WO2019057576A1 - Transportrolle und transportsystem, insbesondere für einen rollenherdofen - Google Patents

Transportrolle und transportsystem, insbesondere für einen rollenherdofen Download PDF

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WO2019057576A1
WO2019057576A1 PCT/EP2018/074565 EP2018074565W WO2019057576A1 WO 2019057576 A1 WO2019057576 A1 WO 2019057576A1 EP 2018074565 W EP2018074565 W EP 2018074565W WO 2019057576 A1 WO2019057576 A1 WO 2019057576A1
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WO
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support ring
transport
ring element
roller
transport roller
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PCT/EP2018/074565
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Niklas Petrasch
Christian Höckling
Raphael TWARDOWSKI
Jens-Ulrik Becker
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Thyssenkrupp Steel Europe Ag
Thyssenkrupp Ag
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    • F27B9/2407—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 tunnel furnace being carried by a conveyor the conveyor being constituted by rollers (roller hearth furnace)
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    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
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    • F27D2003/0034—Means for moving, conveying, transporting the charge in the furnace or in the charging facilities
    • F27D2003/0042—Means for moving, conveying, transporting the charge in the furnace or in the charging facilities comprising roller trains

Definitions

  • Transport roller and transport system in particular for a roller hearth furnace prior art
  • the present invention relates to a transport roller, in particular for a roller hearth furnace, comprising a rotating shaft and at least one support ring element enclosing the shaft at least partially, wherein a rotation axis of the support ring element is arranged coaxially with the shaft.
  • Transport systems for transporting heat, in particular metal slabs, through continuous furnaces are of central importance in the metalworking industry.
  • One way of transporting thermal material is to transport the thermal goods by means of an arrangement of rotatably mounted rollers.
  • the rollers typically have a rotatably mounted shaft and, in addition, can be equipped with a plurality of support ring elements surrounding the shaft in regions.
  • the material to be processed rests on the roller surface or the support ring elements.
  • This can lead to damage on the underside of the material due to the mechanical contact of the typically cylindrical running and just arranged rollers.
  • a particular disadvantage is that the damage due to the arrangement of the rollers and support rings are distributed over the entire width of the cherriesguts. A damage-reducing post-processing is therefore not readily possible.
  • a transport roller in particular for a roller hearth furnace and a corresponding transport system and method, which reduces transport-related damage to the thermal material and restricts it to areas of the thermal material which require simple post-processing, in particular in a coupled state Casting rolling process, are accessible.
  • a transport roller in particular for a roller hearth furnace, comprising a rotating shaft and at least one support ring element enclosing the shaft at least partially, wherein a rotation axis of the support ring element is arranged coaxially with the shaft, characterized in that the support ring element at least one section with conical Cross section has.
  • the device according to the invention has the advantage over the prior art that due to the conical cross-section of the support ring elements, the support of the heat on the transport roller is limited to the outer edges of the heat. As a result, damage to the area of the outer edge of the réelleguts be restricted. In addition, the accumulation of damage on the outer edge constitutes an accumulation in the area of the trimming and is therefore of minor interest to the customer. Damage occurring on the outer edge can also be reduced or completely eliminated by post-processing, for example by means of milling or firing.
  • the transport roller has a plurality of support ring elements arranged on the shaft.
  • the conical cross section includes the cross section of a cone and the cross section of a truncated cone.
  • the use of truncated cones over cones has the additional advantage that in particular the spaced between the truncated cones region of the rotating shaft of the transport roller can be coated with insulating material such as refractory material, which in particular during transport through a furnace, the heat transfer of the furnace to the transport roller would be reduced.
  • the insulating material is also or exclusively arranged on the truncated cones and thus contributes to energy saving.
  • the at least one support ring element is mounted displaceably on the shaft. Due to the displaceable mounting on the shaft can be realized by active displacement of at least one support ring element in particular varying transport speeds at a constant drive speed. Another advantage slidably mounted on the shaft support ring elements is that with varying width of the heat the pass line of the transport direction can be met, so that the heat on entry or discharge from the oven rests correctly on the roller blinds connected to the oven.
  • the support ring element has an internal structure with ribs. As a result, the heat transfer is reduced by the support ring element and thus advantageously achieved a reduction in heat loss during transport.
  • the support ring element has a plurality of radially outwardly facing ribs.
  • the support ring element is solid. As a result, the stability and carrying capacity of the support ring element is maximized.
  • the support ring element has a first and a second main portion, wherein the first and second main portion have a conical cross section.
  • the transport roller has a first and a second support ring element, wherein the first and second support ring element each have at least one section with conical cross section.
  • the first and second main section and the first and second support ring element are arranged mirror-symmetrically with respect to a median plane, wherein the median plane is perpendicular to the axis of rotation of the transport roller.
  • the first and second main section or of the first and second supporting ring element is advantageously provided, which causes a bearing of theniesguts on the outer edges.
  • the first and second main sections form a double cone or the first and second support ring element two truncated cones arranged on a double cone.
  • the median plane passes through the center of the cylinder formed by the rotating shaft.
  • the first and second main portion and the first and second support ring element are spaced apart from each other.
  • a cylindrical section may be formed between the first and second main sections.
  • the first and second main sections form mutually mirrored truncated cones.
  • the arrangement of the third, cylindrical portion between the two truncated cones an increased deflection of the furnishedguts is possible without resting in the central region.
  • the third, cylindrical portion may also be formed thickened, so that it serves as a support in case of strong bending of the furnishedguts.
