Wickelofen
Die Erfindung betrifft einen Wickelofen, insbesondere einen Wickelofen für Steckelwalzwerke, in denen ein warmgewalztes Band im Hin- und Hertransport jeweils reversierend auf einer Ofentrommel im Ofeninneren auf- und abwickelt und gegebenenfalls erwärmt wird, umfassend auf der beweglichen Ofenklappe des Wickelofens montierte Leittische zum Einfädeln und / oder Führen des Walzbandes, wobei die Ofenklappe und der Wickelofen separate Baukörper sind, die Ofenklappe auf einem unterhalb des Wickelofens befindlichen Teil ei- nes Rollgangrahmens angeordnet ist und die Ofenklappe in wenigstens zwei zueinander klappbare Elemente aufgeteilt ist und beide Klappenelemente über eine Klappenlagerung verbunden und schwenkbar ausgebildet sind.
Aus der DE 743 011 ist ein Steckel-Haspelofen mit schwenkbarem Wipptisch, Entzunderungsrolle und Abstreifer bekannt, wobei der Wipptisch mit einer
Druckrolle versehen ist, die sich beim Hochschwenken des Wipptisches gegen die Entzunderungsrolle legt und mit dieser zusammen einen Streifenzieher bildet, der beim Abwickeln das bandförmige Walzgut von der Haspeltrommel zieht und der Abstreifer verschiebbar gelagert ist.
DE 685 904 beschreibt ein Umkehrwalzwerk zum Auswalzen von Blöcken zu Streifen und Bändern mit zu beiden Seiten des Walzwerks angeordneten Haspelöfen und in der Höhe verstellbaren Treibwalzen sowie zu beiden Seiten des Walzwerks angeordneten einstellbaren Führungen für das Walzgut, mit dem das Walzgut bis zu einer gewissen Stärke hin und her gewalzt und, sobald es haspelfähig geworden ist, in den Haspelöfen auf und ab gehaspelt wird. Dabei wird durch den Anlass- und Umkehrschalter für den Antriebsmotor der Arbeitswalzen sowohl je eine Steuervorrichtung für das Anstellen der Treibwalzen an der Ein- und Austrittsseite als auch eine Umstellung der Führungsleisten beim Richtungswechsel der Arbeitswalzen ausgelöst wird.
Bei diesen bekannten Vorrichtungen versuchte man das Aufspringen des Wickels durch so genannte Fϋhrungsbalken, die kreisförmig um den Wickel angeordnet waren, zu vermeiden. Da die Führungsbalken fix an einer Position angebracht waren, war ihre Wirksamkeit nur bei einem bestimmten Wickelgewicht gegeben. Damit begrenzten sie das Wickelgewicht nach oben und gleichzeitig nach unten, was eine flexible Produktion mit der jeweiligen Anlage beeinträchtigte. Ferner sahen sie einen Abstreifer vor, um das Bandende vom Wickel zu lösen und aus dem Wickelofen zu führen. Da der aufwendig gestaltete Abstreifer zwischen Ofen und Walzgerüst angebracht werden musste, schränkte er merklich die Sicht auf das Band ein.
In der US 5,637,249 wird beschrieben, dass man mit Hilfe einer beheizten Treibeinrichtung in der Ofenöffnung das Metallband quasi ganz im Wickelofen aufwickeln kann. Beheizt werden soll der Treiber durch eine separate Heizquelle. Diese Lösung erweist sich technisch als sehr aufwendig und kann die Länge des sich unzulässig abkühlenden Bandes nur minimieren. Denn um sicher gewährleisten zu können, dass das Band aus dem Wickelofen wieder heraus gefördert werden kann, darf das Band die Treibeinrichtung nicht verlassen. Diese bedeutet aber, dass unter Betriebsbedingungen das Bandende nie in den Wickelofen gefördert wird.
In der EP 0 619 377 B1 wird der Gedanke eines Treibers in Kombination mit einer Dreirollenbiegeeinrichtung und eines Abstreifers erläutert. Um den Treiber und die Dreirollenbiegeeinrichtung zu kombinieren wurden zwei Rollen in die Wand des Wickelofens eingebaut, so dass sie sich teils im und teils außerhalb des Ofens befinden. Als dritte Rolle, um die gebogen wird, wird die Ofentrommel verwendet. Da der Bund auf der Ofentrommel mit jeder Windung in seinem Durchmesser wächst, ist die Ofentrommel so gelagert, dass sie mittels Hydraulikzylinder in einer Führung verschoben werden kann. Das Bandende wird in der Treib-Biegeeinrichtung im Ofen gehalten, und zwar zwischen einer der RoI- len, die in die Wand des Wickelofens eingebaut ist und dem Bund. Mit dem Abstreifer soll sichergestellt werden, dass selbst, wenn das Bandende am Bund
klebt, dieses gelöst werden kann und das Bandende sicher aus dem Ofen ausgefördert wird.
