AT396074B - Verfahren zum kuehlen von stab- oder drahtmaterial sowie vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens - Google Patents

Description

AT 396 074 B

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Kühlen von Stab- und/oder Drahtmaterial im Anschluß an eine Warmverformung, wie z. B. ein Warmwalzen, bei welchem die Abkühlung mit Wärmeübergangszahlen zwischen 1000 W/m2K und 10000 W/m2K vorgenommen wird, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, wobei in einem Kühlflüssigkeitsbehälter ein Kühlrohr angeordnet ist

Empfindliches Stab- oder Drahtmaterial darf im Anschluß an das Warmwalzen nur relativ langsam abgekühlt werden, um Materialfehler zu verhindern. Für das Abkühlen von Stab- und Drahtmaterial ist es bekannt Wasserkühlungen vorzusehen, bei welchen die Abkühlung jedoch in der Regel viel zu rasch erfolgt. Es wurde weiters bereits vorgeschlagen anstelle einer Wasserkühlung andere Kühlmittel, insbesondere Luft vorzusehen, jedoch können mit Luftkühlungen Wärmeübergangszahlen von mindestens 1000 W/m2K nicht eireicht werden.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist beispielsweise der EP-A-0169 827 entnehmbar, wobei in einer ersten Kühlphase die obengenannten Wärmeübergangszahlen erzielt werden und zwischen einzelnen Kühlstrecken darauf geachtet wird, daß keine luftgekühlten Zwischenräume vorhanden sind.

Der DE-OS 2 151210 ist eine Wasserkühleinrichtung für schnellaufenden Walzdraht zu entnehmen, wobei der Draht durch ein Wasser enthaltendes Rohr geführt wird, wobei auf eine effektive Regelung der Wasserzufuhr abgezielt wird.

Aus der DE-OS 2 304 367 ist eine Vorrichtung zum geregelten Abkühlen von Feinstahl und Draht aus der Walzhitze bekanntgeworden, wobei ein doppelwandiges Rohr mit Durchbrechungen am Innenmantel als Kühlrohr eingesetzt wird. Der äußere Mantel des doppelwandigen Rohres verhindert dabei jedoch einen hinreichend raschen Austausch von erwärmten Wasser mit dem Wasser des Kühlflüssigkeitsbehälters.

Aus der EP-A-0 141 511 ist eine Einrichtung zum Freiblasen von Kühlrohren bekanntgeworden, um flüssiges Kühlmittel zu entfernen und eine Reinigung des Rohres zu ermöglichen.

Die DE-PS 86 605 zeigt und beschreibt eine Vorrichtung zum Entleeren von Fässern und der AT-PS 198 645 ist eine Vorrichtung zur Reduzierung des Gasraumes in Flüssigkeitsbehältem zu entnehmen. In beiden Fällen kommen Verdrängungskörper mit variablem Volumen zum Einsatz.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welches vor allem bei empfindlichem Stab- oder Drahtmaterial eine Abkühlung ermöglicht, welche die geforderten qualitativen Eigenschaften gewährleistet. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht das erfindungsgemäße Verfahren im wesentlichen darin, daß das Stab- oder Drahtmaterial in ein perforiertes kühlmittelfreies Rohr eingeführt wird, daß das Rohr in einem Kühlflüssigkeitsbehälter angeordnet wird, dessen Flüssigkeitsspiegel während des Einlaufes des Stab- oder Drahtmaterials in das Rohr unterhalb des Rohres gehalten wird, und daß anschließend der Kühlflüssigkeitsspiegel im Behälter bis über den Außenmantel des Kühlrohres angehoben wird. Dadurch, daß das Stab- oder Drahtmaterial in ein perforiertes kühlmittelfreies Rohr eingeführt wird, kann mit relativ hohen Walzgeschwindigkeiten zunächst eine Einführung in das Kühlrohr erfolgen, wobei die gewünschten Wärmeübergangszahlen durch eine Füllung des Rohres mit Kühlflüssigkeit erzielt werden. Das gefüllte Rohr steht hiebei unter dem hydrostatischen Druck der im Kühlkasten enthaltenen Kühlflüssigkeit und dieser hydrostatische Druck entspricht praktisch dem Umgebungsdruck bzw. einem geringfügig höheren Druck. Die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers ist gleichfalls in diesem Falle gering, so daß die gewünschten niedrigen Wärmeübergangszahlen im Vergleich zu den bekannten Wasserkühlungen ermöglicht werden. Das plötzliche Anheben des Flüssigkeitsspiegels zum Fluten des Kühlrohres erlaubt hiebei, daß das Einführen der Stab- bzw. Drahtspitze auch mit größeren Geschwindigkeiten ohne daß die Gefahr besteht, daß Verformungen durch das Auftreffen auf die Kühlmitteloberfläche auftreten. Bei entsprechend geringeren Walzgeschwindigkeiten kann es zur Erzielung der gewünschten Wärmeübergangszahlen ausreichen, den Stab oder den Draht bei ausreichender Dicke desselben in ein mit Wasser gefülltes Kühlrohr innerhalb eines Kühlkastens einzuführen. Wenn das Kühlrohr zum Zeitpunkt des Eintretens der Drahtspitze bzw. der Stabspitze bereits mit Wasser gefüllt ist, kann bei entsprechend höheren Walzgeschwindigkeiten das Einführen der Drahtspitze bzw. der Stabspitze durch Einblasen von Luft erleichtert werden, wobei die geringe, dem Wasser beigefügte Luftmenge ein problemloses Durchlaufen ermöglicht. Es wird insgesamt eine einfache, rasche und zuverlässige Verfahrensweise geschaffen, um in ein zunächst kühlmittelfreies Rohr die erforderliche Kühlflüssigkeitsmenge in der erforderlichen kurzen Zeit einbringen zu können.

