DE3246196C2 - Ofen zum Glühen zylindrischer metallischer Körper - Google Patents

Abstract

Ein Ofen für die Wärmebehandlung, beispielsweise das Vergüten, Glühen, Normalisieren oder Anlassen, von zylindrischen Gegenständen, insbesondere von Stangen oder Rohren, weist einen durch Ofentüren am Eingang und am Ausgang beschickbaren, entladbaren Ofenraum, eine Transporteinrichtung zum Bewegen der zylindrischen Gegenstände durch den Ofenraum quer zu ihren Längsachsen und einen Brenner zur Beheizung des Ofenraumes auf. Um diesen Ofen so zu gestalten, daß seine Herstellung wesentlich kostengünstiger und sein Wärmeverbrauch erheblich geringer ist, ist der Ofenraum in zumindest zwei quer zur Transportrichtung sich erstreckende, in Transportrichtung hintereinander angeordnete, durch Kammertüren für den Durchtritt der zylindrischen Gegenstände getrennte Ofenkammern aufgeteilt, wobei die einzelnen Ofenkammern zur Umluftführung der Heißluft zwischen dem Brenner und einem Umluftgebläse miteinander verbunden sind. Die nebenstehende Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ofen zum Glühen zylindrischer metallischer Körper mit einer in Transportrichtung abfallend verlaufenden Schrägrollbahn zum Bewegen der Körper quer zu ihren Längsachsen sowie aus der Rollbahnebene entfernbaren Verschiebe- und Positionierungsanschlägen.

Ein bekannter Ofen der genannten Art (veröffentlichte deutsche Patentanmeldung Nr. 4 98 318) dient zum Erwärmen von zylindrischen Blöcken, wobei die Blöcke auf einer Schrägrollbahn durch einen langgestreckten Tunnel laufen. An den Wänden des Tunnels sind elektrische Heizkörper vorgesehen, die ihre Wärme insbesondere durch Strahlung auf das Behandlungsgut abgeben. Im Eingangsbereich des Ofens ist ein Lüfterrad vorgesehen, mit welchem die Ofenatmosphäre umgewälzt wird. Mit Hilfe von Radstemen werden die zu behandelnden Gegenstände auf der Schrägrollbahn, die aus mehereren parallel laufenden Schienen besteht, gehalten und mit vorgegebener Geschwindigkeit gefördert. Abgesehen davon, daß der Ofenraum in Förderrichtung relativ schmal ist, so daß nur kurze Gegenstände quer zu ihren Längsachsen hindurchgefördert werden können, muß das Gewicht der auf der Schrägrollbahn abrollenden Gegenstände in jeder Position durch die Radsterne abgestützt werden. Extrem schwere Gegenstände können daher nicht in einem Ofen mit diesen: bekannten Konzept behandelt werden. Darüber hinaus ist die Wärmebeaufschlagung, die mit Hilfe der elektrischen Heizkörper erzeugt wird, für die meisten Wärmebehandlungsverfahren unzureichend und insbesondere ungleichmäßig, so daß insbesondere bei relativ langen Gegenständen ein Verzug auftreten kann.

Ferner ist ein ununterbrochen arbeitender Glühofen ίο bekannt (DE-PS 1 89 340), der eine geneigte Ofensohle für zylindrische Glühgefäße aufweist. Als Glühgefäße sind Glühfässer vorgesehen, in denen die zu behandelnden Gegenstände enthalten sind. Die Fässer rollen über die Ofensohle durch die Schwerkraft hinab. Ein gezieltes Abbremsen der Glühgefäße erfolgt mit Hilfe von Radsternen. Abgesehen davon, daß auch bei diesem bekannten Ofen nur relativ kurze Gegenstände wärmebehandelt werden können, eignet sich der Ofen nicht zur Wärmebehandlung von schweren großen Gegenständen, denn erstens müssen die auf der Schrägrollbahn transportierten Gegenstände allein von den Radsternen am Weiterrcllen gehindert und festgehalten werden und zweitens ist eine gleichmäßige Wärmebeaufschlagung der Gegenstände nicht möglich, denn die Heizgase durchströmen den Ofen entgegen der Förderrichtung in Längsrichtung, so daß keine gleichmäßige Umspülung des Gutes erreicht wird. Insbesondere bei Übertragung dieses Heizprinzips auf öfen mit größerer Breite könnten keine befriedigenden Ergebnisse in bezug auf die Erwärmung des Glühgutes erzielt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ofen hinsichtlich des Transportes und der Beheizung so auszubilden, daß auch sehr schwere und extrem lange zylindrische Gegenstände problemlos wärmebehandelt und insbesondere auf ihrem gesamten Querschnitt gleichmäßig mit Wärme beaufschlagt werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Ofen mindestens in zwei durch Türen verbundene Kammern unterteilt ist, die in Transportrichtung aufeinanderfolgen, in denen die zylindrischen Körper positionierbar sind, wobei diese auf einem horizontal verlaufenden Abschnitt der Schrägrollbahn lagern und die durch einen Brenner erzeugten und durch ein Umluftgebläse bewegten Heizgase in die Ofenkammern quer zur Transportrichtung so ein- und abführbar sind, daß diese die zylindrischen Körper in ihrer Längsachse überstreichen.

