DE10223639B4

DE10223639B4 - Gekühlte Transportrolle für einen Ofen zur Wärmebehandlung von Körpern, insbesondere Brammen

Info

Publication number: DE10223639B4
Application number: DE2002123639
Authority: DE
Inventors: Karl Ernst Dipl.-Ing. Friedrich; Wolfgang Dr.-Ing. Rasim; Thomas Winkels-Herding; Manfred Zeimes; E.H.R. Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. Jeschar; Peter Dr. Voss-Spilker
Original assignee: ThyssenKrupp Steel AG
Current assignee: ThyssenKrupp Steel Europe AG
Priority date: 2002-05-28
Filing date: 2002-05-28
Publication date: 2006-02-23
Anticipated expiration: 2022-05-29
Also published as: DE10223639A1

Abstract

Gekühlte Transportrolle für einen Ofen zur Wärmebehandlung von Körpern, insbesondere Brammen, bei der auf einem Tragrohr (1) mit axialem Abstand voneinander mehrere Tragringe (2) und neben diesen und radial zurückversetzt eine Ummantelung (4) aus wärmeisolierendem Material (4a) angeordnet sind, wobei als Kühlung für das Tragrohr (1) ein von einem Rohr (6) gebildeter Kühlmittelkanal (6a) sich durch das Tragrohr (1) erstreckt, über den ein Kühlmedium zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Tragrohr (1) und der Ummantelung (4) ein im Betrieb von einem gasförmigen Kühlmedium durchströmter Ringkanal (5) vorgesehen ist, dass die Ummantelung (4) für dieses Kühlmedium durchlässig ist und dass die Ummantelung (4) mit dem Kühlmedium derart direkt beaufschlagbar ist, dass sie von dem Kühlmedium durchströmbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine gekühlte Transportrolle für einen Ofen zur Wärmebehandlung von Körpern, insbesondere Brammen, bei der auf einem Tragrohr mit axialem Abstand voneinander mehrere Tragringe und neben diesen und radial zurückversetzt eine Ummantelung aus wärmeisolierendem Material angeordnet sind, wobei als Kühlung für das Tragrohr ein von einem Rohr gebildeter Kühlmittelkanal sich durch das Tragrohr erstreckt, über den ein Kühlmedium zuführbar ist.

Transportrollen dieser und ähnlicher Art sind aus der Praxis und Patentliteratur bekannt. Bei solchen Transportrollen wird als Kühlmedium regelmäßig Wasser verwendet.

Bei einer bekannten Transportrolle ( DE 100 47 046 A1 ) ist die aus Ringkörpern bestehende Ummantelung unmittelbar auf dem Tragrohr angeordnet. Die Kühlung des Tragrohres erfolgt mittelbar durch das Kühlmedium, das in einen zentralen Kanal eingeleitet wird, der unter Bildung eines Ringkanals von einem mit Abstand vom Tragrohr angeordneten Rohr gebildet wird. Als Kühlmedium wird üblicherweise Wasser verwendet. Mit dieser mittelbaren Kühlung vom kühlmediumbeaufschlagten zentralen Kanal aus über den vom Ringkanal gebildeten Luftspalt hinweg kann eine Überhitzung des wärmeisolierenden Materials selbst dann nicht sicher verhindert werden, wenn Kühlwasser mit einer sehr großen Umlaufrate zugeführt wird. Die thermische Belastung bei dieser Art der Kühlung in Verbindung mit den im Betrieb bei der Rotation der Transportrolle hohen mechanischen Belastungen führen zu einem frühen Zerbröseln des wärmeisolierenden Materials. Deshalb haben solche indirekt durch Wasser gekühlten Transportrollen keine lange Standzeit. Eine unmittelbare Kühlung des Tragrohrs durch Kühlwasser ist praktisch nicht möglich, weil dann auch die in unmittelbarem, wärmeleitendem Kontakt mit dem Tragrohr stehenden Tragringe stark gekühlt werden, was zu der bekannten unerwünschten Streifenbildung auf durch den Ofen laufenden Brammen führt.

