WO2016083055A1 - Ungekühlte ofenrolle, und verfahren zur herstellung einer ungekühlten ofenrolle - Google Patents

Ungekühlte ofenrolle, und verfahren zur herstellung einer ungekühlten ofenrolle Download PDF

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WO2016083055A1
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WO
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cavity
conical end
end piece
roller body
furnace
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PCT/EP2015/074928
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Christian Bilgen
Alexander Meyer
Wolfgang SCHRÖMGES
Stefan Mohr
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Sms Group Gmbh
Schmidt + Clemens Gmbh + Co. Kg
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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
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/02—Skids or tracks for heavy objects
    • F27D3/026—Skids or tracks for heavy objects transport or conveyor rolls for furnaces; roller rails
    • F27D3/028—Roller rails or succession of small sized rollers
    • 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
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/02—Skids or tracks for heavy objects
    • F27D3/026—Skids or tracks for heavy objects transport or conveyor rolls for furnaces; roller rails

Definitions

  • Uncooled oven roll and method of making an uncooled oven roll
  • the invention relates to an uncooled oven roll for the transport of
  • continuous casting material is preheated to rolling temperature.
  • the transport of the rolling stock e.g. in the form of thin slabs or the like, by a roller hearth furnace via driven furnace rollers in different designs.
  • the oven rolls are arranged at a certain oven height at predetermined intervals from each other.
  • the dimensions of the furnace rollers are characterized - relatively speaking - by the fact that their diameter is small compared to their length in the axial direction.
  • the furnace rollers of a roller hearth furnace or a tunnel furnace can be equipped with a water cooling, as known for example from DE 100 47 046 A1.
  • the oven rolls can also be designed without a cooling device, namely as a so-called dry roll.
  • Uncooled oven roll is made by heat radiation, heat conduction in the steel and heat conduction of the kiln exhaust gas (convection).
  • uncooled oven rolls do not require active cooling of their components, so that significantly less energy is extracted from the tunnel kiln.
  • Conventional uncooled furnace rollers consist of a hollow cylindrical roller body, at its end faces in each case a cone with a pin
  • At least one bore in the wall of the reel body ensures adequate air circulation between the cavity of the Reel body and the environment, since the volume of air within the reel body may change as a result of temperature fluctuations.
  • the two conical regions which are fastened to the end faces of the roller body, are located in the region of the tunnel kiln wall.
  • the general aim is to minimize their heat transport out of the tunnel kiln.
  • FIGS. 6 and 7 each show a longitudinal cross-section of an end face of a conventional uncooled oven roll.
  • a plug of thermally insulating refractory material 100 (see Fig. 6) or a device 102 with a plurality of heat shields, which together form a sheet metal grid (see Fig. 7), may be inserted into the cone.
  • the introduction and mounting of these insulating materials in the cone or in the cavity of the furnace rollers has the disadvantage that this results in complex and costly manufacturing steps.
  • Other disadvantages are that the life of the refractory material is lower than that of the furnace roller. Due to the permanent rotational movements of the furnace roller, the refractory material begins to break after a certain period of operation and thereby loses its good thermal insulation property.
  • the invention has for its object to improve the thermal insulation of an uncooled oven roll with simple and inexpensive means and at the same time to increase the life of the furnace roller.
  • Role body are attached. At each end piece may be provided on the outside thereof in each case a pin for receiving in a storage or the like.
  • a cavity is formed in the region of the roller body and / or at least one conical end piece, which is sealed to the environment and placed under vacuum, so that there is a vacuum thermal insulation for the roller body or the conical end piece.
  • a cylindrical roll body and at least one conical end piece are provided. Thereafter, the conical end piece is attached to an end face of the reel body, such that thereby a cavity formed within the furnace roller in the region of the reel body and / or a conical end piece is sealed to the environment and the cavity is placed under vacuum is.
  • the invention is based on the essential finding that the vacuum, which is present in the cavity of the furnace roller in the region of the roller body or of the conical end piece, ensures a considerable improvement of the thermal insulation for the furnace roller.
  • the heat insulation for the furnace roll is based solely on the prevailing in the cavity vacuum, without that in the cavity other materials such. Fireproof wool or
  • Air volume is included, resulting in temperature fluctuations
  • an oven roll according to the present invention is manufactured in a vacuum chamber with at least one conical end piece, preferably both conical end pieces, fixed to the end face of the roll body, the explained vacuum thermal insulation is automatically generated by this type of manufacturing process.
  • attachment of the conical end pieces to the end faces of the reel body may be accomplished by electron beam (EB) welding.
