DE2113666C3 - Gleitschiene oder -balken für einen Stoßofen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Gleitschiene oder -balken einen Stoßofen mit einem Rohr, durch das ein ssiges Kühlmedium hindurchgeleitet werden kann, :1 einer auf dem Kopf des Rohres aufgesetzten liene, wobei die Schiene eine Tragfläche für das zu värmende Werkstück bildet und einen umgekehrt hlkehlförmigen Querschnitt mit zwei äußeren Bögen, sich nach unten von einem Oberteil erstrecken, weist.

Bei der Stahlherstellung ist die Verwendung von öfen ■ Wiedererwärmung der Rohlinge beispielsweise rwalzblöcke oder Brammen bekannt, bei welchen Brenner sowohl oberhalb als auch unterhalb de« Rohblockes angeordnet sind und welche Gleitschiener oder -balken zum Halten der Rohblöcke aufweisen. Dit Gleitschienen oder -balken bekannter öfen weisen eir wassergekühltes Rohr und eine von dem Rohi getragene Schiene auf, welche eine Tragfläche bildet auf der der Rohblock aufliegt. Bei Stoßofen sind di< Gleitschienen zum Tragen der Rohblöcke vorgesehen und das wieder zu erwärmende Material wird durch der Ofen geschoben und rutscht auf den Schienen entlang Bei einem Schwingbalkenofen sind bewegbare Balker und ortsfeste Balken vorgesehen, und das Werkstücl· wird dadurch vorwärtsbewegt, daß es schrittweise mittels der beweglichen Balken von den ortsfester Balken abgehoben und weiter vorwärts auf der obersten Balken abgelegt wird.

Die Wasserkühlung, die notwendig ist, um die Festigkeit der Rohre zu erhalten, bewirkt nun kühlen Bereiche an dem Werkstück, die als Schleifspurer bezeichnet werden. Ein bekannter Weg zum Verringerr dieser Schleifspuren besteht darin, die Schienen so he^ wie möglich zu halten, und folglich sind hochwarmfestc Legierungen zu deren Herstellung erforderlich. Be Verwendung derartiger Materialien ergeben sich große Probleme bei der Verbindung der Gleitschienen an der Rohren.

Es sind Versuche bekanntgeworden, diese Probleme bei der Befestigung bei Gleitschienen der eingang; beschriebenen Art dadurch zu vermeiden, daß die Schiene und das Rohr, ohne miteinander verschweißt zv werden, ineinander verhakt werden (französische; Patent 15 79 440). Derartige Lösungen bedingen jedocr große Gleitschienen und sind folglich teuer. Ein weiterei Nachteil dieser dadurch erforderlichen Bauweise besteht in der vergleichsweise großen Wärmeabschir mung der Rohblöcke.

Es ist auch eine Gleitschienenkonstruktion bekannt geworden, die aus einem verstärkten flüssigkeitsgekühl ten Rohr und einer auf dieses Rohr aufgeschweißter massiven Gleitschiene besteht, wobei die Gleitschiene ir kurzen Abständen Nuten aufweist. Durch das Vorseher der Nuten in der Gleitschiene werden thermisch bedingte Spannungen in der Gleitschiene bzw. den flüssigkeitsgekühlten Rohr weitgehend herabgesetzt (»Industrial Furnaces«,Teil 1,4. Auflage, 1953, S. 331.)

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gleitschiene oder einen Gleitbalken der eingang; angegebenen Art zu schaffen, bei der bzw. bei den Schiene und Rohr miteinander verschweißt sind, wöbe von der Schweißnaht übermäßige Spannungen fernge halten werdensollen.

