EP4092366A1 - Abdeckeinrichtung zur verwendung in einem hubbalkenofen - Google Patents
Abdeckeinrichtung zur verwendung in einem hubbalkenofen Download PDFInfo
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- EP4092366A1 EP4092366A1 EP22173471.8A EP22173471A EP4092366A1 EP 4092366 A1 EP4092366 A1 EP 4092366A1 EP 22173471 A EP22173471 A EP 22173471A EP 4092366 A1 EP4092366 A1 EP 4092366A1
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- EP
- European Patent Office
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- sliding element
- furnace
- covering device
- upright tube
- opening
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
- F27B9/14—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment
- F27B9/20—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path
- F27B9/201—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path walking beam furnace
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- F27D99/0073—Seals
Definitions
- the invention relates to a covering device for use in a walking-beam furnace, the walking-beam furnace having a furnace floor, a furnace space, a fixed support tube system and a movable support tube system with a large number of upright tubes, each upright tube extending through a slot-shaped passage in the floor of the walking-beam furnace and in the Carrying out is movable in vertical and horizontal directions.
- the invention also relates to a walking beam furnace.
- Walking beam furnaces are used to heat relatively thick material, such as slabs or blocks. These are continuous furnaces in which the material to be heated is continuously moved in one conveying direction by means of lifting beams.
- Walking beam furnaces have a fixed support tube system with fixed beams and a movable support tube system with a plurality of movable upright tubes which support walking beams.
- the material to be heated is moved step by step in the conveying direction or transport direction through the walking beam furnace by means of the walking beam.
- the material is lifted off the fixed beams in the vertical direction by means of the lifting beams, moved horizontally in the conveying direction and then deposited on the fixed beams, with the lifting beams being moved back under the material in the opposite direction to the conveying direction.
- the walking beams are supported by a large number of so-called upright tubes, also known as support tube uprights, which are moved by means of a drive mechanism located below the furnace floor.
- the furnace chamber is sealed off from the outside atmosphere by means of a sealing system that includes water cups and diving swords having.
- the fixed support tube system and the movable support tube system including the upright tubes are usually cooled from the inside by means of a coolant.
- Each movable upright tube is arranged in a slot-shaped passage in the furnace floor of the walking beam furnace and moves in the passage essentially in a rectangular shape, i. H. there is a vertical upward movement, with which the item is raised, a horizontal movement in the conveying direction, with which the item is carried on, and a vertical downward movement, with which the item is lowered again.
- the object of the invention is accordingly to create a cover for slot-shaped passages in the furnace floor of walking beam furnaces that is easy to assemble and that reliably prevents heat losses during the entire course of movement of the upright tube.
- One aspect of the task is to enable easy retrofitting of existing walking beam furnaces.
- the covering device comprises a sliding element made of a heat-resistant cast material that covers the slit-shaped passage, the sliding element being provided with an insulating element made of a refractory, heat-insulating material on the furnace side, the sliding element and the insulating element having an opening in the middle for the upright tube, the opening being designed in such a way that the upright tube can be moved in the vertical direction relative to the opening, the sliding element being composed of sections which consist of different cast materials and/or the sliding element and/or its sections having a first wall along the circumference and one surrounding the opening has or have a second wall and a slideway on which the sliding element rests and slides when the upright tube moves in the horizontal direction.
- the sliding member which is formed to cover the slit-shaped passage, is made of a heat-resistant cast material, i. H. cast iron or cast steel.
- the slideway on which the sliding element rests or slides runs along the slot-shaped opening.
- the sliding element and the insulating element have a central opening for the stander tube, the opening being designed in such a way that the stander tube is movable relative to the opening, ie. H. that the sliding element is not entrained by the vertical upward movement of the upright tube, but rests on the slideway.
- the upright tube moves in a horizontal direction, the upright tube takes the sliding element with it, which then slides on the slideway and thus continuously seals the slot-shaped passage.
- the sliding element slides on the slideway during the horizontal movement of the upright tube and rests on the slideway during the vertical movement of the upright tube.
- the sliding element is composed of sections that consist of different cast materials.
- this is understood to mean different alloys made of cast iron or cast steel that are appropriately heat-resistant for use in a furnace chamber.
- the materials are selected in such a way that the individual sections expand to different extents under thermal stress, so that distortion is avoided. Cooling of the sliding element can be dispensed with, so that the covering device has a simple construction.
- the sliding element and/or its sections have a first wall along the circumference and a second wall running around the opening.
- the first wall and the second wall extend substantially perpendicularly toward the furnace cavity and parallel to the axis of the stander tube.
- the sliding element is box-shaped and open at the top.
- the peripheral second wall that delimits the opening is made relatively thick. The first and the second wall lead to a very good dimensional stability of the sliding element, so that the sliding element is durable and requires little maintenance.
- first wall and the second wall allow the insulating element to be advantageously created by casting the refractory, thermally insulating material into the sliding element.
- the sliding element is designed as a casting mold that is open on one side and into which a refractory, heat-insulating material can be poured, so that an insulating element designed as a cast part is produced, which extends in the direction of the furnace chamber.
- the cast sliding element rests continuously and reliably on the slideway and seals the slit-shaped passages in the furnace floor every position completely. Heat losses are avoided, the entry of cold into the furnace chamber from the cold area below the furnace floor is prevented and energy is saved. A strict separation between the furnace chamber atmosphere and the outside atmosphere is guaranteed. Experiments have shown that the energy saving compared to walking beam furnaces with known covers that are firmly connected to the upright tube is 4.5% to 5%.
- the covering device according to the invention is maintenance-free, easy to assemble and durable and can be retrofitted in existing walking beam furnaces without any effort and contribute to saving energy and optimizing consumption costs.