  • EB welding offers further advantages: above-average narrow seams, narrowly limited heat-affected zones without tarnish, large welding depths and high welding speeds, all of which are due to the high power density of the electron beam. Due to the exact reproducibility of the EB welds, a consistent quality of the joints between the roller body and the conical end pieces welded to it can be guaranteed. In addition, several welds can simultaneously
  • the roller body may be formed as a cylindrical hollow body, so that the cavity of the furnace roller extends at least along the entire longitudinal axis of the roller body. This ensures that the desired thermal insulation is present at least in the region of the entire length of the roller body.
  • a conical end piece may be formed as a cap member. Accordingly, a cavity is formed within the conical end piece when the end piece is attached to an end face of the reel body. For the purposes of the present invention, this is Cavity set inside the conical end under vacuum. Regardless of whether a cavity is also formed in the reel body, vacuum is ensured by the vacuum within the cavity of the conical end piece for this component.
  • both the roller body as a cylindrical hollow body and at least one conical end piece are designed as a cap member as explained above.
  • the cavity of the oven roll is formed both inside the reel body and inside the conical end piece as a continuous interior which is sealed to the environment and as explained is vacuumed.
  • the advantageous vacuum thermal insulation extends from the
  • connection valve is designed as a check valve, which closes automatically after the generation of the vacuum within the cavity and seals the cavity from the environment.
  • connection valve and the illustrated generation of the vacuum in the cavity using this connection valve has the advantage that a furnace roll according to the present invention can also be produced without a vacuum chamber.
  • the individual components of the furnace roller namely Roller body and the two conical end pieces can then be welded together under normal atmosphere, after which the cavity of the furnace roll is vacuum-sealed by the connection valve.
  • FIG. 1 shows a simplified longitudinal cross section of a device according to the invention
  • FIG. 2 is a perspective view of the oven roll of FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a simplified longitudinal cross section of a device according to the invention
  • Furnace roll according to a further embodiment
  • FIG. 4 shows a symbolically greatly simplified schematic diagram of a vacuum chamber with which a method according to the invention for producing a furnace roll according to FIG. 1 can be carried out
  • FIG. 5 shows a longitudinal cross section of a wall of a wall according to the invention
  • FIG. 1 shows a furnace roll 1 according to the invention-not to scale-in a simplified longitudinal cross-section.
  • the furnace roller 1 comprises a roller body 2, which is formed as a cylindrical hollow body. Accordingly, the roller body 2 encloses a cavity 4. Conical end pieces 6 are attached to the end faces 8 of the roller body 2 and thereby close the cavity 4 with respect to the atmosphere A tight.
  • the roller body 2 is formed as a cylindrical hollow body, the cavity 4 of the furnace roller 1 extends at least along the entire longitudinal axis 2L of the roller body 2.
  • Figure 1 illustrates further that the two conical end pieces 6 are each formed as a cap member. This results in that the cavity 4 within the oven roll 1 to the end pieces 6 and
  • Cap elements extends into it, when the end pieces 6 are fixed to the end faces 8 of the roller body 2.
  • the furnace roller according to FIG. 1 is shown in FIG. 2 in a perspective view.
  • each pin 10 are fixed, which are provided for receiving in a (not shown) bearing or the like.
  • the pins 10 it is possible to drive the furnace roller 1 rotatably about its longitudinal axis.
  • the cavity 4 of the furnace roller 1 is formed in the embodiment of FIG. 1 with respect to the atmosphere A tight and placed under vacuum.
  • FIG. 3 shows a furnace roll 1 - not to scale - in a simplified longitudinal cross-section, according to a further embodiment of the invention.
  • roller body 2 is formed as a solid cylinder, at the end faces 8, in the same manner as in Fig. 1, the two conical end pieces 6 are fixed in the form of cap elements.
  • a vacuum-set cavity 4 is in the embodiment of Fig. 3 only within the two conical
  • End pieces 6 are provided so that the vacuum thermal insulation is present at least for the conical end pieces 6.
  • the roller body 2 in the embodiment of Fig. 3 as a cylindrical Hollow body may be formed, but the cavity is not in communication with the cavities 4 of the conical end pieces 6.
  • an opening for air circulation with the atmosphere A is formed, to compensate for changes in volume of the air when it comes to the operation of a tunnel furnace to temperature fluctuations for the furnace roller 1.
  • heat-insulating material is introduced, for example in the form of a refractory material.
  • FIG. 4 shows in a greatly simplified manner a so-called vacuum chamber 14 in which welding work can be carried out under vacuum.
  • a furnace roll 1 To produce a furnace roll 1 according to the invention, its individual components, i. the roller body 2 and the two conical end pieces 6, are introduced into the vacuum chamber 14. Subsequently, the two conical end pieces 6 are welded to the end faces 8 of the roller body 2. The attachment of the two conical end pieces 6 on the end faces 8 of the roller body 2 is symbolized in Fig. 4 by arrows.