Ein Nachteil dieser Vorrichtung ist, dass das Band, während es im Wickelofen gespeichert wird, mit den Rollen, die in der Wand des Wickelofens angeordnet sind, in Kontakt steht, die deutlich kälter sind als das Band selbst sind. Dieses hat zur Folge, dass das Bandende unzulässig abkühlt und lediglich, wie bei dem oben aufgeführten Dokumenten, mit noch aufwändigeren Einrichtungen die unterkühlte Bandlänge minimiert wird. Außerdem wird durch den Einbau der Rollen in die Ofenwand die Isolierung des Wickelofens geschwächt und sein Energieverbrauch erhöht.
Weitere Wickelöfen sind in DE 699 19 423 T2, DE 40 16 256 A1 und US 5,269,166 beschrieben.
Es gibt aber auch Fälle, in denen es wünschenswert wäre, das komplette Band ganz in den Wickelofen einzuziehen. Ein solcher Fall liegt vor, wenn der Betheb auf Grund einer Störung während des Walzens eines Metallbandes unterbrochen werden muss. Ein anderer Fall liegt vor, wenn bei bestimmten Metallgüten eine Walzpause erforderlich ist, um die gewünschten metallurgischen Eigenschaften einzustellen. In solchen Fällen wird durch das Aufwickeln des gesam- ten Bandes ein unzulässiges Abkühlen des Bandendes vermieden und die die Ausbringung der Anlage gesteigert.
Mit den heute üblichen Wickelöfen ist dies nicht möglich. Würde das komplette Metallband in die bekannten Wickelöfen eingezogen, so würde der auf der O- fentrommel gebildete Wickel auf Grund der Elastizität des Metallbandes aufspringen. Dadurch würde sich das Bandende nicht mehr durch Umkehrung der Drehrichtung aus dem Wickelofen ausfördern lassen. Das Bandende müsste dann manuell mit entsprechenden Werkzeugen und entsprechender Schutzkleidung aus dem Wickelofen gezogen werden.
DE 32 24621 A1 beschreibt einen Haspelofen mit einem horizontalen Haspel, dessen Dorn innerhalb einer Wärmeschutzhaube abgeordnet ist, mit einer den Haspeldorn umschließenden, Andrückrollen für ein auf- bzw. abzuwickelndes Band aufweisenden Bandführung, die zwei von entgegen gesetzten Seiten gegen den Haspeldorn drückbare, zylindrische Führungssegmente umfasst, von denen das im Aufwickelsinn vorgeordnete Führungssegment an eine unterhalb des Haspeldorns schwenkbar gelagerte Bandbrücke für die Zu- und Abförde- rung des Bandes anschließt. Der Haspelofen ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Führungssegmente an außerhalb der Wärmeschutzhaube angeordneten Schwingen befestigt sind, die quer zur Andrückrichtung der Führungs- segmente verlaufen und zum Haspeldorn parallel Schwenkachsen aufweisen, dass das im Aufwickelsinn nachgeordnete Führungssegment mit seiner Ablaufkante den Bandabstreifer bildet und dass die mit einem gesonderten Schwenkantrieb ausgerüstete Bandbrücke vorzugsweise aus einem Rollgang besteht, dessen dem Haspeldorn zugekehrte Endrolle als Andrückrolle für das Band dient. Auf Seite 3 dieses Dokuments wird ausgeführt, dass es aus DE - PS 811 837 bekannt ist, das Band völlig auf dem Haspeldorn des Haspelofens aufzuwickeln. Dieses völlige Aufwickeln des Bandes macht es aber notwendig, besondere Bandabstreifer vorzusehen, die bei einer Drehrichtungsumkehr des Haspels ein Abwickeln des Bandes erlauben.
Eine ähnliche Vorrichtung ist auch aus der US 2,628,790 bekannt.
