DD266750A1

DD266750A1 - Vorrichtung zum kuehlen und zum hydraulischen transport von unsymmetrischen walzprofilen

Info

Publication number: DD266750A1
Application number: DD87309111A
Authority: DD
Inventors: Walter Worgt; Norbert Brennecke; Wilfried Lampe; Reinhard Panning
Original assignee: Thaelmann Schwermaschbau Veb
Priority date: 1987-11-17
Filing date: 1987-11-17
Publication date: 1989-04-12
Also published as: IT1226863B; IT8821711A0; GB2212426A; DE3825839A1; GB8826405D0

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kuehlen und hydraulischen Transport von unsymmetrischen Walzprofilen in zweckmaessig eingerichteten Walzanlagen zwischen den Walzgeruesten und nach dem letzten Walzgeruest. Das Ziel und die Aufgabe der Erfindung ist es, mittels der Vorrichtung einen sicheren Transport des Walzgutes, eine den technologischen Erfordernissen entsprechende Abkuehlung sowie Zunderreduzierung und verbesserte Geradheit zu erreichen. Erfindungsgemaess wird dies dadurch erreicht, dass in der Walzlinie mehrere durch Zwischenraeume getrennte Abkuehlrinnen mit anschliessender Abstreifrinne angeordnet und in ihrer Bauweise laengsgeteilt ausgebildet sind, wobei die Ober- und Unterteile separate Wasser- bzw. Luftanschluesse aufweisen, ihre Innenkontur dem Profil des jeweiligen Walzgutes entsprechend angepasst und durch Abstandsleisten bzw. -scheiben mit dem an sich bekannten Mass aProfildicke8-15 mm zusammengefuegt sind. Weiterhin sind die Abkuehlrinne und Abstreifrinne in ihrer besonderen funktionellen Gestaltung mit ihren wesentlichen Einzelheiten dargestellt und gekennzeichnet. Fig. 4

Description

Hierzu 10 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen und zum hydraulischen Transport von unsymmetrischen Walzprofilen in zweckmäßig eingerichteten Walzanlagen zwischen den Walzgerüsten und nach dem letzten Walzgerüst.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es sind eine Reihe von Verfahren und Vorrichtungen zur Wasserkühlung von runden und symmetrischen Walzprofilen in einem Kühlrohr mit rundem Querschnitt bekannt (DD 76591,DD 99216, DD 119723, DD 159610, DD 289805). Die Anwendung dieser Verfahren und Kühlrohre mit rundem Querschnitt ist nur bei kleinen Abmessungen mit Einschränkungen möglich. Ee wurden deshalb neue Kühlrohrkonstruktionen entwickelt, die den Gegebenheiten der unsymmetrischen Walzprofile Rechnung tragen.

Es sind Vorrichtungen bekannt (SU 390163), bei denen in das Kühlrohr mit rundem Querschnitt im Einlaufberoich ein Aufnahmetrichter angeordnet ist, der entsprechend dem zu kühlenden Walzprofil ausgeführt Ist. Mit dem Kühlrohr bildet der Aufnahmetrichter eine Düse, deren Achse parallel zur Bewegungsrichtung des Walzmaterials gerichtet ist. Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß der kreisförmige Kühlrohrquerschnitt dem größten Walzprofil anzupassen ist. Dies bedeutet bei großen Profilabmessungen eine große durchfließende Kühlwassermenge und damit einen schlechten Wirkungsgrad. Weiterhin ist die Relativgeschwindigkeit zwischen Kühlwasser und Walzmaterial an der Profiloberfläche an allen Stelion gleich, was durch die ungleichmäßige Massoverteilung im Walzprofil zu einer über den Querschnitt ungleichmäßigen Abkühlung führt.

Ee Ist eine Vorrichtung bekannt !Zeltschrift Draht 1977, BRD, Η.β), bei der In einer U-förmigen Rinne eina Wasserwelle zum Einsatz kommt, bei der durch den Druck des strömnnden Wassers ein Wasserstau entsteht und damit eine Anpassung on

verschiedene Profile entfällt.

Der Nachteil dieser Vorrichtung bostoht darin, daß nur kleino Wärmoübergangszahlen erreichbar sind und damit der für eine

thermische) Verfestigung notwendige hohe Wärmeübergang nicht erreichbar Ist.

