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The Direct Method - Das Direktverfahren - Deutsch


ZUSAMMENFASSUNG

Jeder Drehofen muss ausgerichtet werden, damit Krümmungen und Verdrehungen am Ofenmantel minimiert und die Belastungen auf die Laufrollenlagerungen möglichst gleichmäßig aufgeteilt werden. Ofenmantelverformungen und -verdrehungen können den mechanischen Verschleiß stark vergrößern und zu einer Reduzierung der Standzeit der Ofenausmauerung führen. Eine mangelhafte Verteilung der Belastungen auf die einzelnen Ofenabstützungen führt zu den bekannten Problemen an Laufrollen und Lagerungen. Das Direktverfahren zur Ofenausrichtung ist entwickelt worden, um nach den Mittelpunkten der Ofenachse die Ausrichtung vornehmen zu können, ohne Messungen an den Komponenten der Ofenabstützung, d.h. an Laufringen und Laufrollen, durchführen zumüssen und zwar an einem Ofen, der sich im vollen Betrieb befindet. Die Vorteile des Direktverfahrens zur Ofenausrichtung sprechen für sich. Ein derartiges Verfahren verfügt über die Genauigkeit, wie sie von dem bekannten optischen Visiermessverfahren her bekannt ist. Außerdem besteht der Vorteil, dass von außen gemessen und der Ofenmantel im heißen und Betriebszustand erfasst wird. Gemäß Definition stellt also das neue Verfahren gleichsam ein ideales vorbeugendes Instandhaltungswerkzeug dar, das zu jeder Zeit sowohl am stehenden als auch am im Betrieb befindlichen Ofen angewendet werden kann. Wird davon ausgegangen, dass der Ofenzylinder ein rotierendes Objekt darstellt, das nicht ganz rund läuft bzw. planetarische Bewegungen ausführt, dann steht also die Aufgabe, an mehreren Zylinderquerschnitten die Rotationsmittelpunkte zu finden. Dazu werden praktisch nur drei mittlere Ofenmantelpositionen benötigt. Sorgfältig ausgewählt, können diese drei Positionen den Rotationsmittelpunkt liefern. Der wichtigste Aspekt dabei ist, dass die Ofenausrichtung mit Hilfe der von außen durchgeführten Messungen erfolgt, ohne dass irgendwelche Details über den Zustand der Ofenabstützungen vorliegen müssen. Auf diese Weise werden die Rotationsmittelpunkte gegenüber den physikalischen Mittelpunkten von Laufringen und Ofenmantel erhalten. Indem der Ofenzylinder ausgerichtet wird, gelangt er bei entsprechender Positionierung der Laufrollen in die Lage, wo er am niedrigsten beansprucht wird.

RESUME

Chaque four rotatif doit etre aligne, afin de minimiser les courbures et distorsions de la virole du four et afin de repartir, aussi regulierement que possible, les charges sur les supports des galetsderoulement.De'formationsetdistorsionsdelaviroledufourpeuventaugme nterforte ment l'usure me'canique et conduire a une re'duction de la dure'e de service de la ma~onnerie du four. Une repartition de'dectueuse des charges, sur les differents supports du four, conduit aux problemes bien connus avec les galets de roulement et les paliers. La me'thode directe de l'alignementdufouraetemiseaupointpourpouvoirprocederal'alignementd'apres lespointscentraux de l'axe du four, sans etre oblige de proceder a quelque mesure que ce soit sur les elements de support du four, c'est-a-dire aux bandages et galets de roulement et ceci sur un four en pleine production. Les avantages de la methode directe parlent pour eux-memes. Une telle methode dispose de la justesse deja connue des methodes de mesure par visee optique. De plus, s'y ajoute l'avantage qu'on mesure a l'exterieur et que la virole du four est saisie a chaud et en l'etat de marche. Ceci etant, la nouvelle methode represente donc un outil de main tenance preventive ideal, qui peut etre utilise a n'importe quel moment aussi bien sur un four a l'arret, que sur un four en marche. Si l'on presuppose, que le cylindre du four se presente comme un objet en rotation, ne tournant pas tout afait rond ou anime de mouvements planetai res, il s'agit donc de trouver, pour plusieurs sections du cylindre, les centres de rotation. Ceci ne requiert pratiquement que trois positions moyennes de la virole du four. Judicieusement choisies, ces trois positions peuvent fournir le centre de rotation. Dans cela, I'aspect le plus important est, que l'alignement du four s'opere a l'aide de mesures effectuees a l'exterieur, sans qu'il soit necessaire de disposer de quelque detail que soit, concernant l'etat des supports du four. De cette fa~on sont obtenus les centres de rotation, par rapport aux centres physi ques des bandages et de la virole. Comme l'alignement de la virole du four s'effectue d'apres ces centres, le four aussi bien que les bandages se retouvent dans une position, ou ils subis sent une contrainte plus reduite.

