DD281133B5 - Anordnung zur Steuerung der Walzgutabkühlung - Google Patents

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Steuerung der Walzgutabkuhlung durch Wasserkuhleinrichtungen nach dem letzten Walzgerüst in Walzstraßen fur Feinstahl und Draht

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

In Feinstahl- und Drahtwalzwerken werden nach dem letzten Walzgerüst Wasserkuhlstrecken angewendet, die die Abkühlung des Walzgutes entsprechend vorgegebener Abkuhlungsregimes gewährleisten, um dadurch die mechanischen Eigenschaften des Walzgutes gemäß verschiedener Zielstellungen zu beeinflussen Unterschiedliche Abkuhlungsregimes ergeben sich dabei vor allem aus unterschiedlichen Forderungen an die mechanischen Eigenschaften, aus unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung des Walzgutes, aus verschiedenen Endwalzgeschwindigkeiten und -temperaturen Um diesen unterschiedlichen Bedingungen gerecht werden zu können, sind die Wasserzufuhrungen der Wasserkuhlstrecken gewöhnlich mit Stellgliedern versehen Diese ermöglichen die stufenlose Änderung der durch die einzelnen Kuhlsektionen der Wasserkuhlstrecke durchfließenden Wassermengen Bekannt sind dabei Losungswege zur automatischen Gewährleistung konstanter Kuhlendtemperaturen (DE-OS 3 301 631) mittels geschlossener Regelkreise sowie die automatische Einhaltung verschiedener Abkuhlregimes mittels frei programmierbarer Regelkreise (DD-WP 213 853) Weiterhin sind Vorschlage bekannt, nur die erste (US-PS 2 994 328) oder eine beliebige, vorzugsweise die letzte (DE-OS 2 151 210) Kuhlsektion der Wasserkuhlstrecke mit einem Stellglied fur die Wasserdurchflußmenge auszurüsten Die Gesamtabkuhlung der Wasserkuhlstrecke wird dabei gesteuert durch Zu- und Abschalten ganzer Kuhlsektionen und die Variation der Wasserdurchflußmenge der mit dem Stellglied versehenen Kuhlsektion Damit kann bei geeigneter Auslegung der Kuhlsektionen durch den Temperaturregeibereich von +35 K (vergl DE-OS 2 151 210) der steuerbaren Kuhlsektion eine stufenlose Änderung der Kuhlendtemperatur erreicht werden Em anderer Losungsweg zur stufenlosen Einstellung der Kuhlendtemperatur wird im Urheberschein SU-UR 544 684 vorgeschlagen Dabei besteht eine Kuhlsektion aus einem dreigeteilten Kuhlrohr, wobei die drei Teile teleskopartig ineinanderstecken Ein- und Auslaufteil sind ortsfest, wahrend das Mittelteil mit dem Wasserzulauf entlang der Langsachse des Kuhlrohres verschiebbar ist Das Kuhlrohr arbeitet nach dem Gleichstrompnnzip, so daß sich beim Verschieben des Mittelteiles die effektive Kuhlrohrlange verändert und somit eine Variation der Abkuhlwirkung der Kuhlsektion erreicht wird

Es ist auch ein Prinzip bekannt, bei dem die Kuhlendtemperatur stufenweise veränderbar ist durch wahlweise Kombination einer nicht veränderlichen Kuhlsektion mit einer nachfolgenden Kuhlsektion, in welcher entweder ein wasserbeaufschlagtes Kuhlrohr oder ein einfaches Führungsrohr oder eine Gruppe aus wasserbeaufschlagtem Kuhlrohr mit nachfolgendem Führungsrohr, wobei die Summe der Langen beider letztgenannter Rohre die Lange der Sektion ergeben, mittels Verfahr- bzw Schwenkeinrichtung einsetzbar ist

Die erste Kuhlsektion wird dabei mit der gleichen unveränderlichen Wassermenge versorgt wie das in der zweiten Sektion eingesetzte Kuhlrohr gleicher oder kleinerer Lange Die Änderung der Kuhlendtemperatur wird erreicht über die durch Kombination unterschiedlicher langer Kuhlrohre erreichbare Änderung der aktiven Wasserkuhlstreckenlange (DD-WP 106 276)

