DD287668A5 - END FITTING FOR A DEVICE FOR COOLING LONG-SLIPED ROLLING MATERIAL AND COATING OFF THE COOLANT - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Endstueck fuer eine Einrichtung zum Kuehlen von langgestrecktem Walzgut und zum Abstreifen des Kuehlmittels, die in Feinstahl- und Drahtwalzwerken zur Anwendung kommt. Aufgabe der Erfindung ist es, den das Endstueck verlassenden Kuehlmittelstrom moeglichst vollstaendig vom Walzgut abzutrennen. Das erfindungsgemaesze Endstueck zeichnet sich durch einen in den Walzgutfuehrungskanal muendenden Luftkanal aus. UEber den Luftkanal wird Umgebungsluft angesaugt, wodurch der Kuehlmittelstrahl nach Austritt aus der trichterfoermigen Erweiterung ohne zusaetzlich notwendige Abstreifmedien vom Walzgut abgeschieden wird. Figur{Kuehlen; Walzgut; Kuehlmittel; Abstreifen von Kuehlmittel; Feinstahl; Drahtwalzwerk; Luftkanal}The invention relates to an end piece for a device for cooling of elongated rolling stock and for stripping the coolant used in fine steel and wire rolling mills. The object of the invention is as far as possible to completely separate the cooling agent leaving the end piece from the rolling stock. The end piece according to the invention is characterized by an air duct which leads into the rolling stock duct. Ambient air is sucked in via the air duct, whereby the coolant jet is separated from the rolling stock after leaving the funnel-shaped extension without any additional necessary stripping media. FIG {cooling; rolling; Coolant; Stripping coolant; Fine steel; Wire rod mill; Air duct}
Description
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Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Endstück für eine Einrichtung zum Kühlen von langgestrecktem Walzgut und zum Abi (reifen des Kühlmittels, die in Feinstahl· und Drahtwalzwerken zur Anwendung kommt.The invention relates to an end piece for a device for cooling elongated rolling stock and for abi (maturing of the coolant used in fine steel and wire rolling mills.
In Feinstahl- und Drahtwalzwerken wird im Anschluß an den Walzprozeß und zunehmend auch zwischen einzelnen Walzstichen die Walzgutoberfläche forciert gekühlt, um durch eine gezielte Temperaturführung unter Ausnutzung der Walzhitze optimale Eigenschaften im Walzgut für die weitere Umformung bzw. den späteren Verwendungszweck zu erreichen. Weiterhin ermöglicht eine entsprechende Kühlung die Reduzierung des Sekundärzunderanteiles sowie eine Schonung nachfolgender Ausrüstungen. Im wesentlichen werden dadurch jedoch Wärmebehandlungsvorgänge bei der Weiterverarbeitung eingespart. Die Kühlung des Walzgutes erfolgt in Kühlstrecken, die sich gewöhnlich aus einer Anzahl von Kühlrohren oder -rinnen zusammensetzen. Um die Abkühlung reproduzierbar einem bestimmten Anwendungszweck entsprechend gestalten zu können, ist es notwendig, eine Undefinierte Abkühlung außerhalb der speziellen Kühlrohre oder -rinnen durch aus diesen austretendes und in andere Anlagenteile gelangendes Kühlmittel zu unterbinden, wodurch außerdem der störungsfreie Durchlauf des Walzgutes, insbesondere der Stabanfänge, behindert würde.In fine steel and wire rolling mills, the rolling stock surface is forced cooled after the rolling process and increasingly between individual rolling passes in order to achieve optimal properties in the rolling stock for further forming or the subsequent intended use by a targeted temperature control utilizing the rolling heat. Furthermore, a corresponding cooling allows the reduction of the secondary fraction of scale and a protection of subsequent equipment. Essentially, however, this saves heat treatment processes during further processing. The cooling of the rolling takes place in cooling sections, which are usually composed of a number of cooling tubes or gutters. In order to be able to design the cooling in a reproducible way for a specific application, it is necessary to prevent undefined cooling outside of the special cooling tubes or gutters by coolant emerging from them and reaching other parts of the plant, thereby also ensuring trouble-free passage of the rolling stock, in particular the rod starts , would be hampered.