RESUMEN

Cualquier horno rotatorio tiene que ser alineado, con el fin de reducir a un m~nimo las cur vaturas y torsiones en la envolvente del horno y distribuir, de la manera mas uniforme posi ble, las cargas entre los cojinetes de los rodillos de rodadura. Las deformaciones y torsiones de la envolvente del horno pueden aumentar considerablemente el desgaste mecanico y re ducir la duracion del revestimiento refractario del horno. Una mala distribucion de las car gas entre los diferentes soportes del horno conleva los conocidos problemas en los rodillos de rodadura y los cojinetes. El procedimiento directo de alineamiento del horno ha sido desar rollado para poder llevar a cabo el alineamiento del horno segun el eje del mismo, sin nece sidad alguna de medicion en los componentes de soporte del horno, o sea en los aros o los ro dillos de rodadura, y esto en un horno en pleno funcionamiento. Las ventajas del procedi miento directo de alineamiento de hornos hablan por s~ solas. Este procedimiento se carac teriza por la misma precision quel el conocido procedimiento de alza optica. Ademas, hay la ventaja de que la medicion se lleva a cabo desde fuera, abarcando a la envolvente del horno en funcionamiento, o sea en estado caliente. Segun esta definicion, el nuevo procedimiento constituye practicamente una herramienta ideal de mantenimiento preventivo que puede ser aplicado en cualquier momento, tanto durante las paradas como durante el funcionamiento del horno. Partiendo de la base de que el cilindro del horno es un objeto en rotacion, cuyo mo vimiento no es del todo redondo, o sea que realiza movimientos planetarios, se trata de en contrar los centros de rotacion en diferentes secciones del cilindro. Para ello practicamente se necesitan solo tres pOsiciones medias de la envolvente del horno. Una vez elegidas cuida dosamente, estas tres posiciones nos pueden proporcionar el centro de rotaci6n. El aspecto mas importante consiste en que el alineamiento del horno se efectua con ayuda de las medi ciones realizadas desde fuera, sin que se disponga de mas detalles sobre el estado de los so portes del horno. De esta manera, se obtienen los centros de rotacion frente a los centros fz sicos de los aros de rodadura y de la envolvente del horno. Llevando a cabo el alineamiento del cilindro del horno segun dichos puntos, tanto el horno como los aros ridadura quedan en una posicion, en la cual hay una reducida solicitacion de los mismos.

1. Einleitung

Um heutigen Ansprüchen Rechnung zu tragen, wurden Überlegungen darüber angestellt, die Ausrichtung eines Drehrohrofens während des Betriebes durchzuführen. Die Vorteile, die damit verbunden sind, sind zwingend [1]. Was ist unter dem sogenannten Direktverfahren zur Ausrichtung eines Drehrohrofens zu verstehen? Unter dem neuen Verfahren versteht man, dass die Mittelpunkte einzelner Querschnitte des Drehrohrzylinders zwecks ihrer gegenseitigen Ausrichtung ohne Messungen an Laufringen und Laufrollen im vollen Betrieb des Ofens bestimmt werden. Die Vorteile einer derartigen Ofenausrichtung sind offen- sichtlich. Das Verfahren liefert die gewünschte Flucht und Genauigkeit, wie sie von optischen Visiermessverfahren her bekannt sind (Bild 1). Es besitzt jedoch auch die Vorteile einer externen Prozedur, mit deren Hilfe die Position des Drehrohrzylinders sowohl im heißen als auch bewegten Zustand bestimmt werden kann. Definitionsgemäß kann dieses Verfahren, das ein ideales vorbeugendes Instandhaltungswerkzeug darstellt, jederzeit - sowohl beim stehenden als auch laufenden Drehrohrofen - angewendet werden.