Eine weitere Vorrichtung ist bekannt (SU 450836), boi der in einer KPhlkammer aufeinanderfolgend eine Re, ο von Führungen

angeordnet sind, gestaltet mit einer Durchgnng3öffnung in der Form des abzukühlenden Profils. Das Wasser wird unter Drjck über eine Düse der Kühlkammer zugeführt.

Die Gestaltung der Einrichtung bosoitigt die dauernde Berührung dos Walzmatorials mit der Kühlkammerwand und ermöglicht

so eine Erhöhung der Gleichmäßigkeit der Kühlung,

Der Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß der größte Teil oos Kühlwassers nicht mit dom Walzgut in Berührung kommt,

die erforderliche turbulente Strömung nicht zustande kommt und damit die erforderliche Kühlwirkung nicht zu erreichen ist.

Diese Nachteile werdon teilweiso durch die offenbarte Lösung gemäß DD 244 298 behoben, jedoch Ist dei Anwendungsbereich

speziell auf die Kühlung von Flachmaterial ausgerichtet und demgemäß außerordentlich eingeschränkt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung Ist die Schaffung einer Vorrichtung, mit der ein sicherer Transport des Walzmaterials, eine den technologischen Erfordernissen entsprechende Kühlung ermöglicht, eine gute Ausnutzung des Kühlwassers, unter Beachtung der Belnnge des praktischen Walzbotriobes, erreicht sowie die Geradheit des Walzmaterials entscheidend verbessert wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung Dor Erfindung liogt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur forcierten Wasserkühlung von unsymmetrischen Walzprofilen zu

schaffen, die zwischen den Walzgerüston und vor allem nach dem letzten Walzgerüst ungeordnet werden soll und dabei unter besserer Ausnutzung des Kühlwassers eine nach dem jeweils gewünschten Abkühlungsverlauf und der thermischen

Verfestigung dos Walzmaterials entsprechende einstellbare Kühlung gewährleistet wird. Gleichzeitig soll ein störungsfreier Walzmaterlaldurchlauf bei gutor Zugänglichkeit und eine merkliche Zunderreduzierung auf der Oberfläche des Walzmatorials

sowie eine positive Beeinflussung der Geradheit erreicht werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß In der WaIzIInIe mehrere durch Zwischenräume getrennte Abkühlriemen mit anschließender Abotrelfrinne angeordnet und In Ihrer Bauwelse längsgoteilt ausgebildet sind, woboi die Oberteile und Unterteile separate Wasser· bzw. Luftanschlüsse aufweisen, ihre Innenkonturen dem Profil des jeweiligen Walzmaterials entsprechend angepaßt und durch Abstandsleisten bzw. -scheiben mit dem an sich bekannten Maß

a = Profildicke + 8 - 15mm zusammengefügt sind.

Es gehört weiterhin zur Erfindung, daß die AbKühlrlnne elnlaufseitig in eine obere und eine untere Druckkammer geteilt ist, die

über mindestens in zwei Ebenen unter einem Winkel α von 15-20° kantenverdeckt eingebrachten Düsenöffnungen mit der dem jeweiligen Profil entsprechenden lnnenkontur verbunden sind, in Fortsetzung am Oberteil und Unterteil Turbulenzplatten befestigt sind, die gemeinsam mit den Abstandslolston den das Walzgut durchlaufenden Innenraum bilden und äuslr.ufseitig ein

Diffusor nachgeordnet Ist, dessen Winkel ß 4-6° bei. ägt. Mitentscheidend für die Erzielung der beabsichtigten Wirkung ist dabei

die definierte Formgebung der abstandslos aufeinanderfolgend angeordneten Turbulenzplatton.

Wosnntlich ist auch, daß die Abstreifrinne, wie die Abkühlrinne auch, elnlaufseitig Kühlkammern aufweist, an deren Innonmantol Abstreifplatton befestigt sind, deren Länge c = 8 - 10 · a und Abstand e = 4 - 6 a beträgt und sich auslaufseitig eine Luftdüse

anschließt, die entgegen der Walzrichtung unter einem Winkel γ = 15-20° mehrfach nach der Form des Walzmaterials unter einer schützenden Schräge eingebrachte Luftöffnungen aufweist, deren Bohrungsdurchmesser d₂ - 4-6 mm bemessen ist.