  • no support ring element can be arranged between the first and second support ring element.
  • the first and second support ring element for example, form two mirror-symmetrically arranged, spaced-apart truncated cones, whereby in turn reduces the heat transfer and a possible bending of the furnishedguts is reinforced without support in the central region.
  • a third support ring element with a cylindrical cross section is arranged between the first and second support ring element.
  • an emergency running ring is advantageously provided, which serves as a support in case of excessive bending of the heat.
  • the third support ring element is preferably arranged coaxially with the shaft.
  • the at least one support ring element has a first section with a first conical cross section and a second section with a second, different from the first conical cross section.
  • the first differs from the second conical cross section through the opening angle. It is thereby advantageously possible to adapt the support properties of the cherriesguts on the outer edges.
  • the first section can be arranged in an outer region of the support ring element and thus of the transport roller, and the second section can be arranged in an inner region of the support ring element and thus of the transport roller.
  • the first section preferably has a large opening angle and the second section has a smaller opening angle. The opening angle determines the contact areas of the cherriesguts on the transport roller.
  • Another object of the invention is a transport system, in particular for a roller hearth furnace, comprising a roller assembly having at least one transport roller according to one of the embodiments described above, wherein a rotation axis of the transport roller is arranged perpendicular to a transport direction of the transport system.
  • a plurality of transport rollers are arranged parallel to one another and perpendicular to the transport direction.
  • the transport system has at least one pressure element which exerts a pressure force acting from above for guiding the heat to the heat.
  • This pressure element can be designed in the form of a retaining role and in particular be attached as a side guide.
  • a preferably cylindrical roller is arranged in the transport system such that it is located above the réelleguts during transport of theéesguts. The retaining roller advantageously causes a better management of the heat as well as the stabilization of the heat in a centered position.
  • Another object of the invention is a method for transporting a cherriesguts, in particular a slab, wherein in a first step, the heat material is provided, wherein the heat in a second step by means of a transport system according to one of claims 10 to 1 1 by a furnace , in particular a roller hearth furnace, is transported, wherein in a third step damage to theéesguts be reduced by post, characterized in that the heat material is provided in the first step with a tapered outer edge.
  • the bearing surface is enlarged at the outer edges of the réelleguts by the tapered outer edge. This reduces the wear of the transport rollers and reduces the damage on the outer edge.
  • the heat is provided as a chamfered metal slab.
  • Another advantage of the beveled outer edge is an improved, centered guidance of the furnishedguts in the transport system.
  • the transport speed of the thermal material is preferably varied by an active displacement of the support ring elements.
  • a variation of the transport speed is so easily possible without the drive speed must be changed.
  • the transport system can advantageously be operated at a constant drive speed.
  • the third step comprises a milling and / or burning process. Milling and / or firing can advantageously reduce or completely eliminate the damage accumulated on the outer edge of the thermal material.
  • the first step comprises a casting process and the third step is followed by a rolling process.
  • the method is preferably a casting-rolling process, in particular a coupled casting-rolling process.
  • the thermal material is made available in a casting process and then transported through an oven, in particular a roller hearth furnace. During transport through the furnace, the heat is brought to the necessary for the rolling process, preferably homogeneous, temperature. It is also conceivable that elastic and plastic deformation mieux, as they arise due to high temperature creep when bending the furnishedguts during transport, are rolled out again in the subsequent rolling process.
  • Figure 1 shows a transport roller according to an exemplary preferred
  • Figure 2 shows a transport roller and a method for transporting a
  • Figure 3 shows a transport roller and a method for transporting a
  • FIG. 1 shows a transport roller 1 according to a preferred embodiment of the invention.
  • the transport roller 1 has a rotating shaft 2.
  • On this coaxially mounted is a support ring element 3.
  • the support ring element 3 has a first and a second conical section 12.
  • the support ring element 3 is designed as a double cone consisting of a first main section 6 and a second main section 7. That is, the first and second main sections 6, 7 each have a conical cross section, are conical in particular, and are arranged mirror-symmetrically with respect to a central plane of the rotary shaft 2.
  • the support ring element 3 is beispielswei- massively executed.
  • the support ring element 3 is connected to the shaft 2 in such a way that the support ring element 3 moves when the shaft 2 rotates.
  • the transport roller 1 forms part of a roller assembly of a transport system for thermal goods 4, in particular metal slabs.
  • the transport roller 1 and in particular the support ring element 3 is at least as wide as the maximum width of the transported by the transport system thermal goods 4.
  • outer edges 5 of the furnishedguts 4 zuente on the portions 12 of the support ring element.
  • the heat 4 is preferably not on.
  • the conical shape prevents contact between the lower side of the thermal material 4 and the transport roller 1 in the middle region even when the thermal material 4 deflects. This advantageously provides a transport roller 1, in which a mechanical action of the transport roller 1 occurs the heat 4 over the entire width of the heat 4 is avoided.
  • Such damage are in the case of metal slabs in edge near areas that can be repaired after firing by burning or milling and therefore for further processing and Use of slabs are of minor importance.
  • post-processing by burning or milling can reduce or completely eliminate damage to the outer edge 5.
  • damage in the area of the outer edge 5 can be subsequently eliminated even easier in the rolling stock not repaired slabs.
  • reworking by trimming can reduce or completely eliminate damage to the outer edge 5.
  • FIG. 2 shows a transport roller 1 and a method for transporting a thermal material 4 according to an exemplary preferred embodiment of the present invention.
  • the transport roller 1 has a rotating shaft 2, on which at least one support ring element 3 is mounted.
