüberliegenden Seite der Strahlrohreinheit.
Stand der Technik
Zur Wärmebehandlung von Blechbändern ist es bekannt (DE 20 2008 009 065 U1), mit Hilfe von Brennern beheizbare Strahlrohreinheiten vorzusehen, die zwei von einem an den Brenner angeschlossenen Mittelrohr ausgehende, parallel zum Mittelrohr in einer gemeinsamen Axialebene liegende Außenrohre aufweisen, sodass mit Hilfe der endseitig über Rohrbögen mit dem Mittelrohr verbundenen Außenrohre jeweils ein Teilstrom der in das Mittelrohr strömenden heißen Abgase des Brenners im Kreislauf geführt werden kann. Das zu behandelnde Blechband, das parallel zur gemeinsamen Axialebene der Rohre der Strahlrohreinheit mit einer quer zu den Rohrachsen verlaufenden Vor- schubrichtung gefördert wird, wird über die von den Rohren der Strahlrohreinheit abgestrahlte Wärmestrahlung erwärmt. Wegen der hohen Temperaturen der Strahlrohre ist die Lagerung der Strahlrohreinheit so auszugestalten, dass die Wärmedehnungen der Rohre in axialer Richtung berücksichtigt werden. Zu diesem Zweck wird das Mittelrohr zwischen dem Brenner und den Außenrohren in einem Schwenklager axial festgehalten, während am gegenüberliegenden Ende der Strahlrohreinheit ein üblicherweise hohler Lagerzapfen, der an den beiden die Enden des Mittelrohrs mit den Enden der Außenrohre verbindenden Rohrbögen angeschweißt ist, axial verschiebbar in einem Auflager abgestützt wird. Da jedoch Wärmedehnungen nicht nur in Richtung der Rohrachsen, sondern auch im Bereich der Rohrbögen quer dazu auftreten, ergibt sich eine erhebliche Belastung der Schweißnähte zwischen den Lagerzapfen und den Rohrbögen, was die Gefahr einer Rissbildung mit sich bringt, zumal die Festigkeit der eingesetzten Stähle aufgrund der hohen Temperaturbelastung herabgesetzt ist.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art zur Wärmebehandlung von Blechbändern so auszugestalten, dass die Wärmedehnungen im Bereich der das Mittelrohr mit den Außenrohren verbindenden Rohrbögen beim Anschluss des Lagerzapfens an diese Rohrbögen berücksichtigt werden können.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass der Lagerzapfen auf einer einen Zwickel zwischen den beiden Rohrbögen überbrückenden Brücke mit zwei beidseits der Achse des Mittelrohrs verlaufenden, unter einem spitzen Winkel zur Achse des Mittelrohrs geneigten Abschnitten angeordnet ist.
Durch die den Zwickelbereich zwischen den beiden Rohrbögen überbrückende Brücke wird eine vorteilhaft Voraussetzung für die Aufnahme von Wärmedehnungen im Bereich der Rohrbögen geschaffen, sodass die Verbindung zwi- sehen den Lagerzapfen und der Brücke weitgehend spannungsfrei gehalten werden kann. Dazu kommt, dass durch die Brücke ein unmittelbarer Wärmeübergang von den Rohrbögen auf den Lagerzapfen unterbunden wird, wodurch die Wärmebelastung des Lagerzapfens vermindert wird. Damit über die Brücke Wärmedehnungen im Bereich der beiden Rohrbögen vorteilhaft aufgenommen werden können, weist die Brücke zwei beidseits der Achse des Mittelrohrs verlaufende, unter einem spitzen Wickel zur Achse des Mittelrohrs geneigte Abschnitte auf, sodass durch eine Winkeländerung der zueinander unter einem stupfen Winkel geneigten Abschnitte der Brücke aufgrund im elastischen Bereich auftretender Biegebeanspruchungen ein ausreichender Längenausgleich bei einer Wärmedehnung der Rohrbögen möglich wird.
Besonders einfache Konstruktionsbedingungen ergeben sich in diesem Zusammenhang, wenn die Brücke symmetrisch zur Achse des Mittelrohrs ausgebildet ist, weil in diesem Fall die zum Mittelrohr koaxiale Lagerung der Strahleinheit in einfacher Weise sichergestellt werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen
Fig.1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Blechbändern ausschnittsweise im Bereich der Strahlrohreinheit in einer vereinfachten Seitenansicht und
Fig. 2 die Strahlrohreinheit ausschnittsweise im Bereich des Lagerzapfens in einer zum Teil aufgerissenen Seitenansicht in einem größeren Maßstab.
