EP0536521B1

EP0536521B1 - Hubbalkenofen

Info

Publication number: EP0536521B1
Application number: EP19920114498
Authority: EP
Inventors: Corrado Ballabene
Original assignee: Techint Compagnia Tecnica Internazionale SpA
Current assignee: Techint Compagnia Tecnica Internazionale SpA
Priority date: 1991-10-11
Filing date: 1992-08-26
Publication date: 1997-07-23
Anticipated expiration: 2012-08-26
Also published as: DE4133698A1; CA2077137A1; EP0536521A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Hubbalkenofen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Zum Befördern von Glühgut, insbesondere Brammen während des Glühens sind Hubbalkenöfen und Schrittmacheröfen seit langem bekannt. Sie werden in Walzwerken bevorzugt verwendet, weil sie ein gleichmäßigeres Durchwärmen und beschädigungsfreieres Transportieren des Glühgutes als z.B. Stoßöfen gewährleisten.
Beim Transport durch den Ofen wird das Glühgut nach jedem Hub von dem Hubbalken für einige Minuten auf den Festbalken abgesetzt. Diese Transportpausen ermöglichen einerseits ein ausreichendes Verweilen des Glühguts im Ofen und andererseits die Rückkehr der Hubbalken in ihre abgesenkte Ausgangsstellung. Da auch bei hoher Ofentemperatur die Form und die Tragfähigkeit der Hub- und der Festbalken erhalten bleiben muß, bestehen sie meist aus von Kühlmitteln durchströmten Rohren. Beim Verweilen des Glühguts auf den gekühlten Festbalken entstehen jedoch an den Berührungsstellen des Glühguts Temperarutunterschiede bis etwa 150°C, sogenannte Kühlschatten.
Temperaturunterschiede des Glühguts beeinträchtigen die Oberflächengüte, die Maßhaltigkeit und die technologischen Eigenschaften des Glühguts, so daß der Walzwerker eine Verminderung der unvermeidlichen Temperaturunterschiede im Glühgut auf unter 30°C anstrebt.
In der deutschen Offenlegungsschrift 34 40 126 ist ein Durchlaufofen beschrieben, bei dem die im wesentlichen eine gemeinsame Längsachse aufweisenden Balkenabschnitte abwechselnd aus Festbalkenabschnitten und Hubbalkenabschnitten bestehen und die auf den ersten Festbalkenabschnitt folgenden Festbalkenabschnitte an ihren dem Ofenanfang zugekehrten Enden seitlich abgewinkelt sowie an den benachbarten Hubbalkenabschnitten vorbeigeführt sind.
Bei diesem Hubbalkenofen lassen sich sich in Vorschubrichtung ändernde Auflagestellen des Glühguts auf den Hub- und Festbalken schaffen, wobei dieselben Abmessungen wie ein Hubbalkenofen mit in Vorschubrichtung jeweils durchgehenden Festbalken und Hubbalken eingehalten werden, ohne Einschränkungen der zu chargierenden Glühgutabmessungen in Kauf nehmen zu müssen.
Dieser bekannte Hubbalken hat sich bewährt, ergibt jedoch immer noch Kühlschatten, die bei besonders hohen Anforderungen an die Qualität des aus dem Glühgut hergestellten Fertigprodukts möglichst vermindert werden sollen.
Ein ähnlich aufgebauter Hubbalkenofen ist in der französischen Offenlegungsschrift 2 569 262 beschrieben. Die Festbalken und die Hubbalken sind mit gleichen Abständen voneinander angeordnet, wobei die Festbalken und die Hubbalken in der Mitte des Ofens im wesentlichen die gleiche Querverschiebung aufweisen, die einem Viertel des Zwischenraums zwischen zwei Festbalken oder zwei Hubbalken entspricht. Die Festbalken stützen sich mit Stehern auf dem Ofenboden ab, während Stützen für die Hubbalken durch Öffnungen im Ofenboden reichen und auf einem gemeinsamen Verfahrrahmen angeordnet sind. Das Glühgut ruht auf an der Oberseite der Hubbalken und der Festbalken angeordneten Zapfen.