  • the first and second support ring element 8, 9 are preferably of identical design, but arranged mirror-symmetrically with respect to a central plane of the rotating shaft 2.
  • the first and second support ring elements 8, 9 each have at least one conical section 12.
  • the conical section 12 is in particular a truncated cone.
  • the support ring element 8, 9 it is conceivable, for example, for the support ring element 8, 9 to have a cylindrical and a conical section 12.
  • the support ring elements 8, 9 are arranged on the shaft 2, that the conical sections 12 each show to each other.
  • the first and second support ring element 8, 9 are spaced apart.
  • the thermal material 4 is provided with a bevelled outer edge 5.
  • the bevelled outer edge has a matched to the opening angle of the conical portion 12 inclination.
  • the bearing surface is advantageously increased at the outer edges 5 and thus reduces the wear of the roller 1.
  • the bevel reduces the damage in the area of the outer edge and promotes the centered transport.
  • the thermal material 4 is provided in a first step, in particular by a casting process.
  • the thermal material 4 is provided with the bevelled outer edge 5.
  • the slab is provided as a chamfered slab.
  • the transport of the furnishedguts 4 by an oven, in particular roller hearth furnace takes place. In the oven, the thermal material 4 is brought during transport to the temperature required for further processing, for example by a rolling process.
  • the transport takes place by means of a transport system.
  • the transport system has a plurality of transport rollers 1 arranged parallel to one another and arranged one behind the other in the transport direction.
  • a translation direction perpendicular to the axis of rotation is generated, by means of which the thermal material 4 is transported.
  • the outer edges 5 of theéesguts 4 on the conical portions 12 of the support ring elements 8, 9 is advantageously a support of theéesguts 4 on the transport roller 1 over the entire width of the réelleguts 4 avoided.
  • the contact between the thermal material 4 and the transport roller 1 is limited to a support region of the outer edge 5.
  • Damage to the underside of the thermal material 4 caused by mechanical action is thus advantageously limited to the region of the outer edges 5. These are, for example, for metal slabs, of lesser importance, since they are in an area accessible for repair by milling or burning. Furthermore, damage in the region of the outer edges 5 can be relatively easily reduced or eliminated by reworking in a third step. This can be done for example by milling or burning. This is of particular importance if the third step is followed by a rolling process, ie the transport roller 1 is used in a coupled casting / rolling process. Due to the coupled process caused by conventional transport rollers or transport systems damage to the entire width of the furnishedguts 4 are not easily eliminated by post processing. FIG.
  • the illustrated transport roller 1 differs by the transport roller 1 of the embodiment illustrated in FIG. 2 in that the first and second support ring elements 8, 9 have a rib structure 14 in the interior.
  • the rib structure 14 advantageously reduces the heat transport through the transport roller 1. In particular, heat losses through the rib structure 14 are reduced without compromising the stability of the transport roller 1.
  • the transport roller 1 differs from the transport roller 1 of FIG. 2 by a third support ring element 10 arranged between the first and second support ring elements 8, 9.
  • the third support ring element 10 is preferably designed as a cylinder. It serves to support the furnishedguts 4 in the case of excessive bending.
  • the third support ring element 10 thus forms an emergency running ring. It is preferably arranged centrally between the first and second support ring element 8, 9.
  • the support ring elements 8, 9 are also slidably mounted on the shaft 2. Through an active displacement of the support ring elements 8, 9 in the displacement direction 16, the pass line of the thermal material during transport through the furnace can be maintained more accurately and the transport speed can be varied without the drive speed of the transport system having to be changed.
  • the drive speed preferably remains constant.
  • the leadership of hills 4 is further preferably improved by retaining rollers 13. These are preferably designed with cylindrical bearing surfaces and arranged above the cherriesguts 4.
  • the holding rollers 13 are arranged so that they contact during transport, the heat 4 on its upper side, in particular in a region of the outer edges 5. As a result, an improved centering of the heat 4 during transport is also achieved.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Transportrolle, insbesondere für einen Rollenherdofen, aufweisend eine drehende Welle und mindestens ein die Welle mindestens bereichsweise umschließendes Tragringelement, wobei eine Rotationsachse des Tragringelements koaxial mit der Welle angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragringelement mindestens einen Abschnitt mit konischem Querschnitt aufweist. Die Erfindung umfasst weiterhin ein entsprechendes Transportsystem sowie ein Verfahren zum Transport eines Wärmeguts.

Description

Transportrolle und Transportsystem, insbesondere für einen Rollenherdofen Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Transportrolle, insbesondere für einen Rollenherdofen, aufweisend eine drehende Welle und mindestens ein die Welle mindestens bereichsweise umschließendes Tragringelement, wobei eine Rotationsachse des Tragringelements koaxial mit der Welle angeordnet ist.