Weg zur Ausführung der Erfindung
Wie der Fig. 1 entnommen werden kann, weist die Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Blechbändern wenigstens eine Strahlrohreinheit 1 auf, die ein Mittelrohr 2 und zwei mit dem Mittelrohr 2 in einer gemeinsamen Axialebene liegende, parallele Außenrohre 3 umfasst. Die Außenrohre 3 sind mit dem Mittelrohr 2 jeweils über endseitige Rohrbögen 4 strömungsverbunden. Die von einem an eine Verlängerung 5 des Mittelrohrs 2 angeschlossenen Brenner in das Mittelrohr 2 strömenden heißen Abgase werden somit über die beiden Außenrohre 3 teilweise im Kreislauf geführt. Mit Hilfe der von den Rohren 2, 3 abgestrahlten Strahlungswärme wird ein strichpunktiert angedeutetes Blechband 6 erwärmt, das parallel zur gemeinsamen Axialebene der Rohre 2, 3 geführt wird, und zwar in einer Vorschubrichtung 7, die quer zu den Rohrachsen verläuft.
Die Strahlrohreinheit 1 wird beidseits der Rohre 2 und 3 gelagert, sodass sich eine weitgehend gleichmäßige Aufteilung der Gewichtsbelastung auf die beiden Auflager ergibt. Während das die Verlängerung 5 des Mittelrohrs 2 aufnehmende, aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellte Auflager 8 die Strahlrohreinheit 1 axial festlegt, stütz das gegenüberliegende Auflager 8 die Strahlrohreinheit 1 axial verschiebbar ab. Zu diesem Zweck trägt die Strahlrohreinheit 1 an dem der Verlängerung 5 gegenüberliegenden Ende des Mittelrohrs 2 einen üblicherweise rohrförmigen Lagerzapfen 9, der axial verschiebbar in einer entsprechenden Aufnahme des Auflagers 8 abgestützt ist. Aufgrund der hohen Abgastemperaturen innerhalb der Rohre 2, 3 werden diese Rohre einer entsprechenden Wärmedehnung unterworfen, wobei der dadurch notwendige axiale Längenausgleich über den im Auflager 8 verschiebbaren Lagerzapfen 9 sichergestellt wird. Es unterliegen aber nicht nur die Rohre 2, 3, sondern auch die Rohrbögen 4 einer Wärmebelastung, was eine Wärmedehnung der Rohrbögen in Bogenlängsrichtung bedingt. Damit auch diese Wärmedehnungen im Bereich der Rohrbögen 4 berücksichtigt werden können, ist der Lagerzapfen 9 nicht unmittelbar an den Rohrbögen 4 befestigt, sondern an einer Brücke 10 angeordnet, die den Zwickelbereich 11 zwischen den beiden Rohrbögen 4 überbrückt. Über diese Brücke können somit Wärmedehnungen der Rohrbögen 4 ausgeglichen werden. Gemäß der Fig. 2 wird die Brücke 10 zu diesem Zweck durch zwei Abschnitte 12 gebildet, die unter einem spitzen Winkel zur Achse des Mittelrohrs 2 verlaufen und miteinander einen stumpfen Winkel einschließen. Ändert sich aufgrund von Wärmedehnungen der Rohrbögen 4 der Abstand der Schweißnähte zwischen den Abschnitten 12 und den Rohrbögen 4, so können diese Längenänderungen durch eine elastische Biegung und einer damit verbundenen Änderung der Winkellage der Abschnitte 12 ohne weiteres ausgeglichen werden. Dies bedeutet, dass die Schweißnähte zwischen den Abschnitten 12 der Brücke 10 und dem Lagerzapfen 9 von Verspannungen zufolge der Wärmedehnung der Rohrbögen 4 weitgehend frei bleiben, was die sonst gegebene Gefährdung der Verbindung des Lagerzapfens 9 mit den Rohrbögen 4 vermeidet. Dazu kommt, dass über die Abschnitte 12 der Brücke 10 der unmittelbare Wärmeübergang von den Rohrbögen 4 auf die Lagerzapfen 9 unterbrochen wird und daher mit einer geringeren Wärmebelastung des Lagerzapfens 9 gerechnet werden kann.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Blechbändern (6) mit wenigstens einer Strahlrohreinheit (1), die drei in einer gemeinsamen, zum Blechband (6) parallelen Axialebene liegende Rohre, nämlich ein an einen Brenner anschließbares Mittelrohr (2) und zwei an beiden Enden mit dem Mittelrohr (2) über Rohrbögen (4) verbundene Außenrohre (3), aufweist, und mit einem mit den beiden Rohrbögen (4) zwischen dem Mittelrohr (2) einerseits und den beiden Außenrohren (3) anderseits verbundenen Lagerzapfen (9) auf der dem Brenner gegenüberliegenden Seite der Strahlrohreinheit, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerzapfen (9) auf einer einen Zwickel (11) zwischen den beiden Rohrbögen (4) überbrückenden Brücke (10) mit zwei beidseits der Achse des Mittelrohrs (2) verlaufenden, unter einem spitzen Winkel zur Achse des Mittelrohrs (2) geneigten Abschnitten (12) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach einem der Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Brücke (10) symmetrisch zur Achse des Mittelrohrs (2) ausgebildet ist.
EP10760210A 2009-10-13 2010-08-30 Vorrichtung zur wärmebehandlung von blechbändern Withdrawn EP2488790A1 (de)

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