  • the electron beam (EB) welding can be used for fixing the conical end pieces 6 to the end faces 8 of the reel body 2.
  • Components in the vacuum chamber 14 may be made for both the embodiment of FIG. 1 and the embodiment of FIG. 3.
  • the manufacturing process in the vacuum is automatic ensures that after securing the two conical end pieces 6 at the end faces 8 of the reel body 2 of the cavity 4 thus formed and sealed to the environment is also placed under vacuum and therein the vacuum is maintained when the furnace roller 1 after completion of
  • FIG. 5 shows in a greatly simplified manner a connection valve 12 which is arranged in a wall 16 of the roller body 2 or a conical end piece 6.
  • the connection valve 12 is in fluid communication with the cavity 4 of the furnace roll 1.
  • a connecting line (not shown) to the connecting valve 12
  • the cavity 4 of the furnace roller 1 can be completely vacuum-sealed by the operation of a vacuum pump or the like.
  • connection valve 12 is preferably designed as a check valve.
  • the port valve 12 is such that the cavity 4, after creating a vacuum therein, is sealed from the atmosphere by the port valve 12 to hold the vacuum in the cavity.
  • An opening 18 of the connection valve 12 is recessed in an outer peripheral surface 20 of the roller body 2. As a result, the opening 18 does not project beyond the outer peripheral surface 20 in the radial direction, so that rolling stock does not come into contact with the opening 18 during transport via the roller body 2.
  • a vacuum chamber 14 FIG. 4
  • connection valve 12 The generation of a vacuum in the cavity 4, which forms in the furnace roll 1, after the two conical end pieces 6 have been welded to the end faces 8 of the reel body 2, is possible through the connection valve 12, the connection valve 12, after the cavity 4 has been completely vacuum sealed, the cavity 4 suitably seals to the atmosphere.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine ungekühlte Ofenrolle (1) zum Transport von Stranggussmaterial einer Stranggießanlage, und ein Verfahren zu deren Herstellung. Die Ofenrolle (1) umfasst einen zylindrischen Rollenkörper (2), wobei konische Endstücke (6) an den Stirnseiten (8) des Rollenkörpers befestigt sind. Innerhalb der Ofenrolle (1) ist im Bereich des Rollenkörpers (2) und/oder zumindest eines konischen Endstücks ein Hohlraum (4) ausgebildet, der gegenüber der Atmosphäre (A) dicht ausgebildet und unter Vakuum gesetzt ist.

Description

Ungekühlte Ofenrolle, und Verfahren zur Herstellung einer ungekühlten Ofenrolle
Die Erfindung betrifft eine ungekühlte Ofenrolle zum Transport von
Stranggussmaterial einer Stranggießanlage nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 , und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Rolle nach dem Oberbegriff von Anspruch 5.
In Rollenherdöfen von Stranggießanlagen wird Stranggussmaterial auf Walz- temperatur vorgewärmt. Der Transport des Walzgutes, z.B. in Form von Dünnbrammen oder dergleichen, durch einen Rollenherdofen erfolgt über angetriebene Ofenrollen in unterschiedlichen Ausführungen. Die Ofenrollen sind in einer bestimmten Ofenhöhe in vorgegebenen Abständen zueinander angeordnet. Die Abmessungen der Ofenrollen zeichnen sich - relativ gesehen -dadurch aus, dass deren Durchmesser klein ist gegenüber deren Länge in axialer Richtung.
Die Ofenrollen eines Rollenherdofens bzw. eines Tunnelofens können mit einer Wasserkühlung ausgestattet sein, wie beispielsweise aus DE 100 47 046 A1 bekannt. Demgegenüber können die Ofenrollen auch ohne Kühleinrichtung, nämlich als sogenannte trockene Rolle ausgebildet sein. Der Wärmetransport aus dem Innenraum des Tunnelofens über eine trockene, d.h. ungekühlte Ofenrolle erfolgt durch Wärmestrahlung, Wärmeleitung im Stahl und Wärmeleitung des Ofenabgases (Konvektion). Im Gegensatz zu wassergekühlten Ofenrollen wird bei ungekühlten Ofenrollen auf eine aktive Kühlung ihrer Komponenten verzichtet, so dass dadurch deutlich weniger Energie aus dem Tunnelofen abgezogen wird.
Herkömmliche ungekühlte Ofenrollen bestehen aus einem hohlen zylindrischen Rollenkörper, an dessen Stirnseiten jeweils ein Konus mit einem Zapfen
angeschweißt ist. Mindestens eine Bohrung in der Wandung des Rollenkörpers gewährleistet eine ausreichende Luftzirkulation zwischen dem Hohlraum des Rollenkörpers und der Umgebung, da sich das Volumen der Luft innerhalb des Rollenkörpers in Folge von Temperaturschwankungen verändern kann.