Transportsysteme zum Transport von Wärmegut, insbesondere von Metallbrammen, durch kontinuierliche Öfen sind von zentraler Bedeutung in der metallverarbeitenden Industrie. Eine Möglichkeit des Transports von Wärmegut besteht darin, die Wärmegüter mittels einer Anordnung von drehbar gelagerten Rollen zu transportieren. Die Rollen weisen typischerweise eine drehbar gelagerte Welle auf und können darüber hinaus mit mehreren, die Welle bereichsweise umschließenden Tragringelementen ausgestattet sein. Das zu verarbeitende Material liegt auf der Rollenoberfläche oder den Tragringelementen auf. Hierbei kann es aufgrund des mechanischen Kontakts der typischerweise zylinderförmig ausgeführten und eben angeordneten Rollen zu Beschädigungen auf der Unterseite des Materials kommen. Besonders nachteilig ist, dass die Beschädigungen aufgrund der Anordnung der Rollen und Tragringe über die gesamte Breite des Wärmeguts verteilt sind. Eine die Beschädigungen reduzierende Nachbearbeitung ist somit nicht ohne Weiteres möglich. Dies gilt insbesondere dann, wenn das Transportsystem für einen gekoppelten Gieß-Walz-Prozess genutzt wird. Hierbei werden Metallbrammen nach dem Gießen durch einen Ofen transportiert und dabei auf eine homogene Walztemperatur gebracht, wobei es zu den beschriebenen Beschädigungen kommen kann. Aufgrund des gekoppelten Prozesses ist eine Nachbearbeitung der Bramme vor dem Walzen nicht ohne Weiteres möglich.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Transportrolle, insbesondere für einen Rollenherdofen sowie ein entsprechendes Transportsystem und Verfahren zur Verfügung zu stellen, das transportbedingte Beschädigungen am Wärmegut reduziert und auf Bereiche des Wärmeguts einschränkt, die einer einfachen Nachbearbeitung, insbesondere in einem gekoppelten Gieß-Walz-Prozess, zugänglich sind. Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Transportrolle, insbesondere für einen Rollenherdofen, aufweisend eine drehende Welle und mindestens ein die Welle mindestens bereichsweise umschließendes Tragringelement, wobei eine Rotationsachse des Tragringelements koaxial mit der Welle angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragringelement mindestens einen Abschnitt mit konischem Querschnitt aufweist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass aufgrund des konischen Querschnitts der Tragringelemente die Auflage des Wärmeguts auf der Transportrolle auf die Außenkanten des Wärmeguts beschränkt wird. Hierdurch werden Beschädigungen auf den Bereich der Außenkante des Wärmeguts eingeschränkt. Darüber hinaus stellt die Kumulation der Beschädigungen auf der Außenkante eine Kumulation im Bereich der Besäumung dar und ist somit von untergeordnetem Interesse für den Abnehmer. An der Außenkante auftretende Beschädigungen können außerdem durch Nachbearbeitung, beispielsweise mittels Fräsen oder Brennen, reduziert oder vollständig eliminiert werden.
Bevorzugt weist die Transportrolle mehrere auf der Welle angeordnete Tragringelemente auf. Der konische Querschnitt umfasst den Querschnitt eines Kegels und den Querschnitt eines Kegelstumpfs. Dabei hat die Verwendung von Kegelstümpfen gegenüber Kegeln den zusätzlichen Vorteil, dass insbesondere der zwischen den Kegelstümpfen beabstandete Bereich der drehenden Welle der Transportrolle mit isolierendem Material wie beispielsweise feuerfestem Material ummantelt werden kann, wodurch insbesondere beim Transport durch einen Ofen die Wärmeabgabe des Ofens an die Transportrolle reduziert würde. Es ist aber auch denkbar, dass das isolierende Material auch oder ausschließlich auf den Kegelstümpfen angeordnet ist und so zur Energieeinsparung beiträgt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform oder eines weiteren Gegenstands der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das mindestens eine Tragringelement verschiebbar auf der Welle gelagert ist. Durch die verschiebbare Lagerung auf der Welle lassen sich durch aktive Verschiebung des mindestens einen Tragringelements insbesondere variierende Transportgeschwindigkeiten bei konstanter Antriebsgeschwindigkeit realisieren. Ein weiterer Vorteil verschiebbar auf der Welle gelagerter Tragringelemente besteht darin, dass bei variierender Breite des Wärmegutes die Passlinie der Transportrichtung eingehalten werden kann, sodass das Wärmegut beim Eintrag oder Austrag aus dem Ofen korrekt auf den dem Ofen angeschlossenen Rollgängen aufliegt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Tragringelement eine Innenstruktur mit Rippen auf. Hierdurch wird der Wärmetransport durch das Tragringelement reduziert und somit vorteilhaft eine Reduzierung des Wärmeverlusts während des Transports erzielt. Bevorzugt weist das Tragringelement mehrere, radial nach außen weisende Rippen auf. In einer alternativen Ausführungsform ist das Tragringelement massiv ausgeführt. Hierdurch wird die Stabilität und Tragkraft des Tragringelements maximiert.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Tragringelement einen ersten und einen zweiten Hauptabschnitt aufweist, wobei der erste und zweite Hauptabschnitt einen konischen Querschnitt aufweisen.
In einer alternativen, bevorzugten Ausführungsform weist die Transportrolle ein erstes und ein zweites Tragringelement auf, wobei das erste und zweite Tragringelement je mindestens einen Abschnitt mit konischem Querschnitt aufweisen.
Weiterhin sind gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erste und zweite Hauptabschnitt bzw. das erste und zweite Tragringelement spiegelsymmetrisch bezüglich einer Mittelebene angeordnet, wobei die Mittelebene senkrecht zur Rotationsachse der Transportrolle verläuft. Hierdurch wird vorteilhaft eine Anordnung des ersten und zweiten Hauptabschnitts bzw. des ersten und zweiten Tragringelements zur Verfügung gestellt, die eine Auflage des Wärmeguts an den Außenkanten bewirkt. Insbesondere bilden der erste und zweite Hauptabschnitt einen Doppelkonus bzw. das erste und zweite Tragringelement zwei auf einem Doppelkonus angeordnete Kegelstümpfe. Die Mittelebene verläuft durch den Mittelpunkt des durch die drehende Welle gebildeten Zylinders.
