Результат интеллектуальной деятельности: РОЛИК ДЛЯ ПЕЧИ С РОЛИКОВЫМ ПОДОМ

Изобретение относится к ролику для печи с роликовым подом, содержащему водоохлаждаемую опорную ось, установленную с возможностью вращения, на которой на расстоянии друг от друга расположено множество опорных колец, причем опорная ось в осевой области между опорными кольцами и рядом с ними снабжена изоляцией, состоящей из волокнистого материала и выполненной с защитным средством, защищающим внешнюю периферию волокнистого материала изоляции от окружающей среды.

Такие ролики печи с роликовым подом, содержащие опорные кольца, транспортирующие материал для тепловой обработки, например, сляб или металлический лист, имеют водяное охлаждение для защиты роликов от высоких температур и связанного с этим преждевременного отказа. В известных роликах обусловленный этим отвод тепла печи и, соответственно, большой расход энергии в печи уменьшается посредством предусмотренной между опорными кольцами и рядом с ними теплоизоляции опорной оси из волокнистого материала.

Теплоизоляция также предназначена для того, чтобы, с одной стороны, материал для тепловой обработки не охлаждался недопустимым образом, а с другой стороны, чтобы опорная ось не нагревалась недопустимым образом.

Ролики с теплоизоляцией, например, из огнеупорного волокнистого материала или волокнистой ваты, имеют значительно меньший вес, чем известные из уровня техники ролики с теплоизоляцией из бетона.

В этом отношении из WO 2018/059940 A1 известно, что по меньшей мере между двумя, предпочтительно между всеми опорными кольцами может быть расположена изоляция, предпочтительно полностью состоящая из волокнистого материала. Применяемый волокнистый материал предпочтительно представляет собой оксид алюминия и/или оксид кремния.

При этом проявляется недостаток, заключающийся в том, что изоляционный волокнистый материал подвергается воздействию кружащей окалины или, соответственно, частиц окалины и постепенно срывается или разрушается. В результате этого ослабляется изолирующий эффект, и ролики с опорными кольцами необходимо заменять с большими затратами на техническое обслуживание.

Поэтому срок службы ролика с волокнистой изоляцией намного короче срока службы ролика с бетонной изоляцией.

Из DE 4041217 A1 известна печь непрерывного действия, в которой приводимые в движение ролики состоят из охлаждаемых текучей средой внутренних труб и предусмотренных на внутренних трубах опорных и теплоизоляционных устройств, причем это должно приводить к уменьшению затрат при техническом обслуживании роликов. Для этого предусмотрено, что изоляция охлаждаемой внутренней трубы состоит из надвигаемого на внутреннюю трубу опорно-теплоизоляционного устройства, расположенного на внешней трубе, надвигаемой на внутреннюю трубу. Внешняя труба выполнена с опорными дисками или, соответственно, опорными кольцами.

Документ DE 19923114 A1 относится к ролику для печи для тепловой обработки, содержащему сердечник ролика, на котором расположено по меньшей мере два опорных кольца, расположенную между опорными кольцами теплоизоляцию и внешнюю изоляционную трубку, окружающую теплоизоляцию. В DE 19923114 A1 изоляция состоит из однотипных изолирующих колец, расположенных рядом друг с другом, и покрыта жаростойким цилиндром из специальной стали.

В документе WO 2006/106203 A1 также раскрывается ролик для печи для тепловой обработки, содержащий сердечник ролика, на котором на расстоянии друг от друга расположены опорные кольца. Между опорными кольцами расположена цельная теплоизоляция, которая может быть изготовлена их бетона.

В документе DE 19504044 A1 раскрывается жаростойкий транспортирующий ролик для печи непрерывного действия, содержащий охлаждаемый изнутри вал ролика, на окружной поверхности которого расположено множество цилиндрических шайб из армированной волокном керамики, сжатых в осевом направлении посредством устройства создания давления. Указанные цилиндрические шайбы служат в качестве опорных колец для транспортируемого материала и не отстоят друг от друга.

Также из уровня техники известно, что опорная ось рядом с опорными кольцами и в промежуточной области между опорными кольцами может быть заполнена кольцеобразными волокнистыми штампованными деталями, надвигаемыми на опорную ось. При указанном решении, как и в решении с изоляционным волокнистым материалом, возникают описанные выше недостатки.