Glühofen mit Zwischentüren sind zwar bereits bekannt (DE-PS 2 90 524). Das Unterteilen dieser bekann-

ten Öfen in Kammern hat aber den Zweck, Zonen mit unterschiedlichen Bedingungen, beispielsweise unterschiedlichen Temperaturen, zu schaffen. Bei dem erfindungsgemäßen Ofen dient dagegen die Unterteilung in erster Linie zur gleichmäßigen Führung der Heizgase, die quer zur Förderrichtung genau um den zu beheizenden zylindrischen Gegenstand herumgeführt wird.

Vorzugsweise sind bei dem erfindungsgemäßen Ofen die Positionieranschläge als in bzw. gegen die Transportrichtung schwenkbare Anschlaghebel ausgebildet, die durch einfache Schwenkung in die Rollebene hineinbewegt bzw. aus ihr herausgeschwenkt werden können. Die Anschlaghebel sind vorteilhafterweise unterhalb des Ofens gelagert, wobei sie über Schlitze in den Ofenraum hineinragen. Aufgrund dieser Anordnung unterliegt die Lagerung nicht der Hitzeeinwirkung im Ofenraum. Dabei sollten die Schlitze durch sich mit den Anschlaghebeln bewegenden Abdecklcisten verschlossen sein. Die Anschlaghebel könnten über außerhalb des

Ofenraums angreifende Hydraulikzylinder angetrieben sein. Damit die Anschlaghebel in einer Ofenkammer immer dieselbe Position einnehmen, sollten sie auf einer gemeinsamen Achse befestigt sein.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Ofens, der mit zwei Kammern versehen ist, sind der Brenner und das Gebläse auf derselben Ofenseite angeordnet, wobei die Kammern in dem dem Brenner und dem Gebläse gegenüberliegenden Endbereich miteinander verbunden sind. Durch diese Konstruktion entsteht eine haarnadelförmige Führung der heißen Brenngase, die zunächst den zylindrischen Körper in der ersten Kammer und dann den in der zweiten Kammer umspulen.

Durch die genau axiale Führung der Heizgase entlang dem Behandlungsgut wird dieses allseitig umspült, so daß eine gleichmäßige Temperaturbeaufschlagung der langgestreckten schweren Körper über deren gesamte Länge erfolgen kann. Durch das erfindungsgemäße Konzept lassen sich große Mengen Umwälzgas durch die Ofenkammer bzw. durch die hintereinandergeschalteten Ofenkammern hindurchführen. Dadurch kühlt sich das Gas während seiner Querbewegung durch den Ofen nicht nennenswert ab, so daß nicht nur für eine über den Umfang der Gegenstände gleichmäßige Wärmebehandlung, sondern auch für eine über die gesamte Länge der Gegenstände gleichmäßige Wärmebehandlung gesorgt ist.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Horizontalschnitt durch einen Ofen in der Ebene B-B in F i g. 2 und

Fig.2 einen Querschnitt durch den Ofen gemäß F i g. 1 in der Ebene C-C

Von den beiden Figuren zeigt insbesondere Fig. 1 den grundsätzlichen Aufbau des Ofens 1. Dessen Ofenraum 2 ist in zwei längliche Ofenkammern 3,4 aufgeteilt, wobei die in dieser Ansicht obere Ofenkammer 3 die in Transportrichtung der zylindrischen Gegenstände gesehen erste ist.