2. Historische Präferenz für die Verwendung von Visiermesseinrichtungen

Die Ausrichtung des Drehrohrofens mittels einer optischen Visiermesseinrichtung (Bild 1) wird fast immer angewendet bei der Montage eines neuen Drehrohrofens,

der in mehreren Ofenschüssen auf die Baustelle angeliefert wird. Das trifft für alle, auch sehr kurze Drehöfen zu. Nachdem dann der Ofen ausgemauert und in Betrieb gesetzt worden ist, wird dieses Verfahren von vielen Betreibern immer noch bevorzugt, um die Ausrichtung ihres Drehofens zu überprüfen. Das ist das direkteste Verfahren, um einen Drehrohrofen auszurichten, da

es im Gegensatz zu den äußeren Verfahren notwendig ist, auch die Geometrie der Lagerkomponenten eines Drehrohrofens zu messen, worin zweifelsohne auch der große Vorteil dieses Verfahrens liegt. Leider ist mit diesem Vorteil die Notwendigkeit verbunden, dass der Ofen abgefahren wer den muss und voll und ganz für die Messungen zur Verfügung zu halten ist. D.h. eine Stillstandsperiode muss eingerichtet werden, in der für die Dauer der Messungen keine anderen Arbeiten durchgeführt werden können. Das Arbeiten innerhalb des Drehofens bringt außerdem gewisse Gefahren mit sich, wodurch auch die Genauigkeit der Messungen aufs Spiel gesetzt werden kann.

3. Grenzen für die Ausrichtung eines Drehrohrofens nach dem optischen Visiermessverfahren

Die Ausrichtung eines Drehrohrofens mittels einer optischen

Visiermesseinrichtung besitzt, obwohl dabei unmittelbar die Lage des Ofenmantels gemessen wird, auch einige ernsthafte Grenzen. Der Mittelpunkt des Drehrohrquerschnitts einer jeden Rollenstation wird gefunden aus einer bestimmten Anzahl unterschiedlicher Drehofenstellungen. Im Minimum sind drei Stellungen erforderlich. Noch mehr Positionen sind jedoch zu bevorzugen, da die Lage der Ofenachse, gemessen im Inneren des Stahlmantels, mit der Anzahl von Bezugspunkten an Präzision gewinnt. Jeder zur Messung herangezogene Punkt erfordert allerdings, dass der Ofenansatz und die darunter befindliche Ausmauerung durchbohrt werden. Außerdem muss der Ofen für jeden Satz von Messpunkten gedreht werden. Es ist leicht einzusehen, dass damit ein bestimmter Zeitaufwand verbunden ist. Unter dem allgemeinen Zwang, die Ofenstillstandszeit zu begrenzen, wird heute eine Ofenausrichtung nur akzeptiert, die mit einem minimalen Aufwand auskommt.

Eine weitere Einschränkung besteht darin, dass der Ofen notwendigerweise nur in seinem kalten Zustand gemessen werden kann. Kalt heißt, dass der Ofen thermisch nicht verformt ist. Das bedeutet aber, dass die Mittelpunkte der einzelnen Drehofenquerschnitte sich nicht in der gleichen vertikalen Lage befinden und auch die Laufringe zu dem ihnen zugeordneten Laufrollenpaar nicht in der gleichen axialen Position stehen, als wenn ein thermisch verformter Ofenmantel vorliegen würde [2]. Die Nachkontrolle der Ofenausrichtung, etwa nach einer so durchgeführten Justage der Laufrollen, ist bis zum nächsten Ofenstillstand keinesfalls eine Option.

