DE60011656T2

DE60011656T2 - Vorrichtung zur aufnahme von im kontiniuierlich abreitenden thermischen ofen zu behandeldes material

Info

Publication number: DE60011656T2
Application number: DE60011656T
Authority: DE
Inventors: Taisto YRJÄNÄ; Heikki Arffman; Heikki Uurtamo; Risto Leinonen; Jussi Yli-Niemi
Original assignee: Outokumpu Oyj
Current assignee: Outokumpu Oyj
Priority date: 1999-08-04
Filing date: 2000-08-03
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2020-08-04
Also published as: FI19991668L; WO2001011092A1; CA2381220C; US6802711B1; JP2003506571A; ES2222915T3; KR20020027517A; KR100525607B1; AU6445200A; EP1224337B1; FI107940B; BR0012930A; JP4890709B2; ZA200200590B; ATE269422T1; CA2381220A1; DE60011656D1; EP1224337A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Unterstützen von in kontinuierlich betriebenen thermischen Behandlungsöfen zu behandelndes Material, wobei das Unterstützen des Materials durch außerhalb des Ofens befindliche Trägerelemente realisiert ist.
Aus dem FI-Patent 67,726 ist eine Material-Trägervorrichtung zur Verwendung in thermischen Behandlungsöfen bekannt, wobei auf dem Außenumfang einer gekühlten Walze mindestens zwei gekühlte Rollen mit wesentlich geringeren Durchmessern angeordnet sind. Die größere Walze, die als die Trägervorrichtung dient, ist außerhalb des thermischen Behandlungsofens installiert – oder zwischen zwei aufeinanderfolgenden thermischen Behandlungsöfen, so dass die eigentliche Materialunterstützung durch eine einzelne, am Außenumfang platzierte Rolle ausgeführt wird. Die an dem Außenumfang der großen Walze angeordnete Rolle rotiert mit einer Drehgeschwindigkeit entsprechend dem zu tragenden Material, wobei die beiderseitige Position der am Außenumfang installierten Rollen mit Hilfe einer Stellgliedeinrichtung eingestellt werden kann, die an der großen Walze angeschlossen ist.
Aus den dem FI-Patent 67,726 beigefügten 3 und 4 ist zu ersehen, dass die Gestalt der großen Walze, die in Entsprechung der Form des Außenumfanges der kleineren Rolle gebildet und diese umgebend angeordnet ist, einen Gasstrom von im Wesentlichen vollständig unterhalb des zu tragenden Materials verhindert. Somit ist die Temperatur des unterstützten Materials an der Unterseite unterschiedlich zu der an der Oberseite. Auf der anderen Seite liegt der Zweck der Ausgestaltung der gößeren Walze, wie sie in dem FI-Patent 67,726 beschrieben und in der Zeichnung dargestellt ist, darin, die kleinere Rolle länger in Betrieb zu halten, indem verhindert wird, dass die heißen Gase auf die Oberfläche der kleineren Rolle gelangen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einige Nachteile im Stand der Technik zu eliminieren und eine verbesserte Trägervorrichtung für in thermischen Behandlungsöfen zu behandelndes Marerial zu realisieren, mittels welcher Vorrichtung heiße Gase an der Trägervorrichtung veranlasst werden, ebenso unterhalb des zu unterstützenden Materials zu strömen, ohne dass die für die Unterstützung verwendete kleinere Rolle einer übermäßigen thermischen Belastung ausgesetzt ist. Die wesentlichen neuen Merkmale der Erfindung gehen aus den beigefügten Ansprüchen hervor.
Die erfindungsgemäße Trägervorrichtung für in kontinuierlich betriebenen thermischen Behandlungsöfen zu behandelndes Material kann vorteilhafterweise im Wesentlichen nahe zu der Öffnung eines kontinuierlich betriebenen thermischen Behandlungsofens installiert werden, so dass die Trägervorrichtung ein ungestörtes Strömen des Gases sowohl oberhalb als auch unterhalb des Materials ermöglicht, das bei der Behandlung des zu unterstützenden Materials eingesetzt wird. Überdies bildet die Trägervorrichtung zumindest einen Teil des Verschlusses des thermischen Behandlungsofens. Die Trägervorrichtung kann ebenso vorteilhafterweise beispielsweise zwischen zwei kontinuierlich betriebenen thermischen Behandlungsöfen installiert sein, in welchem Fall die Trägervorrichtung einen Teil des Schließelements von zwei aufeinanderfolgenden thermischen Behandlungsöfen bildet.