In der PCT-Offenlegungsschrift WO 86/01884 ist demgegenüber ein Tragsystem zum Abstützen von Wärmegut, das durch einen Wärmeofen gefördert wird, beschrieben, das aus einem mit einem in Förderrichtung verlaufenden gekühlten Tragrohr und diesem aufgesetzten, in Förderrichtung gegebenenfalls mit Abstand hintereinander angeordneten Reitern, an deren Oberseite Auflageflächen für das Wärmegut vorgesehen sind, besteht. Zur weitgehenden Beseitigung der Kühlwirkung des gekühlten Tragrohrs auf die aufliegenden Flächen des Wärmeguts sind die Reiter auf das Tragrohr aufgesetzt, deren das Wärmegut abstützende Auflageflächen im Wechsel links und rechts von einer Mittelebene des Tragsystems angeordnet sind. Die Auflageflächen der auf dem Tragrohr hintereinander angeordneten Reiter haben eine solche Breite und Anordnung, daß sie wechselseitig mindestens fünfzig Prozent der mit ihnen in Berührung kommenden Flächen des Wärmeguts für ein Beheizen freigeben. Für die Reiter befinden sich Halterungen auf dem Tragrohr, von denen nicht erkennbar ist, wie sie mit den Reitern zusammenwirken. Die Reiter liegen mit ihren unteren Flächen direkt auf dem Tragrohr auf, weswegen sich in den Berührungsflächen Aussparungen befinden, um den Wärmeübergang zwischen Tragrohr und Reiter zu vermindern.
In der gattungsbildenden deutschen Gebrauchsmusterschrift 89 01 064 ist ein Aufsatzstück für kühlmitteldurchströmte Tragrohre in Wärmeöfen beschrieben, die mit mindestens einem mit dem Tragrohr unmittelbar oder mittelbar verbundenen Verriegelungselement und mit einer Aussparung zur Aufnahme des Verriegelungselements versehen sind, bei dem die Aussparung oder eine mit der Aussparung der Aufnahme eines Teils des Verriegelungselementes verbundene weitere Aussparung des Aufsatzstückes derart geformt ist, daß ein Teil des in dem Aufsatzstück aufgenommenen Verriegelungselements von außerhalb des Aufsatzstücks her derart zugänglich ist, daß das Verriegelungselement an der Zugänglichkeitsstelle mit dem Tragrohr oder einem stegförmigen Zwischenstück zum Tragrohr verschweißbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Hubbalkenofen zu schaffen, bei dem sich auf den einzelnen Hub- und Festbalken in Vorschubrichtung ändernde Auflagestellen des Glühguts ergeben, ohne daß es notwendig ist, die Abmessungen der Festbalken und der Hubbalken und deren Abstände zu ändern, um keine Einschränkungen der zu chargierenden Glühgutabmessungen in Kauf nehmen zu müssen. Des weiteren sollen die Hub- und die Festbalken so gestaltet sein, daß sie das hohe Gewicht des Glühguts problemlos aufnehmen können, wobei auf die Hub- und die Festbalken aufsetzbare Tragstege, ohne Hilfsmittel verwenden zu müssen, auswechselbar, dabei jedoch gegen ein Herabfallen gesichert sein sollen.
Ausgehend von dieser Aufgabenstellung wird vorgeschlagen, daß ein Hubbalkenofen der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß einen mittigen Auflagefuß an jedem Tragsteg und einen Auflagefuß an einem Endbereich bei etwas schräg gestelltem Tragsteg, unter die Rastvorsprünge schiebbare Fortsätze aufweist, wobei am Längssteg im Bereich eines mittigen Auflagefußes und/oder eines Auflagefußes an einem Endbereich seitliche, in dem Bereich des bzw. der Auflagefüße vorstehende, nach dem Absenken des Tragstegs eine Längsverschiebung verhindernde Vorsprünge angeordnet sind, und daß die auf die Längsstege aufgesetzten Tragstege unter einem Winkel zur Längsachse der Rohre verlaufen.