Zu diesem Zweck werden beispielsweise Kühlrohre eingesetzt, in denen von beiden Enden her zwei Kühlmittelteilströme zur Mitte gerichtet sind und dort gemeinsam abfließen. Solche Kühlrohre sind aus der Patentschrift DD-WP 92216 bekannt. Nachteilig bei diesem Prinzip ist die starke Bremswirkung des entgegen der Walzrichtung fließenden Kühlmittelstromes auf das Walzgut, die insbesondere bei kleinen Walzgutabmessungen, gerippter Walzgutoberfläche und den in modernen Walzwerken üblichen hohen Endwalzgeschwindigkeiten von teilweise über 100m/s eine häufige Havarieursache wäre. Austrittsseitig an Kühlrohren und -rinnen vorgesehene Diffusoren zur Aufweitung des Kühlmittelstrahls können wegen der erforderlichen Baulänge und der Notwendigkeit der Walzgutführung nicht optimal für ihre Aufgabe ausgelegt werden. Besondere, den Kühlrohren oder -rinnen nachgeordnete oder in diese auslaufseitig integrierte Abstreifdüsen haben die Aufgabe, den das Walzgut begleitenden Kühlmittelstrahl durch entgegen oder mehr oder weniger quer gerichtete Medienströme, zum Einsatz kommen dabei sowohl Wasser als auch Luft, aufzuhalten, zu zerstreuen und vom Walzgut abzuscheiden. Derartige Lösungen sind z.B. im SU-UR 205860 enthalten. Diese Abstreifdüsen haben einen zum Teil recht komplizierten Aufbau und benötigen eine relativ große Menge an unter hohem Druck zugeführten Abstreifmedien. Beschrieben sind solche Düsen im SU-UR 269183 und in DD-WP 253581.For this purpose, for example, cooling tubes are used, in which two coolant partial streams are directed from the two ends to the center and drain there together. Such cooling tubes are known from the patent DD-WP 92216. A disadvantage of this principle is the strong braking effect of flowing against the rolling direction coolant flow to the rolling stock, which would be a common cause of the accident especially in small Walzgutabmessungen, ribbed Walzgutoberfläche and the usual in modern rolling high Endwalzgeschwindigkeiten of more than 100m / s. Diffusers for cooling the coolant jet, which are provided on the outlet side on cooling tubes and channels, can not be designed optimally for their task because of the required overall length and the need for rolling stock guide. Special, the cooling tubes or gutters downstream or in this outlet side integrated wiping nozzles have the task that the rolling stock accompanying coolant jet by opposing or more or less transversely directed media streams are used both water and air, reside, disperse and from the rolling stock deposit. Such solutions are e.g. in SU-UR 205860 included. These wiping nozzles have a sometimes quite complicated structure and require a relatively large amount of high pressure stripping media. Such nozzles are described in SU-UR 269183 and DD-WP 253581.
Mit einer geringen Menge Abstreifmedium kommen Abstreifdüsen aus, die den nach Durchlaufen von Abstreifrinnen gemäß DD-WP 253581 noch am Walzgut befindlichen Reststrom von Kühlmittel zurückhalten sollen, wobei sie auch durch nach dem Injektorprinzip arbeitende Absaugdüsen, die jedoch ebenfalls ein unter Druck zugeführtes Betriebsmedium benötigen, ersetzt werden können. Der Nachteil der erwähnten Abstreifrinnen, die aus einer abwechselnden Folge von relativ engen, mit Einführtrichtern und Auslaufdiffusoren versehenen Führungszylindern und stufenförmig erweiterten AbfluSkammern zur Auflösung und Ableitung des Kühlmittelstromes bestehen, liegt in der fertigungstechnisch aufwendigen Gestaltung, der relativ großen Baulän je und der nicht vollständigen Zurückhaltung des Kühlmediums, so daß zusätzlich noch die erwähnten Abstreifbzw. Absaugdüsen notwendig sind.With a small amount Abstreifmedium come from wiping, which are to retain the remaining flow of coolant after passing through scrapers according to DD-WP 253581 on the rolling stock, and they also work by injector principle working suction nozzles, which also require a supplied under pressure operating medium, can be replaced. The disadvantage of the mentioned Abstreifrinnen, consisting of an alternating sequence of relatively narrow, provided with introducers and outlet diffusers guide cylinders and stepped extended AbFLSKammern for dissolution and dissipation of the coolant flow is in the production engineering complex design, the relatively large Baulan ever and the incomplete restraint the cooling medium, so that additionally still mentioned Abstreifbzw. Suction nozzles are necessary.
Eine im SU-UR 205860 beschriebene Lösung, wonach der Kühlmittelstrom durch ein gekrümmtes Kühlrohrendstück, welches eine in der Walzlinie liegende Walzgutdurchtrittsöffnung besitzt, aus der Längsachse ausgelenkt wird, erreicht nur eine unzureichende Trennung des Kühlmittels vom Walzgut.A solution described in SU-UR 205860, according to which the coolant flow is deflected out of the longitudinal axis by a curved cooling tube end piece which has an rolling passage opening lying in the rolling line, achieves only insufficient separation of the coolant from the rolling stock.