Bei bekannten Lösungen, bei denen Schienen au: hochwarmfesten Legierungen direkt auf das Rohi geschweißt werden, trat es auf, daß sich die Schiene vor dem Rohr trennte. Der Erfindung liegt die Erkenntni; zugrunde, daß der Grund dafür darin liegt, daß, wenn du Gleitschiene im praktischen Einsatz ist, der Kopf de: Schiene heiß wird, wohingegen ihr Boden bei einei niedrigen Temperatur gehalten wird, da sie an da: wassergekühlte Rohr angeschweißt ist. Dieser Tempe raturunterschied bewirkt, daß der Oberteil der Gleit schiene zusammengepreßt wird und daß unter de dadurch erzeugten Spannung eine plastische Deforma tion auftritt. Wenn die Ofentemperatur abgesenkt wird kühlt die Schiene ab, und ihr oberer Bereich zieht siel zusammen und gerät unter Spannung. Dies erzeugt ein< Neigung in der Schiene, sich nach oben an ihren Ender y.u verwölben, wodurch Spannungen auf die Schweißunj

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übertragen werden, so daß entweder die Schiene oder die Schweißung aufbricht oder sogar Schiene und Schweißung brechen. Bei einem Stoßofen wird das Werkstück den Schienen entlang mit einer Kraft von mehreren 100 Tonnen geschoben, und das Werkstück kann sich an einem nach oben vorstehenden Teil der Schiene, der gerissen und verbogen ist, verfangen und reißt somit leicht die Schiene von dem Rohr ab.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Unterenden der äußeren Bögen an dem Rohr angeschweißt sind, und dadurch, daß der obere Bereich der Schiene eine Anzahl von Sollbruchstellen aufweist, die in Abständen über dessen Länge verteilt sind.

Der Kopf einer Schiene mit hohlkehlförmigem Querschnitt ist heißer als bei einer massiven Schiene und weist folglich eine größere Neigung zum Verwölben auf. Durch die vorgesehenen Sollbruc'.istellen wird ein Verwölben der Schiene vermieden.

Wenn die erfindungsgemäße Schiene in Betrieb ist, dehnt sich der obere Bereich aus und wird somit komprimiert, und es tritt unter der Wirkung dieser Kompressionskraft eine plastische Deformation auf. Beim Abkühlen zieht sich der obere Bereich zusammen und kommt unter Spannungswirkung, welche durch die im Abstand angeordneten Sollbruchstellen entstehenden Brüche entlastet wird.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung ist unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft veranschaulicht sind, näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt eines StoQofens mit erfindungsgemäßen Gleitschienen,

Fig. 2 einen Querschnitt einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gleitschiene,

F i g. 3 die perspektivische Ansicht eines Schienenabschnittes für die Gleitschiene nach F i g. 2,

Fig.4 die Seitenansicht einer anderen Ausführungsform eines Schienenabschnittes,

Fig. 5 den Querschnitt längs der Linie V-V von F i g. 4 und

F i g. 6 die Endansicht der in F i g. 4 veranschaulichten Schiene.

In Fig. 1 ist ein Stoßofen zur Wiedererhitzung von Platinen mit sechs Gleitschienen 1 veranschaulicht, die sämtlich auf einem Trägeraufbau 2 gehalten sind. Eine Platine aus Stahlmaterial 3 ist auf den Gleitschienen 1 getragen veranschaulicht. Oberhalb und unterhalb der Gleitschienen 1 sind Brenner 5 angeordnet, und Wärme wird von den Brennerflammen und den Wandungen 6 des Ofens auf die Platinen 3 abgestrahlt.

In Fig.2 ist eine der Gleitschienen 1 bestehend aus einem hohlen Gleitschienenrohr 9, durch das eine Kühlflüssigkeit hindurchgeleitet werden kann und einer Schiene 10, die oben auf das Rohr 9 aufgeschweißt ist, wobei die Schiene eine Tragfläche 11 für das zu erwärmende Werkstück aufweist. Die Schiene 10 ist von einem umgedrehten Hohlkehlquerschnitt mit zwei äußeren Bögen 12, die sich nach unten von einem Oberteil 13 erstrecken. Die äußeren Bögen 12 sind von dem Rohr 9 derart gehalten, daß ein Raum 14 von der Schiene 10 und dem Rohr 9 umschlossen wird. Die Unterenden der äußeren Bögen 12 sind mit Schweißmaterial 15 an dem Rohr 9 angeschweißt. Die Breite der Bögen 12 ist derart, daß die horizontale Querschnittfläche der Bögen 12 pro Längeneinheit der Schiene im

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wesentlichen kleiner ist als die Fläche der oberen Oberfläche U des oberen Abschnittes 13 pro Längeneinheit der Schiene.