Diese Tragstege sind so schmal, daß sie nur über die Breite der Hub- bzw. Festbalken schräg verlaufen, wodurch jedoch eine ausreichende Verlagerung der Auflagestellen erreicht wird, die zu einer gleichmäßigeren Temperaturverteilung in dem Glühgut führt.
Die Längsstege dienen somit zum Halten der Tragstege, die durch die die Rastvorsprünge untergreifenden Fortsätze gesichert werden. Während die Rastvorsprünge verhindern sollen, daß die Tragstege von den Längsstegen herunterfallen oder abkippen, dienen die weiteren Vorsprünge dazu, eine Längsverschiebung zu verhindern.
Die Tragstege lassen sich daher in einfacher Weise auf die Hub- oder Festbalken dadurch aufsetzen, daß zunächst ein etwas schräg gestellter Tragsteg mit einem Auflagefuß an einem Endbereich so aufgesetzt und verschoben wird, daß dieser Auflagefuß die entsprechenden Rastvorsprünge untergreift, wonach der schräg gehaltene Tragsteg abgesenkt wird, so daß der mittlere Auflagefuß und/oder ein Auflagefuß am anderen Endbereich in Längsrichtung beidseitig von den die Längsverschiebung verhindernden Vorspüngen eingeschlossen ist.
Vorzugsweise können mehrere aufeinanderfolgende Tragstege auf einem Hubbalken und/oder Festbalken befestigt sein, so daß sich ein relativ großer Winkel für die Tragstege ergibt und sich somit die Auflagestellen bei jedem Schritt in einem ausreichend großen Maße verändern.
Aufeinanderfolgende Tragstege können den gleichen Winkel zur Längsachse einnehmen und benachbarte Enden der Tragstege in der Längsachse gegeneinander versetzt sein.
Ebenso können aufeinanderfolgende Tragstege den gleichen oder unterschiedliche, entgegengesetzt gerichtete Winkel zur Längsachse einnehmen und benachbarte Enden der Tragstege aneinanderstoßen.
Vorzugsweise können sowohl die Hubbalken als auch die Festbalken in Vorschubrichtung in Abschnitte unterteilt sein und sich in der Längsachse Hubbalken- und Festbalkenabschnitte miteinander abwechseln. Durch diese Anordnung wird ein Wandern der Auflagestellen zusätzlich zu dem durch die schräg verlaufenden Tragstege erreichten Wandern bewerkstelligt, wobei durch das Abwechseln der Hubbalken- und Festbalkenabschnitte verhältnismäßig große Abstände zwischen den Kühlschatten erreichbar sind, die dazu noch um die kleineren Werte, die sich aufgrund der schräg verlaufenden Tragstege ergeben, hin- und herwandern.
Ebenso wie auf den durchgehenden Hubbalken und Festbalken können auch auf den Hubbalken- und/oder Festbalkenabschnitten mehrere aufeinanderfolgende Tragstege angeordnet sein.
Da die Tragstege wegen des hohen Gewichts des Glühguts eine erhebliche mechanische Festigkeit aufweisen müssen, ist es vorteilhaft, daß jeder Tragsteg aus einem die Auflagefüße verbindenden geraden, auf dem entsprechenden Längssteg aufliegenden Teil und einem davon senkrecht abstehenden, jeweils schräg von einer Auflagefußseite an einem Ende zur anderen Auflagefußseite am anderen Ende verlaufenden Tragteil besteht. Auf diese Weise erhält der Tragsteg eine erhebliche Gestaltfestigkeit, die bei geringem Materialaufwand hohe Lasten tragen kann.
Zu dieser Gestaltfestigkeit trägt des weiteren bei, daß jedes Tragteil aus im Bereich der endseitigen Auflagefüße zu dem Längssteg parallelen Endbereichen und einem diese Endbereiche verbindenden, schräg verlaufenden Zwischenbereich besteht.