Die Nachteile der bisher bekannten Losungen bestehen in der Notwendigkeit, Stellorgane fur die Kuhlwasserdurchflußmenge einzusetzen und einzustellen Dazu sind unter den gegebenen Betriebsbedingungen Messungen der Wasserdurchflußmenge oder des Druckes und der Walzguttemperatur an mindestens einer Stelle notig Diese Messungen erfordern einen hohen Aufwand an Wartung und Instandhaltung fur die Meßgerate, sonst muß mit großen Meßfehlern gerechnet werden Andererseits ist der konstruktive Aufbau von Kuhlrohren mit veränderlicher effektiver Lange kompliziert, und nur mit entsprechendem Wartungsaufwand ist die Möglichkeit schneller Längenänderung aufrecht zu erhalten. Die im DO WP 106 276 beschriebene Losung umgeht zwar das Problem, standig ßetriebsmeßgerate und Stellglieder zu warten, erfordert aber einen relativ hohen Bestand an Kuhlstreckenelementen, wie Kuhlrohre und Fuhrungsrohre und einen hohen mechanischen Aufwand zur schnellen Änderung der wirksamen Kuhlstreckenlange

In der Praxis hat sich gezeigt, daß fur die Abkühlung vieler Walzgutqualltaten keine punktgenaue Kuhlendtemperatur erforderlich ist, sondern ein Toleranzbereich von ca 20 K vertretbar ist Gerade in Hochleistungswalzwerken fur ζ Β Massenstahle, die große Losmengen herstellen, fuhrt die relativ geringe Betatigungshaufigkeit von Stellgliedern der Wasserzufuhrung und/oder von Wechselvorrichtungen fur Kuhlstreckenelemente zur Notwendigkeit, die Funktionssicherheit dieser Baugruppen durch prophylaktische Instandhaltung und Wartung aufrecht zu erhalten

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, den Investitionsaufwand beim Bau von Wasserkühlstrecken in Draht- und Feinstahlwalzwerken zu senken und den erforderlichen Lagerbestand an Reserve- und Ersatzteilen für die Wa ss erkühl strecke zu reduzieren. Bisher notwendige umfangreiche Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten sollen weitestgehend eingespart werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zur Steuerung der Walzgutabkühlung zu schaffen, die ohne Stellglieder eine verfahrensgemäße Abkühlung des Walzgutes sichert.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Anordnung zur Steuerung der Walzgutabkühlung in Form einer hinter dem letzten Walzgerüst angeschlossenen Wasserkühleinrichtung, die aus mehreren in Walzrichtung hintereinander geschalteten Kühlsektionen besteht, wobei jede Kühlsektion aus einem oder mehreren Kühlrohren besteht, geschaffen wird, die sich dadurch auszeichnet, daß den einzelnen Kuhlsektionen jeweils ein separater Kühlwasserzulauf zugeordnet ist und jede Kühlsektion nur mit einem konstanten Kühlwasservolumenstrom beaufschlagbar ist und jede in Walzrichtung nachfolgende Kühlsektion für den jeweils halben Kühlwasservolumenstrom der vorhergehenden Kühlsektion ausgelegt ist und jede Kühlsektion separat oder zusammen mit anderen Kühlsektionen in den Kühlprozeß einbeziehbar ist. Die Anzahl der Kühlsektionen mit den entsprechenden Kühlrohren ist dabei so gewählt, daß durch den Betrieb einer jeweils geeigneten Anzahl dieser Kühlsektionen alle im Produktionsprogramm enthaltenen Walzgutabmessungen und Materialqualitäten im Rahmen werkstofftechnisch zulässiger Abweichungen auf die jeweiligen Soll-Temperaturen abgekühlt werden können. Dabei ist jede Abkühleinrichtung einer bestimmten Stelle innerhalb der Wasserkühlstrecke zugeordnet. In den Wasserzuführungen zu den Kühlsektionen sind keine Stellglieder vorhanden, nur jeweils ein fernbetätigtes Absperrorgan, vorzugsweise ein Kugelhahn, zur In- bzw. Außerbetriebnahme der jeweiligen Kühlsektion und ein weiteres Absperrorgan, vorzugsweise ein handbetätigter Kugelhahn, zum Sperren des Kühlwasserzuflusses bei notwendigen Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten.