Die Schiene 10 ist aus 50- oder 51%iger Kobaltstahllegierung gegossen, welche ein verschleißfestes Material darstellt, daß übergroße Zeitspannen bei hohen Temperaturen, beispielsweise 1000⁰C, eingesetzt werden kann.

Das Rohr 9 weist zwei im wesentlichen flache Oberflächen 16 auf, die zueinander geneigt sind und in Richtung der Schiene 10 über den größeren Teil der Höhe des Rohres 9 konvergieren. Die Maximalhöhe des Rohres übersteigt seine maximale Breite. Eine Schicht aus wärmeisolierendem Material 17 umgibt das Rohr 9, um dieses zu isolieren, und das Isolationsmaterial weist gleichfalls zwei im wesentlichen flache Oberflächen auf, die zueinander geneigt sind und in Richtung der Schiene konvergieren. Das Isolationsmaterial weist ein Verstärkungsgewebe t8 in seinem inneren auf, welches bei 18 an dem Rohr angeschweißt ist, um das Material 17 an dem Rohr zu befestigen. Feuerfestes Füllmaterial 19 ist zum Auffüllen der Zwischenräume zwischen der Oberkante des Materials 17 und dem Fuß der Schiene 10 verwendet.

Die Schiene 10 ist aus einer Reihe von Schienenabschnitten hergestellt, die jede eine Anzahl von Sollbruchstellen 20 aufweist, die über seine Länge wie in Fig. 3 ersichtlich, in Abständen angeordnet sind. Der Schienenabschnitt ist 45 cm lang, und die Sollbruchstellen 20 sind ungefähr in Abständen von 5 cm angeordnet.

Die Sollbruchstellen 20 werden gebildet, wenn die Schienenabschnitte gegossen werden und bestehen aus V-förmigen Nuten, die sich quer über die Tragfläche 11 der Schiene und mindestens einen Teil der äußeren Flächen 21 der beiden Außenbogen 12 hinunterstrecken. Die Nuten 20 enden in Löchern 22, welche direkt durch die äußeren Bögen 12 hindurchführen. Da die Nuten V-förmig ausgebildet sind, treffen sich die Wandungen der Nuten mit der Tragfläche 11 in einem stumpfen Winkel.

Die beiden Enden jeder der Schienenabschnitte sind bei 23 über ihren oberen Teil derart abgeschrägt, daß. wenn zwei Schienenabschnitte aneinandergeschweißt werden, zwischen den beiden aneinanderliegenden Schienenabschnitten gleichfalls eine Nut ausgebildet wird. Auf diese Weise weist die erfindungsgemäße Gleitschiene in regelmäßigen Abständen durch die Nuten 20 bzw. die Abschrägungen 23 gebildete Sollbruchstellen auf.

Weiterhin ist an jedem Ende jedes der Schienenabschnitte eine halbkreisförmige Ausnehmung 25 in den Außenbögen 12 ausgebildet, so daß, wenn zwei aneinanderliegende Schienenabschnitte zusammengeschweißt werden, die Ausnehmungen 25 «in aneinanderliegenden Bögen zusammen Locher bilden, die direkt durch die Außenbögen 111 ähnlich wie die Löcher 22, hindurchführen.

Das Fußende jedes der Bögen 12 ist bei 26 abgeschrägt, um mit Schweißmaterial, wie in Fig. 2 ersichtlich, an das Rohr 9 angeschweißt werden zu können. Die Enden jeder der Schienenabschnitte weisen weiterhin Schweißabschrägungen 27 in dem Bereich der Bögen 12 unterhalb der Ausnehmungen 25 auf, um das Aneinanderschweißen nebeneinanderliegender Schienenabschnitte zu ermöglichen.