Поэтому в основе изобретения лежит задача усовершенствования конструкции изоляции таким образом, что отрицательное воздействие окалины или, соответственно, частиц окалины на волокнистый материал значительно уменьшается и, следовательно, повышается срок службы ролика с волокнистой изоляцией.

Указанная задача согласно изобретению решается благодаря тому, что в случае изоляции, составленной из кольцеобразных штампованных деталей, изоляция, расположенная в осевой области между опорными кольцами и рядом с ними, состоит из круговых или, соответственно, кольцеобразных волокнистых штампованных деталей, причем защитное средство в виде кольцеобразных изолирующих шайб выполнено из более прочного материала, чем материал волокнистых штампованных деталей, и между каждыми двумя изолирующими шайбами предусмотрена по меньшей мере одна волокнистая штампованная деталь.

Таким образом, окалина, прилипающая к подвергаемому тепловой обработке материалу, отделяющаяся при транспортировке посредством роликов через печь с роликовым подом и кружащая вблизи роликов, уже не может срывать или разрушать изоляционный волокнистый материал ролика, и более того, поверхность изоляции защищается с помощью средства, противостоящего ударам окалины.

При этом защитное средство может быть выполнено в виде оболочки изоляции. Оболочка окружает изоляционный волокнистый материал, расположенный на опорной оси роликов, предпочтительно безшовным образом, по всей его периферии, причем тонкая, в отношении ее высоты, оболочка расположена ниже плоскости транспортировки роликов, т.е. ниже их опорных колец.

Еще один вариант осуществления предусматривает, что оболочка состоит из более прочного волокнистого материала, чем волокнистый материал изоляции. При этом в качестве оболочки может быть использован волокнистый материал, усиленный керамическими волокнами в виде оксидно-керамического волокнистого композитного материала (OCMC, oxide ceramic matrix composite - композитный материал с оксидной керамической матрицей) или аналогичного твердого материала.

Также предусмотрено, что оболочка состоит из металла или бетона. Как металл, так и бетон не может быть поврежден или пронизан горячей окалиной или, соответственно, частицами окалины, более того, окалина или ее частицы отскакивают от металла или бетона.

Согласно одному из вариантов осуществления изобретения предлагается, что в случае изоляции, составленной из кольцеобразных штампованных деталей, изоляция, расположенная в осевой области между и рядом с опорными кольцами, состоит из круговых или, соответственно, кольцеобразных волокнистых штампованных деталей, причем защитное средство в виде кольцеобразных изолирующих шайб выполнено из более прочного материала, чем материал волокнистых штампованных деталей, и между каждыми двумя изолирующими шайбами предусмотрена по меньшей мере одна волокнистая штампованная деталь.

Изолирующие шайбы, которые могут состоять из усиленного керамического волокнистого материала, предпочтительно из оксидно-керамического волокнистого композитного материала (OCMC), защищают волокнистые штампованные детали, поскольку кружащая окалина попадает не только на внешнюю периферию волокнистых штампованных деталей, но и на внешнюю периферию более прочных изолирующих шайб и отскакивает от них. Благодаря попеременному расположению круговой или, соответственно, кольцеобразной волокнистой штампованной детали и изолирующей шайбы может быть достигнуто то, что более мягкие волокнистые штампованные детали защищаются в максимально возможной степени, а более прочные изолирующие шайбы без отрицательных воздействий обеспечивают теплоизоляцию опорной оси.

Как благодаря оболочке изоляционного волокнистого материала, так и благодаря расположению изолирующих шайб рядом с волокнистыми штампованными деталями выгодным образом достигается увеличение срока службы теплоизоляции, а вместе с тем и срока службы водоохлаждаемого ролика, вследствие чего одновременно в течение длительного времени обеспечивается экономия энергии печи с роликовым подом.