Ferner ist erfindungsgemäß, daß der Bohrungsdurchmesser der Düsonöffnung d_t = 5-12mm beträgt und daß an der Abkühlrinne und Abstreifrinne Einlaufrichter aus hochverschleißfestem Material befestigt sind, deren lichte Weite < a bemessen Schließlich gehört noch zur Erfindung, daß die innere Seitenfläche der Abstandsleiste der jeweiligen Form der Turbulenzplatte

entspricht und daß bei Doppel-T-Profilen neben dem Oberteil und dem Unterteil auch Seitenteile vorhanden sind.

Ausführungsbefsplel Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1: dieSeltenansichteinerAbkühlrinne Fig. 2: die Seitenansicht einer Abstreifrinne Fig. 3: SchnittA-Agom.Flg.1 Fig. 4: Schnitt B-B gern. Fig. 1 Fig. 5: SchnittC-Cgem. Fig.4 Fig. 6: SchnittD-Dgom.Fig.SimßereichdesDiffusors Fig. 7: SchnittE-Egem.Fig.2 Fig. 8: LängsschnlttderElnlaufseitederAbstreifrinne Fig. 9: Längsschnitt durch die Luftabstreifdüse der Abstreifrinno Fig. 10: schematische Darstellung der Querschnittsformen von Abkühlrinnen für verschiedene Profile Es bedeuten: WD — Kühlwasser WK — Rinnenkühlwassor WA — Wasserabfluß L — Druckluft Die nachfolgenden Ausführungen beziehen sich vorzugsweise auf Abkühl- und Abstreifrinnen für glelchschonklige Winkelprofile. Dabei sind Ausführungen und Darstellungen zur bekennten Anordnung der Rinnen in Wannen und zu den Elementen der Wasserzuführung bzw, -überwachung nicht notwendig. In der bildlichen Darstellung der Fig. 1 und Fig. 2 Ist die Durchlaufrichtung des Walzmaterials 1 von links nach rechts durch clio Abkühlrinne 2 und die Abstreifrinne 3. Zur Einführung des Wnlzmaterlals 1 in diu Abkühlrinne 2 und Abstreifrinne 3 dienen

entsprechend dem Profil ausgebildete Einlauftrichter 4 Die Abkühlrinno 2 und die Abstreifrinne 3 sind gleichartig aufgobaut und bestehen neben dem Einlauftrichter 4 aus dem Oberteil 5, dorn Unterteil 6, den Abstandsleisten 7 und den

Befestigungselementen (Fig. 3). Zur Zuführung des Kühlwassers dienen die Kühlwasseröffnungen 8, die Druckkammern 9 und die Düsenöffnungen 10

(Fig.4 und 5}, die in mindestens zwei Ebenen und unter dem Winkel α angeordnet sind.

Zum Zwecke des besseren Wärmeübergangs durch eine Erhöhung der Turbulenz des durchfließenden Kühlwassers sind Tui bulenzplatten 11 und ein Diffusor 12 (Fig. 6) eingebaut.Zur Optimierung der Turbulenz sind die inneren Stirnflächen der Abstandsleisten 7 mit der gleichen Kontur wie die Turbulenzpletten 11 ausgeführt. Die Anpassung an die Profilgröße erfolgt

durch Veränderung der Dicke der Turbulenzplatten 11, d.h., durch das Maß a gem. Fig.3 und Flg.6.

Um ein Verziohen der Abkühlrinne 2 und der Abstreifrinne 3 zu vermeiden, ist das Oberteil 5 und das Unterteil 6 mit einer Mantelkühlung versehen. Dazu wird über Öffnungen 13 (Fig. 1 und Fig. 2) Rinnenkühlwasser unter geringem Druck in die Kühlkammern 14 geleitet und durchströmt diese bis zum Verlassen durch die öffnungen 15. Zum Abstreifen des Kühlwassers

vom Walzmaterial 1 dient die Abstreifrinne 3, die einen ähnlichen Aufbau wie die Abkühlrinne 2 aufweist. Ein gleicher