Der in den F i g. 4 bis 6 veranschaulichte Schienenabschnitt 31 unterscheidet sich in drei Punkten von dem in F i g. 3 veranschaulichten. Der erste Unterschied besteht

darin, daß zusätzlich zu den Nuten 20 Nuten 30 vorgesehen sind, die sich quer über die Unterseite des Oberteiles 13 der Schiene erstrecken. Die Nuten 30 sind direkt unter den Nuten 20 angeordnet. Der zweite Unterschied besteht darin, daß die Löcher 22 näher am Boden der äußeren Bögen 12 angeordnet sind. Der dritte Unterschied besteht darin, daß die Enden 32 des Schienenabschnittes 31 nicht mit einer der Sollbruchstellen zusammenfallen. An Stelle dessen sind die Enden 32 derart, daß, wenn zwei Schienenabschnitte 31 aneinandergeschwcißt werden, die Schweißnaht in der Mitte zwischen zwei Nuten 20 liegt. )edes Ende 32 weist eine Fläche 34 im rechten Winkel zu dem Schicncnabschnitt 31 und zwei geneigte Flächen 36 und 38 auf.

Praktische Versuche haben erwiesen, daß nach dem Gebrauch der erfindungsgemäßen Gleitschienen die die Tragfläche bildende Schiene über ihre Liingc mindestens an einigen der Nuten 20 gerissen war. Diese Risse sind kontrolliert und stellen keinen Nachteil dar. Die V-förmigen Nuten 20 gewährleisten, daß sich die Werkstücke nicht an einem Teil der Schiene verfangen können und dadurch die Schiene 10 von dem Rohr 9 abreißen können. Weiterhin hat sich herausgestellt, daß die erfindungsgemäße Gleitschiene die Schleifspuren im Vergleich mit bekannten Glcitschienen verringert.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Gleitschiene oder -balken für einen Stoßofen mit einem Rohr, durch das ein flüssiges Kühlmedium durchgeleitet werden kann, und einer auf dem Kopf des Rohres aufgesetzten Schiene, wobei die Schiene eine Tragfläche für das zu erwärmende Werkstück bildet und einen umgekehrt hohlkehlförmigen Querschnitt mit zwei äußeren Bögen, die sich nach unten von einem Oberteil erstrecken, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterenden der äußeren Bögen (12) an dem Rohr (9) angeschweißt sind, und dadurch, daß der obere Bereich (13) der Schiene (10, 31) eine Anzahl von Sollbruchstellen (20, 30) aufweist, die in Abständen über dessen Länge verteilt sind.

2. Gleitschiene oder -balken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollbruchstellen sich quer über die Tragfläche (11) der Schiene (10, 31) erstreckende Nuten (20) aufweisen.

3. Gleitschiene oder -balken nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen der Nuten (20) im stumpfen Winkel auf die Tragfläche (11) stoßen.

4. Gleitschiene oder -balken nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Nuten (30) sich über die Unterseite des oberen Bereiches (13) der Schiene (31) erstrecken.

5. Gleitschiene oder -balken nach Anspruch 4 im Zusammenhang mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Nut (30) an der Unterseite des oberen Bereiches (13) direkt unter jeder Nut (20) in derTragfläche(ll)angeordnet ist.

6. Gleitschiene oder -balken nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Sollbruchstellen

(20) über mindestens einen Teil der Außenflächen

(21) der beiden äußeren Bögen (12) nach unten erstrecken und in Löchern (22) enden, die direkt durch die äußeren Bögen (12) hindurchführen.

7. Gleitschiene oder -balken nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Schicht aus wärmeisolierendem Material (17) zur Isolation des Rohres (9) aufweist.

8. Gleitschiene oder -balken nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiene (10, 31) aus einer Reihe von aneinandergeschweißten Schienenabschnitten hergestellt ist.