4. Die Grenzen externer Verfahren zur Ausrichtung von Drehrohröfen

Bis zum heutigen Tage verlangen alle externen Verfahren ob am kalten oder heißen Ofen durchgeführt - unverändert bestimmte Messungen zumindest am Laufring, gewöhnlich aber auch an den Laufrollen. Ob diese Messungen heiß oder kalt vorgenommen werden, ist nicht von Bedeutung für die Anwendung jener Verfahren. Die heißen Verfahren sind eigentlich nur Varianten und Erweiterungen des kalten Standardverfahrens [3]. Im Grunde genommen sind die Verfahren alle identisch. Der Vorzug ist zweifelsohne der Heißmessung zu geben, um die Nachteile zu vermeiden, welche dem internen Verfahren anhaften.

Obgleich eine große Vielfalt von Techniken angewandt wird, den Durchmesser eines bewegten Laufrings zumessen und daraus seine Mittenposition zu berechnen, sind solche Bemühungen grundsätzlich durch Genauigkeitsprobleme gekennzeichnet. Übereinstimmend mit der Lage des berechneten Laufringmittelpunktes muss der Ofenmantel ausgerichtet werden. Die meisten Öfen besitzen wandernde Laufringe, was zur Folge hat, dass der Ofenmantel innerhalb des Laufringes sich in einer exzentrischen Lage befindet. Dieses Phänomen muss bei der Ausrichtung berücksichtigt werden. Die externen Heißverfahren haben deshalb noch Glaubwürdigkeitsprobleme und stehen bei einigen Ofenbetreibern unter Kritik.

5. Das Direktverfahren

Es muss vorausgeschickt werden, dass die Genauigkeit einer endgültigen Ofenausrichtung nur so gut sein kann wie die Genauigkeit und Zuverlässigkeit, mit welcher die Mittelpunkte am Ende einer derartigen Messung gefunden werden. Das Direktverfahren realisiert diese Mittelpunkte in der gleichen Weise wie das Visiermessverfahren, allerdings durch Messungen am Ofenmantel anstelle von Messungen an den Komponenten der Ofenlagerungen.

Das gleiche Prinzip zur Gewinnung von Punkten vom Inneren des Ofenmantels wird dabei angewendet, obgleich jetzt von der Außenfläche des Ofenrohres ausgegangen wird. Allerdings gibt es dabei einige Unterschiede, wie besonders den, nicht auf drei oder irgendeine Zahl von diskreten Ofenmantelpositionen angewiesen zu sein. Theoretisch gesehen kann man beliebig viele Positionen wählen, vorausgesetzt, es stehen ein Computer und eine entsprechende Einrichtung zur Messdurchführung zur Verfügung. Im Ergebnis erhält man in einem beliebigen Querschnitt den

Mittelpunkt des bewegten Ofenrohres und nicht eben den physikalischen Mittelpunkt. Es bedarf keines Kommentars, wenn man einen Ofen von außen ausrichten kann, da gibt es keine Feuerfestauskleidung, keinen Materialansatz oder beim Nassofen auch keine Kettengirlande wodurch die Arbeit im allgemeinen behindert wird. Geht man also davon aus, dass es sich beim Drehofen um ein rotierendes Objekt handelt, unberücksichtigend den Fakt, dass der Ofenzylinder nicht rund ist und zieht man in Betracht, dass das Zentrum eines Zylinderquerschnitts auch eine planetarische Bewegung ausführen kann, dann steht die Aufgabe, den Rotationsmittelpunkt zu finden. Um diese Aufgabe zu lösen, ist es lediglich notwendig, drei mittlere Ofenrohrpositionen zu finden.

Sorgfältig ausgewählt, liefern Rotationsmittelpunkt (Bild 2).