Die Außenwandung dieser Ofenkammer 3 wird im wesentlichen durch eine Ofeneingangstür 5 gebildet, die innenseitig mit einer Isolierschicht 6 aus Feuerfestmaterial gedämmt ist. Die Außenwandung der zweiten Ofenkammer 4 ist mit einer Ofenausgangstür 7 versehen, auf die ebenfalls innenseitig eine Isolierschicht 8 aufgebracht ist. Beids Ofentüren 5, 7 sind seitlich in Vertikalführungen 9, 10, 11, 12 so geführt, daß sie nach oben angehoben werden können.

Die Ofenkammern 3, 4 werden durch eine auf beiden Seiten mit Isolierschichten 13,14 versehene Kammertür 15 getrennt, die in ihrer Länge derjenigen der Ofeneingangs- bzw. -ausgangstür 5, 7 entspricht. Sie trennt beide Ofenkammern 3, 4 bis auf einen Endbereich 16 an ihrem in dieser Ansicht linken Ende, wobei die Ofenkammern 3, 4 Verbindung miteinander haben. Dieser Endbereich 16 wird außenseitig mit einem U-förmigen, gleichfalls innenseitig mit einer Isolierschicht 17 ausgekleideten Wandungsteil 18 abgeschlossen. An ihrer in dieser Ansicht rechten Vertikalkante ist die Kammertür 15 in einer Vertikalführung 19 nach Art einer Nut-Feder-Führung gehalten.

Die erste Ofenkammer 3 setzt sich in dieser Ansicht nach rechts in einem Gebläsestutzen 20 fort, an dessen Ende ein Radialgebläse 21 angeordnet ist. Die untere Ofenkammer 4 weist an dem gleichen Stirnende eine Brennermündung 22 auf. Der Brenner selbst wie auch der Antriebsmotor für das Radialgebläse 21 sind nicht gezeichnet und entsprechen üblichen Ausführungsformen. Brenner und Radialgebläse 21 sind miteinander so verbunden, daß sich ein Umluftstrom ergibt, der — ausgehend von der Brennermündung 22 — die zweite, in dieser Ansicht untere Ofenkammer 4 in Längsrichtung entlang des Pfeils A durchläuft, in dem Endbereich 16 um 180° umgelenkt wird, die erste Ofenkammer 3 durchläuft und mittels des Radialgebläses 21 wieder der Brennermündung zugeführt wird. Hierdurch läßt sich eine optimale Wärmenutzung erzielen.

Quer zur Längsachse der Ofenkammer 3,4 verlaufen insgesamt sechs identisch ausgebildete Rollbahnen 23, 24, 25, 26, 27, 28, und zwar in Transportrichtung. Auf ihnen können die wärmezubehandelnden Stangen, Rohre oder dergleichen durch die Ofenkammern 3,4 gerollt werden. Dabei werden sie für die Wärmebehandlung in der jeweiligen Ofenkammer 3, 4 von jeweils vier im Abstand nebeneinander angeordneten, identisch ausgebildeten Anschlaghebel 29,30,31,32 bzw. 33,34,35,36 in Position gehalten. Dies ist insbesondere der Querschnittsdarstellung gemäß F i g. 2 zu entnehmen.

Wie diese Figur zeigt, hat der Ofen 1 einen gestuft ausgebildeten und mit einer innenseitigen Isolierschicht 37 ausgekleideten Ofenboden 38, der von Stützen 39,40,

41 getragen wird, die wiederum auf einem Rahmenwerk

42 stehen. Durch den Ofenraum 2 erstrecken sich die Rollbahnen 23 bis 28, wobei hier nur die Rollbahn 24 zu sehen ist, da alle P jilbahnen hintereinander gleich angeordnet sind. Die Rollbahn 24 ist an beiden Enden auf Tragstützen 69,70 abgestützt. In der Ofeneingangs- und Ofenausgangstür 5, 7 sowie der Kammertür 15 sind für den Durchtritt der Rollbahnen 23 bis 28 entsprechende Schlitze vorgesehen. Auf der in dieser Ansicht rechten Eingangsseite hat die Rollbahn 24 — wie auch die übrigen Rollbahnen 23 bis 28 — einen horizontalen Abschnitt 43 und am Ende der Ausgangsseite einen Endanschlag 44.
Ofeneingangs- und -ausgangstür 5, 7 sowie d^;e Kammertür 15 sind an den Kolbenstangen 45, 46, 47 von Hydraulikzylindern 48,49, 50 aufgehängt, die wiederum an einem Traggerüst 51 befestigt sind. Das Traggerüst 51 wird von Trägern 52, 53 gehalten, die auf den Ofenkammerdecken 54, 55 stehen. Auch die Ofenkammerdecken 54,55 sind innenseitig mit einer Isolierbeschichtung 56,57 versehen.

