Die Erfindung betrifft eine Ofenrolle zum Transport von Produkten, insbe¬ sondere Lang- oder Flachprodukten, bei der Metallwärmebehandlung mit einem hohlen Ofenrollenkörper und daran angeordneten Lagerbereichen zur Lagerung einer Ofenrolle sowie ein Verfahren zur Vorwärmung von Verbrennungsluft für Wärmebehandlungsöfen, insbesondere bei der Me¬ tallwärmebehandlung, bei dem die zu behandelnden Objekte auf Ofenrol¬ len transportiert werden. Die Erfindung betrifft auch einen Warmbehand¬ lungsofen für Metalle mit zumindest einer Warmbehandlungskammer.

Bei der Herstellung von Lang- und Flachprodukten in der metallerzeugen¬ den oder metallverarbeitenden Industrie, insbesondere in der stahl- und edelstahlproduzierenden Industrie, werden Ofenrollen eingesetzt, die ein integraler Bestandteil von Rollenherdöfen sind. Auf diesen Ofentrollen wird das zu transportierende Gut durch Warmbehandlungsöfen hindurchge¬ führt, wobei in Abhängigkeit von der Ofenatmosphäre und der Ofentempe¬ ratur sowie der Belastung durch das zu transportierende Produkt oder Glühgut unterschiedliche Werkstoffe für die Ofenrollen eingesetzt werden. Aufgrund der hohen Temperaturen und des hohen Gewichtes des zu transportierenden Gutes bzw. der zu transportierenden Güter sind die O- fenrollen einem gewissen Verschleiß unterworfen. Der Verschleiß wird um so größer, je größer das Gewicht der zu transportierenden Güter oder je höher die Einsatztemperaturen sind. Die Ofenrollen befinden sich in der Wärme des Ofens oder innerhalb der Ofenkammer.

Es sind Ofenrollen bekannt, die aus einem hohlen Ofenrollenkörper mit daran angeordneten Lagerungsbereichen bestehen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Ver¬ fahren bereitzustellen, mit dem die Effizienz der Metallwärmebehandlung gesteigert werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Ofenrolle mit den Merk¬ malen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Der erfindungsgemäße Warmbehandlungsofen weist die Merkmale des Anspruchs 12 auf. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die erfindungsgemäße Ofenrolle zum Transport von Produkten, insbeson¬ dere Lang- oder Flachprodukten, bei der Metallwärmebehandlung, mit ei¬ nem hohlen Ofenrollenkörper und daran angeordneten Lagerbereichen zur Lagerung der Ofenrolle weist Einrichtungen zum Einleiten oder Durch¬ leiten eines Kühlmittels in oder durch den Ofenrollenkörper auf, die an der Ofenrolle angeordnet sind. Durch die Einleit- oder Durchleiteinrichtungen ist es möglich, den Ofenrollenkörper zu kühlen, so dass die Ofenrollen bei noch höheren Einsatztemperaturen und/oder mit größeren Einatzgewich- ten betrieben werden, ohne dass sich die Lebensdauer verringert. Da¬ durch werden die Standzeiten der Ofenrollen und die Effizienz der Durch- lauf-Warmbehandlungsöfen gesteigert.

Vorteilhafterweise sind die Einrichtungen zum Einleiten oder Durchleiten eines Kühlmittels an den Lagerbereichen der Ofenrolle angeordnet, zweckmäßigerweise an den axialen Enden der Lagerbereiche, um dort auf einfache Art und Weise in Axialrichtung der Ofenrolle ein Kühlmittel oder ein Kühlmedium einzuleiten. Die Einleit- oder Durchleiteinrichtungen sind in einer vorteilhaften Ausgestaltung als Drehkupplungen ausgebildet, die einen stationären Anschluss für eine Kühlmittelleitung aufweisen. Dadurch ist es möglich, trotz der sich drehenden Ofenrollen auf einfache Art und Weise ein Kühlmedium durch die Ofenrolle bzw. den Ofenrollenkörper hindurchzuleiten.

In einer Ausgestaltung sind die Lagerbereiche der Ofenrolle als Zapfen ausgebildet, in denen zumindest ein Kanal zum Durchleiten des Kühlmit¬ tels, insbesondere von Luft, ausgebildet ist. Dieser Kanal bildet die Ver¬ bindung von der Drehkupplung zu dem hohlen Ofenrollenkörper und ist vorteilhafterweise konzentrisch zu der Drehachse der Ofenrolle ausgebil¬ det. Die Drehkupplungen sind an den Zapfen angeordnet und ermöglichen auf diese Weise einen einfachen Anschluss an ein Kühlmittel- oder Luftlei¬ tungssystem.