In diesem Bild charakterisieren die gestrichelten Linien die Rotation des Ofenzylinders. Obgleich nur acht Positionen so dargestellt wurden, liefert jeder Laser 180 diskrete Schriebe während der Dauer von einer Ofenumdrehung. Technisch gesehen müssten eigentlich 180 Ofenrohrpositionen gezeigt werden, was aber bildlich kaum noch darzustellen wäre. Die 180 Schriebe sind willkürlich, jedoch zahlenmäßig

ausreichend, um die Oberfläche 180 Schrieben eines jeden Lasers werden dann im Durchschnitt drei mittlere Ofenrohrpositionen ermittelt. Nur ein einziger Kreis kann durch drei Punkte gezogen werden. Dabei stellt der sich ergebende Kreis nicht die Kontur des tatsächlichen Ofenmantels dar. Der Einfachheit halber soll dieser Kreis durch seinen Durchmesser charakterisiert werden und die Bezeichnung Arbeitsdurchmesser erhalten. Die einzige Signifikanz dieses Kreises besteht nun darin, dass sein Mittelpunkt dem Rotationsmittelpunkt des Ofenmantels entspricht. Wenn der Ofenmantel keine planetarische Bewegungskomponente besitzt, was im Grunde genommen nie der Fall ist, so wird doch sein physikalischer Mittelpunkt mit dem Rotationsmittelpunkt korrespondieren. In der Praxis ist allerdings wie auf dem Bild dargestellt, der Rotationsmittelpunkt immer verschieden vom physikalischen Mittelpunkt des Ofen- Mantels. Der einzige Parameter, der variiert, ist der Betrag, um den diese Punkte auseinanderliegen. Auf diese Weise wird der Rotationsmittelpunkt eines Ofenmantelquerschnitts gefunden. Mit dieser Prozedur, die einmal auf beiden Seiten eines jeden Laufrings durchgeführt wird, ist die Interpolation zwischen den Rotationsmittelpunkten und den Mittelpunkten einer jeden Laufringabstützung gegeben. Auf diesem Wege wird eine Anzahl von Mittelpunkten erhalten, vergleichbar mit dem konventionellen Visiermessverfahren, mit dem einzigen Unterschied, dass die Mittelpunkte sozusagen Adressen im dreidimensionalen Raum - koordinieren. Das ist das Basiskonzept des sogenannten Direktverfahrens. Gemäß Definition ist es klar, dass im Vergleich zu anderen Verfahren dieses Verfahren der Ofenausrichtung nur an einem im Betrieb befindlichen Ofen angewendet werden kann.

des Ofenmantels vollständig darzustellen. Aus den

6. Das Gerät

Bild 3 zeigt das Messgerät. Das Instrument bezeichnet den Ursprung eines räumlichen Koordinatensystems mit den Koordinaten Ni, Ei, Zi, d. h. den Aufstellungsort der Justiermesseinricht ung mit Angabe der Koordinaten in mm (45023, 9467, 6251)

Bild 4

Nach Bild 4. Prisma 1 und Prisma 2 bezeichnen die Lagekoordinaten der auf der Messbrücke fixierten beiden Prismen, mit den Punkten Pl (Npl, Ep1, Zpl) und P2 (Np2, Ep2, Zp2) ebenfalls in Millimeterangabe (Bild 5).

Bild 5

Ll, L2 und L3 sind variable Längen auf einer konstant bleibenden Messbrücke, die sich von Applikation zu Applikation nicht verändert. Die Laserschriebe enthalten die Distanzverschiebung smessungen vom Laser zum Ofenmantel. Die aufgestellte Messbrücke (Bild 5) zeigt die drei Laser: Der eine ist auf das Zentrum des Ofenzylinders gerichtet, die anderen befinden

sich an den Brückenenden. Die Punkte 1, 2 und 3 auf Bild 3 entsprechen den mittels Computer berechneten Positionen, basierend auf den entsprechenden Mittelwerten aus jeweils 180 Messbrücken zu Ll, L2 und L3. Die drei Sätze der zu je 180 lasergemessenen Distanzverschiebungen werden simultan während einer Ofenmantelumdrehung geloggt. Der Kreis selbst wird durch die drei Punkte 1, 2, 3 beschrieben, mit deren Hilfe auch die trigonometrische Berechnung des Kreis- Mittelpunktes erfolgt.

