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Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen von Drahtbunden
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Es hat sich gezeigt, dass es für die Kühlwirkung nicht gleichgültig ist, welche Tropfengrösse bei einer bestimmten Temperatur gewählt wird. Nach einer Weiterbildung des Verfahrens nach der Erfindung ist deshalb vorgesehen, dass die Grösse der durch das Verdüsen entstandenen Tropfen der Temperatur des Drahtbundes angepasst und in der ersten Kühlphase grösser und dann zunehmend kleiner gewählt wird.
Bei 100 kg-Drahtringen mit 8 und 24 mm Durchmesser wurden folgende Abkühlgeschwindigkeiten
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<tb>
<tb> ;Drahtdurchmesser <SEP> Tropfengrösse <SEP> Wasserdruck <SEP> Luftdruck <SEP> Abkühlgeschwindigkeit
<tb> in <SEP> mm <SEP> in <SEP> um <SEP> in <SEP> mm <SEP> WS <SEP> in <SEP> atü <SEP> in <SEP> C/sec
<tb> bei <SEP> 9000C <SEP> bei <SEP> 600 C
<tb> 8 <SEP> 18 <SEP> 500 <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> 5, <SEP> 0 <SEP> 1, <SEP> 3 <SEP>
<tb> 13 <SEP> 500 <SEP> 3, <SEP> 0 <SEP> 3, <SEP> 8 <SEP> 2, <SEP> 2 <SEP>
<tb> 24 <SEP> 18 <SEP> 500 <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> 3, <SEP> 6 <SEP> 0, <SEP> 8 <SEP>
<tb> 13 <SEP> 500 <SEP> 3,0 <SEP> 2,2 <SEP> 0,9
<tb>
Etwa 80% aller Tropfen hatten einen kleineren und etwa 20% einen grösseren Durchmesser als den an- gegebenen.
Um auch Drahtbunde einwandfrei kühlen zu können, die verhältnismässig undurchlässig sind und eine Höhe aufweisen, welche grösser als etwa die zweifache Differenz zwischen Innen- und Aussenradius des Drahtbundes. ist, ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Drahtbunde von in- nen und zusätzlich von aussen mit Kühlmittel beaufschlagt werden und dass das Beaufschlagen von innen und aussen periodisch wechselnd erfolgt. Das Kühlmittel durchdringt den Drahtbund radial und es wird dabei von innen und aussen angeboten. Im Normalfall wählt man die von innen ausgestrahlte Kühlmit- telmenge grösser als diejenige, die von aussen angeboten wird. Es sind aber auch Anwendungen denkbar, wo die von innen und aussen ausgestrahlten Kühlmittelmengen etwa gleich sind.
Unter Umständen ist es zweckmässig, dass die zusätzliche Kühlung von aussen in einem einen Bogen von 30 bis 450 umfassenden und über den Umfang des Drahtbundes fortschreitenden Feld erfolgt und dass das Beaufschlagen mit Kühlmittel von innen und aussen ständig erfolgt. Bei diesem Verfahren fällt das ständige Ein-und Ausschalten bzw. Umschalten beider Kühlmittelquellen weg und der beim Kühlen ent- stehende Wasserdampf kann besser abgeführt werden. Es sind etwa zehn Umläufe während der Kühlzeit eines Drahtbundes notwendig, um eine gleichmässige Kühlung zu erzielen. Bei einer Kühlzeit von 100 sec sollte darum die Schale in 10 sec mindestens eine Umdrehung machen.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung besteht beispielsweise in einem in die Achse des glühenden Drahtbundes einbringbaren, an seinem Mantel mit Zerstäubungsdüsen bestückten, Kühlmittel und Druckluft führenden Doppelrohr.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele von zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Vorrichtungen dargestellt. Zunächst zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung in teilweisem Schnitt und Fig. 2 eine Draufsicht bzw. Schnitt hiezu. Fig. 3 zeigt eine weitere Vorrichtung, wobei obere und untere Platten vorgesehen sind. In Fig. 4 ist eine Vorrichtung, bestehend aus Doppelrohr und doppelwandiger Schale, dargestellt. Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Vorrichtung, bei der der Drahtbund mit seiner Achse in der Horizontalen liegt. Fig. 7 zeigt ein Doppelrohr, das mit einem verschiebbaren, mit einer Membran ausgerüsteten Zylinder umgeben ist. Die Fig. 8 zeigt ein mit ringförmigen Schlitzdüsen versehenes Doppelrohr und Fig. 9 einen vergrösserten Ausschnitt hiezu.