Gemäß der Erfindung umfasst die Trägervorrichtung für ein in kontinuierlich betriebenen thermischen Behandlungsöfen zu behandelndes Material ein Gehäuseelement, an dem zumindest ein Trägerelement ruhend angeordnet ist, das zum Unterstützen des Materials verwendet wird. Von demselben Gehäuseelement werden vorteilhafterweise zwei Trägerelemente unterstützt, die bezüglich des Gehäuseelements symmetrisch installiert sind. Ferner ist das Gehäuseelement bezüglich der Trägerelemente drehbar installiert, so dass die gegenseitigen Positionen der Trägerelemente durch Drehen des Gehäuseelements um dessen Achse ausgetauscht werden können. Das Gehäuseelement als solches ist im Wesentlichen horizontal in der Nähe der Öffnung des kontinuierlich betriebenen thermischen Behandlungsofens installiert, so dass das Gehäuseelement vorteilhafterweise durch Trägerelemente unterstützt ist, die auf beiden Seiten der Öffnung des thermischen Behandlungsofens vorgesehen sind.
Vorteilhafterweise ist die Öffnung des thermischen Behandlungsofens aus zwei im Wesentlichen vertikalen Wänden gebildet, die durch zwei im Wesentlichen horizontale Wände verbunden sind, die auf verschiedenen Niveaus angeordnet sind. Um das Gehäuseelement ist an den vertikalen Wänden der Öffnung an jeder Wand zumindest ein Dichtungselement installiert, das teilweise das Gehäuseelement gegenüber dem thermischen Behandlungsofen abdichtet, wenn die Trägervorrichtung in einer Trägerposition ist. Zwischen den zur Dichtung mit den vertikalen Wänden der Öffnung vorgesehenen Dichtungselementen ist in Verbindung mit dem Gehäuseelement ein oder mehrere vorteilhafterweise konzentrisch angeordnete Elemente installiert, die zusammen mit der horizontalen Wand die Dichtung bilden, welche Elemente gleichzeitig in vorteilhafter Weise unterhalb des zu unterstützenden Materials als die Steuerelemente des thermischen Behandlungsofens für die von dem einen thermischen Behandlungsofen zu dem anderen vorliegende Gasströmung dienen. In dem Fall, bei dem die Anzahl der thermischen Behandlungsofen-Steuerelemente mindestens zwei beträgt, ist in dem durch jedes Steuerelement gebildete Intervall in vorteilhafterweise um das Gehäuseelement der Trägervorrichtung mindestens ein Zwischen-Trägerelement konzentrisch installiert. Vorteilhafterweise entspricht die Gestalt des Zwischen-Trägerelements im Wesentlichen der Gestalt des Steuerelements, jedoch ist es kleiner als das Steuerelement, so dass die Querfläche des Zwischen-Trägerelements gesehen von dem Ende des Gehäuseelements der Trägervorrichtung 70 bis 90% von der des entsprechenden Steuerelements ausmacht. Das Zwischen-Trägerelement kann ebenso in dem zwischen den Dichtungselement und dem Steuerelement verbliebenen Raum installiert sein. Folglich kann das Zwischen-Trägerelement in der erfindungsgemäßen Trägervorrichtung auch dann verwendet werden, wenn nur ein Steuerelement um das Gehäuseelement installiert ist.
Wenn sich die erfindungsgemäße Trägervorrichtung in ihrer Betriebsposition befindet, unterstützt das Trägerelement der Vorrichtung, das vorteilhafterweise rollenförmig ist, das zu unterstützende Material, das mit einer im Wesentlichen hohen Geschwindigkeit an dem Trägerelement geführt wird, so dass das Trägerelement mit einer im Wesentlichen gleichen Geschwindigkeit mit dem zu unterstützenden Material rotiert. Das in Verbindung mit dem Gehäuseelement, das zur Unterstützung des Trägerelements verwendet wird, installierte Steuerelement steuert das Gas des thermischen Behandlungsofens, so dass das Gas auch unterhalb des zu unterstützenden Materials strömen kann.
