AT390214B

AT390214B - Vorrichtung zum kuehlen von warmgewalztem flachgut

Info

Publication number: AT390214B
Application number: AT0191885A
Authority: AT
Inventors: Bruno Sabatini
Original assignee: Sviluppo Materiali Spa
Priority date: 1984-07-04
Filing date: 1985-06-27
Publication date: 1990-04-10
Also published as: DE8519321U1; FR2567048A1; ES8607767A1; CA1253014A; DE3523829C2; IT1177873B; NL8501852A; GB2161102B; FR2567048B1; ES8608479A1; ES544847A0; DE3523829A1; BR8503298A; ES544824A0; IT8448502A0; US4645185A; GB8516586D0; ATA191885A; BE902798A; GB2161102A

Description

Nr. 390 214

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zum Kühlen von warmgewalztem Flachgut. Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf eine Änderung des Aufbaus solcher Vorrichtungen (von der Art, bei welcher ein dünner Wasserstrahl mit geringer Turbulenz in Form einer Klinge zugeführt wird, die sich quer über die gesamte Breite des Kühlbettes erstreckt), um Änderungen der Wassermenge quer über die gesamte Breite des Kühlbettes zu ermöglichen, wodurch die Kühlkapazität sowie die Breite des Kühlbettes selbst geändert werden.

Die bekannten Vorrichtungen zum Kühlen von warmgewalztem Flachgut können in zwei grundsätzliche Gruppen eingeteilt werden: die eine Gruppe umfaßt jene Vorrichtungen, welche das Kühlwasser in Strahlen zuführt, deren Breite im Vergleich zu jener des Kühlbettes begrenzt ist; dies sind Vorrichtungen mit Sprühstrahlen oder kleindurchmeßrigen zylindrischen laminaren Strahlen. Im allgemeinen ist die Kühlwirksamkeit solcher Strahlen bzw. Sprühstrahlen relativ begrenzt, so daß eine große Anzahl vorgesehen werden muß, was eine beträchtliche Menge an Raum erfordert; obwohl es leicht ist, das Wasser über eine große Anzahl von Strahlen zuzuführen, können diese Vorrichtungen außerdem nur derart gesteuert werden, daß sie voll eingeschaltet oder voll ausgeschaltet sind, so daß die Möglichkeit der Einstellung der Kühlkapazität relativ begrenzt ist, nicht zuletzt wegen ihrer geringen Wirksamkeit. Eine Vorrichtung zum Zuführen einer Vielzahl von Kühlwasserstrahlen ist beispielsweise aus der GB-PS 1,595.312 bekannt, bei welcher ein im Querschnitt im wesentlichen wabenförmiger Einsatz vorgesehen ist, der eine Vielzahl von vertikalen Kühlwasserstrahlen erzeugt

Die andere Gruppe umfaßt Vorrichtungen, welche Wasser in Form eines dünnen Vorhanges zuführen, der sich quer über das Kühlbett erstreckt; diese Vorhänge werden üblicherweise als Laminarstrahlen bezeichnet, doch ist ihre Strömung tatsächlich turbulent, wenn auch nicht besonders turbulent. Die Kühlwirksamkeit solcher Vorrichtungen ist ausgezeichnet, doch besteht trotz einer Anzahl von nach dem Stand der Technik bekannten Anregungen ihr Nachteil darin, daß die Menge an zugeführtem Wasser nicht auf einfache und wirksame Weise quer über die Breite des Kühlbettes gesteuert weiden kann.

Im Falle von warmgewalztem Flachgut, nämlich Platinen und Bändern, hat die Möglichkeit einer genauen Steuerung der Temperaturverminderung sowohl entlang der Breite als auch quer über die Breite des Bettes vordringliche Bedeutung zur Sicherung der notwendigen Gleichmäßigkeit der Kühlung und als Folge davon der Homogenität des Produktgefüges und seiner Ebenflächigkeit, damit teure Wärmebehandlungen und mechanische Behandlungen (z. B. Ebnen) nach dem Walzvorgang vermieden oder zumindest vermindert werden.

