AT394671B - Einrichtung zum regulieren der balligkeit von walzwerks-walzen - Google Patents

Description

AT 394 671 B

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Regulieren der Balligkeit von Walzwerks-Walzen, mit welcher auf jeden beteiligten Walzenkörper eine Kühlflüssigkeit aufgebracht wird, mit einem langgestreckten hohlen Verteileiköiper, dessen Hauptachse parallel zur Achse des Walzenkörpers verläuft

Die Erfindung betrifft speziell das Problem der Gewährleistung der Ebenflächigkeit eines gewalzten Bleches durch Regulierung der Walzenballigkeit durch unterschiedliche und veränderliche Kühlung längs des Körpers der Walze(n).

Es ist eine bekannte Tatsache, daß beim Walzen, insbesondere beim Kaltwalzen von Blech, eine Konstanz der Querschnittsabnahme des Bleches - insbesondere in der Querrichtung - von besonderer Bedeutung ist, um eine Wellenbüdung zu vermeiden, die ansonsten im Blech auftreten würde.

Um eine konstante Querschnittsabnahme zu sichern, ist eine sehr genaue Kontrolle und Regulierung erforderlich, die schon sehr geringe Änderungen von einem Punkt des Bleches zu einem anderen berücksichtigt; beispielsweise könnte eine Änderung der Walzenballigkeit im Ausmaß von wenigen Hundertstel eines Millimeters als unbedeutend angesehen werden, wogegen sie tatsächlich bereits einen Einfluß auf die Ebenflächigkeit des Bleches hat

Die Ebenflächigkeit von gewalztem Blech hängt von einer Anzahl von Walzparametem ab, wie der Dicke und der Breite des Bleches, dem Reduktionskoeffizienten, der Krafteinwirkung, der inneren Spannung usw., von denen einige ihrerseits zumindest in einem gewissen Ausmaß vom Profil des Walzenkörpers und damit von der Walzenballigkeit beeinflußt werden.

Selbst während des Kaltwalzens haben die Walzen die Tendenz, sich zu erwärmen, und dieser Temperaturanstieg kann längs des Walzenkörpers infolge örtlicher Unterschiede einiger Walzenparameter veränderlich sein. Eine der Möglichkeiten zur Beeinflussung des Walzenprofils besteht darin, eine unterschiedliche Kühlung längs des Walzenkörpers vorzunehmen, so daß die Temperaturdifferenzen zwischen einer Zone und einer anderen eine solche Änderung der Wärmedehnung und damit des Walzenprofils oder der Balligkeit herbeiführen, daß das gewünschte Ergebnis erhalten wird. Es ist wichtig zu beachten, daß in diesen Fällen Profiländerungen von wenigen Hundertstel eines Millimeters gewöhnlich ausreichend sind.

Bisher war man, insbesondere hinsichtlich des Kaltwalzens der Meinung, daß das Aufspritzen von Wasser aus einer hinreichenden Anzahl von Düsen, welche den Walzenkörper vollständig erfassen, ein befriedigender Weg zur Erfüllung aller Anforderungen ist

Nach der herkömmlichen Lösung wird eine Kühlung längs des Walzenkörpers durch einstellbare Ventile an jedem Spritzorgan erreicht, die eine Regulierung ermöglichen, welche trotz einer Abstufung ziemlich kontinuierlich verläuft. Es hat sich jedoch besonders bei neuen hochfesten Stählen gezeigt daß dieses bisher benutzte System unter einer Anzahl von Nachteilen leidet.

Aus der DE-OS 1,602.123 ist beispielsweise eine Spritzrohreinrichtung bekannt bei welcher Kühlflüssigkeit auf die Walzen eines Walzwerkes gespritzt wird, um eine differenzierte Kühlung und eine vorgegebene gewünschte Temperaturverteilung an den Walzen zu erzielen. Diese Einrichtung weist eine große Anzahl von kalibrierten Spritzdüsen auf, die auf mehrere unterschiedlich ausgebildete Spritzrohre aufgeteilt werden müssen, welche jeweils auf einen anderen Walzenbereich einwirken. Derartige Spritzeinrichtungen sind sehr empfindlich in Bezug auf Verstopfen, insbesondere wenn Industriewasser verwendet wird. Die bekannte Einrichtung ist überdies insgesamt unflexibel und kompliziert und neigt zu Störungen.

Der Hauptnachteil der Spritzkühlung liegt im übrigen in der Tatsache, daß die Wärmeaustauschkoeffizienten der Spritzkühlung (ausgedrückt in abgeführten kcal je Volumseinheit Kühlflüssigkeit, je Stunden und je Grad C) und auch der Wirkungsgrad der Kühlung (ausgedrückt in abgeführten kcal je Volumseinheit der verbrauchten Kühlflüssigkeit) entschieden unbefriedigend sind, insbesondere wegen der Kürze der erzielbaren Berührungszeiten zwischen dem Kühlmedium und dem zu kühlenden Körper.