Al entspricht dem Winkel, der durch die Messbrücke mit einer Horizontalen gebildet wird. Es ist nicht notwendig, dass der Ofentechniker die Lage der Brücke vorschreibt, obgleich in den meisten Fällen ein nahe gelegener Level für ihn am geeignetsten wäre. Es gibt andere Kriterien, an die man sich zu halten hat. Die Justagemöglichkeiten sind zur Erleichterung der Arbeit in der Brücke ein gebaut. A2 ist ein Winkel, der sich mit dem Ofendurchmesser verändert. Der Kürze wegen wird die rechnerische Ableitung hier nicht gezeigt. Aber es ist nur eine einfache trigonometrische Berechnung notwendig, wofür die Brückenkonfiguration und die gemessenen Punkte 1, 2, 3 gegeben sein müssen. Die Parameter g, h und i können ebenfalls durch eine trigonometrische Berechnung mit Hilfe der bekannten Punkte sowie Abstände gefunden werden. Bei gegebenen Konstanten der Messbrücke ist der Mittelpunkt eines Ofenquerschnitts fixiert durch die Relativpositionen der drei Laser, durch die beiden Prismen und den Mittelwert der mittels der drei Laser gemessenen Distanzverschiebungen.

Es bedarf deshalb nur einer einfachen trigonometrischen Berechnung, um zu zeigen, dass das Zentrum die Koordinaten [P1(Np1),P1(Ep1)+i, P1(Zpl)+h] besitzt, wobei h und i nach h = g-sin (Al+A2) i = g-cos (Al+A2) berechnet werden können.

Der Ofenquerschnitt befindet sich im rechten Winkel zur N-Achse. In Wirklichkeit entspricht diese Vereinbarung einem seltenen Zufall. Die Ofenposition wird zu allen Achsen als schiefliegend erwartet, da das Koordinatennetz gesetzt wurde, bevor die Ofenposition gemessen worden ist. Die Koordinaten der Mittelpunkte sind deshalb echte dreidimensionale Adressen. Von den beiden Mittelpunkten im Bereich eines Laufringes wird der Mittelpunkt des Ofenmantels zum Mittelpunkt der Laufrollenstation interpoliert. Das liefert dann für jede Laufrollenstation einen einzelnen Punkt, dessen Lage auf einer geraden Linie mit gewählter Neigung leicht veranschaulicht werden kann. Alle diese Berechnungen erfolgen mit dem Computer. Eine weitere Detaillierung ist für das Verstehen der grundlegenden Vorgehensweisen nicht erforderlich.

7. Bemerkungen zur Genauigkeit

Jede Ofeninstallation hat ihre eigenen Herausforderungen und erfordert hinsichtlich der Genauigkeit der benutzten Mittel einen Kompromiss mit den Messungen der Ofenausrichtung. In diesem Sinne sind die hier zur Anwendung gebrachten Mittel nicht mehr oder weniger empfindlich als jedes andere bekannte Verfahren.

Die absolute Genauigkeit ist deshalb immer ausrüstungsspezifisch. Es geht nicht anders, als dass die Genauigkeit der verwendeten Werkzeuge größer sein muss, als die am Ende erzielten Ergebnisse. Die zentrale Aufgabe besteht darin, die richtige Ofenposition zu finden. Davon müssen die ermittelten Abweichungen von der richtigen Ofenposition in entsprechende Laufrollen Justagen umgesetzt werden. Um diese Aufgabe zu lösen, werden die Durchmesser von Laufrollen und Laufringen benötigt. Die Vorteile des Direktverfahrens lassen sich am besten an einem Beispiel zeigen (Bild 6),

