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Stoßofen für Blöcke, Brammen u. dgl. mit wassergekühlten Gleitbalken
Die Erfindung bezieht sich auf Stoßöfen zum Aufheizen von Blöcken, Brammen und dergleichen
Gut mit wassergekühlten Gleitbalken zur Auflage des Gutes sowie mit sogenannten
Ober- und Unterfeuerungskammern zur Beheizung des Gutes von oben und unten.
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Von einem solchen Stoßofen wird bekanntlich im allgemeinen verlangt,
daß in ihm das Gut bei größter Wirtschaftlichkeit und geringem Energieverbrauch
sowie mit wenig Bedienung in betriebssicherer Weise gleichmäßig durchwärmt wird
und allseitig einen gleichmäßigen Zunderbelag erhält.
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Bekannte Stoßöfen für Blöcke, Brammen und dergleichen Gut mit wassergekühlten
Gleitbalken in zur Beheizung des Gutes von oben und unten dienenden, mehrfach hintereinander
angeordneten Oberfeuerungskammern und Unterfeuerungskamm.ern sind insofern nachteilig,
als sich bei der üblichen Anordnung und Ausbildung der Unterfeuerungskammern sowie
der wassergekühlten Gleitbalken eine Beheizung, welche dein oberen und unteren Flächen
des Gutes über dessen ganze Breite eine hinreichend gleiche Wärmemenge zuführt,
wenigstens nicht sicher erreichen läßt. Bei einer viel verwendeten Ausführungsform
derartiger Stoßöfen sind die wassergekühlten Gleitbalken in dem Bereich, in dem
sie den lichten Raum der Unterfeuerungskammern überbrücken, fortlaufend auf in Längsrichtung
der Gleitbalken nebeneinander stehend angeordneten, massiven, durchgehenden und/oder
unterbrochenen Mauerpfeilern gelagert, die durch Querträger versteift sind. Hier
nehmen Pfeiler und Bögen einen großen Teil des Raumes der Unterfeuerungskammer ein
und trennen diesen dabei in eine Reihe von schmalen Kanälen auf. Der freie Verbrennungsraum
der Unterfeuerungskammern wird dadurch stark verkleinert und die Flammenentwicklung
in ihm behindert. Daraus ergibt sich, daß die Unterfeuerungskammern nicht in derselben
Gleichmäßigkeit wie die korrespondierenden Oberfeuerungskammern ihre Wärme an das
Gut abgeben. Auch lassen sich die Unterfeuerungskammern dieser bekannten Ausführungsform
von herabgefallener Schlacke und Zunder nur schwer reinigen. Um eine gleichmäßige
Energiebeaufschlagung des Gutes von oben und unten zu erzielen, läßt sich bei den
heute verlangten hohen Ofenleistungen nicht zu dem Mittel greifen, die Energieabgabe
der Oberfeuerung der eingeschränkten Energieabgabe der Unterfeuerung anzupassen.
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Bei einer anderen ,bekannten Ausführungsform von Stoßöfen für Blöcke,
Brammen und dergleichen liegen die wassergekühlten Gleitbalken, die im übrigen häufig
aus starkwandigen, nahtlosen Rohren bestehen, auf mehreren Reihen von senkrechten,
in der Unterfeuerungskammer stehenden, wassergekühlten Rohrböcken auf, die durch
Querrohre versteift sind. Auch bei derartigen Anordnungen wird der Verbrennungsraum
der Unterfeuerungskammer durch die wassergekühlten Stützrohre stark verkleinert,
so daß diegleichen Mängel auftreten.
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Als besonderer Nachteil wird es ferner bei bekannten Stoßöfen für
Blöcke, Brammen und dergleichen Gut mit wassergekühlten Gleitbalken in zur Beheizung
des Gutes von oben und unten .dienenden, mehrfach hintereinander angeordneten Oberfeuerungskammern
und Unterfeuerungskammern vielfach angesehen, daß dem Gut an denjenigen Stellen,
an denen es mit den wassergekühlten Gleitbalken in Berührung steht, wegen der von
der Wasserkühlung herrührenden Kühlwirkung eine zu geringe Wärmemenge zugeführt
wird, so daß das Gut an diesen Stellen sogenannte schwarze Streifen aufweist, die
auf mangelnde Erwärmung zurückzuführen sind. Diese Nachteile werden auch dann beobachtet,
wenn die Gleitbalken, wie an sich bekannt ist, mit besonderen Verschleißleisten
versehen sind. Es sind allerdings auch Maßnahmen zur Vermeidung der sogenannten
schwarzen Streifen bekannt. So ist es bekannt, die Verbindungsstellen zwischen den
gekühlten Gleitbalken und den Verschleißleisten möglichst klein auszubilden, um
zwischen diesen beiden Elementen einen möglichst geringen Wärmeübergang zu erhalten.
