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Industrieofen mit rohrförmigen, von einem Kühlmittel durchflossenen Gleitschienen
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dem, jedoch nicht ausdampfendem, Kühlmittel bewährt, bei welcher am Gut keine Nachteile durch zu grosse örtliche Abkühlung auftreten und der Wasserverbrauch praktisch Null ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Industrieofens besteht sein
Herd am Einstossende aus ortsfesten, gemauerten und im Abstand nebeneinander liegenden Bänken od. dgl., so dass etwa im mittleren Teil des Ofens die Gleitschienen durch die sich in Förder- richtung erstreckenden Stützrahmen abgestützt sind und der Herd etwa im Bereich der Aus- gleichszone gleitrohrlos ausgebildet ist.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist am Ausstossende des Industrieofens, der sogenannten Kippkante, ein weiteres, mit Gleit- rohren für das Gut versehenes Heisskühlsystem vorgesehen.
Weiters sind die rohrförmigen Gleitschienen vorzugsweise in ihrem ganzen Verlauf gerade ausgebildet und an ihrem dem Ausstossende zugewandten Ende mit einer im allgemeinen ausserhalb des eigentlichen Schienenbereiches angeordneten Dehnungsschlange versehen, die also mit dem Gut nicht mehr in Berührung kommt.
Die Gleitschienen können nun erfindungsgemäss vor dem schienenlosen Ausgleichsherd nach unten abgewinkelt sein, wobei diese Teile in einem Schacht mit Spiel in Förderrichtung angeordnet sind und daran wieder die vorgesehenen Dehnungsschlangen anschliessen.
Besonders bei Anwendung der Heisskühlung hat sich nun gezeigt, dass die auf die rohrförmigen Gleitschienen aufgesetzten Gleitleisten in den verschiedenen Ofenzonen unterschiedlich stark verschleissen ; nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind daher die rohrförmigen Gleitschienen mit einer Verschleissleiste versehen, die abschnittsweise aus unterschiedlichem Material besteht, u. zw. in den kälteren Zonen aus härterem Material als in den heisseren Zonen.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden an Hand des in der Zeichnung als Ausführungsbeispiel dargestellten Stossofens beschrieben. Es zeigen : Fig. 1 und 2 einen Stossofen im vertikalen Mittelschnitt bzw. im
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Horizontalschnitt ; Fig. 3 und 4 die Halterung der rohrförmigen Gleitschienen auf den Stützrahmen, vergrössert, in Seitenansicht bzw. im Querschnitt ; Fig. 5 und 6 die Befestigung einer Gleitschiene am Ofenanfang in Seitenansicht bzw. im Querschnitt ; Fig. 7 und 8 die Anordnung eines Stützrahmens in einem Fusspunkt mit teilweisem Querschnitt bzw. mit teilweisem Längsschnitt ; und schliesslich Fig. 9 die Stelle der Kippkante, vergrössert.
Der abgebildete Stossofen 10 weist in an sich bekannter Weise die Spannungszone 100, die Heizzone 101 und die Ausgleichszone 102, also mehrere Zonen unterschiedlicher Temperaturen, auf ; mit 103 ist die Einstossöffnung, mit 104 die Ausstossöffnung für das Gut bezeichnet.
In der Spannungszone 100 sind mehrere gemauerte Bänke 11 nebeneinander liegend angeordnet, die miteinander Kanäle 110 für den Durchzug von Rauchgasen bilden, die das auf den Schienen durch den Ofen bewegte Gut bereits an dieser Stelle von unten her erwärmen sollen. Auf diesen Bänken liegt je ein Rohr 120 eines Rohrsystems 12 auf, die Träger eines Heisskühlmittels sind und dem durch den Ofen zu bewegenden Gut als Gleitschiene dienen.