Um den Wärmeaustausch zwischen der äußeren Oberfläche des Ofenrol¬ lenkörpers und dem Kühlmittel oder der durchgeleiteten Luft zu erhöhen, sind innerhalb des Ofenrollenkörpers Strömungshindernisse, insbesonde¬ re Stauscheiben angeordnet, die mit dem Ofenrollenkörper verbunden sind. Diese Strömungshindernisse vergrößern die Oberfläche des hohlen Ofenrollenkörpers auf dessen Innenseite und führen zudem zu Verwirbe- lungen, so dass ein verbesserter Wärmeaustausch von dem Ofenrollen- körper zu dem Kühlmittel oder der durchgeleiteten Luft erfolgt. Vorteilhaft¬ erweise sind die Strömungshindernisse so ausgebildet, dass sie radial nach innen ragen und sich im Wesentlichen quer zur Strömungsrichtung erstrecken.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine Einrichtung zum Durchleiten des Kühlmittels mit einem Gasbrenner verbunden ist, so dass die durchgeleitete Kühlluft als Verbrennungsluft zum Aufheizen der Wär¬ mebehandlungsöfen verwendet werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Vorwärmung von Verbrennungsluft für Wärmebehandlungsöfen, insbesondere bei der Metallwärmebehand¬ lung, bei dem die zu behandelnden Objekte auf Ofenrollen transportiert werden, sieht vor, dass die Verbrennungsluft durch zumindest eine Ofen¬ rolle hindurch geleitet wird, bevor sie der Verbrennung zugeführt wird. Da¬ durch ist es möglich, die Temperatur der Verbrennungsluft zu steigern. Da die Einsatzmenge des Brennstoffes im wesentlichen von der Temperatur der Verbrennungsluft abhängig ist, also bei höheren Verbrennungsluft¬ temperaturen weniger Brennstoff zugesetzt werden muss, kann mit dem Verfahren Brennstoff eingespart und somit die Effizienz einer Warmbe¬ handlungsanlage erhöht werden. Ebenfalls wird die Kohlendioxidemission wesentlich verringert.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Verbrennungsluft vor der Durchleitung durch die Ofenrolle in einem Rekuperator vorgewärmt wird, so dass eine schrittweise Vorwärmung der Verbrennungsluft erfolgt. Nach der Erwärmung wird die vorgewärmte Luft vorteilhafterweise einem Gasbrenner zugeleitet. Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Figu¬ ren näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 - eine erfindungsgemäße Ofenrolle in Querschnittsansicht;

Figur 2 - eine vergrößerte Einzelheit der Figur 1 ; sowie

Figur 3 - eine Schnittansicht der Figur 2.

Figur 1 zeigt in einer Querschnittsansicht eine Ofenrolle 10, die aus einem Ofenrollenkörper 3 besteht, der aus einem umgeformten, verschweißten Flachmaterial oder einem Gußkörper besteht. An den axialen Enden des Ofenrollenkörpers 3 sind Lagerungsbereiche 2, 5 ausgebildet oder ange¬ ordnet, vorliegend angeschweißt, auf denen die Ofenrolle 10 gelagert wird. Diese Lagerungsbereiche 2, 5 sind als Zapfen ausgebildet, auf de¬ nen die Ofenrolle 10 drehbar gelagert wird. An den axialen Enden der Zapfen 2, 5 sind Einleit- oder Durchleiteinrichtungen 1 , 6 angeordnet, die als Drehkupplungen ausgebildet sind. Die Drehkupplungen 1 , 6 sind mit Anschlüssen 11 , 16 versehen, über die ein Kühlmittel zu- bzw. abgeleitet wird. Vorliegend wird durch die linke Drehkupplung 1 und den entspre¬ chenden Anschluss 11 Kühlluft zugeleitet, die durch einen in dem Zapfen 2 ausgebildeten Kanal 7 in den hohlen Ofenrollenkörper 3 geleitet wird. Innerhalb des Ofenrollenkörpers 3 sind axial nach innen ragenden Strö¬ mungshindernisse 4 vorhanden, durch die der Luftstrom verwirbelt wird. Die Verwirbelung der Luft ist durch die entsprechenden Pfeile dargestellt.

Nachdem die zugeleitete Luft durch den Ofenrollenkörper 3 hindurch ge¬ leitet wurde, wird sie durch einen Durchleitungskanal 7 innerhalb des Zap¬ fens 5 zu der am axialen Ende des Zapfens 5 auf der dem Ofenrollenkör- per 3 abgewandten Seite angeordneten Drehkupplung 6 geleitet. Die er¬ wärmte, durchgeleitete Luft wird durch den Anschluss 16 abgeführt, vor- teilhafterweise als Verbrennungsluft zu einem Gasbrenner. Statt Verbren¬ nungsluft kann auch Heizgas vorgewärmt werden, das den Ofenrollenkör¬ per 3 kühlt.