Bild 6

Das gleichzeitig auch die größere Genauigkeit dieser Methode deutlich macht. Bei dem beispielhaft verwendeten Ofen sollen die Laufringe mit einem Durchmesser von 7000 mm und die Laufrollen mit einem Durchmesser von 2000 mm ausgeführt sein. Zuerst soll ein Punkt von einer Anzahl von Mittelpunkten betrachtet werden, die nach einem äußeren Verfahren

berechnet worden sind. Dann soll angenommen werden, dass zwei Fehler begangen worden sind, d. h. der aktuelle Durchmesser des Laufringes soll 6980 mm und der eine Laufrollendurchmesser soll in Wirklichkeit nur 1990 mm betragen. Der Ofenpraktiker, der das nicht weiß, aber seinen Ofenmittelpunkt über die Messungen der Rollenstation Komponenten berechnet, stellt eine Fehllage des Mittelpunktes von 15 mm fest. Jegliche Veränderungen von Durchmesserfehlern oder von Fehlmessungen der Rollenabstände werden ähnliche Ergebnisse liefern. Der Fehler im vorliegenden Falle beträgt 15 mm. Aus Fairnessgründen soll die gleiche Fehlerhypothese auch auf das Direktverfahren angewandt werden. Nachdem die Ofenausrichtung ohne genaue Kenntnis von Laufring- und Rollendurchmesser durchgeführt wurde, soll eine Fehlausrichtung der Ofenachse von 10 mm in vertikaler und 10 mm in horizontaler Richtung festgestellt worden sein. Von dieser Position aus muss nun die erforderliche Verschiebung der Laufrollen berechnet werden, um den Ofen in die richtige Lage zu bringen. Nun müssen auch die Durchmesser mit in die Betrachtungen einbezogen werden. Zur horizontalen Korrektur können die beiden Laufrollen nach rechts um 10 mm verschoben werden (Bild 7).

Bild 7

Als nächster Schritt ist die vertikale Korrektur durchzuführen. Zunächst werden dabei die gemessenen, dann die tatsächlichen Werte benutzt.

Bild 8

Auf Bild 8 ist die Berechnung für die vertikale Justage der Laufrollen dargestellt. Aktuell wurde ein Wert von DH= 10,16 mm rückläufig aus einer durchgeführten Verschiebung von 17,41 mm berechnet, wobei die tatsächlichen Werte von A, B und C benutzt wurden. Die Messungen von A, B und C sind wegen der Natur des Ofens nur grobe Messungen.

Allerdings ist es klar, dass der Fehler, der mit der Aufstellung der Laufrollen begangen wird, nur gering beeinflusst wird, wenn wenige genaue Werte für A, B und C benutzt wurden. Das Direktverfahren zur Ausrichtung eines Drehofens, das schnelle und einfache Messungen durchführt, um diese Dimensionen zum Zwecke der Berechnung der Laufrollenverschiebungen zu verifizieren, beeinflusst kaum das Ergebnis. Das ist deshalb so, weil die Genauigkeit, mit der die Messungen zur Ofenausrichtung durchgeführt wurden, völlig unabhängig von den Bedingungen der Laufrollen und Laufringe ist und der Einfluss auf die Laufrollenjustage vernachlässigbar ist. Im Gegensatz zu der einfachen externen Prozedur, mit der bei der Suche nach dem Mittelpunkt ein Fehler von 15 mm gemacht wurde, lieferte das Direktverfahren nur einen Fehler von 0,16 mm mit den gleichen Abmessungsabweichungen an Laufrolle und Laufring. Die dem Direktverfahren innewohnende Genauigkeit liegt, bezogen auf das betrachtete Beispiel, um das 100fache höher. Besonders, wenn der horizontale Abstand fehlerbehaftet ist, kann das Direktverfahren eine höhere Genauigkeit liefern.