- the covering device according to the invention completely prevents scale falling from damaging the water cups or dipping swords below the furnace floor.
- the slideway preferably encloses the slit-shaped passage.
- An advantageous embodiment consists in that the slideway has a vertical wall on the longitudinal side in order to prevent the sliding element from twisting during its horizontal movement.
- the slideway is preferably placed on the oven floor. This makes it easier to retrofit existing walking beam furnaces.
- the slideway is formed from prefabricated molded parts.
- the sliding element has a substantially rectangular shape and is wider and longer than the slit-shaped opening.
- the corners are preferably rounded.
- the essentially rectangular shape saves space.
- the vertical wall provides a guide so that the slide element moves parallel to the conveying direction.
- the sliding element is designed in several parts and has a central part in which the opening for the upright tube is formed, with an end piece adjoining the central part on both sides.
- the middle part is preferably divided centrally into two middle-piece segments in the direction of movement of the sliding element, so that assembly is facilitated.
- the sections of the sliding element are connected to one another, preferably by means of welded bolt connections.
- the invention offers the particularly advantageous possibility that the end pieces and/or the intermediate pieces consist of a more heat-resistant cast material than the middle part or the middle part segments.
- the middle part is located in the area of influence of the cooled stander tube, so that the middle part can be made of a cast material that is less heat-resistant than the end pieces and/or the intermediate pieces. This prevents distortion, so that the maintenance and repair costs are reduced.
- An advantageous embodiment consists in that the insulating element is formed at an angle at its ends towards the furnace floor.
- a sleeve made of steel is preferably arranged between the upright tube and the cover device, the sleeve permitting movement of the upright tube in the vertical direction relative to the opening.
- the sleeve can be connected to the upright tube and is divided into two halves in the axial direction of the upright tube.
- the sleeve has a collar running in the radial direction, which serves as a support for the ceramic insulation of the upright tube.
- the invention also provides a walking beam furnace with a furnace floor, a furnace chamber, a fixed support tube system and a movable support tube system with a large number of movable upright tubes, each upright tube extending through a slot-shaped passage in the floor of the walking beam furnace and being movable in the vertical and horizontal direction in the passage is characterized by a covering device according to at least one of the preceding claims.
- FIG 1 shows a greatly simplified perspective view of the covering device 1 according to the invention in a walking beam furnace 2 shown in detail.
- the walking beam furnace 2 has a furnace floor 3 and a heated furnace space 4 .
- the walking beam furnace has a rail-type transport system, not shown, known per se, which has a fixed support tube system with fixed beams and a movable support tube system with walking beams.
- a variety of movable upright tubes serve as a support for the walking beam.
- the upright tubes 5 are moved by means of a hydraulic/mechanical drive, not shown, located below the furnace floor 3 .
- the upright tubes 5 stand in a known manner below the furnace floor 3 on a traveling frame belonging to the drive mechanism in water cups, not shown.
- Each upright tube 5 extends through a slit-shaped passage 7 in the furnace floor 3 and moves in the passage 7 in a substantially rectangular manner, ie. H. the upright tube 5 performs vertical and horizontal movements.
- Each stander tube 5 is filled with a cooling medium from the inside in a manner that is known per se and is not shown, as a rule Water, cooled and has due to the high temperatures in the furnace chamber 4 insulation 6 made of a refractory and heat-insulating material, here ceramic.
- the covering device 1 has a sliding element 8 made of a heat-resistant cast material that covers the slit-shaped passage, the sliding element 8 resting on a sliding track 9 which surrounds the slit-shaped opening 7 on all sides.
- the sliding element 8 is relatively flat and is provided with an insulating element 10 made of a ceramic material, which is higher than the sliding element 8.
- the sliding element 8 and the insulating element 10 have a central opening 11 ( Figures 2 to 4 ) for the upright tube 5, the opening 11 being designed in such a way that the upright tube can be moved vertically relative to the opening 11, ie vertically upwards and downwards. In other words, the sliding element 8 and the insulating element are not attached to the stander tube 5 .
- the sliding element lies with the insulating element on the slideway. With every movement of the upright tube, the sliding element is in contact with the slideway.
- figure 2 shows a vertical sectional view of a section of a walking beam furnace with the cover device 1 viewed transversely to the direction of movement of the sliding element 8 and figure 3 a vertical sectional view looking in the direction of movement of the sliding element 8.
- the slideway 9 is placed on the furnace floor 3 or rests on the furnace floor 3 .
- the slideway 9 consists of a refractory and friction-resistant material, preferably ceramic.
- the slideway 9 is preferably formed from prefabricated molded parts.
- the slideway 9 has a vertical wall 9a on one side and is thus in cross section is L-shaped.
- the wall 9a prevents the sliding element 8 from twisting during the sliding movement, which is particularly advantageous if there is only little space between the gap-shaped passages 7 in the furnace floor 3 across the width, which in figure 5 can be seen.
- FIG 3 is shown by lines A and A' over which distance the upright tube 5 moves horizontally in the slit-shaped passage 7.
- the sliding piece 8 is carried along by it and, during the horizontal movement of the upright tube 5 , slides on the slideway 9 which encloses all sides of the slot-shaped passage 7 .
- FIG figure 4 shows a plan view of the covering device 1 according to FIG figure 4 is shown that the sliding element 8 has a substantially rectangular shape and is therefore space-saving.
- the sliding element is only slightly wider and only slightly longer than the slit-shaped passage 7.
- the sliding element 8 has a middle part 8a which, for the purpose of simple assembly, is divided centrally into middle piece segments 8a' and 8a", viewed in the direction of movement, with the opening 11 for the upright tube 5 is formed.
- An end piece 8b and 8c connects to the center piece segments 8a′ and 8a′′ on both sides.
- an intermediate piece (not shown) can be arranged between the central part 8a and the end pieces 8b and 8c.