Hieraus folgt, daß zur Erzielung der gewünschten Kühlwirkung große Flüssigkeitsvolumina verwendet werden müssen, um die gewünschte Temperaturregulierung längs der Walzenkörper zu sichern.

Ein anderer Mangel betrifft die bisher zum Aufbringen der Kühlflüssigkeit angewendeten Mittel, nämlich Spritzdüsen und elektrisch gesteuerte Ventile, die zwar relativ einfach, jedoch im Betrieb sehr heikel sind. Es kommt häufig vor, daß diese Einrichtungen blockiert werden, wodurch bestimmte Teile des Walzenkörpers mangelhaft gekühlt und geschmiert werden. Das führt seinerseits zur Ausbildung von "Hitzeschrammen”, nämlich zu mehr oder weniger ausgeprägten Marken im Blech und kann auch die Gefahr des Reißens der Blechbahn mit sich bringen, besonders wenn es sich um ein Walzen mit hoher Geschwindigkeit handelt.

Ein weiterer Mangel liegt in der Diskontinuität der Regulierung der Durchsatzmengen an Kühlflüssigkeit. Das ist darin begründet, daß der Regulierbereich von Spritzdüsen ziemlich begrenzt ist Wenn der Durchsatz zu gering ist «zeugt die Düse keinen Spritzstrahl, und wenn er zu groß ist wird der Strahlquerschnitt zu groß und die Tropfen werden zu klein. Es ist deshalb notwendig, die Anzahl der Düsen stark zu erhöhen und ihre Größe zu vermindern, wodurch anderseits wieder die Gefahr stark vergrößert wird, daß einige Düsen blockiert werden. Es zeigt sich jedenfalls, daß mit Düsen nur eine stufenweise Regulierung der gesamten Durchflußmenge möglich ist.

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die geschilderten Schwierigkeiten durch eine Einrichtung zu überwinden, welche die Kühlflüssigkeit in verschiedenen Zonen des Walzenkörpers sicher aufbringen kann. Dabei soll zugleich eine kontinuierliche Regulierung der an jede Zone abgegebenen Kühlflüssigkeitsmenge innerhalb -2-

AT 394 671 B eines großen Variationsbereiches ermöglicht werden. Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der einleitend angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Innere des Verteileikörpers durch quer zur Hauptachse desselben angeordnete, mit Wänden des Verteilerkörpers einstiickige Trennwände in mehrere voneinander getrennte Kammern unterteilt ist, wobei jede dies»’ Kammern in einer ihrer Wände eine Anzahl von Öffnungen veränderlicher Größe zum Einleiten von Kühlflüssigkeit aus einer Verteilerleitung aufweist, und der Verteileikörper eine obere und eine untere Wand aufweist, die zum Walzenkörper hin konvergieren, aber in geringem Abstand von diesem enden und einen schmalen, geraden Spalt bilden, der parallel zum Walzenkörper verläuft und sich über die ganze Länge desselben erstreckt

Die Regulierung erfolgt somit erfindungsgemäß im wesentlichen durch Zufuhr ein» Kühlflüssigkeit zu den Walzen in Form eines dünnen kontinui»lichen Strahls mit niedriger Turbulenz, welch» durch eine Anzahl von einstellbaren Öffnungen erzeugt wird, die in einer Anzahl von Zuführzonen gruppiert sind, wobei in jeder Zone die Menge d» zugeführten Flüssigkeit wahlweise einstellbar ist. D» Strahl mit niedriger Turbulenz wird überdies in sehr kleinem Abstand von den Walzen aufgebracht. Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung können alle Kühlerfordernisse abgedeckt werden, u. zw. bei konstruktiv einfachem Aufbau und ohne Gefahr einer Verstopfung.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Einrichtung mit einem in der Verteilerleitung an deren Innenwand bewegbar angeordneten Steuerelement ausgestattet ist, das mit den Öffnungen des Verteilerkörpers in Fluchtung bringbare Öffnungen aufweist, ist ferner vorgesehen, daß in allen Kammern die Öffnungen einstellbarer Größe durch Überlagerung einer Anzahl von Schlitzen in einer Wand des allen Kammern gemeinsamen Verteilerkörpers und einer Anzahl von Schlitzen in dem beweglichen Steuerelement gebildet sind.

Eine Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß in jeder Kammer die Schlitze in einer Wand des Verteilerkörpers angeordnet sind und daß die Schlitze im beweglichen Steuerelement, wie an sich bekannt, zueinander parallel verlaufen und von unterschiedlicher Größe und/oder Lage an d» betreffenden Wand sind, wobei die Größe und die Lage der Schlitze gegebenenfalls von Kammer zu Kamm» veränderlich ist.