Ausführungsbeispiel

Die Kühlstrecke eines Walzwerkes soll gewährleisten, daß das gesamte Produktionssortiment des Walzwerkes von 1 100 ⁰C auf minimal 590 ⁰C abgekühlt werden kann, dies soll in Intervallen von maximal ΔΤ = 30 K möglich sein. Die Gleichung

QD = — χ DK² χ W χ ΔΤ

ergibt einen Wasservolumenstrom, der die Basis für die Auslegung der Kühlstrecke ist. Dabei ist

QD = Wasservolumenstrom

DK = Walzgutdurchmesser

W = Endwalzgeschwindigkeit

ΔΤ = Temperaturdifferenz

C = experimentell bestimmte Kühlrohrkonstante.

Die Konstante C hängt sehr stark von der Bauart und den konkreten konstruktiven Parametern des Kühlrohres ab und liegt im allgemeinen zwischen 5 ... 40 K.

Auf Grund der Kennlinie der Kühlrohre wird dann der Druck in der Kühlrohrzuleitung bestimmt, der für die erforderlichen Wasservolumenströme QD, 2 χ QD, 4 χ QD usw. benötigt wird. Dies ist natürlich nur soweit möglich, wie die Wasserversorgung den entsprechend erforderlichen Druck erzeugen kann. Ist der maximale Druck erreicht, so werden 2 χ 4 χ QD, 4 χ 4 χ QD usw. zu einer Kühlsektion zusammengefaßt. Entsprechend den betrieblichen Erfordernissen kann bei bestimmten zu realisierenden Kühlregimes die jeweils eine oder andere Kühlsektion vollständig eingespart werden. Bei Realisierung des gesamten möglichen Kühlbetriebes ergibt sich folgende erfindungsgemäße Struktur:

Zieltemperatur	Kühlsektion	X	3	2	1
in		X	4 χ QD	2 χ QD	QD
0C	5 4
	4x4xQD 2x4xQD				X
1100	Endwalztemperatur		X
1070			X	X
1040		X
1010		X		X
980		X	X
950		X	X	X
920
890				X
860	X		X
830	X		X	X
800	X	X
770	X	X		X
740	X	X	X
710	X	X	X	X
680	X
650	X			X
620
590

Somit kann das ganze Spektrum der erforderlichen Temperaturregime mit 5 Kühlsektionen gefahren werden. Dabei verfugt jede Kühlsektion an ihrem Ende über eine Wasserabstreifeinheit. Jede Kühlsektion verfügt über einen separaten Kühlwasserzulauf und kann nur mit einem konstanten Kühlwasservolumenstrom beaufschlagt werden. Jede Kühlsektion besitzt nur einen fernbetätigten Kugelhahn, der als Absperrhahn fungiert und mit dessen Hilfe das jeweilige Temperaturregime gesteuert wird. Der außerdem in jeder Kühlsektion vorhandene handbetätigte Kugelhahn dient zur Sperrung des Kühlwasserzuflusses bei erforderlichen Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten.

Claims (2)

1. Anordnung zur Steuerung der Walzgutabkuhlung in Form einer hinter dem letzten Walzgerüst angeschlossenen Wasserkuhleinrichtung, die aus mehreren in Walzrichtung hintereinander geschalteten Kuhlsektionen besteht, wobei jede Kuhlsektion aus einem oder mehreren Kuhlrohren besteht, dadurch gekennzeichnet, daß den einzelnen Kuhlsektionen jeweils ein separater Kuhlwasserzulauf zugeordnet ist und jede Kuhlsektion nur mit einem konstanten Kuhlwasservolumenstrom beaufschlagbar ist und jede in Walzrichtung nachfolgende Kuhlsektion fur den jeweils halben Kuhlwasservolumenstrom der vorhergehenden Kuhlsektion ausgelegt ist und jede Kuhlsektion separat und/oder zusammen mit den anderen Kuhlsektionen in den Kühlprozeß einbeziehbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kuhlsektion über nur ein fern- und nur ein handbetatigtes Absperrorgan verfugt.