Ein Versuch, ohne zusätzliche Medienzuführung auszukommen, ist bekannt durch die DE-AS 2315482. Danach wird ein Teil des Kühlmittels nach Umlenkung schräg gegen don aus dem Kühlrohr austretenden Kühlmittelstrom gelenkt, um diesen vom Wälzgut wegzudrücken. Die Druckverhältnisse beider Strömo schränken jedoch die Wirkung dieser Variante stark ein. Auch die bekannte Anordnung mehrerer Walzgutführungsbuchsen hintereinander mit Zwischenräumen löst den Kühlmittelstrahl nur unzureichend auf.An attempt to manage without additional media supply is known from DE-AS 2315482. Thereafter, a part of the coolant is deflected obliquely against don emerging from the cooling tube coolant flow to push it away from the rolling stock. However, the pressure ratios of both Strömo severely limit the effect of this variant. The well-known arrangement of several Walzgutführungsbuchsen one behind the other with gaps dissolves the coolant jet insufficient.
Ziel der Erfindung ist es, den Aufwand für die Ausrüstungen und den Energiebedarf beim Betreiben von Kühlstrecken in Feinstahl· und Drahtwalzenanlagen zu senken. Die Kühlstrecke soll störungsfrei arbeiten.The aim of the invention is to reduce the cost of the equipment and the energy consumption when operating cooling sections in fine steel · and wire roller systems. The cooling section should work trouble-free.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Endstück für eine Einrichtung zum Kühlen von langgestrecktem Walzgut und zum Abstreifen des Kühlmittels zu schaffen, das die Funktionsmängel bekannter Kühleinrichtungen, die durch unzureichendes Abstreifen verbrauchten Kühlmediums entstehen, beseitigt. Der das Endstück verlassende Strom des Küh'mediums soll dabei so beeinflußt werden, daß nur ein äußerst geringer Anteil des Kühlmediums zusammen mit dom Walzgut in die nachfolgenden Ausrüstungen gelangt und der überwiegende Teil vom Walzgut abgetrennt wird, wobei die Abtrennung ohne energetisch aufwendige Zuführung eines Abstreifmediums erfolgen soll.The invention has for its object to provide an end piece for a device for cooling of elongated rolling stock and for stripping the coolant, which eliminates the malfunction of known cooling devices resulting from insufficient stripping spent cooling medium eliminated. The tail of the leaving stream of Küh'mediums is intended to be influenced so that only a very small proportion of the cooling medium passes together with dom rolling stock in the following equipment and the vast majority is separated from the rolling stock, the separation without energetic complex feeding a stripping should be done.
Erfindungsgemäß wird dio Aufgabe durch Schaffung eines derartigen Endstückes gelöst, das sich dadurch auszeichnet, daß der Walzgutführungskanal des Kühlrohres, der auslaufseitig mit einer trichterförmigen Erweiterung versehen ist, durch mindestens einen Luftkanal mit dem das Kühlrohr umgebonden Luftraum verbunden ist.According to the invention, the object is achieved by providing such an end piece, which is characterized in that the Walzgutführungskanal the cooling tube, which is provided on the outlet side with a funnel-shaped extension, connected by at least one air duct with the air tube umrebonden the air space.
Zweckmäßigerweise schneiden sich die Mittelachsen der Luftkanälo mit der Mittelachse des Walzgutführungskanals. Es gehört zur Erfindung, daß die Luftkanäle in einem Abstand c vom auslaufseitigen Ende des Kühlrohres in den Walzgutführungskanal münden. Der Abstand c ist maximal doppelt so groß wie die Länge a der trichterförmigen Erweiterung. Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist, daß die Querschnittsfläche jedes einzelnen Luftkanals bis 30% der Querschnittsfläche des Walzgutführungskanals beträgt.Conveniently, the center axes of the Luftkanälo intersect with the central axis of Walzgutführungskanals. It is part of the invention that the air ducts open at a distance c from the outlet end of the cooling tube in the Walzgutführungskanal. The distance c is at most twice as large as the length a of the funnel-shaped extension. Another feature of the invention is that the cross-sectional area of each individual air channel is up to 30% of the cross-sectional area of the rolling stock duct.
Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles und einer Figur, die das Endstück im Schnitt darstellt, erläutert werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umschließt ein Kühlrohr 1 einen Walzgutführungskanal 2, der auslaufseitig eine trichterförmige Erweiterung 3 besitzt. Der Winkel α, den die Innenwand der trichterförmigen Erweiterung 3 mit der Längsachse des Kühlrohres 1 einschließt, ist nach dem Diffusorkriterium ausgewählt und beträgt 6°. Die Länge a der trichterförmigen Erweiterung 3 ist 2,5mal so groß wie die lichte Weite b des Walzgutführungskanals 2. Direkt vordem Beginn der trichterförmigen Erweiterung 3 mündet ein Luftkanal 4 in den Walzgutführungskanal 2, welcher durch diesen Luftkanal 4 mit dem das Kühlrohr 1 umgebenden luftgefüllten Raum in Verbindung steht. Der Luftkanal 4 hat die Form eines Zylinders, dessen Mittelachse die Mittelachse des Walzgutführungskanals 2 unter einem Winkel von 90° schneidet. Die Querschnittsfläche des Luftkanals 4 beträgt 1 6% der Querschnittsfläche des Walzgutführungskanals 2.The invention will be explained with reference to an embodiment and a figure showing the tail in section. In the illustrated embodiment, a cooling tube 1 encloses a Walzgutführungskanal 2, the outlet side has a funnel-shaped extension 3. The angle α, which encloses the inner wall of the funnel-shaped extension 3 with the longitudinal axis of the cooling tube 1, is selected according to the diffuser criterion and is 6 °. The length a of the funnel-shaped extension 3 is 2.5 times as large as the inside width b of the rolling stock guide channel 2. Directly before the beginning of the funnel-shaped extension 3 opens an air duct 4 in the Walzgutführungskanal 2, which through this air duct 4 with the cooling tube 1 surrounding air-filled Room communicates. The air channel 4 has the shape of a cylinder whose central axis intersects the central axis of the Walzgutführungskanals 2 at an angle of 90 °. The cross-sectional area of the air channel 4 is 1 6% of the cross-sectional area of the rolling stock guide channel 2.
Der parallel und richtunpsgleich zum Walzgut S den Walzgutführungskanal 2 des Kühlrohres 1 durchfließende Strom des Kühlmittels W saugt durch den Luftkanal 4 aus der Umgebung des Kühlrohres 1 unter atmosphärischem Druck stehende Luft L in den Walzgutführungskanal 2, welche, bevor sie sich mit dem Kühlmittel W vermischen kann, in den Bereich der trichterförmigen Erweiterung 3 gelangt und dort infolge Strömungsablösung einen lokalen Strömungswiderstand bildet. Dieser lokale Strömungswiderstand bewirkt ein Ablenken des die trichterförmige Erweiterung 3 passierenden Stromes des Kühlmittels W in eine der Mündung des Luftkanals 4 in den Walzgutführungskanal 2 gegenüberliegende Richtung. Der abgelenkte, aus der trichterförmigen Erweiterung 3 austretende Strahl des Kühlmittels W dehnt sich fächerartig aus und hat einen annähernd kreissegtmentförmigen Querschnitt. Seine resultierende Richtung weicht so stark von der Walzrichtung ab, daß zwischen walzgutseitiger Mantelfläche des Strahls und der Walzgutrichtung ein spitzer Winkel β eingeschlossen wird, der größer als der Erweiterungswin!<el α der trichterförmigen Erweiterung 3 ist. Dadurch ist der Strom des Kühlmittels W bereits wenige Zentimeter hinter dem Ende dos Kühlrohres 1 nahezu vollständig vom Walzgut 5 abgetrennt.The parallel and Richtunpsgleich to the rolling stock S the Walzgutführungskanal 2 of the cooling tube 1 flowing through the flow of coolant W sucks through the air duct 4 from the vicinity of the cooling tube 1 under atmospheric pressure air L in the Walzgutführungskanal 2, which, before they mix with the coolant W. can, in the area of the funnel-shaped extension 3 passes and there forms a local flow resistance due to flow separation. This local flow resistance causes a deflection of the funnel-shaped extension 3 passing stream of the coolant W in one of the mouth of the air duct 4 in the Walzgutführungskanal 2 opposite direction. The deflected, emerging from the funnel-shaped extension 3 jet of coolant W expands fan-like and has an approximately kreissegtmentförmigen cross-section. Its resulting direction deviates so much from the rolling direction that an acute angle β is included between the rolling stock side surface of the jet and the Walzgutrichtung, which is greater than the Erweiterungswin! <El α of the funnel-shaped extension 3. As a result, the flow of coolant W is almost completely separated from the rolling stock 5 already a few centimeters behind the end of the cooling tube 1.
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