So sind die Verschleißleisten mit Aussparungen versehen oder in kurze Teilstücke
aufgeteilt worden, wobei im Extremfall jedes Teilstück nur punktförmig mit dem Gleitbalken
verschweißt wurde. Bei der Verwirklichung solcher Vorschläge zeigt sich jedoch,
daß Anlagen, bei denen die Verbindungsstellen zwischen Gleitbalken und Verschleißleisten
zu klein sind, sehr störanfällig sind. Löst sich aber z. B. die punktförmige Verbindung
auch nur eines Teilstückes infolge Wärmespannungen oder bei .starker Belastung durch
schwere
Blöcke, Brammen oder dergleichen, so ist der kontinuierliche
Transport des Gutes aufgehalten und die Reparatur kann nur unter Stillsetzung des
gesamten Ofens vorgenommen werden. Es ist außerdem vorgeschlagen worden, Wasser
und Eisen als Bauelemente bzw. Kühlmittel aus dem Ofen fernzuhalten und mit keramischen
Gleitbalken zu arbeiten. Aber auch die Verwendung von z. B. aus reiner Sintertonerde
hergestellten Gleitbalken führt zu keinem befriedigenden Ergebnis, da diese Balken
empfindlich gegen flüssigen und backenden Zunder sind und bei Belastung durch schwere
Blöcke, Brammen und dergleichen keine ausreichende Haltbarkeit besitzen.
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Ebenso ergibt sich keine Lösung der vorangeführten Probleme dadurch,
daß zum Ausgleich der Temperaturen zwischen Ober- und Unterseite des Gutes an die
Unterfeuerungszone eine sogenannteAusgleichzone angeschlossen wird. Es hat sich
nämlich gezeigt, daß die Temperaturunterschiede im Gut in der kurzen Zeit, in der
sich, insbesondere bei Öfen großer Leistung, das Gut in der Ausgleichzone befindet,
nicht zum Verschwinden zu bringen sind.
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Im übrigen sind selbstverstär2dlichStoßöfenbekannt, bei denen die
beschriebenen Gleitbalken lediglich in der eigentlichen Heizzone, nicht aber über
dem in Richtung des Austrags- bzw. Kopfendes sich anschließendenTeil angeordnet
sind, der also keine Unterfeuerungskammern mehr aufweist. Vorschläge zur Lösung
der oben aufgezeigten Probleme bei Stoßöfen mit mehrfach hintereinander angeordneten
Oberfeuerungs- und Unterfeuerungskammern sind von diesen bekannten Maßnahmen jedoch
nicht abgeleitet worden.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, bei einem Stoßofen für
Blöcke, Brammen und dergleichen mit wassergekühlten Gleitbalken in zur Beheizung
des Gutes von oben und unten dienenden, mehrfach hintereinander angeordneten Oberfeuerungskammern
und Unterfeuerungskammern die oben erläuterten Mängel zu beseitigen und eine gleichmäßige
Erwärmung des Gutes, weitgehende Wärmeausnutzung, gute Ofenleistung sowie befriedigende
Haltbarkeit der Haltbalken zu gewährleisten.
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Die Erfindung besteht bei einem Stoßofen dieser Art darin, in jeder
Unterfeuerungskammer ein oder zwei, im wesentlichen rechtwinkelig zu den Gleitbalken
verlaufende,wärmeisolierte, gekühlteQuerträgerrohre mit Abstützung durch einen wärmeisolierten,
gekühlten säulenartigen Stützpfeiler anzuordnen und darauf die Gleitbalken aufzulegen
und an diese Gleitbalken im Bereich zwischen den Unterfeuerungskammern nichtwassergekühlte,
metallische Gleitunterlagen anzuschließen. Die Querträgerrohre und die Stützpfeiler
können dabei an einen gemeinsamen Wasserumlauf angeschlossen sein.