8. Abschließende Betrachtungen

Der wichtigste Aspekt des Druckverfahrens besteht darin dass man von außen über eine ganze Serie von Bezugspunkten zur Justage der Laufrollenstationen gelangt, ohne dass irgendwelche Details über den Zustand der Ofenabstützungen bekannt sein müssen. Die Vorgehensweise ist vervollständigt worden, indem auch die Rotationsmittelpunkte gegenüber den physikalischen Mittelpunkten der Laufringe des Ofenmantels ermittelt werden, wobei dabei allerdings die Frage steht, ob die Rotationsmittelpunkte noch den dynamischen Zustand des Ofens repräsentieren. Wenn die gemessenen Punkte ausgemittelt werden, dann kann der Ofenzylinder in die Position seiner niedrigsten Belastung gebracht werden, sofern auch die Laufrollen entsprechend eingestellt werden. Obgleich es immer eine messbare Differenz zwischen Rotationsmittelpunkt und dem physikalischen Mittelpunkt des Ofenzylinders gibt, ist diese Differenz für ausgenommen solche Öfen, die sich in einem mangelhaften mechanischen Zustand befinden, etwas akademischer Natur. Mit anderen Worten: Meistens treten keine signifikanten Differenzen auf. Aber, abgesehen davon, dass man von vornherein nie weiß, bei welchem Ofen mit derartigen Differenzen zurechnen ist, besteht der wirkliche Vorteil, die Rotationsmittelpunkte bei der Drehofenjustage mit einzubeziehen, darin, dass dadurch der dynamische Zustand des Drehofens während seines Betriebes mit berücksichtigt wird. Daraus ist auch die Bezeichnung "direkt" entstanden. Obgleich das Direktverfahren grundsätzlich den vom Ofeninnern aus bekannten optischen Visiermessverfahren gleichzusetzen ist, wenn man etwa das Ofen innere nach außen kehrt, gibt es keine Restriktion für die Ausrichtung des Ofenzylinders hinsichtlich seines jeweiligen Zustandes. Außerdem besitzt man nicht nur eine riesige Datenmenge als Hilfe für die Berechnung der Mittelpunkte, sondern man hat auch die Option, den Zustand des Ofenzylinders nach einer Laufrollenjustage zu jeder Zeit und aus welchem Grunde auch immer überprüfen zu können.

Das Direktverfahren zur Ausrichtung von Drehöfen schließt auch Ovalitätsmessungen ein. Ovalität ist ein Maß für dynamische Veränderungen an der Ofenmantelkurvatur, verursacht durch die Rotation. Der Ovalitätszustand eines Ofenzylinders ist von primärem Interesse für die mechanische Stabilität der Feuerfestauskleidung. Allerdings, eine detaillierte Analyse der Ovalitätskurven, wie etwa mit Hilfe einer elektronischen Messeinrichtung realisierbar, vermittelt oftmals Informationen, die für eine vollständige Analyse nützlich sein können. Eine signifikante differentielle Ovalitätsanalyse kann zweckmäßig sein, um die Vorgaben für eine Ofenausrichtung zu überprüfen.

9. Schlussfolgerungen

Jeder Drehofen muss ausgerichtet werden, damit Verkrümmungen und Verdrehungen am Ofenmantel minimiert und die Belastungen auf die Laufrollenlagerungen möglichst gleichmäßig aufgeteilt werden. Ofenmantelverformungen sowie Verdrehungen können zu einem immensen Anstieg des mechanischen Verschleißes führen und die Standzeit der Feuerfestausmauerung herabsetzen. Eine mangelhafte Belastungsaufteilung zwischen den Ofenabstützungen führt zu Problemen an Laufrollen und Laufrollenlagern. Eine genaue und zuverlässige messtechnische Ausrichtung des Drehofens während seines vollen Betriebes erfordert ein innovatives Vorgehen, was mit dem Direktverfahren nunmehr gefunden wurde. Das Verfahren stellt zurecht ein vorbeugendes Instandhaltungswerkzeug dar und hat die Möglichkeit geschaffen, einen im Betrieb befindlichen Ofen präzise auszurichten.


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