Дополнительные признаки и подробности изобретения вытекают из формулы изобретения и последующего описания показанных на чертежах примеров осуществления изобретения. На чертежах показано следующее:

фиг. 1 - схематическое изображение водоохлаждаемого ролика в качестве детали печи с роликовым подом, причем ролик в осевом направлении выполнен с множеством опорных колец, и как между, так и рядом с опорными кольцами предусмотрена изоляция из волокнистого материала; и

фиг. 2 - схематическое изображение водоохлаждаемого ролика в качестве детали печи с роликовым подом, причем ролик в осевом направлении выполнен с множеством опорных колец, и как между, так и рядом с опорными кольцами предусмотрены круговые или, соответственно, кольцеобразные волокнистые штампованные детали и изолирующие шайбы.

На фиг.1 схематично показана конструкция водоохлаждаемого ролика 1. Ролик 1 имеет ось a, вокруг которой он может вращаться. Направление F подачи на фиг.1 расположено перпендикулярно плоскости чертежа; в направлении F подачи транспортируется материал, подлежащий тепловой обработке, например, сляб или металлический лист, проходящий через печь с роликовым подом, внутри которой в направлении F подачи на расстоянии друг за другом установлено множество таких роликов 1.

Ролик 1 содержит цилиндрическую опорную ось 2 и цилиндрическую внешнюю периферию 3. При этом опорная ось 2 может состоять как из сплошного пруткового материала, предпочтительно кованного или катанного, так и из трубы, предпочтительно изготовленной центробежным литьем.

На опорной оси 2 на расстоянии друг от друга в осевом направлении расположено множество опорных колец 4. Опорные кольца 4 создают контакт с транспортируемым материалом, подлежащим тепловой обработке.

В осевой области между двумя опорными кольцами 4 и рядом с каждым из внешних опорных колец 4 опорная ось 2 выполнена с изоляцией 5.

В качестве изоляционного материала могут быть использованы огнеупорный волокнистый материал из оксида алюминия и/или оксида кремния, или, соответственно, специальная огнеупорная вата, также из оксида алюминия и/или оксида кремния.

Для защиты изоляции 5, состоящей из волокнистого материала или огнеупорной ваты, от окалины или, соответственно, частиц окалины, кружащих вблизи ролика 1, изоляция 5 выполнена с защитным средством 6, защищающим внешнюю периферию ее волокнистого материала или, соответственно, ее огнеупорной ваты, причем защитное средство 6 выполнено в виде оболочки 7 изоляции 5.

Защитная оболочка 7 состоит предпочтительно из более прочного волокнистого материала, чем изоляция 5, факультативно из металла или бетона.

На фиг.2 схематично показан предлагаемый изобретением вариант осуществления водоохлаждаемого ролика, соответствующего описанному выше ролику 1.

В отличие от ролика 1 в ролике 8 в осевой области между двумя опорными кольцами 4 и рядом с каждым из внешних опорных колец 4 на опорной оси 2 расположена изоляция 9, состоящая из круговых или, соответственно, кольцеобразных волокнистых штампованных деталей 10, причем защитное средство 11 выполнено в виде кольцеобразных изолирующих шайб 12, а между каждыми двумя изолирующими шайбами 12 предусмотрена волокнистая штампованная деталь 10.

Волокнистые штампованные детали 10 также состоят из огнеупорного волокнистого материала, предпочтительно из оксида алюминия и/или оксида кремния.

В отличие от этого изолирующие шайбы 12 изготовлены из более прочного материала, чем материал волокнистых штампованных деталей 10. Предпочтительно в данном случае используются изолирующие шайбы 12 из керамического волокнистого материала, например, из оксидно-керамического волокнистого композитного материала (OCMC).

Благодаря попеременному расположению волокнистой штампованной детали 10 и изолирующей шайбы 12 достигается то, что кружащие частицы окалины попадают не только на внешнюю периферию волокнистых штампованных деталей 10, но и на внешнюю периферию более прочных изолирующих шайб 12 и отражаются от них. Для дополнительной поддержки указанного эффекта изолирующие шайбы 12 могут иметь бóльшую ширину, чем волокнистые штампованные детали 10.

Перечень условных обозначений:

1 ролик

2 опорная ось

3 внешняя периферия

4 опорное кольцо

5 изоляция

6 защитное средство

7 оболочка

8 ролик

9 изоляция

10 круговая или, соответственно, кольцеобразная штампованная деталь

11 защитное средство

12 изолирующая шайба

a ось

F направление подачи