Bei einer trockenen bzw. ungekühlten Ofenrolle befinden sich deren beiden konischen Bereiche, die an den Stirnseiten des Rollenkörpers befestigt sind, im Bereich der Tunnelofenwand. Bei trockenen bzw. ungekühlten Ofenrollen wird generell angestrebt, deren Wärmetransport aus dem Tunnelofen heraus zu minimieren. Um die Einflüsse der Wärmestrahlung und der Konvektion aus dem Innenraum des Tunnelofens nach außen zu mindern, ist es nach dem Stand der Technik bekannt, Dämmmaterialien in den Hohlraum einer Ofenrolle einzubringen.
In den Figuren 6 und 7 sind jeweils ein Längsquerschnitt einer Stirnseite einer herkömmlichen ungekühlten Ofenrolle gezeigt. In den Konus kann ein Stopfen aus wärmeisolierendem Feuerfestmaterial 100 (vgl. Fig. 6) oder eine Vorrichtung 102 mit mehreren Wärmeschutzblechen, die zusammen ein Blechgitter bilden (vgl. Fig. 7), eingesetzt sein. Das Einbringen und Montieren dieser Dämmmaterialien in den Konus bzw. in den Hohlraum der Ofenrollen hat den Nachteil, dass hierdurch aufwendige und kostspielige Fertigungsschritte entstehen. Weitere Nachteile bestehen darin, dass die Lebensdauer des Feuerfestmaterials geringer ist als die der Ofenrolle. Durch die permanenten Drehbewegungen der Ofenrolle fängt das Feuerfestmaterial nach einer bestimmten Betriebsdauer an zu zerbrechen und büßt dadurch seine gute Wärmeisolierungseigenschaft ein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wärmedämmung einer ungekühlten Ofenrolle mit einfachen und preiswerten Mitteln zu verbessern und gleichzeitig die Lebensdauer der Ofenrolle zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird durch eine Ofenrolle mit den Merkmalen von Anspruch 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 5 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. Eine ungekühlte Ofenrolle nach der vorliegenden Erfindung dient zum Transport von Stranggussmaterial einer Stranggießanlage, und umfasst einen zylindrischen Rollenkörper und konische Endstücke, die jeweils an den Stirnseiten des
Rollenkörpers befestigt sind. An jedem Endstück kann an dessen Außenseite jeweils ein Zapfen zur Aufnahme in einer Lagerung oder der gleichen vorgesehen sein. Innerhalb der Ofenrolle ist im Bereich des Rollenkörpers und/oder zumindest eines konischen Endstücks ein Hohlraum ausgebildet, der zur Umgebung hin dicht ausgebildet und unter Vakuum gesetzt ist, so dass für den Rollenkörper bzw. das konische Endstück eine Vakuumwärmedämmung vorliegt.
Bei einem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung zur Herstellung einer ungekühlten Ofenrolle werden zunächst ein zylindrischer Rollenkörper und zumindest ein konisches Endstück bereitgestellt. Im Anschluss daran wird das konische Endstück an einer Stirnseite des Rollenkörpers befestigt, derart, dass dadurch ein Hohlraum, der innerhalb der Ofenrolle im Bereich des Rollenkörpers und/oder eines konischen Endstücks ausgebildet ist, zur Umgebung hin dicht verschlossen wird und der Hohlraum unter Vakuum gesetzt ist.
Der Erfindung liegt die wesentliche Erkenntnis zugrunde, dass das Vakuum, welches in dem Hohlraum der Ofenrolle im Bereich des Rollenkörpers bzw. des konischen Endstücks vorliegt, eine beträchtliche Verbesserung der Wärmeisolierung für die Ofenrolle sicherstellt. Die Wärmedämmung für die Ofenrolle basiert hierbei allein auf dem in dem Hohlraum herrschenden Vakuum, ohne dass dazu in dem Hohlraum weitere Materialien wie z.B. Feuerfestwolle oder
Wärmeleitbleche notwendig sind. Weil in dem Hohlraum der Ofenrolle kein
Luftvolumen enthalten ist, welches sich bei Temperaturschwankungen
verschieden ausdehnt, kann im Unterschied zu herkömmlichen Ofenrollen bei der Erfindung auch auf eine Öffnung im Rollenkörper zur Luftzirkulation mit der Umgebung verzichtet werden. Der Umstand, dass der Hohlraum gegenüber der Umgebung dicht verschlossen ist und somit keine Luftzirkulation zwischen dem Hohlraum der Ofenrolle und der Atmosphäre stattfindet, führt zu dem weiteren Vorteil, dass der Wärmetransport über Konvektion beträchtlich verringert ist.