- the center piece 8a consists of a different cast material than the end pieces 8b and 8c.
- the center piece 8a and the end pieces 8b and 8c are made of a heat-resistant cast material.
- the middle part is in the area of influence of the cooled stander tube, so that the middle piece 8a can consist of a material whose Heat resistance is lower than the heat resistance of the end pieces 8b, 8c.
- the center piece 8a and the end pieces 8b and 8c each have a first wall 12a along their circumference.
- a peripheral second wall 12b Around the opening 11 extends a peripheral second wall 12b.
- the first walls 12a and the second wall 12b running around the opening extend essentially perpendicularly in the direction of the furnace chamber.
- All sections of the sliding element 8 are connected and welded to one another by means of bolt connections 13 .
- the sliding element 8 becomes box-shaped, the sliding element 8 being open at the top.
- a mold is created into which a refractory, heat-insulating material can be cast, so that the insulating element can be produced in a simple manner by casting.
- the sliding element 8 can be shuttered in a simple manner.
- the ends of the insulating element are inclined in the direction of the furnace floor 3 .
- a sleeve 14 made of steel is arranged between the upright tube 5 and the opening 11 in the sliding element 8 and the insulating element 10 .
- the sleeve 14 allows the upright tube 5 to move in the vertical direction relative to the opening 11 .
- the sleeve 14 is firmly connected directly to the upright tube 5 .
- the sleeve 14 is preferably divided into two halves in the axial direction of the upright tube 5, which halves are welded. At the upper end, the sleeve 14 has a collar which runs in the radial direction and which forms the support for the ceramic insulation 6 of the upright tube 5 .
- the sliding element 8 is in contact with the slideway during the vertical movement of the stander tube and slides during the horizontal movement of the upright tube 5 back and forth and completely and reliably seals the slit-shaped passages 7 in the furnace floor 3 .
- figure 1 is shown by arrows that heat losses are avoided and the entry of cold into the furnace space 4 from the cold area below the furnace floor 3 is prevented. A strict separation between the furnace chamber atmosphere and the outside atmosphere is guaranteed.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
Abstract
- ein die schlitzförmige Durchführung (7) abdeckendes Gleitelement (8) aus einem hitzebeständigen Gusswerkstoff, wobei das Gleitelement (8) ofenraumseitig mit einem Isolierelement (10) aus einem feuerfesten wärmeisolierenden Material versehen ist, wobei das Gleitelement (8) und das Isolierelement (10) mittig eine Öffnung (11) für das Steherrohr (5) aufweisen, wobei die Öffnung (11) derart ausgebildet ist, dass das Steherrohr (5) relativ zu der Öffnung (11) in vertikaler Richtung bewegbar ist, wobei das Gleitelement (8) aus Teilstücken (8a, 8b, 8c) zusammengesetzt ist, die aus unterschiedlichen Gusswerkstoffen bestehen und/oder wobei das Gleitelement (8) und/oder dessen Teilstücke (8a, 8b, 8c) entlang des Umfangs je eine erste Wand (12a) und eine um die Öffnung (11) umlaufende zweite Wand (12b) aufweist bzw. aufweisen und
- eine Gleitbahn (9), auf der das Gleitelement (8) aufliegt und bei einer Bewegung des Steherrohres (5) in horizontaler Richtung gleitet.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Abdeckeinrichtung zur Verwendung in einem Hubbalkenofen, wobei der Hubbalkenofen einen Ofenboden, einen Ofenraum, ein feststehendes Tragrohrsystem und ein bewegliches Tragrohrsystem mit einer Vielzahl von Steherrohren aufweist, wobei sich jedes Steherrohr durch eine schlitzförmige Durchführung im Boden des Hubbalkenofens erstreckt und in der Durchführung in vertikaler und horizontaler Richtung bewegbar ist. Ferner betrifft die Erfindung einen Hubbalkenofen.
- Hubbalkenöfen werden zur Erwärmung von relativ dickem Gut, beispielsweise Brammen oder Blöcken eingesetzt. Es handelt sich um Durchlauföfen, in dem das zu erwärmende Gut kontinuierlich mittels Hubbalken in eine Förderrichtung bewegt wird. Hubbalkenöfen weisen ein feststehendes Tragrohrsystem mit Festbalken und ein bewegliches Tragrohrsystem mit einer Vielzahl von beweglichen Steherrohren auf, welche Hubbalken stützen.
- Das zu erwärmende Gut wird mittels der Hubbalken schrittweise in Förderrichtung bzw. Transportrichtung durch den Hubbalkenofen bewegt. Das Gut wird in vertikaler Richtung mittels der Hubbalken von den Festbalken abgehoben, horizontal in Förderrichtung bewegt und anschließend auf den Festbalken abgesetzt, wobei die Hubbalken unter dem Gut entgegen der Förderrichtung zurückbewegt werden.
- Diese Schritte werden solange wiederholt, bis das Gut den Hubbalkenofen durchlaufen hat. Die Hubbalken werden von einer Vielzahl von sogenannten Steherrohren, auch Tragrohrstehern genannt, gestützt, die mittels einer Antriebmechanik bewegt werden, welches sich unterhalb des Ofenboden befindet. Abgedichtet wird der Ofenraum gegenüber der Außenatmosphäre mittels eines Dichtsystems, welches Wassertassen und Tauchschwerter aufweist. Das feststehende Tragrohrsystem und das bewegliche Tragrohrsystem einschließlich der Steherrohre werden üblicherweise mittels eines Kühlmittels von innen gekühlt.
