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Dokumentenidentifikation DE10223639A1 18.12.2003
Titel Gekühlte Transportrolle für einen Ofen zur Wärmebehandlung von Körpern, insbesondere Brammen
Anmelder ThyssenKrupp Stahl AG, 47166 Duisburg, DE
Erfinder Friedrich, Karl Ernst, Dipl.-Ing., 47447 Moers, DE;
Rasim, Wolfgang, Dr.-Ing., 46509 Xanten, DE;
Winkels-Herding, Thomas, 46537 Dinslaken, DE;
Zeimes, Manfred, 40723 Hilden, DE;
Jeschar, E.H.R., Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing., 38640 Goslar, DE;
Voss-Spilker, Peter, Dr., 77704 Oberkirch, DE
Vertreter COHAUSZ & FLORACK, 40472 Düsseldorf
DE-Anmeldedatum 28.05.2002
DE-Aktenzeichen 10223639
Offenlegungstag 18.12.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.12.2003
IPC-Hauptklasse F27B 9/24
IPC-Nebenklasse F27D 3/06   C03B 35/18   B21B 27/08   C21D 9/573   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine gekühlte Transportrolle für einen Ofen zur Wärmebehandlung von Körpern, insbesondere Brammen. Bei der erfindungsgemäßen Transportrolle, die auf einem Tragrohr (1) mit axialem Abstand voneinander angeordnete Tragringe (2) und eine dazwischen angeordnete Ummantelung (4) aus wärmeisolierendem Material (4a) trägt, wird das wärmeisolierende Material (4a) direkt gekühlt. Dafür ist es gasdurchlässig und wird von dem Kühlmedium durchströmt.

Beschreibung[de]

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 kühlmittelbeaufschlagter Kanal durch das Tragrohr sich erstreckt.

Transportrollen dieser Art sind aus der Praxis bekannt. Bei einer der bekannten Transportrollen (DE 100 47 046 A1) ist die aus Ringkörpern bestehende Ummantelung unmittelbar auf dem Tragrohr angeordnet. Die Kühlung des Tragrohres erfolgt mittelbar durch das Kühlmittel, das in einen zentralen Kanal eingeleitet wird, der unter Bildung eines Ringkanals von einem mit Abstand vom Tragrohr angeordneten Rohr gebildet wird. Als Kühlmittel wird üblicherweise Wasser verwendet. Mit dieser mittelbaren Kühlung vom kühlmittelbeaufschlagten 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.

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 dadurch gelöst, daß zwischen dem Tragrohr und der Ummantelung ein von einem gasförmigen Kühlmedium durchströmter Ringkanal vorgesehen ist.

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 Ringkanal radiale Austrittsöffnungen für das gasförmige Kühlmedium ausgehen und die Ummantelung für dieses Kühlmedium durchlässig 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 als Zufuhrkanal für das gasförmige Kühlmedium ausgebildet ist und 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 derart gerichtete Austrittsöffnungen für das Kühlmedium vorgesehen sind, daß das Kühlmedium die Bereiche des Tragrohres beaufschlagt, auf denen die Tragringe sitzen.

Vorzugsweise besteht die gasdurchlässige Ummantelung aus Schüttgut, Stampfmasse, porösen Formsteinen oder Fasermatten, das bzw. die auf der Seite des Ringkanals 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 deren Verbindungsstege mit der Außenseite der Ummantelung einen ringförmigen Sammelraum für das durch das gasdurchlässige Material zwischen den Stegen hindurchströmende gasförmige Medium bildet, wobei von dem Sammelraum Auslassöffnungen ausgehen, durch die das gasförmige Medium 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 deren Verbindungsstege mit der Außenseite der Ummantelung einen ringförmigen Sammelraum für das durch das gasdurchlässige Material zwischen den Stegen hindurchströmende gasförmige Medium bildet, wobei von dem Sammelraum Auslassöffnungen ausgehen, durch die das gasförmige Medium entweichen kann. Dabei ist von Vorteil, wenn zwischen dem Futter des Ofens und dem Schutzring ein spaltförmiger Strömungskanal ausgebildet ist, so daß die dem Futter zugewandte Wandung des Schutzrings von dem gasförmigen 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:

Fig. 1 einen mittleren Abschnitt einer Transportrolle im axialen Halbschnitt und

Fig. 2 einen Endabschnitt der Transportrolle nach Fig. 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 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* der Stege 2a, 2b abgestützt. Das Tragrohr 1 und die Verkleidung 4 bilden zwischen sich einen Ringkanal 5. Die Tragringe 2 und die Schutzringe 3, deren Stege 2a, b in dem wärmeisolierenden Material eingebettet sind, haben im Bereich des Ringkanals 5 axiale Durchlässe 2a**, 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 Steg 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 10 kühlen.


Anspruch[de]
  1. 1. 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 (4b) angeordnet sind, wobei als Kühlung für das Tragrohr (1) ein kühlmittelbeaufschlagter Kanal (6a) sich durch das Tragrohr (1) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Tragrohr (1) und der Ummantelung (4) ein im Betrieb von einem gasförmigen Kühlmedium durchströmter Ringkanal (5) vorgesehen ist.
  2. 2. Transportrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vom kühlmittelbeaufschlagten Kanal (6a) radiale Austrittsöffnungen (6b, 1a) für das gasförmige Kühlmedium ausgehen und die Ummantelung (4) für dieses Kühlmedium durchlässig ist.
  3. 3. Transportrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kühlmittelbeaufschlagte Kanal (6a) als Zufuhrkanal für das gasförmige Kühlmedium ausgebildet ist und mit dem Tragrohr (1) einen weiteren Ringkanal (7) bildet, dem das Kühlmedium über radiale Austrittsöffnungen (6b) zuführbar ist.
  4. 4. Transportrolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Tragrohr (1) derart gerichtete Austrittsöffnungen (1a) für das Kühlmedium vorgesehen sind, daß das Kühlmedium die Bereiche des Tragrohres (1) beaufschlagt, auf denen die Tragringe (2) sitzen.
  5. 5. Transportrolle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Material (4b) der Ummantelung (4a) Schüttgut oder Stampfmasse ist, das/die auf der Seite des Ringkanals (5) und außenseitig von perforierten Verkleidungen (4b, 4c)) umschlossen ist.
  6. 7. Transportrolle nach Anspruch 5 oder 6, 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 deren Verbindungsstege (2c) mit der Außenseite der Ummantelung (4) einen ringförmigen Sammelraum (8) für das durch das gasdurchlässige Material (4a) zwischen den Stegen (2a, 2b) hindurchströmende gasförmige Medium bildet, wobei von dem Sammelraum (8) Auslassöffnungen (8a, 8b) ausgehen.
  7. 8. Transportrolle nach Anspruch 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) tragen, der im Radialquerschnitt ein U-förmiges Profil hat, dessen beide Schenkel (3a, 3b) in dem gasdurchlässigen Material (4a) der Ummantelung (4) eingebettet sind und deren Verbindungssteg (3c) mit der Außenseite der Ummantelung (4) einen ringförmigen Sammelraum (9) für das durch das gasdurchlässige Material (4a) zwischen den Stegen (3a, 3b) hindurchströmende gasförmige Medium bildet, wobei von dem Sammelraum (9) Auslassöffnungen (9a) ausgehen.
  8. 9. Transportrolle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß benachbart zu dem dem Futter des Ofens zugewandten Schenkel (3b) des Schutzringes (3) ein Strömungskanal (10) angeordnet ist, welcher im Betrieb von einem gasförmigen Kühlmedium durchströmt ist.






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