Diese Rohre weisen einen kleineren Durchmesser auf, als dies bei kaltgekühlten Gleitrohren der Fall ist, im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispieles der Erfindung einen solchen von etwa 60 mm ; auch die etwa 10 mm betragende Wandstärke dieser Rohre ist erheblich kleiner als üblich. Dies hat den sehr grossen Vorteil, dass die Unterbeheizung näher an das auf den Schienen gleitende Gut herangebracht werden kann, so dass sie intensiver ist als bei der normalen Kühlung.
In der Heizzone sind einzelne Rahmen 13 als Unterstützung der Gleitschienen 120 angeordnet, die aus Ober- und Untergurt 130 bzw. 131 und
Stützen 132 bestehen. Diese Rahmen bilden jeweils eine eigene Baueinheit, können aber unter sich in nicht dargestellter Weise durch Querverbinder miteinander verbunden sein ; sie bestehen ferner bei einer bevorzugten Ausführungform der Erfindung aus Rohren od. dgl., die ebenfalls an ein Heisskühlungssystem angeschlossen sind ; deren Aufbau und Anordnung sind so getroffen, dass die auftretenden Wärmedehnungen aufgenommen werden können. Die Gleitrohre sind also in ihrer ganzen Länge unterstützt und brauchen nicht selbsttragend ausgebildet zu sein.
Der Herdteil 14 ist gleitrohrlos, so dass das
Gut in diesem Ofenbereich auf einer sich über die ganze Ofenbreite erstreckenden Herdfläche aufliegt und auf dieser verschoben wird. An der
Kippkante 15 können wiederum Gleitrohre 121 angeordnet sein, die in an sich bekannter Weise etwa knieförmig über die Kippkante gelegt sind ; die nebeneinander liegenden Rohre sind kamm- artig durch Zwischenstücke 122 (Fig. 2) mit- einander zu einem durchgehenden Rohrsystem verbunden.
Die im Ofen nebeneinander liegenden Gleitschienen 120 gehen von einem Sammler 123 aus ; sie sind am Einstossende 103 des Ofens bei 124 abgewinkelt und liegen im Ofen etwa horizontal.
Bei 125 sind die andern Enden der Gleitrohre 120 ebenfalls abgebogen und in einem Schacht 140 angeordnet, dessen lichte Weite diesen Rohrteilen in und gegebenenfalls auch entgegengesetzt der Förderrichtung eine genügende Bewegungsfreiheit lässt, um die infolge des Einflusses der hohen Temperatur auftretenden Längungen der Rohre 120 aufnehmen zu können. Im Teil 126 sind die Rohre als Schlangenrohre ausgebildet und münden schliesslich in einem Sammler 127.
Dieser Ausführung ist also zu entnehmen, dass die die Längung der Rohre aufnehmenden Teile der Gleitschienen ausserhalb der eigentlichen Schienenstrecke angeordnet sind, so dass das Gut nicht über diese Dehnungsteile hinweg zu gleiten braucht. Der Sammler 127 kann ebenfalls ortsfest angeordnet sein, ohne dass dies die Ausdehnung der Rohre behindert.
Bei 105 sind die Gleitrohre 120 gehaltert ; diese Halterung kann in einfachster Weise durch den Winkel bzw. den Schenkel 124 der Rohre selbst erfolgen, der sich in entsprechender Weise an einem Festteil des Ofens abstützt ; einen grösseren Halt bietet dagegen eine Befestigung, wie sie in den Fig. 5 und 6 schematisch dargestellt ist.
Am Einstossende sind die Rohre mit einer Feder 16 und nossenartigenAnsätzen l/versehen ; letztere können auch durch andere Führungsteile ersetzt werden. Die Feder 16 sitzt auf einem Festteil des Ofens auf, während die Teile 17 an Wangen 180 der Halterungen 18 anliegen.
Diese sind mittels der Schrauben 19 am Ofen befestigt. Ein Bolzen 20, welcher durch Bohrungen der Teile 17 und 18 hindurchgesteckt und entsprechend gesichert werden kann, verhindert, dass sich das Rohr nach oben abheben kann ; gleichzeitig bildet dieser Bolzen eine Sicherung gegen das Verschieben des gesamten Rohres in Förderrichtung. Zusätzlich hiezu können Anschläge 21 an den Gleitrohren 120 befestigt sein, die sich gegen die Halterungen 18 als Sicherung gegen eine Verschiebung der Rohre am Einstossende anlegen.