Bei einer anderen bekannten wassergekühlten Transportrolle der eingangs genannten Art ( DE 37 40 619 C1 ) bildet das Tragrohr mit dem rohrförmigen Kühlmittelkanal einen Ringraum, in den das Kühlmedium (Wasser) über radiale Auslassöffnungen des Kühlmittelkanals eintritt, so dass es das Tragrohr unmittelbar beaufschlagt. In dem Tragrohr sind im Bereich der Tragringe radiale Öffnungen vorgesehen, über die das Kühlmedium auch in unmittelbar unterhalb der Tragringe ausgebildete Ringräume gelangen kann. Bei dieser unmittelbaren Kühlung der Tragringe durch Wasser kann es zu einer unerwünscht starken Kühlung der Tragringe kommen, was dann zu der bekannten unerwünschten Streifenbildung auf durch den Ofen laufenden Brammen führt.

Bei einer anderen bekannten Transportrolle ( US 5 362 230 ; 5 421 724) wird das Kühlmittel, vorzugsweise Kühlwasser, von einem zentralen, vom Tragrohr selbst gebildeten Kühlmittelkanal über radiale Öffnungen in einen koaxialen Ringkanal eingeleitet, der im äußeren Bereich des Tragrohres oder zwischen dem Tragrohr und der Ummantelung ausgebildet ist und durch den dann das Kühlmedium hindurchströmen kann. Da auch in diesem Fall bevorzugt als Kühlmedium Wasser eingesetzt wird, besteht die Gefahr, dass die unmittelbar vom Wasser durchströmten Tragringe zu stark gekühlt werden mit der Folge nicht gewünschter Streifenbildung auf den transportierten Brammen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gekühlte Transportrolle für einen Ofen zur Wärmebehandlung von Körpern, insbesondere Brammen, zu schaffen, bei der das wärmeisolierende Material effektiv gekühlt wird, ohne dass dabei die Tragringe zu stark gekühlt werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. In den Unteransprüchen 2 bis 8 sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gekennzeichnet.

Bei der erfindungsgemäßen Transportrolle wird die Ummantelung wirksamer als bisher gekühlt, weil eine unmittelbare Kühlung der Ummantelung durch das in den Ringkanal eingeleitete gasförmige Kühlmedium erfolgt. Die sonst übliche mittelbare Kühlung durch Kühlwasser mit hoher Durchlaufrate erübrigt sich deshalb. Wegen der Verwendung eines gasförmigen Mediums als Kühlmittel kommt es auch nicht zu einer unerwünscht starken Kühlung der Tragringe.

Die Kühlwirkung der Ummantelung kann nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung noch wirksamer dadurch gemacht werden, dass vom Kühlmittelkanal radiale Austrittsöffnungen für das gasförmige Kühlmedium ausgehen, über die dem Ringkanal das Kühlmedium zuführbar ist. Da nicht Wasser, sondern ein gasförmiges Kühlmedium eingesetzt wird, wird auch eine zu starke Kühlung der auf diesem angeordneten Tragringe vermieden.

Die Gefahr einer unerwünschten Überhitzung des Tragrohres, die vor allem durch die abschirmende Wirkung der wärmeisolierenden Ummantelung erreicht wird, kann weiter dadurch vermindert werden, dass der kühlmittelbeaufschlagte Kanal mit dem Tragrohr einen weiteren Ringkanal bildet, dem das Kühlmedium über radiale Austrittsöffnungen zuführbar ist.

Die besonders kritischen Stellen des Tragrohres, das sind die Bereiche, wo die Tragringe am Tragrohr befestigt, insbesondere angeschweißt sind, können besonders intensiv gekühlt werden, wenn in dem Tragrohr Austrittsöffnungen für das Kühlmedium vorgesehen sind, deren Strahlrichtung auf die Bereiche des Tragrohres gerichtet ist, auf denen die Tragringe sitzen.

Vorzugsweise besteht die gasdurchlässige Ummantelung aus Schüttgut, Stampfmasse, porösen Formsteinen oder Fasermatten, das bzw. die innen- und außenseitig von perforierten Verkleidungen umschlossen ist bzw. sind.

Jeder Tragring kann auch unmittelbar gezielt gekühlt werden. Dafür ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Tragring im Radialquerschnitt ein U-förmiges Profil hat, dessen beide Schenkel in dem gasdurchlässigen Material der Ummantelung eingebettet sind und dessen Verbindungsstege mit der Außenseite der Ummantelung einen ringförmigen Sammelraum für das durch das gasdurchlässige Material zwischen den Stegen hindurchströmende gasförmige Medium bilden, wobei von dem Sammelraum Auslassöffnungen ausgehen, durch die das Kühlmedium in den Ofenraum entweichen kann.