Einlauftrichter 4 ist am Einlauf vorgesehen, der ein sicheres Führen des Walzmaterials 1 gewährleistet. Im Führungsrohr sind Abstreifplatten 16 (Fig.8 und Fig.9) angeordnet, die eine Änderung dos Durchgangsquerschnitts bewirken. Auslaufcoitig der Abstreifrinne 3 ist eine Luftdüse 18 angeordnet, die über Luftanschlüsse 19, Luftkammern 20 und zweckmäßig angeordnete Luftöffnungon 21 verfügt. Zum Kühlen anderer Profile des Walzmaterials 1, wie ungleichseitige Winkel, T, Doppel- T und U, werden Oberteil 6 und Unterteil 6 entsprechend gestaltet 'Fig. 10). Gleiches gilt für die Abstandsleisten 7 und die Kühlkammern 14. Beim Doppel-T- Profil kommen noch Seitenteile 2? hinzu. Die Wirkungsweise wird im folgenden verdeutlicht: Nach dem Fertigwalzprozeß läuft das Walzmaterial 1 in die Abkühlrinne 2 (Fig. 1 und Fig. 5) ein. Das Einführen des jeweiligen Profils und die Stabilisierung in der gewünschten Lage erfolgt durch den Einlauftrichter 4 Beim Durchlaufen der Abkühlrinne

wird das Walzmaterial 1 in der gewünsch»en Weise abgekühlt. Die erforderliche hohe Wärmeübertragung wird durch den Einbau der Turbulenzplatten 11 erreicht. Dan Kühlwasser stiömt in der gleichen Richtung wie das Walzmaterini 1 durch die

Abkühlrinne 2. Die Zuführung des Kühlwassers erfolgt durch die Düsenöffnungen 10, die durch ihre versetzte Anordnung für

eine gleichmäßige Kühlwasserführung sorgen. Die gleichmäßige Druckverteilung zur Versorgung der einzelnen

Düsenöffnungen 10 ist durch die Anordnung der Druckkammer 9 gewährleistet, wobei die Zuführung des Kühlwassers über die Kühlwnssqröffnungen 8 erfolgt. Beim Durchfließen des Kühlwassers durch die Abkühlrinne 2 wird das Kühlwasser durch die Turbulemplatten 11 zu ständigem Richtungswechsel gezwungen und durch die entstehende Turbulenz ein hoher Wärmoübergang und damit eine optimale Ausnutzung des Kühlwassers erzielt. Um das Abstreifen des Kühlwassers vom Walzmaterial 1 dutch die Abstreifrinne 3 zu verbessern bzw. beim Hintereinanderschalten von mehreren Kühlrinnon 2 ein Überleiten des Kühlwassers in ι He folgende Kühlrinne 2 zu vermindern,

wird der Wasserstrom durch den Diffusor 12 aufgeweitet. Die Anzahl dor hintereinander angeordneten Abkühlrinnen 2 richtet sich nach der gewünschten Endtemperatur des Walzmaterials 1. Nach dem Passieren der letzten arbeitenden Abkühlrinne 2 durchläuft das Walzmaterial 1 diu Abstreifrinne 3, die ähnlich aufgebaut ist wie die Abkühlrinne 2. Das aus der Abkühlrinne 2 austretende Kühlwasser fließt zwischen der Abkühlrinne 2 und der Abstreifrinne 3 ab, wobei dieser Vorgang durch den

Diffusor 12 unterstützt wird. Die Aufgabe der Abstreifrinne 3 besteht darin, das Kühlwasser, das nicht zwischen Abkühlrinne 2 und Abstreif rinne 3

abgeflossen ist, zurückzuhalten. Diesem Zweck dienen die Austreifplatten 16, die durch eine periodische Änderung des

Durchgangsquerschnitts (Fig. 8) eine Druckminderung bewirken, die in der Abkühlrinne 2 eingesetzton Abstandsleisten 7

werden in der Abstreifrinne 3 ersetzt durch Scheiben 17, die unter den Befestigungselementen angeordnet sind. Durch die entstehenden Lücken zwischen den Befestigungselementen in Längsrichtung der Vorrichtung kann der Wasserabfluß ungehindert erfolgen.