In der Figur 2 ist die Detailansicht Z der Figur 1 vergrößert dargestellt. Sie zeigt einen Ausschnitt aus dem Querschnitt des Ofenrollenkörpers 3 mit nach innen ragenden Strömungshindernissen 4, die vorliegend als Stau¬ scheiben ausgebildet sind. Die Stauscheiben 4 sind in Strömungsrichtung geneigt ausgebildet, um eine Verwirbelung der durchgeleiteten Luft zu bewirken. Darüber hinaus wird die innere Oberfläche des hohlen Ofenrol¬ lenkörpers 3 durch die Stauscheiben 4 vergrößert, wodurch sich ein bes¬ serer Wärmeaustausch von der Oberfläche der Ofenrolle 10, auf der die heißen Werkstücke transportiert werden, bewirken lässt.

In der Figur 3 ist eine Querschnittsdarstellung senkrecht zur Axialrichtung zur Ofenrolle 10 gezeigt, aus der ersichtlich ist, dass der Ofenrollenkörper 3 hohl ist und die Stauscheiben 4 radial nach innen ragen.

Durch die erfindungsgemäßen Ofenrollen ist es möglich, die Effizienz von Durchlauf-Warmbehandlungsöfen zu steigern, indem durch die Ofenrollen 10 Verbrennungsluft, die durch einen Rekuperator vorgewärmt wurde oder das Heizgas durchgeleitet wird. Die Durchleitung der vorzuwärmenden Verbrennungsluft oder des Heizgases hat zur Folge, dass diese auf ein höheres Temperaturniveau angehoben werden, was eine verbesserte Verbrennung mit sich bringt und weniger Brennstoffeinsatz erfordert.

Wird die Verbrennungsluft zunächst von einem Rekuperator vorgewärmt, hat sie ein Temperaturniveau von 400° C bis 500° C. Wird die Verbren¬ nungsluft durch die Ofenrollen 10 hindurchgeleitet, kann diese auf bis zu 800° C aufgewärmt werden. Falls kein Rekuperator vorhanden ist, kann auch kalte Umgebungsluft direkt aufgeheizt werden, wobei diese dann, in Abhängigkeit von der Temperatur der Ofenrollen 10 und der darin ange¬ ordneten Strömungshindernisse 4, Temperaturen von bis zu 5000C er¬ reicht.

Die Durchströmung der Ofenrollen 10 ist möglich, weil der Ofenrollenkör¬ per 3 hohl ist. Bei der Durchströmung mit einem Kühlmittel, insbesondere mit Kühlluft, tritt jedoch ein Kühleffekt für die Ofenrollen 10 auf, so dass sie bei noch höheren Einsatztemperaturen bzw. mit größeren Einsatzgewich¬ ten betrieben werden können, ohne dass sich deren Lebensdauer verrin- gert. Durch die Möglichkeit, größere Einsatzgewichte einsetzen zu kön¬ nen, wäre eine weitere Effizienzsteigerung neben der Verringerung der Einsatzmenge des Brennstoffes und der Verringerung des Kohlendioxid¬ anteils möglich, ohne dass der Ofenraum verändert bzw. vergrößert wer¬ den müsste. Dies trägt ebenfalls zu einer weiteren Umweltentlastung bei. Vorteilhafterweise wird die Durchströmung der Ofenrollen 10 durch tempe¬ raturfeste Drehkupplungen 1, 6 sichergestellt, die Undichtigkeiten aus¬ schließen. Dabei dient in der Regel die eine Seite, vorliegend die linke Seite der Ofenrolle 10, als Einlass, zusammen mit dem Lagerbereich 2 und dem darin angeordneten Kanal 7, und ist direkt mit der Gas- oder der Zuluftleitung durch den Anschluss 11 verbunden. Auf der gegenüberlie¬ genden Austrittsseite mit dem Zapfen 5, dem Durchströmkanal 7 und der temperaturfesten Drehkupplung 6 erfolgt der Austritt des erwärmten Heiz¬ gases oder der Verbrennungsluft. Von der Drehkupplung 6 und dem An¬ schluss 16 wird eine direkte Verbindung zu dem nächsten Gasbrenner hergestellt, der nicht dargestellt ist, um den Warmbehandlungsofen zu hei¬ zen.

Neben der dargestellten Ausführungsform der Strömungshindernisse als Stauscheiben 4 ist es möglich, alternative Elemente innerhalb der Ofenrol- Ie 10 auszubilden, um den Wärmeübergang zu optimieren, so dass einer- seits die Ofenrolle 10 gekühlt und andererseits die Verbrennungsluft oder das Heizgas erwärmt wird.