Anstatt der an Hand der Fig. 5 und 6 beschriebenen seitlichen Halterung 17, 18 können mit dem Rohr auch schwalbenschwanzartige Führungsteile 22 (Fig. 3 und 4) verbunden sein, die in den entsprechend ausgeführten Teilen 23 gleitbar geführt sind ; diese Halterung ist insbesondere im Bereich der Stützrahmen 13 vorgesehen.
Diese Stützrahmen sind zweckmässig nur an einer Stelle befestigt, beispielsweise bei 133, so dass sie sich entgegengesetzt der Förderrichtung und entgegengesetzt der Längung der Rohre 120 dehnen. Die Befestigung erfolgt vorzugsweise an Ober- und Untergurt mittels vorzugsweise gekühlter Streben od. dgl. Die Befestigung der Stützrahmen kann auch an deren dem Einstoss benachbarten Ende erfolgen.
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Die heissgekühlten Stützrahmen, bei denen ebenfalls Wärmedehnungen sowohl in bzw. entgegen der Förderrichtung aber auch quer hiezu, nämlich in Richtung der Stützen 132, auftreten, muss die Konstruktion so getroffen sein, dass diese Wärmedehnungen spannungsfrei aufgenommen werden können. Zu diesem Zweck sind die Untergurte 131 der Stützrahmen, wie es in der Fig. 7 schematisch dargestellt ist, in Halterungen 25 in Längsrichtung der Rahmen verschiebbar geführt. Bei 250 sind ballige Flächen vorgesehen, die ein Schwenken der Stützteile 131 in geringen
Grenzen erlauben.
Die Stützen 132 sind vorzugsweise mit einer
Ummauerung 26 versehen, die so ausgeführt ist, dass sie die Aussparungen 270 der Führungen 27 nach oben abdecken ; Aufschüttungen 28 dienen dem gleichen Zweck. Diese Abdeckung ist erforderlich, damit in die zur Bewegung der
Stützen 132 erforderlichen Aussparungen 270 kein Zunder od. dgl. hineinfällt.
Die Knierohre 121, die ebenfalls zu einem
Sammler 128 od. dgl. führen, sind mit Anschlag- stücken 129 verschweisst, welche sich gegen das
Rohrsystem 29 so anlegen, dass die Knierohre 121 in Förderrichtung gegenüber diesem Rohrsystem nicht verschiebbar sind, dass sich aber das Rohr- system 29 quer zur Förderrichtung ausdehnen kann, ohne dass in den Rohren 121 Spannungen auftreten können. Das Rohrsystem 29 ist aus fünf parallel zueinander liegenden Rohren zu- sammengesetzt. Auch die Rohre 121 sollen sich in ihrer Achse dehnen können.
In den Fig. 3 und 4 ist die Führung der Rohre
120 auf den Stützrahmen 13 dargestellt ; ferner sind dort die als Verschleissteile dienenden
Gleitschuhe 24 mit ihren schrägen Auflaufflächen
240 gezeigt, die etwa eine Höhe von 10 mm auf- weisen sollen.
Diese Gleitschuhe bestehen im Verlauf des
Ofens-betrachtet vom Ofeneinlauf zum Ofen- auslauf-aus unterschiedlichem Werkstoff, vor- zugsweise bei gleicher Gestalt. Diese Material- unterschiede brauchen nun nicht mit den Zonen
100 und 101 des Ofens zusammenzufallen, sondern die einzelnen Materialabschnitte können davon abweichend gewählt werden.