Bevorzugt sind der erste und zweite Hauptabschnitt bzw. das erste und zweite Tragringelement voneinander beabstandet. Beispielsweise kann zwischen dem ersten und zweiten Hauptabschnitt ein zylinderförmiger Abschnitt ausgebildet sein. Es ist denkbar, dass der erste und zweite Hauptabschnitt spiegelsymmetrisch zueinander angeordnete Kegelstümpfe bilden. Durch die Anordnung des dritten, zylinderförmigen Abschnitts zwischen den beiden Kegelstümpfen wird ein verstärktes Durchbiegen des Wärmeguts ohne Aufliegen im Mittelbereich ermöglicht. Alternativ kann der dritte, zylinderförmige Abschnitt aber auch verdickt ausgebildet sein, so dass er im Falle eines starken Durchbiegens des Wärmeguts als Stütze dient. Zwischen dem ersten und zweiten Tragringelement kann beispielsweise kein Tragringelement angeordnet sein. Das erste und zweite Tragringelement können beispielsweise zwei spiegelsymmetrisch angeordnete, voneinander beabstandete Kegelstümpfe bilden, wodurch wiederum der Wärmetransport vermindert und ein mögliches Durchbiegen des Wärmeguts ohne Auflage im Mittelbereich verstärkt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen erstem und zweitem Tragringelement ein drittes Tragringelement mit zylinderförmigem Querschnitt angeordnet. Hierdurch wird vorteilhaft ein Notlaufring zur Verfügung gestellt, welcher im Falle eines zu starken Durchbiegens des Wärmeguts als Abstützung dient. Das dritte Tragringelement ist bevorzugt koaxial zur Welle angeordnet.
Es ist dabei denkbar, dass das mindestens eine Tragringelement einen ersten Abschnitt mit einem ersten konischen Querschnitt und einen zweiten Abschnitt mit einem zweiten, von dem ersten verschiedenen konischen Querschnitt aufweist. Insbesondere unterscheidet sich der erste von dem zweiten konischen Querschnitt durch den Öffnungswinkel. Es ist hierdurch vorteilhaft möglich, die Auflageeigenschaften des Wärmeguts an den Außenkanten anzupassen. Insbesondere kann der erste Abschnitt in einem äußeren Bereich des Tragringelements und damit der Transportrolle angeordnet sein und der zweite Abschnitt in einem inneren Bereich des Tragringelements und damit der Transportrolle angeordnet sein. Der erste Abschnitt weist bevorzugt einen großen Öffnungswinkel auf und der zweite Abschnitt einen kleineren Öffnungswinkel auf. Der Öffnungswinkel bestimmt die Auflagebereiche des Wärmeguts auf der Transportrolle.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Transportsystem, insbesondere für einen Rollenherdofen, aufweisend eine Rollenanordnung mit mindestens einer Transportrolle nach einer der vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen, wobei eine Rotationsachse der Transportrolle senkrecht zu einer Transportrichtung des Transportsystems angeordnet ist. Insbesondere ist eine Mehrzahl an Transportrollen parallel zueinander und senkrecht zur Transportrichtung angeordnet. Durch das erfindungsgemäße Transportsystem werden alle im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Transportrolle beschriebenen Vorteile erzielt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Transportsystem mindestens ein Druckelement, welches eine von oben wirkende Druckkraft zur Führung des Wärmegutes auf das Wärmegut ausübt, auf. Dieses Druckelement kann in Form einer Halterolle ausgeführt sein und insbesondere als Seitenführung angebracht sein. Insbesondere ist eine bevorzugt zylinderförmige Rolle derart im Transportsystem angeordnet, dass sie sich beim Transport des Wärmeguts oberhalb des Wärmeguts befindet. Die Halterolle bewirkt vorteilhaft eine bessere Führung des Wärmeguts sowie die Stabilisierung des Wärmeguts in einer zentrierten Position.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Transport eines Wärmeguts, insbesondere einer Bramme, wobei in einem ersten Schritt das Wärmegut zur Verfügung gestellt wird, wobei das Wärmegut in einem zweiten Schritt mittels eines Transportsystems nach einem der Ansprüche 10 bis 1 1 durch einen Ofen, insbesondere einen Rollenherdofen, transportiert wird, wobei in einem dritten Schritt Beschädigungen des Wärmeguts durch Nachbearbeitung reduziert werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmegut im ersten Schritt mit einer angeschrägten Außenkante zur Verfügung gestellt wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden alle im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Transportrolle beschriebenen Vorteile realisiert. Insbesondere wird durch die angeschrägte Außenkante die Auflagefläche an den Außenkanten des Wärmeguts vergrößert. Dies verringert die Abnutzung der Transportrollen und reduziert die Beschädigungen an der Außenkante. Insbesondere wird das Wärmegut als angefaste Metallbramme zur Verfügung gestellt. Ein weiterer Vorteil der abgeschrägten Außenkante ist eine verbesserte, zentrierte Führung des Wärmeguts im Transportsystem. Es wird somit ein Verfahren zur Verfügung gestellt, das eine verbesserte Führung des Wärmeguts ermöglicht.
Bevorzugt wird im zweiten Verfahrensschritt durch eine aktive Verschiebung der Tragringelemente die Transportgeschwindigkeit des Wärmeguts variiert. Insbesondere ist eine Variation der Transportgeschwindigkeit so einfach möglich, ohne dass die Antriebsgeschwindigkeit verändert werden muss. Das Transportsystem kann vorteilhaft mit konstanter Antriebsgeschwindigkeit betrieben werden.