Um eine zusätzliche thermische Belastung zu verhindern, die durch Gasströme auf beiden Seiten des Trägerelements hervorgerufen werden, ist das Trägerelement mit einer Durchführung von Kühlmittel versehen, in welchem Fall ein im Wesentlichen effizienter Wärmeübertrag weg von dem Trägerelement erhalten wird. Für den Wärmeübertrag wird vorteilhafterweise eine Kühlmittelzirkulation vom Durchströmungstyp verwendet. Der Ausdruck "Durchströmungs-Zirkulationstyp" bedeutet, dass das Ende, wo das Kühlmittel abfließt, ein anderes ist als das Ende, wo es eingeführt wird. Die Strömung des Kühlmittels kann in Verbindung mit dem Trägerelement auch eine teilweise Rezirkulation beinhalten, in welchem Fall der Durchgang des Kühlmittels in einigen Teilen der Strömung entgegengesetzt zur eigentlichen Strömungsrichtung ist. Ferner sind die Dichtungselemente des Trägerelements mit einem Typ einer Durchführungszirkulation des Kühlmittels versehen, in welchem Fall auch das Gehäuseelement der Trägervorrichtung vor einer übermäßigen thermischen Belastung geschützt sein kann.
Bei der erfindungsgemäßen Trägervorrichtung sind das Dichtungselement und das um das Gehäuseelement installierte Steuerelement in vorteilhafterweise aus einem keramischen Material gefertigt, wohingegen das Zwischen-Trägerelement, das zwischen den zwei Steuerelementen vorgesehen ist, in vorteilhafter Weise aus Metall gefertigt ist.
Die Erfindung wird nun in größerem Detail mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen
1 eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in teilweise geschnittener Ansicht ist,
2 eine Darstellung der Ausführungsform von 1 aus der Richtung A-A ist,
3 eine Darstellung der Ausführungsform von 1 aus der Richtung B-B ist, und
4 eine Darstellung der Ausführungsform von 1 ist, wie sie an der Öffnung eines thermischen Behandlungsofens installiert ist.
Gemäß den Zeichnungen sind an dem Gehäuseelement 1 der erfindungsgemäßen Trägervorrichtung mit Hilfe von Trägerelementen 2 Trägerrollen 4 unterstützt, die zum Tragen des thermisch zu behandelnden Materials 3 vorgesehen sind. Die Trägerrollen 4 sind bezüglich des Gehäuseelements 1 symmetrisch installiert. In dem Gehäuseelement 1 sind Elemente (nicht dargestellt) angeschlossen, um das Gehäuseelement zu drehen, so dass die beiderseitige Position der Trägerrollen 4 bezüglich des Gehäuseelements 1 verändert werden kann.
Um den Mittelabschnitt des Gehäuseelements 1 sind Gasströmungs-Steuerelemente 5 installiert, die zugleich als ein Teil der Dichtung des thermischen Behandlungsofens 6 dienen. Die Form des Steuerelements 5 ist im Wesentlichen symmetrisch bezüglich des Gehäuseelements 1, so dass das Steuerelement 5 an dem Gehäuseelement 1 am dünnsten ist. Die Enden 7 des Steuerelements 5, die von dem Gehäuseelement 1 wegzeigen, sind so ausgestaltet, dass die Enden 7 einen Teil des Außenumfangs 9 desselben Kreises bilden, der auch über den Kranz 10 der Trägerrollen 4 läuft, der von den Gehäuseelementen 1 am weitesten weg angeordnet ist. Derjenige Abschnitt der Oberfläche des Steuerelements 5, der zwischen dem Ende 7 des Steuerelements 5 und dem Gehäuseelement 1 angeordnet ist, ist vorteilhafterweise in bogenförmiger Form, um eine im Wesentlichen ungestörte Gasströmung durch die Öffnung zu erhalten, die zwischen der Trägerrolle 4 und dem Steuerelement 5 gebildet ist. Zwischen den Steuerelementen 5 sind um das Gehäuseelement 1 konzentrisch zu den Steuerelementen 5 Zwischen-Trägerelemente 13 installiert, die in der Form den Steuerelementen entsprechen, jedoch in dem Querbereich ca. 80% der Maße des Steuerelements 5 darstellen, gesehen vom Ende des Gehäuseelements 1.