- Jedes bewegliche Steherrohr ist in einer schlitzförmigen Durchführung im Ofenboden des Hubbalkenofens angeordnet und bewegt sich in der Durchführung im Wesentlichen rechteckförmig, d. h. es erfolgt eine Bewegung vertikal nach oben, mit der das Gut angehoben wird, eine horizontale Bewegung in Förderrichtung, mit der das Gut weitergetragen wird und eine Bewegung vertikal nach unten, mit der das Gut wieder abgesenkt wird.
- In der Regel sind zwei parallele Reihen mit Steherrohren in Förderrichtung des Gutes innerhalb des Hubbalkenofens angeordnet. Folglich befinden sich im Ofenboden eine Vielzahl von schlitzförmigen Durchführungen. Die Temperatur im Ofenraum ist relativ hoch, so dass aus der Praxis bekannt ist, zur Vermeidung von Wärmeverlusten an den Steherrohren Abdeckungen für die Durchführungen vorzusehen, die fest mit den Steherrohren verbunden, in der Regel angeschweißt sind.
- Nachteilig ist, dass bei der vertikalen Hochbewegung des Steherrohres die Abdeckung mit angehoben wird, so dass Wärmeenergie bzw. Hitzestrahlung aus dem Ofenraum gelangen kann und folglich Energieverluste entstehen. Ferner kann Kälte von außen Schäden beim Gut erzeugen. Schließlich ist nachteilig, dass die Montage und der Austausch der bekannten Abdeckungen aufwändig sind.
- Die Aufgabe der Erfindung besteht demgemäß darin, eine einfach zu montierende Abdeckung für schlitzförmige Durchführungen im Ofenboden von Hubbalkenöfen zu schaffen, die während des gesamten Bewegungsablaufs des Steherrohres zuverlässig Wärmeverluste verhindert.
- Ein Aspekt der Aufgabe ist, eine einfache Nachrüstung von bestehenden Hubbalkenöfen zu ermöglichen.
- Diese Aufgabe wird von einer Abdeckeinrichtung der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
- Die Abdeckeinrichtung umfasst ein die schlitzförmige Durchführung abdeckendes Gleitelement aus einem hitzebeständigen Gusswerkstoff, wobei das Gleitelement ofenraumseitig mit einem Isolierelement aus einem feuerfesten wärmeisolierenden Material versehen ist, wobei das Gleitelement und das Isolierelement mittig eine Öffnung für das Steherrohr aufweisen, wobei die Öffnung derart ausgebildet ist, dass das Steherrohr relativ zu der Öffnung in vertikaler Richtung bewegbar ist, wobei das Gleitelement aus Teilstücken zusammengesetzt ist, die aus unterschiedlichen Gusswerkstoffen bestehen und/oder wobei das Gleitelement und/oder dessen Teilstücke entlang des Umfangs je eine erste Wand und eine um die Öffnung umlaufende zweite Wand aufweist bzw. aufweisen und eine Gleitbahn, auf der das Gleitelement aufliegt und bei einer Bewegung des Steherrohres in horizontaler Richtung gleitet.
- Das Gleitelement, welches so ausgebildet ist, dass es die schlitzförmige Durchführung abdeckt, besteht aus einem hitzebeständigen Gusswerkstoff, d. h. Gusseisen oder Stahlguss. Die Gleitbahn, auf der das Gleitelement aufliegt oder gleitet verläuft entlang der schlitzförmigen Öffnung.
- Das Gleitelement und das Isolierelement weisen mittig eine Öffnung für das Steherrohr auf, wobei die Öffnung derart ausgebildet ist, dass das Steherrohr relativ zu der Öffnung bewegbar ist, d. h. dass das Gleitelement bei der vertikalen Hochbewegung des Steherrohres nicht von diesem mitgenommen wird, sondern auf der Gleitbahn aufliegt. Bei einer Bewegung des Steherrohres in horizontaler Richtung nimmt das Steherrohr das Gleitelement mit, welches dann auf der Gleitbahn gleitet und somit durchgängig die schlitzförmige Durchführung abdichtet.
- Anders ausgedrückt, bewegt sich das Gleitelement bei der horizontalen Bewegung des Steherrohres gleitend auf der Gleitbahn und liegt während der vertikalen Bewegung des Steherrohres auf der Gleitbahn auf.
- Das Gleitelement ist erfindungsgemäß aus Teilstücken zusammengesetzt, die aus unterschiedlichen Gusswerkstoffen bestehen. Im Rahmen der Erfindung werden darunter unterschiedliche Legierungen aus Gusseisen oder Gussstahl verstanden, die für den Einsatz in einem Ofenraum entsprechend hitzebeständig sind. Die Werkstoffe werden so ausgewählt, dass sich die einzelnen Teilstücke unter Temperaturbelastung unterschiedlich stark ausdehnen, so dass Verzug vermieden wird. Auf eine Kühlung des Gleitelements kann verzichtet werden, so dass die Abdeckeinrichtung konstruktiv einfach aufgebaut ist.
- Alternativ oder zusätzlich weist das Gleitelement und/oder dessen Teilstücke entlang des Umfangs je eine erste Wand und eine um die Öffnung umlaufende zweite Wand auf. Die erste Wand und die zweite Wand erstecken sich im Wesentlichen senkrecht in Richtung des Ofenraums und parallel zur Achse des Steherrohres. Anders ausgedrückt, ist das Gleitelement kastenförmig und nach oben hin offen ausgebildet. Die umlaufende zweite Wand, die die Öffnung begrenzt, ist relativ dick ausgeführt. Die erste und die zweite Wand führen zu einer sehr guten Formbeständigkeit des Gleitelements, so dass das Gleitelement langlebig und wartungsarm ist.