Falls eine Ofenrolle gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Vakuumkammer hergestellt wird, wobei zumindest ein konisches Endstück, vorzugsweise beide konischen Endstücke, an der bzw. den Stirnseiten des Rollenkörpers befestigt werden, wird die erläuterte Vakuumwärmedämmung automatisch durch diese Art des Fertigungsprozesses erzeugt. Zweckmäßigerweise kann innerhalb der Vakuumkammer das Befestigen der konischen Endstücke an den Stirnseiten des Rollenkörpers durch Electron-Beam (EB)-Schweißen erfolgen. Hierdurch können vorteilhaft zusätzliche Fertigungsschritte zum Erzeugen eines Vakuums innerhalb des Hohlraums eingespart werden. Im Übrigen ergeben sich durch das EB- Schweißen weitere Vorteile: überdurchschnittlich schmale Nähte, eng begrenzte und anlauffarbenfreie Wärmeeinflusszonen, große Schweißtiefen und hohe Schweißgeschwindigkeiten, allesamt jeweils bedingt durch die hohe Leistungsdichte des Elektronenstrahls. Durch die exakte Reproduzierbarkeit der EB- Schweißungen lässt sich eine gleichbleibende Qualität der Verbindungsstellen zwischen dem Rollenkörper und den daran verschweißten konischen Endstücken garantieren. Zudem können auch mehrere Schweißungen gleichzeitig
durchgeführt werden.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann der Rollenkörper als zylindrischer Hohlkörper ausgebildet sein, so dass sich der Hohlraum der Ofenrolle zumindest entlang der gesamten Längsachse des Rollenkörpers erstreckt. Hierdurch ist gewährleistet, dass die gewünschte Wärmedämmung zumindest im Bereich der gesamten Länge des Rollenkörpers vorliegt.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann ein konisches Endstück als Kappenelement ausgebildet sein. Entsprechend ist innerhalb des konischen Endstücks ein Hohlraum gebildet, wenn das Endstück an einer Stirnseite des Rollenkörpers befestigt ist. Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist dieser Hohlraum innerhalb des konischen Endstücks unter Vakuum gesetzt. Ungeachtet dessen, ob ein Hohlraum auch in dem Rollenkörper ausgebildet ist, ist durch das Vakuum innerhalb des Hohlraums des konischen Endstücks für dieses Bauteil eine Vakuumwärmedämmung gewährleistet.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung sind sowohl der Rollenkörper als zylindrischer Hohlkörper und zumindest ein konisches Endstück als Kappenelement wie vorstehend erläutert ausgebildet. Dies hat zur Folge, dass der Hohlraum der Ofenrolle, wenn das konische Endstück an einer Stirnseite des Rollenkörpers befestigt ist, sowohl innerhalb des Rollenkörpers als auch innerhalb des konischen Endstücks ausgebildet ist, als durchgehender Innenraum, der gegenüber der Umgebung dicht ausgebildet ist und wie erläutert vakuumiert ist. Hierdurch erstreckt sich die vorteilhafte Vakuumwärmedämmung von dem
Rollenkörper hinein bis in das konische Endstück.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann in einer Wandung des
Rollenkörpers oder eines konischen Endstücks ein Anschlussventil angeordnet sein, das in Fluidverbindung mit dem Hohlraum der Ofenrolle steht. Durch das Anschlussventil und unter Verwendung einer separaten Vakuumpumpe oder dergleichen ist es möglich, den Hohlraum vollständig zu vakuumieren. Nachdem der Hohlraum in dieser Weise vollständig unter Vakuum gesetzt worden ist, kann das Anschlussventil geeignet verschlossen werden, um den Hohlraum gegenüber der Umgebung abzudichten und das Vakuum in dem Hohlraum zu halten.
Zweckmäßigerweise ist das Anschlussventil als Rückschlagventil ausgebildet, das nach dem Erzeugen des Vakuums innerhalb des Hohlraums selbsttätig schließt und den Hohlraum gegenüber der Umgebung abdichtet.