Durch die Schlitze im Ofenboden 38 ragen von unten her die Anschlaghebel 29 bis 36 in die Ofenkammer 3,4 hinein, wobei hier nur die Anschlaghebel 29,33 zu sehen sind. Sie sind unterhalb des Obenbodens 38 auf je einer Hebelwelle 58, 59 befestigt, die parallel zur Längsachse des Ofens 1 verlaufen und auf denen jeweils eine Gruppe von Anschlaghebeln 29 bis 32 bzw. 33 bis 36 in gleicher Stellung befestigt sind. Die Hebelwellen 58,59 sind in Lagerböcken 60, 61 schwenkbar gelagert und weisen nach unten gerichtete Antriebshebel 62, 63 auf. an denen Hydraulikzylinder 64, 65 angelenkt sind. Letztere stützen sich an dem Rahmenwerk 42 ab. Selbstverständlich können auch weitere Antriebshebel und Hydraulik-

W) zylinder vorgesehen sein.

Die freien Enden der Anschlaghebel 29 bis 36 sind, wie die hier gezeigten Anschlaghebel 29, 33 zeigen, Y-förmig ausgebildet, d. h. sie veisen jeweils zwei im Winkel zueinander angeordnete Nasen auf, die V-för-

b5 mige Einschnitte 66, 67 einschließen. Diese Einschnitte 66, 67 sind so groß ausgebildet, daß die zylindrischen Gegenstände bis zu Durchmessern, für die der Ofen 1 ausgelegt ist, einschließen können.

Der Ofen I arbeitet bei der Wärmebehandlung einer hier strichpunktiert angedeuteten Stange 68 wie folgt.

Zunächst wird die Stange 68 in Position 68' auf den horizontalen Abschnitt 43 der Rollbahn 24 abgelegt. Die Erstreckung der Stange 68 senkrecht zur Zeichnungsebene ist dabei selbstverständlich so groß, daß die Stange auf mehreren Rollbahnen 23 bis 28 aufliegt. Die Ofeneingangstür 5 wird dann durch Einziehen der Kolbenstange 45 in den Hydraulikzylinder 48 hochgezogen und gleichzeitig der Anschlaghebel 29 — wie auch die übrigen auf der Hebelwelle 58 befestigten Anschlaghebel 30, 31, 32 — so weit in dieser Ansicht nach rechts geschwenkt, daß die in dieser Ansicht rechte Nase des Y-förmigen Endes des Anschlaghebels 29 unterhalb der Rollbahnen zu liegen kommt, während die linke Nase is steil hoch steht. Der Verschwenkvorgang wird dabei durch Einziehen der Kolbenstange des Hydraulikzylinders 64 und damit Verschwenken des Antriebshebels 62 bewirkt.

Die Stange 68 wird dann auf den geneigten Abschnitt der Rollbahn 24 geschoben und rollt dann aufgrund ihres Eigengewichtes gegen den hochstehenden Teil des Anschlaghebels 29 — und natürlich auch der weiteren Anschlaghebel 30, 31, 32 auf der Hebelwelle 58. Anschließend werden die Ofeneingangstür 5 geschlossen und gleichzeitig die Anschlaghebel 29 bis 32 in die gezeigte Mittelstellung geschwenkt, so daß die Stange 68 in Position 68" auf einem ebenen Abschnitt 71 der Rollbahn 24 in dem Einschnitt 66 gehalten wird. Es erfolgt dann die Wärmebehandlung im kühleren Teil des Ofenraums 2, nämlich in der Ofenkammer 3. Gleichzeitig wird in der benachbarten Ofenkammer 4 eine schon vorgewärmte Stange weiter erhitzt.

Ist die Stange 68 entsprechend erwärmt, wird die Kammertür 15 durch Einziehen der Kolbenstange 46 in den Hydraulikzylinder 49 angehoben. Dann wird die Hebelwelle 58 so entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, daß der Anschlaghebel 29 — wie auch die übrigen Anschlaghebel 30 bis 33 — nach in dieser Ansicht links geschwenkt wird, und zwar so weit, bis die in dieser Ansicht linke Nase des Anschlaghebels 29 unterhalb der Ebene der Rollbahn 24 zu liegen kommt. Dabei wird die Stange 68 von dem ebenen Abschnitt 71 auf den anschließenden, geneigten Abschnitt der Rollbahn 24 heruntergeschoben, so daß die Stange 68 dann aufgrund ihres Eigengewichts ins Rollen kommt.