Diese differentielle Kühlung ist im Falle von Platinen von besonderen Bedeutungen, bei denen die Bildung von ungleichmäßigen Temperaturen ausgeprägter in Erscheinung tritt, und zwar hauptsächlich infolge des ungünstigen Flächen-Volumenverhältnisses des Werkstückes, wodurch sich eine raschere Abkühlung an den Rändern ergibt.

Bisher gibt es keine Vorrichtungen, die eine einfache und wirksame kontinuierliche Änderung des Ausmaßes an Kühlung quer über die Breite des gewalzten Produktes sicherstellen können. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, diese ungünstige Situation zu vermeiden und eine verbesserte Vorrichtung zu schaffen, die einen breiten Bereich an Steuerung der Wasserströmung nicht nur hinsichtlich der Absolutmenge, sondern auch über die gesamte Länge der Vorrichtung ermöglicht.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Kühlen von warmgewalztem Flachgut, die mit einer Wasserzufuhreinrichtung und mit einer Wasserabgabekammer ausgestattet ist, welche einen linearen Schlitz parallel zur Walzebene aufweist, durch welchen ein Wasserstrahl in Form einer langen, sehr dünnen Klinge mit geringer Turbulenz gegen die Platine bzw. das Band gerichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserstrahl-Erzeugungskammer von der Kühlwasserzufuhreinrichtung getrennt und in der Längsrichtung durch gegen den Wasserstrahl-Abgabeschlitz konvergierende Wände begrenzt und in der Querrichtung durch mehrere Trennwände in eine Anzahl von kleineren Kammern unterteilt ist, die sich quer zur Länge der Vorrichtung erstrecken. Die Trennwände sind an den Wänden der Wasserstrahl-Erzeugungskammer befestigt und enden gegen den Wasserstrahl-Abgabeschlitz hin unmittelbar vor der Außenkante des Schlitzes. Jede der kleineren Kammern, in welche die Wasserstrahl-Erzeugungskammer unterteilt ist, steht mit der Wasserzufuhreinrichtung über zumindest eine Einrichtung in Verbindung, die mit einem Strömungsveränderer ausgestattet ist.

Auf diese Weise gibt jede der kleineren Kammern ihren eigenen Wasserstrahl ab, dessen Strömung so groß ist, wie sie für die erwünschte Kühlung benötigt wird. Benachbarte Wasserstrahlen kommen innerhalb der Vorrichtung in einigem Abstand vom Abgabeschlitz wieder zusammen, so daß eine Trennung der verschiedenen Ströme vermieden wird, und derart, daß der Endabschnitt der gegen den Schlitz konvergierenden Wände die Strömung linear macht. Auf diese Weise wird ein einzelner Strahl mit unterschiedlichen Durchsatzmengen quer über die Breite des Kühlbettes erzeugt

Eine Steuerung der von jeder der kleinen Kammern abgegebenen Ströme wird auf sehr einfache Weise dadurch erreicht, daß die Einstellung der Einrichtungen variiert wird, welche die Kammern mit der Wasserzufuhreinrichtung verbinden.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsformen, die lediglich Beispielcharakter haben und in keiner Hinsicht als einschränkend verstanden werden sollen, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert; es zeigen: Fig. 1 eine teilweise aufgeschnittene Perspektivansicht einer verbesserten Vorrichtung gemäß der Erfindung, Fig. 2 einen Vertikalschnitt der Vorrichtung nach Fig. 1, Fig. 3 einen Vertikalschnitt der Vorrichtung nach Fig. 1 nach der Linie (A-A) in Fig. 2, und Fig. 4 einen Vertikalschnitt einer von der Vorrichtung nach Fig. 1 verschiedenen Vorrichtung, die aber nach dem gleichen Prinzip funktioniert. -2-