In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform umfasst der dritte Schritt einen Fräs- und/oder Brennprozess. Durch Fräsen und/oder Brennen können vorteilhaft die an der Außenkante des Wärmeguts akkumulierten Beschädigungen reduziert oder vollständig eliminiert werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der erste Schritt einen Gießprozess und auf den dritten Schritt folgt ein Walzprozess. Bevorzugt handelt es sich bei dem Verfahren um einen Gieß-Walz-Prozess, insbesondere einen gekoppelten Gieß-Walz-Prozess. Dabei wird das Wärmegut in einem Gießverfahren zur Verfügung gestellt und anschließend durch einen Ofen, insbesondere einen Rollenherdofen, transportiert. Beim Transport durch den Ofen wird das Wärmegut auf die für den Walzprozess notwendige, bevorzugt homogene, Temperatur gebracht. Es ist außerdem denkbar, dass elastische und plastische Verfor- mungen, wie sie aufgrund von Hochtemperaturkriechvorgängen beim Durchbiegen des Wärmeguts während des Transports entstehen, im anschließenden Walzprozess wieder ausgewalzt werden.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den wesentlichen Erfindungsgedanken nicht einschränken.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Figur 1 zeigt eine Transportrolle gemäß einer beispielhaften bevorzugten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Figur 2 zeigt eine Transportrolle sowie ein Verfahren zum Transport eines
Wärmeguts gemäß einer beispielhaften bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Figur 3 zeigt eine Transportrolle sowie ein Verfahren zum Transport eines
Wärmeguts gemäß einer alternativen, beispielhaften bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ausführungsformen der Erfindung
In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
In Figur 1 ist eine Transportrolle 1 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Transportrolle 1 weist eine drehende Welle 2 auf. Auf dieser koaxial gelagert befindet sich ein Tragringelement 3. Das Tragringelement 3 weist einen ersten und einen zweiten konischen Abschnitt 12 auf. Insbesondere ist das Tragringelement 3 als ein aus einem ersten Hauptabschnitt 6 und einem zweiten Hauptabschnitt 7 bestehender Doppelkonus ausgeführt. Das heißt, erster und zweiter Hauptabschnitt 6, 7 weisen jeweils einen konischen Querschnitt auf, sind insbesondere kegelförmig, und sind bezüglich einer Mittelebene der drehenden Welle 2 spiegelsymmetrisch angeordnet. Das Tragringelement 3 ist beispielswei- se massiv ausgeführt. Insbesondere ist das Tragringelement 3 derart mit der Welle 2 verbunden, dass sich das Tragringelement 3 bei Drehung der Welle 2 mitbewegt. Die Transportrolle 1 bildet einen Teil einer Rollenanordnung eines Transportsystems für Wärmegüter 4, insbesondere Metallbrammen. Dabei ist die Transportrolle 1 und insbesondere das Tragringelement 3 mindestens so breit wie die maximale Breite der mittels des Transportsystems transportierten Wärmegüter 4. Insbesondere kommen Außenkanten 5 des Wärmeguts 4 auf den Abschnitten 12 des Tragringelements zuliegen. Im mittleren Bereich liegt das Wärmegut 4 bevorzugt nicht auf. Wie in Figur 1 gezeigt verhindert die konische Form einen Kontakt zwischen der Unterseite des Wärmeguts 4 und der Transportrolle 1 im mittleren Bereich auch bei Durchbiegung des Wärmeguts 4. Hierdurch wird vorteilhaft eine Transportrolle 1 zur Verfügung gestellt, bei der eine mechanische Einwirkung der Transportrolle 1 auf das Wärmegut 4 über die gesamte Breite des Wärmeguts 4 vermieden wird. Insbesondere akkumulieren sich durch eine mechanische Einwirkung der Transportrolle 1 bedingte Beschädigungen im Bereich der Außenkante 5 des Wärmeguts 4. Derlei Beschädigungen liegen im Falle von Metallbrammen in kantennahen Bereichen, die nach dem Ofenaustrag durch Brennen oder Fräsen repariert werden können und deshalb für die weitere Verarbeitung und Nutzung der Brammen von untergeordneter Bedeutung sind. Insbesondere kann eine Nachbearbeitung durch Brennen oder Fräsen Beschädigungen an der Außenkante 5 reduzieren oder vollständig eliminieren. Darüber hinaus sind auch im Walzgut nicht reparierter Brammen Beschädigungen im Bereich der Außenkante 5 nachträglich einfacher zu beseitigen. Insbesondere kann eine Nachbearbeitung durch Besäumen Beschädigungen an der Außenkante 5 reduzieren oder vollständig eliminieren. Mit der erfindungsgemäßen Transportrolle 1 lassen sich somit Transportsysteme, insbesondere für Rollenherdöfen, zur Verfügung stellen, die die Produktion besonders hochwertiger und beschädigungsfreier Wärmegüter 4, insbesondere Metallbrammen, auf einfachem und kostengünstigem Wege erlaubt.