Das Vorsehen eines Anschlussventils und die erläuterte Erzeugung des Vakuums in dem Hohlraum unter Verwendung dieses Anschlussventil hat den Vorteil, dass eine Ofenrolle nach der vorliegenden Erfindung auch ohne eine Vakuumkammer hergestellt werden kann. Die einzelnen Komponenten der Ofenrolle, nämlich Rollenkörper und die beiden konischen Endstücke, können dann unter normaler Atmosphäre miteinander verschweißt werden, wobei im Anschluss daran der Hohlraum der Ofenrolle durch das Anschlussventil vakuumiert wird. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die Erfindung ist nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsformen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 einen vereinfachten Längsquerschnitt einer erfindungsgemäßen
Ofenrolle nach einer ersten Ausführungsform,
Figur 2 eine Perspektivdarstellung der Ofenrolle von Figur 1 ,
Figur 3 einen vereinfachten Längsquerschnitt einer erfindungsgemäßen
Ofenrolle nach einer weiteren Ausführungsform,
Figur 4 eine symbolisch stark vereinfachte Prinzipskizze einer Vakuum- kammer, mit der ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Ofenrolle gemäß Figur 1 durchgeführt werden kann, und Figur 5 einen Längsquerschnitt einer Wandung einer erfindungsgemäßen
Ofenrolle nach einer weiteren Ausführungsform. Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Ofenrolle 1 - nicht maßstabsgetreu - in einem vereinfachten Längsquerschnitt. Die Ofenrolle 1 umfasst einen Rollenkörper 2, der als zylindrischer Hohlkörper ausgebildet ist. Entsprechend umschließt der Rollenkörper 2 einen Hohlraum 4. Konische Endstücke 6 sind an den Stirnseiten 8 des Rollenkörpers 2 befestigt und schließen dadurch den Hohlraum 4 gegenüber der Atmosphäre A dicht ab. Indem der Rollenkörper 2 als zylindrischer Hohlkörper ausgebildet ist, erstreckt sich der Hohlraum 4 der Ofenrolle 1 zumindest entlang der gesamten Längsachse 2L des Rollenkörpers 2. Figur 1 verdeutlicht weiters, dass die beiden konischen Endstücke 6 jeweils als Kappenelement ausgebildet sind. Dies führt dazu, dass der Hohlraum 4 innerhalb der Ofenrolle 1 sich bis in die Endstücke 6 bzw.
Kappenelemente hinein erstreckt, wenn die Endstücke 6 an den Stirnseiten 8 des Rollenkörpers 2 befestigt sind.
Die Ofenrolle gemäß Fig. 1 ist in Fig. 2 in einer perspektivischen Darstellung gezeigt. An den Außenseiten der konischen Endstücke 6 sind jeweils Zapfen 10 befestigt, die zu einer Aufnahme in einer (nicht gezeigten) Lagerstelle oder dergleichen vorgesehen sind. Mittels der Zapfen 10 ist es möglich, die Ofenrolle 1 rotatorisch um ihre Längsachse anzutreiben. Der Hohlraum 4 der Ofenrolle 1 ist bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 gegenüber der Atmosphäre A dicht ausgebildet und unter Vakuum gesetzt.
Dadurch, dass innerhalb des Hohlraums 4 keine Luft enthalten ist, ist für die Ofenrolle 1 entlang ihrer Längsachse, d.h. im Bereich des Rollenkörpers 2 und auch der beiden konischen Endstücke 6, eine Vakuumwärmedämmung
gewährleistet.
Figur 3 zeigt eine Ofenrolle 1 - nicht maßstabsgetreu - in einem vereinfachten Längsquerschnitt, nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Im
Unterschied zur Ausführungsform von Fig. 1 ist bei der Ausführungsform von Fig. 3 der Rollenkörper 2 als massiver Zylinder ausgebildet, an dessen Stirnseiten 8, in gleicher Weise wie bei Fig. 1 , die beiden konischen Endstücke 6 in Form von Kappenelementen befestigt sind. Ein unter Vakuum gesetzter Hohlraum 4 ist bei der Ausführungsform von Fig. 3 lediglich innerhalb der beiden konischen
Endstücke 6 vorgesehen, so dass die Vakuumwärmedämmung zumindest für die konischen Endstücke 6 vorliegt. Alternativ zu einem massiven Zylinder kann der Rollenkörper 2 bei der Ausführungsform von Fig. 3 auch als zylindrischer Hohlkörper ausgebildet sein, dessen Hohlraum jedoch nicht mit den Hohlräumen 4 der konischen Endstücke 6 in Verbindung steht. Hierbei kann in der Wandung des Rollenkörpers 2 eine Öffnung für eine Luftzirkulation mit der Atmosphäre A ausgebildet ist, zum Ausgleich von Volumenänderungen der Luft, wenn es beim Betrieb eines Tunnelofens zu Temperaturschwankungen für die Ofenrolle 1 kommt. Des Weiteren kann hierbei vorgesehen sein, dass in den Hohlraum des Rollenkörpers wärmedämmendes Material eingebracht ist, zum Beispiel in Form von eines Feuerfestmaterials. Nachstehend ist unter Bezugnahme auf die Figuren 4 und 5 erläutert, in welcher Weise die Ofenrolle 1 nach der vorliegenden Erfindung hergestellt werden kann und in dem Hohlraum 4 der Ofenrolle 1 ein Vakuum erzeugt wird. Entsprechend wird mit den Figuren 4 und 5 auch die Durchführung eines Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung erläutert.