Nr. 390 214

Die in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Vorrichtung gemäß der Erfindung weist ein Außengehäuse (1) mit langgestreckter Form auf, das an beiden Enden durch Wände (2) und (3) geschlossen ist. Die Wand (3) hat Durchlässe (4) und (5) für die Zufuhr von Wasser zum Inneren der Vorrichtung, nämlich zu Kammern (6) und (7); das Wasser wird der Vorrichtung über eine Zuleitung (8) zugeführt und auf die Kammern (6) und (7) über 5 Verteiler (9) sowie Rohre (10) und (11) verteilt, die mit den Durchlässen (5) und (4) in Verbindung stehen.

Die Kammern (6) und (7) werden durch die Wände des Gehäuses (1) und durch innere Führungswände (12) und (13) erzeugt, die einstückig mit der Wandung des Gehäuses (1) und mit den Endwänden (2) und (3) ausgebildet sind. Die inneren Führungswände (12) und (13) umschließen eine Kammer (15), die ferner durch einen Teil der Wandung des Gehäuses (1) begrenzt ist und mit der Außenseite über eine Öffnung (16) in 10 Verbindung steht, die sich über die Länge der Vorrichtung erstreckt und von Lippen der Führungswände (12) und (13) geformt wird.

Die Kammer (15) ist in der Querrichtung durch mehrer Trennwände (17) unterteilt, die eine Anzahl von kleinen Kammern (18) bilden, welche voneinander getrennt sind und miteinander nicht in Verbindung stehen, außer in einem kleinen Abstand vom Schlitz (16); tatsächlich enden die Trennwände (17) innerhalb der Kammer 15 (15) kurz vor dem Schlitz (16) in einer sich verjüngenden Kante (17*) (siehe Fig. 3).

Die Führungswände (12) und (13) haben eine Anzahl von Durchlässen (14), welche die Kammern (6) und (7) mit der Kammer (15) in Verbindung setzen, so daß jede der kleineren Kammern (18), die innerhalb der Kammer (15) durch die Trennwände (17) gebildet werden, mit den Kammern (6) und (7) in Verbindung steht

Die Durchlässe (14) sind mit bekannten Einrichtungen zur Änderung der Öffnungsgröße ausgestattet, damit 20 die Kühlwasserströmung, welche aus den Kammern (6) und (7) in die kleineren Kammern (18) erfolgt, geändert werden kann.

In Betrieb füllt das Kühlwasser, das von der Zuleitung (8) zugeführt und auf die Kammern (6) und (7) mittels des Verteilers (9) sowie der Rohre (10) und (11) aufgeteilt wird, diese Kammern und strömt von dort durch die Durchlässe (14), um die kleineren Kammern (18) zu füllen. Dabei wird die Turbulenz stark reduziert 25 und im Extremfall wird die Strömung laminar, und zwar infolge der Form und den Abmessungsverhältnissen der Führungswände (12) und (13) und der kleineren Kammern (18). Das Wasser strömt dann durch den Schlitz (16) gegen zu kühlende Platine.

Die Trennwände (17) enden in einer sich verjüngenden Kante (17') in kleinem Abstand vor dem Schlitz (16), so daß die verschiedenen Ströme, die von den einzelnen kleineren Kammern (18) zugeführt werden, sich 30 wieder vereinigen, um eine einzige kontinuierliche Wasserklinge zu bilden, deren Dicke im Vergleich zu ihrer Länge sehr klein ist und deren Turbulenz sehr gering ist.

Die vorstehend beschriebene Ausbildung eignet sich speziell für jene FäUe, die sehr einfache mechanische Vorrichtungen zur Strömungsänderung aufweisen, wie Schieber, die bewegt werden können, um die Wasserdurchlässe in größerem oder geringerem Ausmaß zu schließen. Wenn es erwünscht ist, kompliziertere 35 Vorrichtungen zur Strömungsänderung zu installieren, wie elektrische Ein- und Ausschaltventile oder jener Type, die graduell geöffnet und geschlossen werden kann, dann wird eine Ausbildung gemäß den Fig. 1 und 2 nicht empfohlen, hauptsächlich weil es schwierig ist, die nicht sehr gut zugänglichen Vorrichtung zur Strömungsänderung zu überwachen und zu warten.