In Figur 2 sind eine Transportrolle 1 sowie ein Verfahren zum Transport eines Wärmeguts 4 gemäß einer beispielhaften bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Transportrolle 1 weist eine drehende Welle 2 auf, auf der mindestens ein Tragringelement 3 gelagert ist. Bevorzugt weist die Transportrolle 1 ein erstes und ein zweites Tragringelement 8, 9 auf. Das erste und zweite Tragringelement 8, 9 sind bevorzugt baugleich ausgeführt, aber spiegelsymmetrisch bezüglich einer Mittelebene der drehenden Welle 2 angeordnet. Insbesondere weisen das erste und das zweite Tragringelement 8, 9 je mindestens einen konischen Abschnitt 12 auf. Der konische Abschnitt 12 ist insbesondere ein Kegelstumpf. Die Verwendung von Kegelstümpfen, in deren beabstandetem Bereich wärmeisolierendes Material auf die Welle aufgebracht ist, reduziert den Wärmetransport durch die Transportrolle 1 und somit beispielsweise die Wärmeabgabe des Ofens an die Transportrolle 1 . Es ist beispielsweise denkbar, dass das Tragringelement 8, 9 einen zylinderförmigen und einen konischen Abschnitt 12 aufweist. Dabei sind die Tragringelemente 8, 9 derart auf der Welle 2 angeordnet, dass die konischen Abschnitte 12 jeweils zueinander zeigen. Bevorzugt sind das erste und zweite Tragringelement 8, 9 voneinander beabstandet. Hierdurch wird vorteilhaft ein Aufliegen des Wärmeguts 4 im mittleren Bereich selbst bei Durchbiegen verhindert. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Wärmegut 4 mit einer angeschrägten Außenkante 5 zur Verfügung gestellt. Bevorzugt weist die angeschrägte Außenkante eine auf den Öffnungswinkel des konischen Abschnitts 12 abgestimmte Neigung auf. Hierdurch wird vorteilhaft die Auflagefläche an den Außenkanten 5 vergrößert und so die Abnutzung der Rolle 1 verringert. Weiterhin reduziert die Abschrägung die Beschädigungen im Bereich der Außenkante und fördert den zentrierten Transport. Bevorzugt wird das Wärmegut 4 in einem ersten Schritt, insbesondere durch einen Gießprozess, zur Verfügung gestellt. Dabei wird das Wärmegut 4 mit der abgeschrägten Außenkante 5 versehen. Insbesondere bei Metallbrammen wird die Bramme als angefaste Bramme zur Verfügung gestellt. Abschließend erfolgt der Transport des Wärmeguts 4 durch einen Ofen, insbesondere Rollenherdofen. Im Ofen wird das Wärmegut 4 während des Transports auf die für die Weiterverarbeitung, beispielsweise durch einen Walzprozess, notwendige Temperatur gebracht. Der Transport erfolgt mittels eines Transportsystems. Das Transportsystem weist mehrere, parallel zueinander und in Transportrichtung hintereinander liegend angeordnete Transportrollen 1 auf. Durch die Drehung der Transportrollen 1 in Drehrichtung 15 wird eine zur Drehachse senkrechte Translationsbewegung erzeugt, mittels der das Wärmegut 4 transportiert wird. Durch die Führung insbesondere der Außenkanten 5 des Wärmeguts 4 auf den konischen Abschnitten 12 der Tragringelemente 8, 9 wird vorteilhaft eine Auflage des Wärmeguts 4 auf der Transportrolle 1 über die gesamte Breite des Wärmeguts 4 vermieden. Insbesondere beschränkt sich der Kontakt zwischen Wärmegut 4 und Transportrolle 1 auf einen Auflagebereich der Außenkante 5. Durch mechanische Einwirkung hervorgerufene Beschädigungen an der Unterseite des Wärmeguts 4 werden so vorteilhaft auf den Bereich der Außenkanten 5 beschränkt. Diese sind, beispielsweise für Metallbrammen, von geringerer Bedeutung, da sie in einem einer Reparatur durch Fräsen oder Brennen zugänglichen Bereich liegen. Weiterhin können Beschädigungen im Bereich der Außenkanten 5 in einem dritten Schritt durch Nachbearbeiten verhältnismäßig leicht reduziert oder beseitigt werden. Dies kann beispielsweise durch Fräsen oder Brennen geschehen. Dies ist insbesondere von zentraler Bedeutung, wenn auf den dritten Schritt ein Walzprozess folgt, die Transportrolle 1 also bei einem gekoppelten Gieß-Walz-Verfahren zum Einsatz kommt. Aufgrund des gekoppelten Prozesses sind durch herkömmliche Transportrollen bzw. Transportsysteme verursachte Beschädigungen auf der gesamten Breite des Wärmeguts 4 nicht einfach durch Nachbearbeitung zu beseitigen. In Figur 3 sind eine Transportrolle 1 sowie ein Verfahren zum Transport eines Wärmeguts 4 gemäß einer alternativen beispielhaften bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die dargestellte Transportrolle 1 unterscheidet sich durch die Transportrolle 1 der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform zum einen dadurch, dass das erste und zweite Tragringelement 8, 9 im Inneren eine Rippenstruktur 14 aufweist. Die Rippenstruktur 14 reduziert vorteilhaft den Wärmetransport durch die Transportrolle 1. Insbesondere werden Wärmeverluste durch die Rippenstruktur 14 reduziert, ohne die Stabilität der Transportrolle 1 zu kompromittieren. Ferner unterscheidet sich die Transportrolle 1 von der Transportrolle 1 der Figur 2 durch ein zwischen erstem und zweitem Tragringelement 8, 9 angeordnetes drittes Tragringelement 10. Das dritte Tragringelement 10 ist bevorzugt als Zylinder ausgeführt. Es dient der Abstützung des Wärmeguts 4 im Falle eines zu starken Durchbiegens. Das dritte Tragringelement 10 bildet somit einen Notlaufring. Es ist bevorzugt mittig zwischen dem ersten und zweiten Tragringelement 8, 9 angeordnet. Die Tragringelemente 8, 9 sind darüber hinaus verschiebbar auf der Welle 2 gelagert. Durch eine aktive Verschiebung der Tragringelemente 8, 9 in Verschiebungsrichtung 16 lässt sich vorteilhaft die Passlinie des Wärmeguts beim Transport durch den Ofen genauer einhalten sowie die Transportgeschwindigkeit variieren, ohne dass die Antriebsgeschwindigkeit des Transportsystems verändert werden muss. Die Antriebsgeschwindigkeit bleibt bevorzugt konstant. Die Führung des Wärmeguts 4 wird weiterhin bevorzugt durch Halterollen 13 verbessert. Diese sind bevorzugt mit zylinderförmigen Auflageflächen ausgeführt und oberhalb des Wärmeguts 4 angeordnet. Bevorzugt sind die Halterollen 13 so angeordnet, dass sie beim Transport das Wärmegut 4 an seiner Oberseite, insbesondere in einem Bereich der Außenkanten 5, kontaktieren. Hierdurch wird außerdem eine verbesserte Zentrierung des Wärmeguts 4 beim Transport erreicht.