All den bekanten Ausführungen eines Wickelofens ist gemeinsam, das sie sehr aufwändig sind sowie viele mechanische und bewegliche Komponenten im Wi- ckelofen vorsehen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannten, mechanisch aufwendigen, Konstruktionen zu vereinfachen und die oben genannten Nachteile zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einem Wickelofen gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 der Wickelofen im Ofeninneren mit nur einer Ofenrolle ausgebildet ist.
Der Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus der WO 03 / 048 397 A1 bekannt.
Weitere Ausgestaltungen des Wickelofens ergeben sich aus den diesbezüglichen Unteransprüchen.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird es möglich, ein Metallband voll- ständig im Wickelofen zu speichern. Dazu wird das Aufspringen des Wickels, nachdem das Ende des Metallbandes nicht mehr eingespannt ist, verhindert, indem eine Ofenrolle auf den Wickel aufgesetzt wird. Grundsätzlich kann die Ofenrolle an beliebiger Stelle auf den Wickel gesetzt werden. Um das Bandende gut kontrollieren zu könne ist es jedoch von Vorteil, dies im Bereich der obe- ren Hälfte des Wickels zu tun. Die Ofenrolle ist wie die Ofentrommel im Wickelofen angebracht. Aufgebaut ist die Ofenrolle, ebenfalls wie der Ofentrommel, mit einem heißen Mantel, der auf einer gekühlten Achse montiert ist. Dies hat den Vorteil, dass mit dem üblichen hitzebeständigen Material des Rollenmantels Temperaturen von über 95O0C erreicht werden können. Damit führt das Aufsetzen der Ofenrolle auf den Wickel zu einer vernachlässigbaren Abkühlung an der Aufsetzstelle. Bei dünnen Banddicken, z.B. kleiner e mm, erfolgt sogar ein Aufheizen der Aufsetzstelle.
Die Zapfen der Ofenrolle sind in zwei unabhängigen Hebeln außerhalb des O- fens gelagert. Die Hebel ihrerseits sind in Lagerböcken gelagert, die außen an die Konstruktion des Ofens montiert sind. Um die Ofenrolle aufzusetzen und wieder abheben zu können, ist an einem oder an beiden Hebeln ein Hydraulikzylinder oder eine andere Art von Antrieb befestigt, der sich auch an der der Konstruktion des Ofens abstützt.
Um die Wärmeverluste des Ofens durch die nach außen geleitete Ofenrolle zu minimieren, sind an den Hebeln Schilde angebracht, die die Aussparungen in der Ofenwand, die erforderlich sind um die Ofenrolle zu schwenken, verschließen. Die Größe der Aussparungen ist bestimmt durch den Schwenkbereich der Ofenrolle Die Größe der Schilde wird so gewählt, dass selbst in der obersten als auch in der untersten Position der Ofenrolle die Aussparungen verschlossen sind.
Damit die Ofenrolle gleichmäßig von allen Seiten im Wickelofen der Hitze ausgesetzt ist, wird sie angetrieben. Der Antrieb erfolgt beispielsweise über einen Elektromotor, der über eine Gelenkwelle mit der Ofenrolle verbunden ist. Es sind aber auch andere Antriebe denkbar, wie z.B. ein Fluidmotor, der direkt an die Ofenrolle montiert wird. Über entsprechende Rohrverbindungen wird dem Fluidmotor ein Medium zugeführt, wie z.B. Wasser, Luft, Öl oder dgl. Der Vorteil eines solchen Antriebes ist der kompakte Aufbau des Antriebssystems und sein geringes Gewicht im Vergleich zur Gelenkwelle.
Wird im Wickelofen ein Wickel gespeichert, so wird bei entsprechender Ausführung der Ofenklappen der Wickelofen vollkommen geschlossen. Auch kann die Trommel während der Zeit, in der der Wickel gespeichert im Wickelofen gespei- chert ist, hin und her gedreht werden. Der Winkelbereich, in dem die Trommel gedreht werden kann, ist abhängig vom Aufsetzpunkt der Ofenrolle und wie weit das Bandende aufgewickelt wird. Durch das Hin- und Herdrehen der Trommel dreht sich auch die Ofenrolle und es wird sichergestellt, dass sie gleichmäßig erhitzt bleibt und damit die Aufsetzstelle nicht auskühlt.
Um das Band sicher aus dem Wickelofen zu fördern, wird die Ofenklappe, mit der der Wickelofen verschlossen wird, so ausgeführt, dass die Abdeckplatte der Ofenklappe aufgestellt wird, um das Bandende beim Ausfördern bereits im Wickelofen zu führen.