Eine bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei in einem Kühlflüssigkeitsbehälter ein Kühlrohr angeordnet ist, ist hiebei im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kühlflüssigkeitsbehälter ein perforiertes Kühlrohr angeordnet ist und ein Verdrängungskörper heb- und senkbar gelagert ist, dessen Verdrängungsvolumen dem Volumen des Kühlflüssigkeitsbehälters zwischen einem unterhalb des Kühlrohres liegenden Flüssigkeitsspiegel und einem das perforierte Kühlrohr überflutenden Flüssigkeits-Siegel entspricht.

Durch die Anordnung eines derartigen Verdrängungskörpers innerhalb des Kühlkastens kann rasch eine Anhebung des Flüssigkeitsspiegels bis über den Außenmantel des perforierten Kühlrohres erfolgen und es kann daher insbesondere bei rasch einlaufendem Stab- bzw. Drahtmaterial der Zeitpunkt abgewartet werden, bis zu welchem der Draht bzw. Stäb das Kühlrohr vollständig durchsetzt. Das rasche Anheben des Flüssigkeitsspiegels führt hiebei zu keiner übermäßigen Strömungsgeschwindigkeit im Rohr, so daß die gewünschten, relativ zu bekannten Wasserkühlungen geringeren Wärmeübergangszahlen erreicht werden können. -2-

Claims (3)

1. AT 396 074 B Für die Anhebung des Flüssigkeitsspiegels wird hiebei bevorzugt wenigstens ein seitlich des Kühlrohres heb-und senkbar angeordneter Formkörper als Verdrängungskörper gewählt, welcher insbesondere quaderförmig ausgebildet sein kann. Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Vorrichtung zur 5 Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 eine Seitenansicht eines für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Wasserkasten, Fig. 2 eine schematische Stimansicht mit angehobenem Verdrängungskörper und Fig. 3 eine Ansicht entsprechend der Fig. 2 mit abgesenktem Verdrängungskörper. In Fig. 1 ist ein Wasserkasten (1) dargestellt, in welchem ein Verdrängungskörper (2) heb- und senkbar 10 angeordnet ist. Das Walzgut (3) läuft an einer Stirnseite des Wasserkastens in ein perforiertes Kühlrohr (4) ein, wobei mit (5) Abstreifdüsen angedeutet sind, welche der Führung des Materials dienen. Bei mit Wasser gekühlten Kühlrohren kann über derartige Abstreifdüsen zur Erleichterung des Einführens des Stabmaterials Luft eingeblasen werden. Mit (6) ist der Wasserüberlauf und mit (7) der Wasserzulauf zum Wasserkasten bezeichnet. Der Wasserablauf 15 ist mit (8) angedeutet und ist verschließbar. Bei der Darstellung nach Fig. 2 ist der Verdrängungskörper (2) aus der Kühlflüssigkeit im Wasserkasten (1) herausgezogen. Der Flüssigkeitsspiegel sinkt auf diese Weise auf ein Niveau (9) ab, welches unterhalb des perforierten Kühlrohres (4) liegt. Sobald der Verdrängungskörper (2), wie in Fig. 3 dargestellt ist, abgesenkt wird, wird der Flüssigkeitsspiegel auf das Niveau (10) angehoben, wobei das Kühlrohr (4) gefüllt und überflutet wird. 20 Aufgrund der Perforation des Kühlrohres (4) verteilt sich die Kühlflüssigkeit rasch und gleichmäßig über die gesamte axiale Länge des Kühlrohres. Die Kühlflüssigkeit befindet sich unter dem hydrostatischen Druck der Flüssigkeitssäule oberhalb des Kühlrohres (4) und aufgrund des geringen Überdruckes und der geringen Strömungsgeschwindigkeit kann eine relativ niedrige Wärmeübergangszahl im Vergleich zu bekannten Wasserkühlungen erzielt werden. 25 PATENTANSPRÜCHE 30 1. Verfahren zum Kühlen von Stab- und/oder Drahtmaterial im Anschluß an eine Warmverformung, wie z. B. ein 35 Warmwalzen, bei welchem die Abkühlung mit Wärmeübergangszahlen zwischen 1000 W/m2K und 10000 W/m2K vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Stab- oder Drahtmaterial in ein perforiertes kühlmittelfreies Rohr eingeführt wird, daß das Rohr in einem Kühlflüssigkeitsbehälter angeordnet wird, dessen Flüssigkeitsspiegel während des Einlaufes des Stab- oder Drahtmaterials in das Rohr unterhalb des Rohres gehalten wird, und daß anschließend der Kühlflüssigkeitsspiegel im Behälter bis über den Außenmantel 40 des Kühlrohres angehoben wird.
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei in einem Kühlflüssigkeitsbehälter ein Kühlrohr angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kühlflüssigkeitsbehälter (1) ein perforiertes Kühlrohr (4) angeordnet ist und ein Verdrängungskörper (2) heb- und senkbar gelagert ist, dessen 45 Verdrängungsvolumen dem Volumen des Kühlflüssigkeitsbehälters (1) zwischen einem unterhalb des Kühlrohres (4) liegenden Flüssigkeitsspiegel (9) und einem das perforierte Kühlrohr (4) überflutenden Flüssigkeitsspiegel (10) entspricht.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungskörper (2) von wenigstens 50 einem seitlich des Kühlrohres (4) heb- und senkbar angeordneten Formkörper, insbesondere einem Quader, gebadet ist. Hiezu 1 Blatt Zeichnung 55