Gleichzeitig werden die Anschlaghebel 33 bis 36, von denen hier der Anschlaghebel 33 zu sehen ist, so nach in dieser Ansicht rechts verschwenkt daß deren rechte Nase unterhalb der Ebene der Rollbahnen 23 bis 28 zu lie^fin kommt. Die nach links rollende Stange 68 ^elan^t dann in die zweite Ofenkammer 4 und dort in den Einschnitt 67 des Anschlaghebels 33 und auf einen ebenfalls ebenen Abschnitt 72 der Rollbahn 24. Die Kammertür 15 wird wieder abgesenkt und die Hebelwelle 59 so gegen den Uhrzeigersinn gedreht, daß die Anschlaghebel 33 bis 36 die gezeigte Stellung einnehmen und sich die Stange 68 in der Position 68'" befindet Zuvor ist selbstverständlich die in dieser Ofenkammer 4 befindliche Stange entfernt worden, während jetzt die erste bo Ofenkammer 3 mit einer neuen Stange entsprechend beladen werden kann. Die Stange 68 wird dann in der heißen Ofenkammer 4 auf die gewünschte Wärmebehandlungstemperatur gebracht

Ist die Stange 68 fertig behandelt, werden die Ofenausgangstür 7 durch Einziehen der Kolbenstange 47 in den Hydraulikzylinder 50 angehoben und die Anschlaghebel 33 bis 36 so weit nach links verschwenkt, daß die jeweils linke Nase des Einschnitts 67 unterhalb der Ebene der Rollbahn 24 gelangt und die Stange 68 von dem ebenen Abschnitt 72 auf den anschließenden, geneigten Abschnitt der Rollbahn 24 geschoben wird. Die Stange 68 rollt dann aus dem Ofenraum 2 hinaus und wird vom Endanschlag 44 in Position 68"" angehalten, von wo sie dann weggetragen werden kann. Selbstverständlich kann statt eines Endanschlages 44 ein Rollengang oder eine andere Transportvorrichtung angeschlossen werden.

Die Ofenausgangstür 7 wird dann geschlossen. Die in der ersten Ofenkammer 3 befindliche vorgewärmte Stange wird dann — wie zuvor beschrieben — in die zweite Ofenkammer 4 transportiert, während die erste Ofenkammer 3 wieder mit einer neuen Stange beladen werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Ofen zum Glühen zylindrischer metallischer Körper (68) mit einer in Transportrichtung abfallend verlaufenden Schrägrollbahn (23 bis 28) zum Bewegen der Körper quer zu ihren Längsachsen sowie aus der Rollbahnebene entfernbaren Verschiebe- und Positionierungsanschlägen (29 bis 36), dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen mindestens in zwei durch Türen (15) verbundene Kammern (3, 4) unterteilt ist, die in Transportrichtung aufeinanderfolgen, in denen die zylindrischen Körper positionierbar sind, wobei diese auf einem horizontal verlaufenden Abschnitt (71, 72) der Schrägrollbahn (23 bis 28) lagern und die durch einen Brenner (22) erzeugten und durch ein Umluftgebläse (21) bewegten Heizgase in die Ofenkammern quer zur Transportrichtung so ein- und abführbar sind, daß diese die zylindrischen Körper (68) in ihrer Längsachse überstreichen.

2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionieranschläge (29 bis 36) als in bzw. gegen die Transportrichtung schwenkbare Anschlaghebel ausgebildet sind.

3. Ofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlaghebel (29 bis 36) unterhalb des Ofenraums (2) gelagert sind, wobei sie über Schlitze in den Ofenraum (2) hineinragen.

4. Ofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze durch sich mit den Anschlaghebeln (29 bis 36) bewegenden Abdeckleisten verschlossen sind.

5. Ofen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Ofen mit zwei Kammern (3, 4) der Brenner (22) und das Gebläse (21) auf derselben Ofenseite angeordnet sind und daß die Kammern in dem dem Brenner und dem Gebläse gegenüberliegenden Endbereich (16) miteinander verbunden sind.