Ein Abstreifer ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht erforderlich. Das Bandende wird nicht am Wickel kleben, da das Bandende nicht am/auf dem Wickel aufliegt bzw. von der Ofenrolle an den Wickel gedrückt oder von ihr ü- berrollt wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von schematischen Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 im Querschnitt ein Wickelofen mit geöffneter Ofenklappe beim Aufwickeln des Walzbandes;
Fig. 2 im Querschnitt ein Wickelofen mit geschlossener Ofenklappe und vollständig aufgewickeltem Walzband;
Fig. 3 im Querschnitt ein Wickelofen mit geöffneter Ofenklappe und einer
Abdeckplatte zum Herausführen des Walzbandes;
Fig. 4 in Walzrichtung gesehen ein erster Antrieb der Rollenachse;
Fig. 5 in Walzrichtung gesehen ein zweiter Antrieb der Rollenachse;
In Figur 1 ist im Querschnitt ein Wickelofen 1 dargestellt, bei dem ein Walzband 2 auf einer Ofentrommel 3 im Ofeninneren 4 aufgewickelt wird. Hierbei wird das Walzband 2 über eine Ofenklappe 5, auf der Leittische 6 montiert sind, zur O- fentrommel 3 gelenkt. Die Ofenklappe 5 ist an einem Rollgangrahmen 7 befestigt und besteht aus einem Klappenelement 8 und einem Klappenelement 9, die über eine Klappenlagerung 10 miteinander verbunden und schwenkbar ausgebildet sind. Im Ofeninneren 4 wird das Walzband 2 von einer Ofenrolle 11 , bestehend aus Rollenmantel 12 und Rollenachse 13, an die an der Ofentrommel 3 bereits aufgewickelten Windungen gedrückt. Das Andrücken erfolgt über Hebel 14, die
außerhalb des Wickelofens 1 angebracht sind. Die Hebel 14 sind hierzu beispielsweise mit Hydraulikzylindern 15 gekoppelt. Die Rollenachse 13 wird in Aussparungen 16, die sich im Gehäuse des Wickelofens 1 befinden, bewegt. Die Aussparungen werden durch an den Hebeln 14 befestigten, äußeren Hitzeschilden (nicht dargestellt) abgedeckt.
Figur 2 zeigt den Wickelofen 2 mit geschlossener Ofenklappe 5. Das Walzband
2 befindet sich komplett im Ofeninneren 4. Die Ofentrommel 3 wird derart gedreht, das sich das Enden des Walzbandes immer zwischen der Ofenrolle 11 und der Ofenklappe 5 bewegt.
Zum Herausleiten des Walzbandes 2 aus dem Ofeninneren 4 wird, wie in Figur
3 dargestellt, die Ofentrommel 3 so gedreht, dass sich das Walzband 2 in Richtung Ofenklappe 5, speziell in Richtung Klappenelement 8 bewegt. Dabei wird die Ofenklappe 5 nicht komplett geöffnet, als nach unten verfahren, sondern eine Abdeckplatte 17 mittels eines Verstellelementes 18 um eine Plattenlagerung 19 gedreht. Hierdurch entsteht ein Leitführung für das Walzband 2 und eine Öffnung des Wickelofens, durch die das Walzband auf den Rollgang gelangt.
In Figur 4 ist, in Walzrichtung gesehen, der Antrieb der Ofenrolle dargstellt. Der Antrieb erfolgt in einer ersten Ausführung mittels eines Elektromotors, der durch eine Antriebswelle mit der Rollenachse gekoppelt ist.
Eine zweite Ausführung ist in Figur 5 dargestellt. Hier erfolgt der Antrieb der Rollenachse mittels eines an der Rollenachse verbundenen Fluidmotors. Durch eine derartige Ausführung, bei der der Antrieb direkt angeflanscht ist, wird ein kompakter Aufbau bei geringem Gewicht erreicht.
Bezugszeichenliste
1 Wickelofen
2 Walzband
3 Ofentrommel
4 Ofeninneres
5 Ofenklappe
6 Leittische
7 Rollgangrahmen
8 Klappenelement
9 Klappenelement
10 Klappenlagerung
11 Ofenrolle
12 Rollenmantel
13 Rollenachse
14 Hebel
15 Hydraulikzylinder
16 Aussparungen
17 Abdeckplatte
18 Verstellelement
19 Plattenlagerung