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Die durch diese Maßnahmen erreichten Vorteile sind insoweit vor allem
darin zu sehen, daß bei den erfindungsgemäßen Stoßöfen, wegen des Fortfalls der
bei bekannten Konstruktionen in Gleitbalkenlängsrichtung angeordneten Mauerpfeiler
und dergleichen, die Unterfeuerungskammer einen nahezu freien Raum bildet, in dem
sich die Flamme ungehindert entfalten kann, und dem Gut leicht in beliebiger Aufteilung
die der korrespondierenden Oberfeuerung entsprechende Wärmemenge zugeführt werden
kann. Damit ist die Gewähr gegeben, daß die Ober- und Unterseiten des Gutes weitgehend
gleichmäßig erwärmt werden, ohne daß zusätzliche Maßnahmen, wie ausgedehnte Ausgleichzonen,
vorzusehen sind. Darüber hinaus können bei den erfindungsgemäßen Stoßöfen die Unterfeuerungskammern
leicht und einfach von anfallender Schlacke und Zunder gereinigt werden. Außerdem
wird durch die :Maßnahme, daß sich bei den erfindungsgemäßen Stoßöfen an die in
der beschriebenen Weise angeordneten und unterstützten Gleitbalken im Bereich zwischen
den Unterfeuerungskammern nichtwassergekühlte, metallische Unterlagen anschließen,
bereits in gewissem Maße der Entstehung von schwarzen Streifen entgegengewirkt.
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Eine weitere Ausbildung der Erfindung, insbesondere in bezug auf die
Verhinderung der Entstehung von schwarzen Streifen, ist dadurch gekennzeichnet,
daß die Gleitbalken aus Rohren bestehen und auf diese an der Außenseite wärmeisolierte,
metallische Aufsatzstücke, unter Zwischenschaltung einer Luftschicht aufgelegt sind,
die mit einem in der Mitte nach oben ragenden, im Querschnitt prismatischen, nicht
wärmeisolierten, als Auflage für das Gut dienenden Gleitsteg versehen sind. Diese
Aufsatzstücke sind zweckmäßig zumindest zweifach unterteilt und so angeordnet, daß
sie sich beim Transport der Blöcke, Brammen od. dgl. nicht berühren.
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Im einzelnen lassen sich .diese Maßnahmen der Erfindung auf verschiedene
Weise verwirklichen. So können zur Befestigung der Aufsatzstücke an die Rohre, welche
die Gleitbalken bilden, leistenartige Vorsprünge angeschlossen sein, deren Ausnehmungen
an der Innenseite der Aufsatzstücke zugeordnet sind, wobei zum Aufsetzen der Aufsatzstücke
auf die Rohre die Leisten an eben diesen Rohren und die Ausnehmungen in den Aufsatzstücken
wie Patrize und Matrize ineinander fassen. Im übrigen können an den erwähnten Rohren,
die nach bevorzugter Ausführungsform die Gleitbalken bilden, Halteeisen angeschweißt
sein, die zur Befestigung von Isolierkörpern dienen.
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Der Gleitsteg der Aufsatzstücke besitzt nach bevorzugter Ausführungsform
der Erfindung zweckmäßig eine solche Höhe, daß der dem Wärmgut als Gleitfläche dienende
Teil des Steges der von dem Kühlwasser aes Rohres der Gleitbalken ausgehenden Kühlwirkung
nicht mehr unterliegt und praktisch die Temperatur des Wärmgutes erreicht. Zweckmäßig
ist im übrigen ein Teil der Gleitflächen des Gleitsteges in Stoßrichtung abgeschrägt,
wodurch .das auf den Gleitstegen transportierte Gut beim Transport von einem Aufsatzstück
zum anderen gegen keine Kante anlaufen kann. Die Seitenwände der Aufsatzstücke können
durch auswechselbare Platten aus feuerfestem Material gegen Wärme isoliert sein.