- Außerdem ermöglichen die erste Wand und die zweite Wand, dass das Isolierelement vorteilhafterweise durch Gießen des feuerfesten, wärmeisolierenden Materials in das Gleitelement erzeugt wird. Das Gleitelement ist mittels der ersten Wand und die um die Öffnung umlaufende zweite Wand als einseitig offene Gießform ausgebildet, in die ein feuerfestes wärmeisolierendes Material gegossen werden kann, so dass ein als Gussteil ausgebildetes Isolierelement erzeugt wird, welches sich in Richtung des Ofenraums erstreckt.
- Das Gleitelement aus Guss liegt bei sämtlichen Bewegungen des Steherrohres durchgehend und zuverlässig auf der Gleitbahn auf und dichtet die schlitzförmigen Durchführungen im Ofenboden in jeder Position vollständig ab. Wärmeverluste werden vermieden, der Eintrag von Kälte in den Ofenraum aus dem kalten Bereich unterhalb des Ofenbodens wird verhindert und Energie eingespart. Es wird eine strikte Trennung zwischen der Ofenraumatmosphäre und der Außenatmosphäre gewährleistet. Versuche haben gezeigt, dass die Energieeinsparung gegenüber Hubbalkenöfen mit bekannten Abdeckungen, die fest mit dem Steherrohr verbunden sind, 4,5% bis 5% beträgt.
- Die erfindungsgemäße Abdeckeinrichtung ist wartungsfrei, einfach zu montieren und langlebig und kann in bereits vorhandenen Hubbalkenofen ohne Aufwand nachgerüstet werden und hier zur Energieersparnis und Verbrauchskostenoptimierung beitragen.
- Schließlich wird mittels der erfindungsgemäßen Abdeckeinrichtung vollständig vermieden, dass herunterfallender Zunder die Wassertassen oder Tauchschwerter unterhalb des Ofenbodens beschädigt.
- Vorzugsweise fasst die Gleitbahn die schlitzförmigen Durchführung ein. Eine vorteilhafte Ausgestaltungen besteht darin, dass die Gleitbahn längsseitig eine senkrechte Wand aufweist, um eine Verdrehung des Gleitelements während dessen horizontaler Bewegung zu verhindert.
- Vorzugsweise ist die Gleitbahn auf den Ofenboden aufgesetzt. Dies erleichtert die Nachrüstung von bestehenden Hubbalkenöfen. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Gleitbahn aus vorgefertigten Formteilen ausgebildet.
- Vorteilhafterweise weist das Gleitelement eine im Wesentlichen rechteckige Form auf und ist breiter und länger als die schlitzförmige Öffnung. Die Ecken sind vorzugsweise abgerundet. Die im Wesentlichen rechteckige Form ist platzsparend. Während der gleitenden Bewegung des im Wesentlichen rechteckigen Gleitelements auf der Gleitbahn sorgt die senkrechte Wand für eine Führung, so dass sich das Gleitelement parallel zur Förderrichtung bewegt.
- Im Rahmen der Erfindung ist das Gleitelement mehrteilig ausgebildet und weist ein Mittelteil auf, in dem die Öffnung für das Steherrohr ausgebildet ist, wobei sich an das Mittelteil beidseitig je ein Endstück anschließt.
- Vorzugsweise ist das Mittelteil in Bewegungsrichtung des Gleitelements mittig in zwei Mittelstück-Segmente geteilt, so dass die Montage erleichtert wird.
- Bei langen schlitzförmigen Durchführungen ist es vorteilhaft, dass zwischen dem Mittelteil und den Endstücken jeweils ein Zwischenstück angeordnet ist.
- Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Teilstücke des Gleitelements miteinander verbunden, vorzugsweise mittels verschweißten Bolzenverbindungen.
- Die Erfindung bietet die ganz besonders vorteilhafte Möglichkeit, dass die Endstücke und/oder die Zwischenstücke aus einem hitzebeständigeren Gusswerkstoff bestehen als das Mittelteil bzw. als die Mittelteil-Segmente. Das Mittelteil befindet sich im Einflussbereich des gekühlten Steherrohres, so dass das Mittelteil aus einen Gusswerkstoff gefertigt werden kann, der weniger hitzebeständig ist, als die Endstücke und/oder die Zwischenstücke. Dadurch wird Verzug verhindert, so dass der Wartungs- und Reparaturaufwand verringert wird.
- Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, dass das Isolierelement an seinen Enden zum Ofenboden hin schräg ausgebildet ist.
- Vorzugsweise ist zwischen dem Steherrohr und der Abdeckeinrichtung eine Hülse aus Stahl angeordnet, wobei die Hülse eine Bewegung des Steherrohr in vertikaler Richtung relativ zu der Öffnung zulässt.
- Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, dass die Hülse mit dem Steherrohr verbindbar ist und in Achsrichtung des Steherrohres in zwei Hälften geteilt ist. Vorzugsweise weist die Hülse am oberen Ende einen in radialer Richtung verlaufenden Kragen auf, welcher als Auflage für die keramische Isolierung des Steherrohres dient.
- Die Erfindung schafft ferner einen Hubbalkenofen mit einem Ofenboden, einem Ofenraum, einem feststehenden Tragrohrsystem und einem beweglichen Tragrohrsystem mit einer Vielzahl von beweglichen Steherrohren, wobei sich jedes Steherrohr durch eine schlitzförmige Durchführung im Boden des Hubbalkenofens erstreckt und in der Durchführung in vertikaler und horizontaler Richtung bewegbar ist, gekennzeichnet durch eine Abdeckeinrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche.
- Im Rahmen der Erfindung sind die vorstehend erläuterten Merkmale auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
- Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung, in der eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.