Eine weitere Maßnahme zum Vermindern der Temperaturunterschiede im Bereich der Kühlschatten trägt dazu bei, daß die Hub- und Festbalken bzw. -abschnitte eine nur den oberen Bereich der Tragstege freilassende, hochhitzebeständige Isolierung aufweisen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1: eine Draufsicht eines erfindungsgemäßen Hubbalkenofens,
Fig. 2: eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Tragsteg,
Fig. 3: eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Tragstegs und eines diesen tragenden Rohres,
Fig. 4: einen Querschnitt entlang der Linie IV - IV in Fig. 3,
Fig. 5: einen Querschnitt entlang der Linie V - V in Fig. 3 und
Fig. 6: einen Querschnitt entlang der Linie VI - VI in Fig. 3.

Ein Hubbalkenofen 1 besteht im wesentlichen aus einem feuerfesten Gehäuse 2 mit Decken- und Seitenbrennern 3.
In der oberen Hälfte von Fig. 1 sind durchlaufende Festbalken 4 und durchlaufende Hubbalken 5 dargestellt. Beide stützen sich mit nicht dargestellten Stehern auf dem ofenboden ab. Bezüglich dieser Einzelheiten und des Antriebs der Hubbalken 4 wird auf die deutsche Offenlegungsschrift 34 40 126 verwiesen.
In der unteren Hälfte der Fig. 1 sind Fest- und Hubbalken dargestellt, die in Festbalkenabschnitte 6 bis 9 und Hubbalkenabschnitte 10 bis 13 unterteilt sind. Diese Abschnitte 6 bis 9 und 10 bis 13 werden zum Ofenende hin kürzer, damit in Transportrichtung ein häufigeres Wechseln der Berührungsstellen erfolgt.
Die auf den ersten Festbalkenabschnitt 6 folgenden Festbalkenabschnitte 7, 8, 9 sind einseitig gekröpft, damit ihr dem Ofenanfang zugekehrtes Ende seitlich an den benachbarten Hubbalkenabschnitten 10, 11, 12 vorbeiführt und so die Bewegungsfreiheit der Hubbalkenabschnitte 10 bis 13 und die volle Tragfähigkeit der Festbalkenabschnitte 6 bis 9 gewährleistet ist.
Die Festbalkenabschnitte 6 bis 9 und die Hubbalkenabschnitte 10 bis 13 wechseln sich in Vorschubrichtung in der Längsachse miteinander ab.
Sowohl auf den durchgehenden Festbalken 4 und Hubbalken 5 als auch auf den Festbalkenabschnitten 6 bis 9 und Hubbalkenabschnitten 10 bis 13 sind schräg verlaufende Tragstege 14 angeordnet. Durch diese schräg verlaufenden Tragstege wird bereits bei den durchgehenden Festbalken 4 und den dazu parallelen Hubbalken 5 ein ständiges Wandern der Auflagepunkte des Glühguts beim Transport durch den Hubbalkenofen 1 erreicht, so daß der Temperaturunterschied im Bereich der Kühlschatten erheblich verringert wird.
Werden dazu noch die Festbalkenabschnitte 6 bis 9 und die Hubbalkenabschnitte 10 bis 13 in der Längsachse jeweils abwechselnd angeordnet, wird ein zusätzlicher Ausgleich des Temperaturunterschieds erreicht, da das Glühgut auf den Hubbalkenabschnitten 10 bis 13 jeweils nur während des Transports aufliegt, auf den Festbalkenabschnitten 6 bis 9 jedoch längere Zeit verweilt.
Während bei durchgehenden Festbalken 4 und Hubbalken 5 der Winkel der Tragstege 14 zur Längsachse jeweils gleich und gleich gerichtet sein kann, kann es bei der Anordnung der Tragstege 14 auf den Festbalkenabschnitten 6 bis 9 und den Hubbalkenabschnitten 10 bis 13 aus baulichen Gründen erforderlich sein, bei einigen aufeinanderfolgenden Tragstegen 14 den gleichen oder ungleichen, aber entgegengesetzt gerichteten Winkel zur Längsachse vorzusehen, so daß benachbarte Enden der Tragstege 14 in diesem Bereich aneinanderstoßen.