In den Fig. l und 2 ist ein doppelwandiges Rohr-l-vorhanden, das in die Mitte des glühenden Drahtringes --2-- eingesetzt wird und das über dessen Höhe insoweit mit Zweistoffdüsen --3-- besetzt ist, dass sich eine gleichmässige Beaufschlagung des Drahtringes --2-- mit Kühlmittel erzielen lässt. Der Kühlmittelnebel gelangt vom Zentrum des Ringes zu den einzelnen Windungen, d. h. er dringt entgegen dem natürlichen Temperaturgefälle durch den Drahtring. Ist beispielsweise der Öffnungswinkel des kegelförmigen Strahles 300, so sind zwölf oder mehr Düsen --3-- in Rohrumfangsrichtung in gleichen Abständen angeordnet. In Achsrichtung des Rohres-l-können die Düsen --3-- jeweils um den halben Teilungswinkel versetzt sein.
Eine gleichmässige Bestrahlung kann auch durch Drehen der Kühleinrichtung erreicht werden. Die Düsen --3-- werden durch das Innenrohr mit Wasser --5-- und durch den ZwischenraumzwischenInnen-und Aussenrohr mitPressluft-4-- versorgt. Statt derZweistoffdüsen-3-
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sind auch andere Düsen verwendbar, wenn sie nur erlauben, das Kühlmittel so zu zerstäuben, dass Nebel der genannten Art entsteht. Mit --6-- sind innere Windungen und mit 7-- die äusseren Windungen des Drahtringes bezeichnet.
Mit der beschriebenen Vorrichtung wurden Drahtringe von unlegierten und legierten Stählen von 1000 kg Gewicht von etwa 10000C aus gekühlt. Das Kühlmittel war Wasser ohne chemische Zusätze und hatte eineTemperatur von 200C. Die den Düsen zugewandte Oberfläche der innenliegenden Windungen wurde auf 6000C abgekühlt und dann die Kühlung abgebrochen.
Folgende Zeiten und grösste Temperaturdifferenzen wurden im Ring gemessen :
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<tb>
<tb> Qualität <SEP> des <SEP> Drahtes <SEP> Drahtdurchmesser <SEP> Kühlzeit <SEP> von <SEP> grösster <SEP> Temperaturunterschied
<tb> in <SEP> mm <SEP> 1000 <SEP> auf <SEP> 6000C <SEP> im <SEP> Ring <SEP> in <SEP> OC
<tb> in <SEP> sec <SEP>
<tb> Thomasstahl <SEP> 8 <SEP> 51 <SEP> 225
<tb> Thomasstahl <SEP> 24 <SEP> 164 <SEP> 112
<tb>
Der genannte Temperaturunterschied ist der zwischen der der Düse zugewandten Oberfläche einer inneren Windung und der Kerntemperatur einer äusseren Windung zu dem Zeitpunkt, da die Temperatur der
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Da von Natur aus die Gleichmässigkeit der Kühlung des Drahtringes nicht gegeben ist, wenn auf
Grund der Gegebenheiten der Walzstrasse sich die Temperaturen im Ring wesentlich unterscheiden und nach dem Haspeln der Anfang des Drahtringes in der Regel kälter ist als das Ende, kann es angebracht sein, dass das düsenbestückte Doppelrohr entsprechend der in Axialrichtung unterschiedlichen Temperatur des zu kühlenden Drahtbundes in verschiedenen axialen Höhen mit Düsen unterschiedlich stark belegt oder bei gleicher Belegung mit Düsen unterschiedlichen Kühlmitteldurchsatzes versehen ist. Dadurch ist ein Anpassen des Kühlmittelangebotes an ein vorgegebenes Temperaturfeld möglich.
In Fig. 3 ist das mit den Düsen -3-- bestückte Doppelrohr -1-- oben und unten durch die Platten - 8 und 9-- abgeschlossen. Die obere Platte --8-- ist in der Höhe beweglich gehalten, sie legt sich auf den Drahtring --2-- auf, wenn das Doppelrohr-l-in den Drahtring von oben eingeführt wird. Die untere Platte --9-- ist fest angeordnet und in der Mitte mit einer Einsenkung --10-- versehen, die zur Zentrierung des Doppelrohres dient.
Diese Vorrichtung führt zu einer besseren, gleichmässigeren Nebelbildung. Das hat ein gleichmässigeres Abkühlen des Ringes zur Folge. Die Abdeckplatten --8 und 9-- müssen jedoch trocken gehalten werden, um eine raschere Abkühlung der unmittelbar an den Platten anliegenden Windungen der Drahtringe auszuschliessen. Diese Wirkung wird leicht dadurch erzielt, dass Luftdüsen, die im Vergleich zu den Druckluftdüsen --3-- eine geringere Strömungsgeschwindigkeit der austretenden Luft erzeugen, auf dem Doppelrohr-l-unmittelbar unter der oberen und über der unteren Platte angeordnet werden. Die Luft dieser Luftdüsen hält den Kühlmittelnebel von den Abdeckplatten fern und schliesst damit das Benetzen der Platten mit dem Kühlmittel aus.