- Es zeigt in schematischer Darstellung:
-
Figur 1 eine vereinfachte perspektivische Darstellung eines Ausschnitts eines Hubbalkenofens mit einer erfindungsgemäßen Abdeckeinrichtung; -
Figur 2 eine vertikale Schnittdarstellung eines Ausschnitts eines Hubbalkenofens mit der Abdeckeinrichtung quer zur Bewegungsrichtung; -
Figur 3 eine vertikale Schnittdarstellung eines Ausschnitts eines Hubbalkenofens mit einer erfindungsgemäßen Abdeckeinrichtung in Bewegungsrichtung; -
Figur 4 eine Draufsicht der Abdeckeinrichtung ausFigur 2 ; -
Figur 5 eine Draufsicht auf den Haubenofen mit einer Vielzahl von Abdeckeinrichtungen nachFigur 2 bis 4 . - In allen Figuren haben gleiche Bauteile gleiche Bezugsziffern.
-
Figur 1 zeigt eine stark vereinfachte perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Abdeckeinrichtung 1 in einem ausschnittsweise dargestellten Hubbalkenofen 2. Der Hubbalkenofen 2 weist einen Ofenboden 3 und einen beheizten Ofenraum 4 auf. - Der Hubbalkenofen weist ein nicht dargestelltes, an sich bekanntes schienenförmiges Transportsystem auf, welches ein feststehendes Tragrohrsystem mit Festbalken und ein beweglichen Tragrohrsystem mit Hubbalken aufweist.
- Eine Vielzahl von beweglichen Steherrohren, von denen in den
Figur 1 bis 4 nur ein Steherrohr 5 dargestellt ist, dienen als Stütze für die Hubbalken. Die Steherrohre 5 werden mittels eines unterhalb des Ofenbodens 3 befindlichen nicht dargestellten hydraulisch/mechanischen Antriebes bewegt. Die Steherrohre 5 stehen auf bekannte Art und Weise unterhalb des Ofenbodens 3 auf einem Fahrrahmen zugehörig zur Antriebsmechanik in nicht dargestellten Wassertassen. - Das in den
Figuren 1 bis 5 nicht dargestellte Gut wird bei einer senkrechten Aufwärtsbewegung der Steherrohre 5 mittels der Hubbalken von den Festbalken abgehoben, in Hochstellung im Wesentlichen waagrecht ein Stück in Förderrichtung transportiert und dann im Wesentlichen senkrecht auf die Festbalken abgelegt. Auf diese Weise wird das Gut schrittweise in Förderrichtung transportiert. - Jedes Steherrohr 5 erstreckt sich durch eine schlitzförmige Durchführung 7 im Ofenboden 3 und bewegt sich in der Durchführung 7 im Wesentlichen rechteckförmig, d. h. das Steherrohr 5 führt vertikale und horizontale Bewegungen aus.
- Jedes Steherrohr 5 wird von innen auf an sich bekannte nicht dargestellte Art und Weise mit einem Kühlmedium, in der Regel Wasser, gekühlt und weist aufgrund der hohen Temperaturen im Ofenraum 4 eine Isolierung 6 aus einem feuerfesten und wärmeisolierenden Material, hier Keramik auf.
- Die Abdeckeinrichtung 1 weist ein die schlitzförmige Durchführung abdeckendes Gleitelement 8 aus einem hitzebeständigen Gusswerkstoff auf, wobei das Gleitelement 8 auf einer Gleitbahn 9 aufliegt, welche die schlitzförmigen Öffnung 7 allseitig umgibt. Das Gleitelement 8 ist relativ flach ausgebildet und ist mit einem Isolierelement 10 aus einem keramischen Material versehen, welches höher ausgebildet ist als das Gleitelement 8.
- Das Gleitelement 8 und das Isolierelement 10 weisen mittig eine Öffnung 11 (
Figuren 2 bis 4 ) für das Steherrohr 5 auf, wobei die Öffnung 11 derart ausgebildet ist, dass das Steherrohr relativ zu der Öffnung 11 vertikal, d. h. senkrecht aufwärts und abwärts bewegbar ist. Anders ausgedrückt, sind das Geleitelement 8 und das Isolierelement nicht am Steherrohr 5 befestigt. Bei einer vertikalen Bewegung des Steherrohres 5 liegt das Gleitelement mit dem Isolierelement auf der Gleitbahn. Bei jeder Bewegung des Steherrohres ist das Gleitelement in Kontakt mit der Gleitbahn. -
Figur 2 zeigt eine vertikale Schnittdarstellung eines Ausschnitts eines Hubbalkenofens mit der Abdeckeinrichtung 1 mit Blick quer zur Bewegungsrichtung des Gleitelements 8 undFigur 3 eine vertikale Schnittdarstellung mit Blick in Bewegungsrichtung des Gleitelements 8. - In
Figur 2 undFigur 3 ist zu erkennen, dass die Gleitbahn 9 auf den Ofenboden 3 aufgesetzt ist bzw. auf dem Ofenboden 3 aufliegt. Die Gleitbahn 9 besteht aus einem feuerfesten und gegen Reibung widerstandsfähigen Material, vorzugsweises aus Keramik. Vorzugsweise ist die Gleitbahn 9 aus vorgefertigten Formteilen ausgebildet. - In
Figur 3 ist zu erkennen, dass die Gleitbahn 9 einseitig eine senkrechte Wand 9a aufweist und ist somit im Querschnitt L-förmig ist. Die Wand 9a verhindert, dass sich das Gleitelement 8 während der Gleitbewegung verdreht, was besonders vorteilhaft ist, wenn zwischen den spaltförmigen Durchführungen 7 im Ofenboden 3 über die Breite gesehen nur wenig Platz ist, was inFigur 5 zu erkennen ist. - In
Figur 3 ist mittels der Linien A und A' dargestellt über welche Strecke sich das Steherrohr 5 horizontal in der schlitzförmigen Durchführung 7 bewegt. Das Gleitstück 8 wird während der horizontalen Bewegung des Steherrohres 5 von diesem mitgenommen und gleitet während der horizontalen Bewegung des Steherrohrs 5 auf der Gleitbahn 9, die alle Seiten der schlitzförmigen Durchführung 7 einfasst. -
Figur 4 zeigt eine Draufsicht der Abdeckeinrichtung 1 nach Figur 2. InFigur 4 ist dargestellt, dass das Gleitelement 8 eine im Wesentlichen rechteckige Form aufweist und damit platzsparend ist. Das Gleitelement ist nur etwas breiter und nur etwas länger als die schlitzförmige Durchführung 7. - Ferner ist in
Figur 4 zu erkennen, dass das Gleitelement 8 ein Mittelteil 8a aufweist, welches zwecks einfacher Montage mittig in Bewegungsrichtung gesehen in Mittelstück-Segmente 8a' und 8a" geteilt ist, wobei zwischen den Mittelstück-Segmenten 8a' und 8a" die Öffnung 11 für das Steherrohr 5 gebildet wird. An die Mittelstück-Segmente 8a' und 8a" schließen sich beidseitig je ein Endstück 8b und 8c an. - Alternativ kann bei relativ langen Durchführungen 7 im Ofenboden 3 zwischen dem Mittelteil 8a und den Endstücken 8b und 8c jeweils ein nicht dargestelltes Zwischenstück angeordnet werden.