In diesem Fall wird vorzugsweise eine Ausbildung angewendet, die Ventile aufweist, welche außerhalb der 40 Vorrichtung befestigt werden, wie bei der in Fig. 4 gezeigten Anordnung. Bei dieser Ausbildung leiten die Führungswände (12) und (13) nicht nur die Wasserströme zur Bildung des Wasservorhanges, sondern bilden auch gemeinsam mit der Wandung (19) die Außenwand der Vorrichtung, welche eine Wasserzuleitung (20) trägt Von dieser Leitung gehen Zweigleitungen (21) ab, die mit Durchlässen (14) in Verbindung stehen. Diese Zweigleitungen haben Ventile (22) zur Regelung der Wasserströmung. 45 Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung können die von jeder der kleineren Kammern abgegebene Wasserströme leicht geregelt werden und es ist auch möglich, eine Wasserklinge zu erzielen, der durch die einzelnen, von den verschiedenen kleineren Kammern (18) abgegebenen Ströme gebildet wird. Diese Wasserklinge ist kompakt und hat eine Strömungsgeschwindigkeit, die vom Rand zur Mitte hin variabel ist. Abhängig von den Querschnittsabmessungen des Walzwerkes und seinen Kühlerfordemissen kann die Anzahl von kleineren 50 Kammern (18) und die Größe des Schlitzes (16) entsprechend geändert werden, um eine sehr feine Steuerung der Ströme zu erzielen, die mit den bisher gekannten Vorrichtungen ganz unmöglich ist, während der hohe Kühleffekt, der für diese Vorrichtungen typisch ist, beibehalten wird.

Pilotversuche haben gezeigt, daß zwei benachbarte kleinere Kammern (18) Wasserströme abgeben können, die um zumindest 33 % differieren, u. zw. ohne Beeinträchtigung der Kompaktheit und Wirksamkeit des 55 Wasservorhanges als Ganzes.

Infolge von Konstruktionsbeschränkungen der Pilotvorrichtung ist es noch nicht möglich gewesen, über das Experimentierstadium hinauszugehen. -3- 60

Claims

Nr. 390 214 PATENTANSPRÜCHE 1. Vorrichtung zum Kühlen von warmgewalztem Flachgut, mit einer Wasserzufuhreinrichtung und einer Wasserabgabekammer, die einen linearen Schlitz aufweist, der senkrecht zur Bewegungsrichtung der zu kühlenden Platine bzw. des Bleches verläuft und durch welchen ein Wasserstrahl in Form einer relativ langen, sehr dünnen Klinge mit geringer Turbulenz auf die Platine bzw. den Streifen gerichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserstrahl-Erzeugungskammer (15) von der Kühlwasserzufuhreinrichtung getrennt und in der Längsrichtung durch gegen den Wasserstrahl-Abgabeschlitz konvergierende Führungswände (12) begrenzt und in der Querrichtung durch mehrere Trennwände (17) in eine Vielzahl von kleineren Kammern (18) unterteilt ist, die sich quer zur Vorrichtung erstrecken, wobei jede der kleineren Kammern mit der Wasserzufuhreinrichtung über zumindest eine Einrichtung (14,22) in Verbindung steht, die mit einem Strömungsänderer ausgestattet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (17), die sich quer zur Vorrichtung erstrecken, mit den Wänden der Wasserstrahl-Erzeugungskammer (12) einstückig ausgebüdet sind und gegen den Wasserstrahl-Abgabeschlitz hin vor der Außenkante des Schlitzes enden. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -4-