Es sei erwähnt, daß aus der US-PS 2,993.338 eine Vorrichtung zum Einspritzen von Brennstoff in einen Düsenmotor bekannt ist, bei welcher eine Anzahl von Löchern durch Verdrehen eines von zwei koaxialen Rohren geöffnet oder geschlossen werden kann. Bei dieser Vorrichtung ist es jedoch nicht möglich, die Brennstoffverteilung entlang der gesamten Vorrichtung zu verändern, vielmehr sind entweder alle Öffnungen geöffnet oder es ist eine Anzahl von Öffnungen geschlossen. Darüber hinaus ist es mit der bekannten Kombination von rechteckigen und runden Öffnungen nicht möglich, den von einem einzelnen Ejektor gelieferten Flüssig-keitsstiom effektiv zu ändern, da sich die Öffnungsfläche in nichtlinearer Weise ändert.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem nicht einschränkenden Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnungen genauer erläutert Es zeigen: Fig. 1 in einer teilweise aufgebrochenen axonometrischen Ansicht die Verteilerleitung und den Verteilerkörper; Fig. 2 eine axonometrische Ansicht des beweglichen Elementes; Fig. 3 eine Draufsicht auf die Einrichtung, von der Schlitzseite her gesehen, sowie ein die Aufteilung der Flüssigkeitsmengen auf die verschiedenen Kammern angebendes Diagramm; Fig. 4 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 3, aber bei d» anderen Extremlage des beweglichen Elementes samt dem zugehörigen Diagramm für die Aufteilung der Flüssigkeitsmengen auf die verschiedenen Kammern, und Fig. 5 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 3, aber bei der Mittellage des beweglichen Elementes, wieder mit dem zugehörigen Diagramm für die Aufteilung der Durchflußmengen auf die verschiedenen Kammern.

Fig. 1 zeigt einen Verteiler (1), der an seinen beiden Enden durch Wände (3) und (4) abgeschlossen und im übrigen durch Seitenwände (5) und (6) sowie durch einen dem Inneren des Verteilers zugekehrten Wandteil (7') einer Verteilerleitung (7) begrenzt wird. Das Innere des Verteilers (1) ist durch Trennwände (2), die mit den Wänden (5,6) und (7') integrale Einheiten bilden, in eine Reihe von Kammern unterteilt In jeder Kammer hat der Wandteil (7') Schlitze (8), die beim dargestellten Ausführungsbeispiel untereinand» gleich und zueinander parallel sind und in einer fluchtenden Reihe liegen. Die Wände (5) und (6) verlaufen von der Verteil»leitung (7) konvergierend, enden aber kurz bevor sie Zusammentreffen, so daß ein schmaler Spalt verbleibt, der sich üb» die gesamte Länge des Verteilers (1) erstreckt und von der Gesamtsumme der in Längsrichtung von den Trennwänden (2) und den Stirnwänden (3) und (4) begrenzten Teilspalte (9) gebildet wird, von denen jeder einer Kamm» zugehört.

Fig. 2 stellt das bewegliche Element (10) dar, das in die Verteilerleitung (7) eingesetzt wird. Dieses bewegliche Element (10) besteht aus einem Rohr, das an einem Ende (11) zum Einleiten einer Kühlflüssigkeit offen und am anderen Ende geschlossen ist. Vorzugsweise hat dieses Rohr eine Reihe von ringförmigen Verdickung»! (12), die von der Oberfläche des Rohres (10) ausgehen und einstückig mit diesem ausgebildet sind. Die Verdickungen (12), von denen jeder einer Kammer zugeordnet ist, sollen einen dichten Sitz an der Innenfläche der Verteilerleitung (7) gewährleisten und sind mit Schlitzen versehen, welche mit den Schlitzen (8) im Wandteil (7') der Verteilerleitung (7) zusammenpassen. Bezüglich einer Bezugslinie (A-A') haben diese Schlitze unterschiedliche Länge und Lage.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 befinden sich die mit (13) bezeichnten Schlitze zur Gänze auf der einen Seite und die mit (15) bezeichnten Schlitze zur Gänze auf der anderen Seite der Bezugslinie (A-A'), während sich die mit (14) bezeichnten Schlitze beiderseits der Bezugslinie über den gesamten, von den -3-

Claims (4)