BEZUGSZEICHENLISTE-
1 Transportrolle
2 Drehende Welle
3 Tragringelement
4 Wärmegut
5 Außenkante des Wärmeguts
6 Erster Hauptabschnitt
7 Zweiter Hauptabschnitt
8 Erstes Tragringelement
9 Zweites Tragringelement
10 Drittes Tragringelement
1 1 Beabstandung
12 Abschnitt mit konischem Querschnitt
13 Halterolle
14 Rippenstruktur
15 Drehrichtung
16 Verschiebungsrichtung

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Transportrolle (1 ), insbesondere für einen Rollenherdofen, aufweisend eine drehende Welle (2) und mindestens ein die Welle (2) mindestens bereichsweise umschließendes Tragringelement (3), wobei eine Rotationsachse des Tragringelements (3) koaxial mit der Welle (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragringelement (3) mindestens einen Abschnitt (12) mit konischem Querschnitt aufweist.
2. Transportrolle (1 ) nach Anspruch 1 oder nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 , wobei das mindestens eine Tragringelement (3) verschiebbar auf der Welle (2) gelagert ist.
3. Transportrolle (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Tragringelement (3) eine Innenstruktur mit Rippen (14) aufweist.
4. Transportrolle (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Tragringelement (3) einen ersten und einen zweiten Hauptabschnitt (12, 6, 7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Hauptabschnitt (12, 6, 7) einen konischen Querschnitt aufweisen.
5. Transportrolle (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Transportrolle (1 ) ein erstes und ein zweites Tragringelement (3, 8, 9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Tragringelement (3, 8, 9) je mindestens einen Abschnitt (12) mit konischem Querschnitt aufweisen.
6. Transportrolle (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 5, wobei der erste und zweite Hauptabschnitt (12, 6, 7) bzw. das erste und zweite Tragringelement (3, 8, 9) spiegelsymmetrisch bezüglich einer Mittelebene angeordnet sind, wobei die Mittelebene senkrecht zur Rotationsachse der Transportrolle (1 ) verläuft.
7. Transportrolle (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei der erste und zweite Hauptabschnitt (12, 6, 7) bzw. das erste und zweite Tragringelement (3, 8, 9) voneinander beabstandet sind.
8. Transportrolle (1 ) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei zwischen erstem und zweitem Tragringelement (3, 8, 9) ein drittes Tragringelement (10) mit zylinderförmigem Querschnitt angeordnet ist.
9. Transportrolle (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das mindestens eine Tragringelement (3) einen ersten Abschnitt mit einem ersten konischen Querschnitt und einen zweiten Abschnitt mit einem zweiten, von dem ersten verschiedenen konischen Querschnitt aufweist.
10. Transportsystem, insbesondere für einen Rollenherdofen, aufweisend eine Rollenanordnung mit mindestens einer Transportrolle (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Rotationsachse der Transportrolle (1 ) senkrecht zu einer Transportrichtung des Transportsystems angeordnet ist.
1 1 . Transportsystem nach Anspruch 10, wobei das Transportsystem ein auf das zu transportierende Wärmegut (4) in Richtung der Transportrolle (1 ) wirkendes Druckelement, insbesondere eine Halterolle (13) aufweist.
12. Verfahren zum Transport eines Wärmeguts (4), insbesondere einer Bramme, wobei in einem ersten Schritt das Wärmegut (4) zur Verfügung gestellt wird, wobei das Wärmegut (4) in einem zweiten Schritt mittels eines Transportsystems nach einem der Ansprüche 10 bis 1 1 durch einen Ofen, insbesondere einen Rollenherdofen, transportiert wird, wobei in einem dritten Schritt Beschädigungen des Wärmeguts (4) durch Nachbearbeitung reduziert werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmegut (4) im ersten Schritt mit einer angeschrägten Außenkante (5) zur Verfügung gestellt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei im zweiten Verfahrensschritt durch eine aktive Verschiebung (16) der Tragringelemente (3, 8, 9) die Transportgeschwindigkeit des Wärmeguts (4) variiert wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 13, wobei der dritte Schritt einen Fräs- und/oder Brennprozess umfasst.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei der erste Schritt einen Gieß- prozess umfasst und auf den dritten Schritt ein Walzprozess folgt.
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