Hinsichtlich des Temperaturausgleichs im Bereich der Kühlschatten macht dies keinen bedeutenden Unterschied.
Wie sich aus den Fig. 2 bis 6 ergibt, bestehen die Festbalken 4, die Hubbalken 5 bzw. die Festbalkenabschnitte 6 bis 9 und die Hubbalkenabschnitte 10 bis 13 aus waagerechten, gekühlten Rohren 15, auf deren Oberseite ein axialer Längssteg 16 aufgeschweißt ist. Dieser axiale Längssteg 16 dient als Halterung für die Tragstege 14.
In regelmäßigen Abständen sind an die axialen Längsstege 16 seitliche Rastvorsprünge 17, 18 angeschweißt.
Die Tragstege 14 weisen in den Endbereichen Auflagefüße 19, 21 und etwa mittig einen weiteren Auflagefuß 20 auf. Diese Auflagefüße 19 bis 21 übergreifen den Längssteg 16, wobei der Auflagefuß 19 untere, seitliche Fortsätze 22 aufweist, die die Rastvorsprünge 17 untergreifen.
Die Rastvorsprünge 18 sind im Bereich des mittigen Auflagefußes 20 angeordnet und liegen jeweils an gegenüberliegenden Seiten dieses Auflagefußes 20 an. Somit dienen die Rastvorsprünge 17 dazu, ein Abheben des Tragstegs 14 von dem Längssteg 16 zu verhindern, während die Rastvorsprünge 18 eine Längsverschiebung des Tragstegs 14 blockieren.
Zur Montage läßt sich ein Tragsteg 14 schräg mit seinem Auflagefuß 19 so über den Längssteg 16 setzen, daß er diesen übergreift und sich axial verschieben läßt, bis die seitlichen Rastvorsprünge 17 von den Fortsätzen 22 untergriffen werden. Wird jetzt der Tragsteg 14 ganz auf den Längssteg 16 abgesenkt, gelangt der Auflagefuß 20 in den Bereich zwischen den Rastvorsprüngen 18 und wird dadurch axial festgelegt. Der Tragsteg 14 ist nunmehr sowohl gegen axiales Verschieben als auch gegen Herabfallen und Abkippen von dem Längssteg 16 gesichert.
Im Bereich des Auflagefußes 21 lassen sich zusätzliche, eine axiale Verschiebung verhindernde Rastvorsprünge anordnen.
Jeder Tragsteg 14 weist ein gerades, auf dem Längssteg 16 aufliegendes Teil 23 auf, das die Auflagefüße 19, 20, 21 miteinander verbindet. Von einer Seite des Auflagefußes 19 und von der entgegengesetzten Seite des Auflagefußes 21 ragen parallele Endbereiche 25, 26 auf, die über einen schrägen Zwischenbereich 27 miteinander verbunden sind. Die Endbereiche 25, 26 und der Zwischenbereich 27 bilden das Tragteil 24 am Tragsteg 14.
Es ist erkennbar, daß der Abstand zwischen dem Endbereich 25 und dem Endbereich 26 etwa in der Größenordnung des Durchmessers des gekühlten Rohres 15 liegt, so daß durch den schrägen Verlauf des Tragteils 24 der Tragstege 14 keine Vergrößerung der Abmessungen der Festbalken 4 und Hubbalken 5 bzw. der Festbalkenabschnitte 6 bis 9 und Hubbalkenabschnitte 10 bis 13 eintritt.
Das Kühlrohr 15 kann mit einer hochhitzebeständigen Isolierung 28 ummantelt sein, aus der nur das Tragteil 24 der Tragstege 14 herausragt, so daß die Rohre 15 nicht übermäßig aufgeheizt werden und ein Abkühlen des Glühguts nur im Bereich der Auflagefläche auf die Tragteile 24 erfolgt. Dies trägt auch dazu bei, den Temperaturunterschied in den Kühlschatten des Glühguts zu vermindern.