Fig. 4 zeigt prinzipiell stark vereinfacht eine sogenannte Vakuumkammer 14, in der unter Vakuum Schweißarbeiten durchgeführt werden können.
Zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Ofenrolle 1 können deren Einzel- komponenten, d.h. der Rollenkörper 2 und die beiden konischen Endstücke 6, in die Vakuumkammer 14 eingebracht werden. Anschließend werden die beiden konischen Endstücke 6 mit den Stirnseiten 8 des Rollenkörpers 2 verschweißt. Das Ansetzen der beiden konischen Endstücke 6 an den Stirnseiten 8 des Rollenkörpers 2 ist in Fig. 4 durch Pfeile symbolisiert. Für das Befestigen der konischen Endstücke 6 an den Stirnseiten 8 des Rollenkörpers 2 kann das Electron-Beam (EB)-Schweißen eingesetzt werden.
Die Herstellung einer Ofenrolle 1 mittels eines Verschweißens von deren
Komponenten in der Vakuumkammer 14 kann sowohl für die Ausführungsform von Fig. 1 als auch für die Ausführungsform von Fig. 3 vorgenommen werden. In jedem Fall ist wegen des Fertigungsprozesses im Vakuum automatisch sichergestellt, dass nach einem Befestigen der beiden konischen Endstücke 6 an den Stirnseiten 8 des Rollenkörpers 2 der dadurch gebildete und zur Umgebung hin abgedichtete Hohlraum 4 ebenfalls unter Vakuum gesetzt ist und darin auch das Vakuum erhalten bleibt, wenn die Ofenrolle 1 nach Abschluss der
Schweißarbeiten aus der Vakuumkammer 14 entfernt wird. Hierdurch ist es möglich, auf jegliche Entlüftungsöffnungen oder Bohrungen in der Wandung des Rollenkörpers 2 oder eines konischen Endstücks 6 zu verzichten.
In der Vakuumkammer 14 können auch die Zapfen 10 mit den jeweiligen konischen Endstücken 6 verschweißt werden.
Fig. 5 zeigt prinzipiell stark vereinfacht ein Anschlussventil 12, das in einer Wandung 16 des Rollenkörpers 2 oder eines konischen Endstücks 6 angeordnet ist. Das Anschlussventil 12 steht in Fluidverbindung mit dem Hohlraum 4 der Ofenrolle 1 . Durch Anschließen einer (nicht gezeigten) Verbindungsleitung an das Anschlussventil 12 kann durch den Betrieb einer Vakuumpumpe oder dergleichen der Hohlraum 4 der Ofenrolle 1 vollständig vakuumiert werden.
Das Anschlussventil 12 ist vorzugsweise als Rückschlagventil ausgebildet.
Jedenfalls ist das Anschlussventil 12 derart beschaffen, dass der Hohlraum 4, nachdem darin ein Vakuum erzeugt worden ist, durch das Anschlussventil 12 gegenüber der Umgebung bzw. der Atmosphäre abgedichtet wird, um das Vakuum in dem Hohlraum zu halten. Eine Öffnung 18 des Anschlussventils 12 ist in einer Außenumfangsfläche 20 des Rollenkörpers 2 versenkt ausgebildet. Dies führt dazu, dass die Öffnung 18 nicht über die Außenumfangsfläche 20 in radialer Richtung vorsteht, so dass Walzgut beim Transport über den Rollenkörper 2 nicht in Kontakt mit der Öffnung 18 gelangt. Alternativ zur Verwendung einer Vakuumkammer 14 (Fig. 4) ist es durch Vorsehen eines Anschlussventils 12 wie oben zu Fig. 5 erläutert prinzipiell möglich, eine Ofenrolle 1 in normaler Atmosphäre herzustellen. Das Erzeugen eines Vakuums in dem Hohlraum 4, der sich in der Ofenrolle 1 bildet, nachdem die beiden konischen Endstücke 6 an den Stirnseiten 8 des Rollenkörpers 2 verschweißt worden sind, ist durch das Anschlussventil 12 möglich, wobei das Anschlussventil 12, nachdem der Hohlraum 4 vollständig vakuumiert worden ist, den Hohlraum 4 geeignet zur Atmosphäre hin abdichtet.