Um das Gehäuseelement 1 sind auf beiden Seiten des Steuerelements 5 und demzufolge konzentrisch mit Bezug auf das Steuerelement 5 Dichtungselemente 11 installiert, die einerseits die erfindungsgemäße Vorrichtung von dem thermischen Behandlungsofen 6 dichten und andererseits als eine Zirkulationsführung für die Gase dient, die aus dem thermischen Behandlungsofen strömen. Die Dichtungselemente 11 sind mit Bezug auf den thermischen Behandlungsofen 6 angeordnet, derart, dass die Dichtungselemente 11 eine Dichtung mit den vertikalen Wänden der Öffnung des thermischen Behandlungsofens 11 bilden. Die Dichtungselemente 11 sind ferner so geformt, dass die Dichtungselemente 11 die Gase daran hindern, im Wesentlichen unterhalb der Trägerrollen 4 und an ihnen vorbei an die externen Bereiche des thermischen Behandlungsofens 6 und an die Trägervorrichtung 1 zu strömen.
Das Gehäuseelement 1, das Steuerelement 5, das Dichtungselement 11 und das Zwischen-Trägerelement 13, wie auch die als das Trägerelement dienende Trägerrolle 4 sind mit einer Kühlmittelzirkulation vom Durchströmungstyp 12 versehen, um eine im Wesentlichen effiziente Kühlung zu erhalten.

Claims

Vorrichtung zum Unterstützen von in kontinuierlich betriebenen thermischen Behandlungsöfen zu behandelndes Material, wobei das Unterstützen des Materials mit Hilfe von Trägerelementen realisiert ist, die zum Ofen extern in der Nähe der Öffnung des thermischen Behandlungsofens installiert sind, welche Vorrichtung mindestens zwei Trägerelemente umfasst, die bewegbar installiert sind, so dass die beiderseitigen Positionen der Trägerelemente mit Hilfe der Antriebsvorrichtung der Trägervorrichtung einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in Verbindung mit dem zum Tragen der Trägerelemente (4) verwendeten Gehäuseelement (1) mindestens ein Gassteuerelement (5) installiert ist, das die Strömung des bei der Behandlung des Materials (3) verwendeten Gases zwischen das Trägerelement (4) und das Steuerelement (5) ermöglicht, wobei das Steuerelement (5) gleichzeitig einen Teil der Dichtung des thermischen Behandlungsofens (6) darstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerelement (5) zwischen zwei Dichtungselementen (11) installiert ist, so dass die Dichtungselemente (11) die Ausrichtung des Gasstroms im Wesentlichen parallel zu der Bewegungsrichtung des zu unterstützenden Materials (3) unterhalb des zu unterstützenden Materials zwischen das Trägerelement (4) und das Steuerelement (5) ermöglichen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Steuerelementen (5) ein Zwischen-Trägerelement (13) installiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Steuerelement (5) und dem Dichtungselement (11) ein Zwischen-Trägerelement (13) installiert ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Oberfläche (7) des Steuerelements (5) und ein Teil der Oberfläche (10) des Trägerelements (4) einen Teil des Außenumfangs von ein- und demselben Kreis (9) bilden.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerelement (5) im Wesentlichen über seine Oberfläche gekrümmt ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (4) der Trägervorrichtung mit einer Kühlmittelzirkulation (12) vom Durchströmungs-Typ versehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerelement (5) der Trägervorrichtung mit einer Kühlmittelzirkulation (12) vom Durchströmungstyp versehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (11) der Trägervorrichtung mit einer Kühlmittelzirkulation (12) vom Durchströmungstyp versehen ist.