- Erfindungsgemäß besteht das Mittelstück 8a aus einem anderen Gusswerkstoff als die Endstücke 8b und 8c. Erfindungsgemäß besteht das Mittelstück 8a sowie die Endstücke 8b und 8c aus einem hitzebeständigen Gusswerkstoff. Das Mittelteil befindet sich im Einflussbereich des gekühlten Steherrohres, so dass das Mittelstück 8a aus einem Werkstoff bestehen kann, dessen Hitzebeständigkeit geringer ist als die Hitzebeständigkeit der Endstücke 8b, 8c.
- Insbesondere den
Figuren 3 und4 ist zu entnehmen, dass das Mittelstück 8a und die Endstücke 8b und 8c entlang ihres Umfangs je eine erste Wand 12a aufweisen. Um die Öffnung 11 erstreckt sich eine umlaufende zweite Wand 12b. Die ersten Wände 12a und die um die Öffnung umlaufende zweite Wand 12b erstrecken im Wesentlichen senkrecht in Richtung des Ofenraums. - Sämtliche Teilstücke des Gleitelements 8 sind mittels Bolzenverbindungen 13 miteinander verbunden und verschweißt.
- Mittels der ersten Wände 12a und der zweiten Wand 12b wird das Gleitelement 8 kastenförmig, wobei das Gleitelement 8 nach oben hin offen ist. Es entsteht eine Gießform, in die ein feuerfester wärmeisolierenden Werkstoff gegossen werden kann, so dass das Isolierelement auf einfache Art und Weise durch Gießen erzeugt werden kann.
- Falls das Isolierelement höher werden soll als die Wände des Gleitelements, kann das Gleitelement 8 auf einfache Art und Weise eingeschalt werden. Vorzugsweise wird das Isolierelement an den Enden in Richtung des Ofenbodens 3 schräg ausgebildet.
- In den
Figuren 2 ,3 und4 ist zu erkennen, dass zwischen dem Steherrohr 5 und der Öffnung 11 im Gleitelement 8 und dem Isolierelement 10 eine Hülse 14 aus Stahl angeordnet ist. Die Hülse 14 lässt eine Bewegung des Steherrohr 5 in vertikaler Richtung relativ zu der Öffnung 11 zu. Die Hülse 14 wird direkt mit dem Steherrohr 5 fest verbunden. Die Hülse 14 ist vorzugsweise zwecks einfacher Montage in Achsrichtung des Steherrohres 5 in zwei Hälften geteilt, die verschweißt werden. Die Hülse 14 weist am oberen Ende einen in radialer Richtung verlaufenden Kragen auf, der die Auflage für die keramische Isolierung 6 des Steherrohres 5 bildet. - Das Gleitelement 8 ist während der vertikalen Bewegung des Steherrohres in Kontakt mit der Gleitbahn und gleitet während der horizontalen Bewegung des Steherrohrs 5 hin und zurück und dichtet durchgehend und zuverlässig die schlitzförmigen Durchführungen 7 im Ofenboden 3 vollständig ab. In
Figur 1 ist durch Pfeile dargestellt, dass Wärmeverluste vermieden und der Eintrag von Kälte in den Ofenraum 4 aus dem kalten Bereich unterhalb des Ofenbodens 3 verhindert wird. Es wird eine strikte Trennung zwischen der Ofenraumatmosphäre und der Außenatmosphäre gewährleistet. - Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind beispielhaft zu verstehen. Die Merkmale, welche zusammen mit anderen Merkmalen beschrieben sind, definieren unabhängig davon, ob sie in der Beschreibung, den Ansprüchen, den Figuren oder anderweitig offenbart sind, auch einzeln wesentliche Bestandteile der Erfindung.
- Im Rahmen der Erfindung sind ohne weiteres Abwandlungen möglich. Sofern bei dem Gleitelement zwischen dem Mittelstück und den Endstücken Zwischenstücke angeordnet sind, weisen diese eine höhere Hitzebeständigkeit als das Mittelstück auf. Das Isolierelement kann eine andere Form aufweisen als das dargestellte Ausführungsbeispiel.
- Schließlich wird darauf hingewiesen, dass der Begriff "aufweisend" keine Bauteile oder Elemente ausschließt, dass Bezugszeichen keine Beschränkung darstellen und dass "ein" oder "eine" eine Vielzahl einschließt.