Fig. 4 zeigt eine als Doppelwand ausgebildete Schale (Bogenstück) --14--, die sich im vorliegenden Fall zusammen mit dem Doppelrohr-l-um die gemeinsame Achse des Drahtbundes --2--und des Doppelrohres dreht. Der der Schale gegenüberliegende Teil des Doppelrohres-l-kann von Düsen freigelassen werden. Das Doppelrohr-l-kann bei dieser Anordnung auch feststehen und die Schale - allein rotieren. Das Doppelrohr --1-- und die Schale --14-- strahlen hiebei ständig das Kühlmittel aus.
Die in Fig. 4 gezeigte Anordnung, bei der der Drahtbund senkrecht steht, kann mit Vorteil auch so abgeändert werden, dass der Drahtbund mit seiner Achse in der Horizontalen liegt. In diesem Fall wird er von einer oder mehreren gleichsinnig angetriebenen, horizontalen Rollen getragen und gedreht, deren Umhüllende dem inneren Kreis des Bundes entspricht. Von Vorteil ist es, diese Tragrollen nicht genau parallel zueinander einzustellen ; die Achsen dieser Rollen sollen einen kleineren Winkel als 200 miteinander einschliessen. Durch diese Schräglage der Rollen zueinander wird erreicht, dass der Drahtbund in Richtung seiner Achse verlängert und damit die Durchlässigkeit des Ringes für das radial durchzusetzende Kühlmittel verbessert wird. In den Fig. 5 und 6 ist eine solche Kühlanlage dargestellt. Vier horizontale Rollen --15-- tragen den zu kühlenden Drahtbund --2--.
Die in diesem Fallfeststehenden Kühlmittelquellen sind das düsenbestückteDoppelrohr --1--, dem Pressluft --4-- und Wasser --5-- zu-
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geführt werden und die doppelwandige, mit Düsen bestückte Schale --14--. Der schwenkbare Deckel - erlaubt nach Einsetzen des zu kühlenden Drahtbundes, das Doppelrohr und die schalenförmige
Doppelwand abzudecken, so dass der Austritt des Kühlmittels ausreichend gleichmässig erfolgt.
Wenn das Walzprogramm unterschiedliche Bundgewichte und damit auch unterschiedliche Bund- höhen einschliesst, kann es angebracht sein, die wirksame Höhe des düsenbestückten Doppelrohres der
Bundhöhe anzupassen. Fig. 7 zeigt ein Doppelrohr --1--, das mit einem Zylinder --17- ausgerüstet ist, der eine Gummimembran --18-- trägt. Der Zylinder --17-- ist längs des Doppelrohres-l-verschieb- bar. Der Raum zwischen Zylinder --17-- und Gummimembran --18-- wird, wenn der Zylinder in der gewünschten Stellung ist, mit Pressluft oder Presswasser gefüllt.
Dabei legt sich die Membran an die gegenüberstehendenDüsen und verschliesst die Düsenmündungen. Die in Fig. 7 gezeicnneten Düsen --19-- sind Luftdüsen, die die Aufgabe haben, die Platten --8-- während des Kühlvorganges trocken zu halten-
Bei schweren Drahtbunden hat sich gezeigt, dass auch bei dichter Anordnung von Druckluftdüsen auf dem Doppelrohr die ausgestrahlte Kühlmittelmenge pro Zeiteinheit unter Umständen nicht ausreicht.
In diesem Fall sind über die ganze Länge des Doppelrohres angeordnete ringförmige Schlitzdüsen wirksamer (vgl. Fig. 8). Eine Ausführung dieser Schlitzdüsen zeigt Fig. 9. Das Zentralrohr --20-- führt das Wasser, der Ringquerschnitt zwischen zentralem Rohr und äusserem Rohr --21-- führt die Luft. Die Schlitzdüsen werden durch Ringe gebildet, die z. B. auf dem äusseren Rohr --21-- aufgeschraubt und abgedichtet sind. Die Versorgung der Schlitzdüsen mit Wasser erfolgt durch Rohre --22--. Das Wasser tritt aus der zentralen Mündung --23-- und die Luft aus den äusseren Mündungen --24-- aus. Mit dieser Anordnung ist es möglich, gegenüber dem mit einzelnen Düsen bestückten Doppelrohr etwa die 5- bis 10facheMenge an Kühlmittel auszustrahlen.
Mit Schlitzdüsen kann in entsprechender Weise auch die ringförmige Doppelwand oder Schale ausgestattet werden, die den Ring von aussen kühlt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Kühlen von geschlossenen Drahtbunden, bei dem ein Kühlmittel von der Achse des Drahtbundes zu dessen Windungen verdüst wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühl- mittel zu Tropfen verdüst wird, die einerseits klein genug sind, um schwebefähig die Windungen des Drahtbundes zu umfliegen und anderseits gross genug sind, um die äussersten Windungen desDrahibundes zu erreichen, wobei der Strahl des verdüsten Kühlmittels in allen Höhen des Drahtbundes und in allen radialen Richtungen von gleichmässiger Beschaffenheit und Dichte ist.