Claims

Hubbalkenofen, der mit ihren Längsachsen parallel zur Vorschubrichtung angeordnete, gekühlte Festbalken (4, 6, 7, 8, 9) bildende Rohre (15) und mit ihrer Längsachse parallel zur Vorschubrichtung und zu den Festbalken angeordnete, gekühlte Hubbalken (5;10,11,12,13) bildende Rohre (15), auf die Oberseiten der Rohre (15) geschweißte Längsstege (16), mit seitlichen Rastvorsprüngen (17,18) an den Längsstegen, auf die Längsstege aufgesetzte Tragstege (14), sowie an den Endbereichen der Tragstege (14) angeordnete, die Längsstege (16) übergreifende Auflagefüße (19,20,21) besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Tragsteg (14) einen mittigen Auflagefuß (20) aufweist und daß ein Auflagefuß (19) an einem Endbereich bei etwas schräg gestelltem Tragsteg (14) unter die Rastvorsprünge (17) schiebbare Fortsätze (22) aufweist, wobei am Längssteg (16) im Bereich eines mittigen Auflagefußes (20) und/oder eines Auflagefußes (19,21) an dem Endbereich seitliche, in dem Bereich des bzw. der Auflageflächen (19,21) vorstehende, nach dem Absenken des Tragstegs (14) eine Längsverschiebung verhindernde Vorsprünge (18) angeordnet sind, und daß die auf die Längsstege (16) aufgesetzten Tragstege (14) unter einem Winkel zur Längsachse der Rohre (15) verlaufen.
Hubbalkenofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Tragsteg (14) an den Endbereichen und mittig die Längsstege (16) übergreifende Auflagefüße (19, 20, 21) aufweist.
Hubbalkenofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Tragsteg (14) aus einem die Auflagefüße (19, 20, 21) verbindenden geraden, auf dem entsprechenden Längssteg (16) aufliegenden Teil (23) und einem davon senkrecht abstehenden, jeweils schräg von einer Auflagefußseite an einem Ende zur anderen Auflagefußseite am anderen Ende verlaufenden Tragteil (24) besteht.
Hubbalkenofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Tragteil (24) aus im Bereich der randseitigen Auflagefüße (19, 21) zu dem Längssteg (16) parallelen Endbereichen (25, 26) und einem diese Endbereiche verbindenden, schräg verlaufenden Zwischenbereich (27) besteht.
Hubbalkenofen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere aufeinanderfolgende Tragstege (14) auf einem Hubbalken (5; 10, 11, 12, 13) und/oder Festbalken (4; 6, 7, 8, 9) befestigt sind.
Hubbalkenofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinanderfolgenden Tragstege (14) den gleichen Winkel zur Längsachse einnehmen und benachbarte Enden der Tragstege (14) in der Längsachse gegeneinander versetzt sind.
Hubbalkenofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinanderfolgenden Tragstege (14) den gleichen aber entgegengesetzt gerichteten Winkel zur Längsachse einnehmen und benachbarte Enden der Tragstege aneinanderstoßen.
Hubbalkenofen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Hubbalken als auch die Festbalken in Vorschubrichtung in Abschnitte (6, 7, 8, 9; 10, 11, 12, 13) unterteilt sind und sich in der Längsachse Hubbalken- und Festbalkenabschnitte miteinander abwechseln.
Hubbalkenofen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere aufeinanderfolgende Tragstege (14) auf einem Hubbalken- und/oder Festbalkenabschnitt (6, 7, 8, 9; 10, 11, 12, 13) angeordnet sind.
Hubbalkenofen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hub- und Festbalken (4, 5; 6, 7, 8, 9; 10, 11, 12, 13) und das aufliegende Teil (23) eine nur den oberen Bereich der Tragstege (14) freilassende, hochhitzebeständige Isolierung (27) aufweisen.