-
- 1
- Abdeckeinrichtung
- 2
- Hubbalkenofen
- 3
- Ofenboden
- 4
- Ofenraum
- 5
- Steherrohr
- 6
- Keramische Isolierung des Steherrohres
- 7
- Schlitzförmige Durchführung
- 8
- Gleitelement
- 8a
- Mittelstück des Gleitelements 8
- 8a',8a"
- Mittelstück-Segmente des Gleitelements 8
- 8b, 8c
- Endstücke des Gleitelements 8
- 9
- Gleitbahn
- 9a
- senkrechte Wand der Gleitbahn 9
- 10
- Isolierelement
- 11
- Öffnung
- 12a
- erste Wand
- 12b
- zweite Wand
- 13
- Bolzenverbindung
- 14
- Hülse
- A, A'
- Linien in
Figur 3
Claims (15)
- Abdeckeinrichtung zur Verwendung in einem Hubbalkenofen, wobei der Hubbalkenofen (2) einen Ofenboden (3), einen Ofenraum (4), ein feststehendes Tragrohrsystem und ein bewegliches Tragrohrsystem mit einer Vielzahl von beweglichen Steherrohren (5) aufweist, wobei sich jedes bewegliche Steherrohr (5) durch eine schlitzförmige Durchführung (7) im Boden des Hubbalkenofens erstreckt und in der Durchführung (7) in vertikaler und horizontaler Richtung bewegbar ist, umfassend- ein die schlitzförmige Durchführung (7) abdeckendes Gleitelement (8) aus einem hitzebeständigen Gusswerkstoff, wobei das Gleitelement (8) ofenraumseitig mit einem Isolierelement (10) aus einem feuerfesten wärmeisolierenden Material versehen ist, wobei das Gleitelement (8) und das Isolierelement (10) mittig eine Öffnung (11) für das Steherrohr (5) aufweisen, wobei die Öffnung (11) derart ausgebildet ist, dass das Steherrohr (5) relativ zu der Öffnung (11) in vertikaler Richtung bewegbar ist, wobei das Gleitelement (8) aus Teilstücken (8a, 8b, 8c) zusammengesetzt ist, die aus unterschiedlichen Gusswerkstoffen bestehen und/oder wobei das Gleitelement (8) und/oder dessen Teilstücke (8a, 8b, 8c) entlang des Umfangs je eine erste Wand (12a) und eine um die Öffnung (11) umlaufende zweite Wand (12b) aufweist bzw. aufweisen und- eine Gleitbahn (9), auf der das Gleitelement (8) aufliegt und bei einer Bewegung des Steherrohres (5) in horizontaler Richtung gleitet.
- Abdeckeinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierelement (10) durch Gießen des feuerfesten, wärmeisolierenden Materials in das Gleitelement (8) erzeugt wird. - Abdeckeinrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierelement (10) an seinen Enden zum Ofenboden (3) hin schräg ausgebildet ist. - Abdeckeinrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitbahn (9) die schlitzförmigen Durchführung (7) einfasst. - Abdeckeinrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitbahn (9) längsseitig eine senkrechte Wand (9a) aufweist, um eine Verdrehung des Gleitelements (8) während dessen horizontaler Bewegung zu verhindert. - Abdeckeinrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitbahn (9) aus einem feuerfesten Material besteht und/oder dass die Gleitbahn (9) auf den Ofenboden (3) aufgesetzt ist und/oder dass die Gleitbahn (9) aus vorgefertigten Formteilen aus feuerfestem Material ausgebildet ist. - Abdichteinrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitelement (8) eine im Wesentlichen rechteckige Form aufweist und/oder breiter und länger ist als die schlitzförmige Öffnung (7). - Abdeckeinrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das aus Teilstücken zusammengesetzte Gleitelement (8) ein Mittelteil (8a) aufweist, in dem die Öffnung (11) für das Steherrohr (5) ausgebildet ist und dass sich an das Mittelteil (8a) beidseitig je ein Endstück (8b, 8c) anschließt. - Abdeckeinrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass das Mittelteil (8a) in Bewegungsrichtung des Gleitelements (8) mittig in zwei Mittelstück-Segmente (8a', 8a") geteilt ist. - Abdeckeinrichtung nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Mittelteil (8a) und den Endstücken (8b, 8c) jeweils ein Zwischenstück angeordnet ist. - Abdeckeinrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Teilstücke (8a, 8b, 8c), aus denen das Gleitelement (8) zusammengesetzt ist, mittels Bolzenverbindungen (13) miteinander verbunden sind und dass vorzugsweise die Bolzenverbindungen (13) verschweißt sind. - Abdeckeinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass die Endstücke (8b, 8c) und/oder die Zwischenstücke aus einem hitzebeständigeren Gusswerkstoff bestehen als das Mittelteil (8a) des Gleitelements (8). - Abdeckeinrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Steherrohr (5) und der Abdeckeinrichtung (1) eine Hülse (14) aus Stahl angeordnet ist und dass die Hülse (14) eine Bewegung des Steherrohr (5) in vertikaler Richtung relativ zu der Öffnung (11) zulässt. - Abdeckeinrichtung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (14) mit dem Steherrohr (5) verbindbar ist und dass/oder dass die Hülse (14)in Achsrichtung des Steherrohres (5) in zwei Hälften geteilt ist und dass vorzugsweise die Hülse am oberen Ende einen in radialer Richtung verlaufenden Kragen aufweist. - Hubbalkenofen mit einem Ofenboden (3), einem Ofenraum (4), einem feststehenden Tragrohrsystem und einem beweglichen Tragrohrsystem mit einer Vielzahl von beweglichen Steherrohren (5), wobei sich jedes Steherrohr (5) durch eine schlitzförmige Durchführung (7) im Boden (3) des Hubbalkenofens (2) erstreckt und in der Durchführung (7) in vertikaler und horizontaler Richtung bewegbar ist, gekennzeichnet durch eine Abdeckeinrichtung (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14.
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