Diese Materialauswahl wird zweckmässig von der in den einzelnen Ofenabschnitten herrschen- den Guttemperatur, von der Beschaffenheit des
Gutes, vom Härtegrad des Gutes unter den jeweiligen Temperaturen und gegebenenfalls vom
Gewicht des Gutes insofern bestimmt, als bei- spielsweise im Temperaturbereich unter 7000 C ein härterer Stahl und im Temperaturbereich über 700 C ein weicherer Stahl, beispielsweise
Flussstahl, als Werkstoff für die Gleitschuhe verwendet wird. Eine Unterteilung in mehr als zwei Abschnitte ist möglich und hängt von den
Abnutzungserscheinungen in den einzelnen Be- reichen ab.
Beim Betrieb des Ofens wird das zu wärmende
Gut durch die Öffnung 103 in den Ofen ge- schoben und mittels einer Stossvorrichtung in an sich bekannter Weise durch den Ofen hindurchbewegt. Es gelangt hiebei zunächst durch die von Rauchgasen beheizte Spannungszone 100, dann in die Heizzone 101 und schliesslich in die Ausgleichszone 102 und verlässt den Ofen beispiels- weise bei 104. Das Gut gleitet hiebei zunächst auf den Schienen 120 bzw. auf den auf diese aufgesetzten Verschleissteilen 24 und übt auf dieses Gleitrohr eine Zugbeanspruchung in Richtung Ausstoss aus. Da die Rohre 120 in ihrer Längsrichtung gleitbar auf ihren Auflagern aufliegen, können diese der Beanspruchung ohne weiteres nachgeben.
Da sie von einem Heisskühlmittel durchflossen sind, dehnen sie sich, so dass sie sich in der gleichen Richtung längen, wobei die Gleitrohre bei 105 arretiert sind, so dass die Teile 125 in der Fig. l nach links wandern, wobei die grösser werdende Länge in den Schlangen 126 aufgenommen wird.
Da auch die Stützrahmen 13 heissgekühlt sind, dehnen auch sie sich aus, was ohne Auftreten nennenswerter Spannungen möglich ist, weil sie nur einseitig ortsfest gebunden sind.
Die durch die heissgekühlten Rohre hindurchgedrückte Flüssigkeit wird zum Teil durch die Ofentemperatur miterwärmt, so dass sie eine Temperatur zwischen etwa 180-350 C aufweist.
Um ein Verdampfen der Flüssigkeit innerhalb der Gleitrohre zu verhindern, wird der Druck, mit dem die Flüssigkeit durch die Rohre getrieben wird, bzw. die Umlaufgeschwindigkeit des Kühlmediums entsprechend hoch gewählt.
Der im Sammler 127 gesammelte Dampf kann gegebenenfalls nach Überhitzung für den Betrieb von Kraftmaschinen ausgenutzt werden. Die Anwendung der Heisskühlung bei Gleitkörpern von Industrieöfen bringt noch einen weiteren Vorteil ; die Wandstärke der Rohre kann gegen- über nicht unter einen erhöhten Innendruck stehenden, also beispielsweise kaltgekühlten Rohren vermindert werden, u. zw. im wesentlichen dadurch, dass die Richtgrösse für die Auswahl der Wandstärke die Differenz zwischen den beiden Kräften : äussere Last-Innendruck pro cm2 dienen, oder genauer gesagt, dadurch, dass als Richtgrösse für die Auswahl der Wandstärke des Rohres die Materialbeanspruchungen in der Horizontalschnittebene des Rohres dienen, die hervorgerufen werden einerseits durch die äussere Gewichtsbelastung und anderseits durch den vom Kühlmedium ausgehenden Innendruck.
Ist also der Innendruck erheblich, so wirkt er sich nachhaltiger auf die Verringerung der Rohrwandstärke aus, als wenn der Innendruck kaum über dem atmosphärischen Druck liegt.
Diese Minderung der Wandstärke setzt auch das Temperaturgefälle von aussen nach innen herab, wodurch Spannungen im Material vermieden werden ; der kleinere Gesamtquerschnitt des Rohres erbringt zusätzlich zu der Verminderung der Höhe der Verschleissleiste eine geringere Gesamtbauhöhe, so dass die Unterbeheizung intensiver wirken kann.