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Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind zusammengefaßt vor
allem darin zu sehen, daß die erfindungsgemäßen Stoßöfen eine vorzügliche Wärmeausnützung
aufweisen und bei hoher Betriebssicherheit eine einwandfreie, gleichmäßige Erwärmung
von Gut auch größerer Dimensionen ermöglichen. Den neuzeitlichen hohen Qualitätsansprüchen
wird somit bestens entsprochen. Die Öfen zeigen im Dauerbetrieb lange Ofenreisen
und geringen Verbrauch an feuerfestem Material und sonstigen Ersatzteilen und zeichnen
sich im Ergebnis durch ihre Wirtschaftlichkeit aus.
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Die Erfindung wird an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt Fig.l einen Querschnitt
durch einen Stoßofen im Bereich der Unterfeuerungszone, und zwar durch die Mitte
der Unterfeuerungskammer, Fig.2 einen SchnittA-A gemäß Fig. 1, Fig.3 einen vergrößerten
Ausschnitt aus Fig.2: Kühlrohr mit zwei Reitern, Fig. 4 Aufsicht »C« und Schnitt
D-D gemäß Fig. 3, Fig.5 Schnitt B-B und Ansicht »A« gemäß Fig.3.
Nach
den Figuren stellt 1 das Ofenfundament dar, 2 ist eine Unterfeuerungskammer. Parallel
zur Ofenachse sind nebeneinander vier wassergekühlte, nahtlose, rechteckig verformte
Rohre 3 als Gleitbalken angeordnet, die die Unterfeuerungskammer 2 überbrükken.
Sie werden von einem wassergekühlten, mit Wärmeisolierung 4 versehenen Querträgerrohr
5 getragen. Das in den Ofenwänden verankerte, links und rechts aus dem Stoßofen
herausragende Querträgerrohr 5 ruht auf einem wassergekühlten Pfeiler 6, der mit
einer Wärmeisolierung 4a versehen ist. Der Pfeiler 6 ist zweckmäßtigerweise in der
Mitte der Unterfeuerungskammer2 angeordnet.7stellt die Kühlwasserzuleitung für den
Stützpfeiler 6 dar.
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Das Kühlwasser gelangt aus dem Stützpfeiler 6 in das Querträgerrohr5
und läuft durch die an das Trägerrohr 5 anschließenden Abflußrohre 8 ab. 9 sind
die Öffnungen der Axial-Unterbrenner.
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Auf die wassergekühlten Rohre 3 sind die mit einem Steg 11 versehenen,
dem Profil des Kühlrohres angepaßten Aufsatzstücke 10 hintereinander abnehmbar aufgesetzt.
12 sind leistenartige Vorsprünge aus hitzebeständigem Material, die an dem Kühlrohr
3 angeschweißt sind. Beim Aufsetzen der Aufsatzstücke 10 auf die Kühlrohre 3 werden
die Leisten 12 in entsprechende Ausnehmungen an .der dem Kühlrohr 3 zugekehrten
Innenseite der Aufsatzstücke 10 mit dem erforderlichen Spiel eingefügt und solcherart
dieReiter in ihrer Lage zum Kühlrohr 3 fixiert.
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Die Aufsatzstücke 10 sind an den äußeren Seitenflächen mit auswechselbaren
Platten 13 aus feuerfestem Material versehen. Diese Platten 13 sind im vorliegenden
Falle in taschenförmige, an den Reitern angebrachte Einschnitte 14 eingesetzt. Sie
können aber auch - bei anderen Ausführungsformen - an den Aufsatzstücken an Zapfen
aufgehängt oder in sonst geeigneter Weise befestigt werden.
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An der Unterseite des Kühlrohres 3 sind T-förmige Halteeisen 15 angeschweißt,
an denen feuerfeste Isolierkörper 16 durch Einhängen bzw. Einschieben befestigt
sind.
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Der Steg 11 der Aufsatzstücke 10 ist mit Bohrungen 17 versehen; beim
Auswechseln der Reiter werden durch diese Öffnungen Stangen gesteckt und das Aufsatzstück
angehoben. Das Entfernen schadhafter Aufsatzstücke oder das Einsetzen neuer Aufsatzstücke
wird solcherart auf einfache Weise bewerkstelligt.
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18 ist der in Stoßrichtung abgeschrägte Teil der Gleitfläche auf dem
Steg 11 des Aufsatzstückes 10.