1. AT 394 671 B Schlitzen (13) und (15) eingenommenen Bogenbereich erstrecken. In den Fig. 3,4 und 5 stellen die schraffierten Schlitze offene Wege dar, welche das Innere der Kammern über das bewegliche Element (10) mit dem Inneren der Verteilerleitung (7) in Verbindung setzen, wenn die Schlitze (8) mit den Schlitzen an den Verdickungen (12) fluchten. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Fall fluchten alle Schlitze (8) der Zonen (oder Kammern) (16,17,19) und (20) vollständig mit den (durch Schraffur gekennzeichneten) Schlitzen des beweglichen Elementes (10), wogegen in Zone (18) nur ein einziger Schlitz (8) auf ähnliche Weise fluchtet. Das führt zu einer in Fig. 3 durch ein Stufendiagramm veranschaulichten zonenweisen Aufteilung der Kühlflüssigkeitsmengen, nämlich zu maximalen Durchflußmengen an den Enden und zu einer minimalen Durchflußmenge in der Mitte der Einrichtung. Durch Drehen des beweglichen Elementes (10) in die andere Extremlage innerhalb der Verteilerleitung (7) wird die entgegengesetzte Aufteüung der Durchflußmengen erreicht. Dieser Fall ist in Fig. 4 dargestellt, wo die Schlitze (8) in den mittleren Zonen (17, 18) und (19) mit den entsprechenden Schlitzen im beweglichen Element (10) vollständig fluchten, wogegen in den Endzonen (16) und (20) nur je ein Schlitz (8) auf ähnliche Weise fluchtet. In diesem Falle ergibt sich eine maximale Durchflußmenge in der Mitte der Einrichtung und minimale Durchflußmengen an den Enden derselben, was wieder durch ein Stufendiagramm veranschaulicht ist. Der Fall, daß das bewegliche Element genau die Mittellage zwischen den beiden Extremlagen einnimmt, ist in Fig. 5 dargestellt. Die Gesamtsumme der offenen Wege ist in allen Zonen oder Kammern (16) bis (20) gleich groß, so daß sich in allen Zonen die gleichen Durchflußmengen ergeben. Zwischen den Extremlagen nach den Fig. 3 und 4 kann die Lage des beweglichen Elementes kontinuierlich verändert werden, so daß eine stetige Änderung der Durchflußmengen in den einzelnen Zonen ermöglicht wird. Wie leicht erkennbar ist, ist die Gestalt und die Lage der Schlitze des beweglichen Elementes bei den Kammern (17) und (19) so gewählt, daß für jede beliebige Winkellage dieses Elementes zwischen den beiden Extremlagen desselben die Kammern (17) und (19) stets die gleiche Durchflußmenge liefern. Es ist ferner offensichtlich, daß die Anzahl, die Gestalt und die Lage der Schlitze von Kammer zu Kammer und damit die Verteilung der Durchflußmengen für jede Kammer und für jede beliebige Winkellage des beweglichen Elementes (10) nach Wunsch geändert werden können. PATENTANSPRÜCHE 1. Einrichtung zum Regulieren der Balligkeit von Walzwerks-Walzen, mit welcher auf jeden beteiligten Walzenkörper eine Kühlflüssigkeit aufgebracht wird, mit einem langgestreckten hohlen Verteilerkörper, dessen Hauptachse parallel zur Achse des Walzenkörpers verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere des Verteilerkörpers (1) durch quer zur Hauptachse desselben angeordnete, mit Wänden (5, 6) des Verteilerkörpers einstückige Trennwände (2) in mehrere voneinander getrennte Kammern (16 bis 20) unterteilt ist, wobei jede dieser Kammern in einer ihrer Wände eine Anzahl von Öffnungen (8) veränderlicher Größe zum Einleiten von Kühlflüssigkeit aus einer Verteilerleitung (7) aufweist, und der Verteilerkörper (1) eine obere und eine untere Wand (5,6) aufweist, die zum Walzenkörper hin konvergieren, aber in geringem Abstand von diesem enden und einen schmalen, geraden Spalt (9) bilden, der parallel zum Walzenkörper verläuft und sich über die ganze Länge desselben erstreckt.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, mit einem in der Verteüerleitung an deren Innenwand bewegbar angeordneten Steuerelement, das mit den Öffnungen des Verteilerkörpers in Fluchtung bringbare Öffnungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in allen Kammern (16 bis 20) die Öffnungen (8) einstellbarer Größe durch Überlagerung einer Anzahl von Schlitzen (8) in einer Wand des allen Kammern gemeinsamen Verteilerkörpers (1) und einer Anzahl von Schlitzen (13 bis 15) in dem beweglichen Steuerelement (10) gebildet sind.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Kammer (16 bis 20) die Schlitze (8) in einer Wand des Verteilerkörpers (1) angeordnet sind und daß die Schlitze (13 bis 15) im beweglichen Steuerelement (10), wie an sich bekannt, zueinander parallel verlaufen und von unterschiedlicher Größe und/oder Lage an der betreffenden Wand sind, wobei die Größe und die Lage der Schlitze gegebenenfalls von Kammer zu Kammer veränderlich ist. Hiezu
4. 4 Blatt Zeichnungen -4-