Vorzugsweise trägt die Transportrolle an ihren beiden durch das Futter des Ofens geführten Enden jeweils einen auf dem Tragrohr abgestützten, gegenüber den Tragringen überhöhten Schutzring, der im Radialquerschnitt ein U-förmiges Profil hat, dessen beide Schenkel in dem gasdurchlässigen Material der Ummantelung eingebettet sind und dessen Verbindungssteg mit der Außenseite der Ummantelung einen ringförmigen Sammelraum für das durch das gasdurchlässige Material zwischen den Schenkeln hindurchströmende gasförmige Kühlmedium bildet, wobei von dem Sammelraum Auslassöffnungen ausgehen, durch die das Kühlmedium in den Ofenraum entweichen kann. Dabei ist von Vorteil, wenn bei der in einem Ofen eingebauten Transportrolle zwischen dem Futter des Ofens und dem Schenkel des Schutzringes ein spaltförmiger Strömungskanal ausgebildet ist, so dass der dem Futter zugewandte Schenkel des Schutzrings von dem Kühlmedium beaufschlagt wird. Diese Ausgestaltung trägt dazu bei, eine ausreichende Kühlung des Schutzrings sicherzustellen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel einer gekühlten Transportrolle für einen Ofen zur Wärmebehandlung von Brammen darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

1 einen mittleren Abschnitt einer Transportrolle im axialen Halbschnitt und

2 einen Endabschnitt der Transportrolle nach 1 im axialen Halbschnitt.

Bei der Transportrolle sind auf einem Tragrohr 1 mit axialem Abstand voneinander mehrere Tragringe 2 und endseitig Schutzringe 3 angeordnet, die im Radialquerschnitt ein U-Profil haben und an den äußeren Enden ihrer Schenkel 2a,b, 3a,b über einen Verbindungssteg 2c, 3c miteinander und an den inneren Enden ihrer Schenkel 2a,b, 3a,b am Tragrohr 1, insbesondere durch Schweißnähte, angeschlossen und fixiert sind. Der Zwischenraum zwischen diesen Tragringen 2 und den Schutzringen 3 ist mit einer Ummantelung 4 ausgefüllt, deren Oberfläche gegenüber der Lauffläche der Tragringe 2 etwas zurückversetzt ist. Die Ummantelung 4 besteht aus einem wärmeisolierenden, gasdurchlässigen Material, z.B. einer Stampfmasse 4a, porösen Formsteinen oder Fasermatten, und einer äußeren und inneren Verkleidung 4b, 4c aus perforiertem Blech. Getragen wird die Verkleidung von den auf dem Tragrohr 1 abgestützten Tragringen 2 und Schutzringen 3. Dabei ist die äußere Verkleidung auf seitlichen Vorsprüngen 2a*, 2b*, 3a* der Schenkel 2a, 2b, 3a abgestützt. Das Tragrohr 1 und die Verkleidung 4 bilden zwischen sich einen Ringkanal 5.

Die Tragringe 2 und die Schutzringe 3, deren Schenkel 2a,b, 3a in dem wärmeisolierenden Material eingebettet sind, haben im Bereich des Ringkanals 5 axiale Durchlässe 2a**, 2b**, 3a**.

Durch das Tragrohr 1 erstreckt sich mit radialem Abstand unter Bildung eines Ringkanals 7 ein zentrales Rohr 6, das einen Kanal 6a bildet, über den als Kühlmittel ein gasförmiges Medium zuführbar ist. Aus diesem Kanal 6a kann das gasförmige Medium über verteilt angeordnete radiale Auslässe 6b in den Ringkanal 7 strömen, um das Tragrohr 1 direkt zu kühlen. Das Tragrohr 1 weist im Bereich eines jeden Trag- und Schutzringes 2, 3 eine radiale Austrittsöffnung 1a für das Kühlmedium auf, so dass es einerseits die Trag- und Schutzringe 2, 3 beaufschlagt und andererseits sich axial im Ringkanal 5 verteilen kann, um die Ummantelung 4 zu durchströmen, die dadurch wirksam unmittelbar gekühlt wird. Damit auch die U-förmig profilierten Trag- und Schutzringe 2, 3 ausreichend gekühlt werden, weist ein zwischen dem Verbindungssteg 2c, 3c des Trag- und Schutzringes 2, 3 und der Außenseite des der Ummantelung 4 ausgebildeter Sammelraum 8, 9 seitliche Auslässe 8a,b, 9a auf. Außerdem kann das Kühlmedium durch einen spaltförmigen Kanal 10 zwischen dem Futter des Ofen und dem Schutzring 3 in den Ofenraum strömen und dabei den Schutzring 3 kühlen.