Bezuqszeichenliste
1 Ofenrolle
2 Rollenkörper
2L Längsachse des Rollenkörpers
4 Hohlraum
6 Endstück
8 Stirnseite des Rollenkörpers
10 Zapfen
12 Anschlussventil
14 Vakuumkammer
16 Wandung des Rollenkörpers 2 oder eines konischen Endstücks 6
18 Öffnung des Anschlussventils
20 Außenumfangsfläche
A Atmosphäre

Claims

Patentansprüche
1 . Ungekühlte Ofenrolle (1 ) zum Transport von Stranggussmaterial einer
Stranggießanlage, umfassend
einen zylindrischen Rollenkörper (2), und
konische Endstücke (6), die jeweils an den Stirnseiten (8) des Rollenkörpers (2) befestigt sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass innerhalb der Ofenrolle (1 ) im Bereich des Rollenkörpers (2) und/oder zumindest eines konischen Endstücks (6) ein Hohlraum (4) ausgebildet ist, der gegenüber der Atmosphäre (A) dicht ausgebildet und unter Vakuum gesetzt ist, so dass zumindest für den Rollenkörper (2) bzw. das konische Endstück (6) eine Vakuumwärmedämmung vorliegt.
2. Ofenrolle (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Rollenkörper (2) vollständig hohl ausgebildet ist, so dass der Hohlraum (4) der Ofenrolle sich zumindest entlang der gesamten
Längsachse (2L) des Rollenkörpers (2) erstreckt, vorzugsweise, dass der zylindrische Rollenkörper (2) als Zylinderhülse mit einem entsprechenden Hohlraum (4) ausgebildet ist.
3. Ofenrolle (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein konisches Endstück (6) als Kappenelement ausgebildet ist, so dass sich der unter Vakuum gesetzte Hohlraum (4) des Rollenkörpers (2), wenn das konische Endstück (6) an der Stirnseite (8) des Rollenkörpers (2) befestigt ist, bis in das konische Endstück (6) hinein erstreckt.
4. Ofenrolle (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Wandung (16) des Rollenkörpers (2) oder eines konischen Endstücks (6) ein in Fluidverbindung mit dem Hohlraum (4) der Ofenrolle stehendes Anschlussventil (12) angeordnet ist, wobei der Hohlraum (4) der Ofenrolle durch das Anschlussventil (12) unter Vakuum setzbar ist, vorzugsweise, dass das Anschlussventil (12) als Rückschlagventil ausgebildet ist, welches den Hohlraum (4) gegenüber der Atmosphäre (A) abschließt, wenn der Hohlraum (4) vollständig unter Vakuum gesetzt ist.
Verfahren zur Herstellung einer ungekühlten Ofenrolle (1 ), gekennzeichnet durch die Schritte:
Bereitstellen eines zylindrischen Rollenkörpers (2),
Bereitstellen zumindest eines konischen Endstücks (6), und
Befestigen des konischen Endstücks (6) an einer Stirnseite (8) des Rollenkörpers (2) derart, dass dadurch ein Hohlraum (4), der innerhalb der Ofenrolle (1 ) im Bereich des Rollenkörpers (2) und/oder des konischen Endstücks (6) ausgebildet ist, gegenüber der Atmosphäre (A) dicht verschlossen wird und der Hohlraum (4) unter Vakuum gesetzt ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigen des konischen Endstücks (6) an einer Stirnseite (8) des Rollenkörpers (2) in einer Vakummkammer (14) erfolgt, vorzugsweise, dass das Befestigen des konischen Endstücks (6) an dem Rollenkörper (2) in der Vakummkammer (14) mittels Electron-Beam (EB)-Schweißen erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass an dem zylindrischen Rollenkörper (2) an einer von seinen beiden Stirnseiten (8) bereits ein konisches Endstück (6) befestigt ist, bevor ein weiteres konisches Endstück (6) in der Vakummkammer (14) an der noch offenen
entgegengesetzten Stirnseite (8) des Rollenkörpers (2) befestigt wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Rollenkörper (2) in der Vakummkammer (14) an beiden seiner Stirnseiten (8) jeweils ein konisches Endstück (6) befestigt wird. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einer
Wandung (16) des Rollenkörpers (2) oder des konischen Endstücks (6) ein in Fluidverbindung mit dem Hohlraum (4) der Ofenrolle stehendes
Anschlussventil (12) angeordnet ist, wobei nach dem Befestigen des konischen Endstücks (6) mit dem Rollenkörper (2) zum Verschließen des Hohlraums (4) ein Vakuum an das Anschlussventil (12) angelegt wird, um den Hohlraum (4) vollständig unter Vakuum zu setzen, vorzugsweise, dass das Anschlussventil (12) als Rückschlagventil ausgebildet ist, welches den Hohlraum (4) zur Atmosphäre (A) abschließt, wenn der Hohlraum (4) vollständig unter Vakuum gesetzt worden ist.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das
Anschlussventil (12) mit seiner Öffnung (18) in einer Außenumfangsfläche (20) des Rollenkörpers (2) oder des Endstücks (6) versenkt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, mit dem eine Ofenrolle (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 hergestellt wird.
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