Die auslaufseitig der Abstreifrinne 3 vorgesehene Luftdüse 18 bewirkt ein Abblasen des Restwassers mittels Luft. Die Luft wird

durch die Luftöffnungen 21 entgegengesetzt der Laufrichtung des Walzmaterials 1 gegen das Walzrnaterial 1 geblasen und verhindert damit den Weitertransport des Kühlwassers. Die Luftöffnungen 21 sind verdeckt hinter einer Schräge und unter dem

Winkel γ angeordnet. Die genaue Einstellung dor gewünschten Abkühlung erfolgt durch Zu- bzw. Abschalten von Abkühlrinnen und durch Änderung

dor Kühlv/assermenge über eine entsprechende Druckänderung. Mit der Aufteilung der Kühlrinnen in mehrere Baugruppen erfolgt auch eine getrennte Druckwasserzuführung für jede Baugruppe und es besteht so die Möglichkeit einer differenzierten

Wasserzuführung gemäß Wa.zprofil. Die getrennte Druckwasserzufüh-ung von oben und unten kann zeitlich versetzt erfolgen,

so daß dadurch der bekannten „Shi"-Blldung, z. B. Winkelprofilen entgegengewirkt werden kann. Praktisch kann das so erfolgen, daß die Spitze einer Walznder kurzzeitig nur von unten gekühlt wird.

Claims

1. Vorrichtung zum Kühlen und hydraulischen Transport von unsymmetrischen Walzprofilen in Walzwerken zwischen den Welzgerüsten und nach dem letzten Walzgerüst zum Zwecke der Beeinflussung der Gefügeausbildung, Verbesserung der physikalischen Eigenschaften, Zunderreduzierung und Geradheit, dadurch gekennzeichnet, daß in der Walzlinie mehrere durch Zwischenräume getrennte Abkühlrinnen (2) mit anschließender Abstreifrinne (3) angeordnet und in ihrer Bauweise längsgeteilt ausgebildet sind, wobei die Oberteile (5) und Unterteile (6) separate Wasser- bzw. Luftanschlüsse (13,15,19) aufweisen, ihre Innenkonturen dem Profil des jeweiligen Walzgutes (1) entsprechend angepaßt und durch Abstandsleisten (7) bzw. -scheiben (17) mit dem an sich bekannten Maß a = Profildicke + 8 - 15mm zusammengefügt sind.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Küh'.rlnne (2) einlaufseitig in eine obere und untere Druckkammer (9) geteilt ist, die über mindestens in zwei Ebenen unter einem Winkel α von 10-15° kantenverdeckt eingebrachten Düsenöffnungen (10) mit dem dem jeweiligen Profil entsprechenden Innenraum verbunden sind, in Fortsetzung am Oberteil (5) und Unterteil (6) Turbulenzplatten UD angeordnet sind, die gemeinsam mit den Abstandsleisten (7) den das Walzgut durchlaufenden Innenraum bilden und auslaufseitig ein Diffusor (12) nachgeordnet ist, dessen Winkel β 4-6° beträgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbulonzplatten (11), deren Längqb = 4-6a,derEirtlaufwinkelo = 4-6°undderAusl9ufwinkele = 30-35° beträgt, abstandslos aufeinanderfolgend angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifrinne (3), wie die Abkühlrinne (2) auch, Kühlkammern (14) aufweist, an deren Innenmantel Abstreifplatten (16) befestigt sind, deren Länge c = &-10 a und Abstand e = 4-6 a beträgt und sich auslaufseitig eine Luftdüse (18) anschließt, die entgegen der Walzrichtung unter einem Winkel γ = 15-20° mehrfach am Umfang hinter einer schützenden Schräge eingebrachte Luftöffnungen (21) aufweist, deren Bohrungsdurchmesser d₂ = 4~6mm bemessen ist.

5. Vorrichtung gemäß Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrungsdurchmesser der Düsenöffnungen (10) di = 5-12mm beträgt.

6. Vorrichtung gemäß Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Abkühlrinne (2) und Abstreifrinne (3) Einlauftrichter (4) aus hochverschleißfestem Material befestigt sind, deren lichte Profilweite < a bemessen ist.

7. Vorrichtung gemäß Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Seitenfläche der Abstandsleiste (7) der jeweiligen Form derTurb'j'qnzplatte (11) entspricht.

8. Vorrichtung gemäß Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Doppel-T-Prcfilen neben dem Oberteil (5) und dem Unterteil (6) auch Seitenteile (22) vorhanden sind.