Claims

Gekühlte Transportrolle für einen Ofen zur Wärmebehandlung von Körpern, insbesondere Brammen, bei der auf einem Tragrohr (1) mit axialem Abstand voneinander mehrere Tragringe (2) und neben diesen und radial zurückversetzt eine Ummantelung (4) aus wärmeisolierendem Material (4a) angeordnet sind, wobei als Kühlung für das Tragrohr (1) ein von einem Rohr (6) gebildeter Kühlmittelkanal (6a) sich durch das Tragrohr (1) erstreckt, über den ein Kühlmedium zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Tragrohr (1) und der Ummantelung (4) ein im Betrieb von einem gasförmigen Kühlmedium durchströmter Ringkanal (5) vorgesehen ist, dass die Ummantelung (4) für dieses Kühlmedium durchlässig ist und dass die Ummantelung (4) mit dem Kühlmedium derart direkt beaufschlagbar ist, dass sie von dem Kühlmedium durchströmbar ist.
Transportrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vom Kühlmittelkanal (6a) radiale Austrittsöffnungen (6b) ausgehen, über die dem Ringkanal (5) das Kühlmedium zuführbar ist.
Transportrolle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelkanal (6a) mit dem Tragrohr (1) einen weiteren Ringkanal (7) bildet, dem das Kühlmedium über die radialen Austrittsöffnungen (6b) zuführbar ist.
Transportrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Tragrohr (1) Austrittsöffnungen (1a) für das Kühlmedium vorgesehen sind, deren Strahlrichtung auf die Bereiche des Tragrohres (1) gerichtet ist, auf denen die Tragringe (2) sitzen.
Transportrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (4a) der Ummantelung (4) Schüttgut oder Stampfmasse ist, das/die innen- (5) und außenseitig von perforierten Verkleidungen (4b, 4c) umschlossen ist.
Transportrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Tragring (2) im Radialquerschnitt ein U-förmiges Profil hat, dessen beide Schenkel (2a, 2b) in dem gasdurchlässigen Material (4a) der Ummantelung (4) eingebettet sind und dessen Verbindungsstege (2c) mit der Außenseite der Ummantelung (4) einen ringförmigen Sammelraum (8) für das durch das gasdurchlässige Material (4a) zwischen den Schenkeln (2a, 2b) hindurchströmende gasförmige Kühlmedium bilden, wobei von dem Sammelraum (8) Auslassöffnungen (8a, 8b) ausgehen, durch die das Kühlmedium in den Ofenraum entweichen kann.
Transportrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportrolle an ihren beiden durch das Futter des Ofens geführten Enden jeweils einen auf dem Tragrohr (1) abgestützten, gegenüber den Tragringen (2) überhöhten Schutzring (3) trägt, der im Radialquerschnitt ein U-förmiges Profil hat, dessen beide Schenkel (3a, 3b) in dem gasdurchlässigen Material (4a) der Ummantelung (4) eingebettet sind und dessen Verbindungssteg (3c) mit der Außenseite der Ummantelung (4) einen ringförmigen Sammelraum (9) für das durch das gasdurchlässige Material (4a) zwischen den Schenkeln (3a, 3b) hindurchströmende Kühlmedium bildet, wobei von dem Sammelraum (9) Auslassöffnungen (9a) ausgehen, durch die das Kühlmedium in den Ofenraum entweichen kann.
Transportrolle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei der in einem Ofen eingebauten Transportrolle zwischen dem Futter (8) des Ofens und dem Schenkel (3b) des Schutzringes (3) ein Strömungskanals (10) angeordnet ist, durch den das Kühlmedium in den Ofenraum entweichen kann.