DE10025639A1 - Düsenbalken für die Kühlung oder Entzunderung von metallischem Stranggut, insbesondere von Walzgut - Google Patents

Düsenbalken für die Kühlung oder Entzunderung von metallischem Stranggut, insbesondere von Walzgut

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Abstract

Ein Düsenbalken (1) für die Entzunderung bzw. Kühlung von metallischem Stranggut, insbesondere von Walzgut, ist mit jeweils einem Zulauf (3) für die Produkt-Behandlungsflüssigkeit (9a) und einem zusätzlichen Zulauf (18) für eine Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit (9b) und einem Ablauf (4) für die Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit (9b) und einem diesem Ablauf (4) zugeordneten Schaltorgan (5) zum Öffnen oder Schließen des Vorrichtungs-Kühlflüssigkeits-Ablaufs (4) ausgestattet. DOLLAR A Um für den zeitlichen Abschnitt der abgeschalteten Produkt-Behandlungsflüssigkeit (9a) bei durchlaufendem Stranggut eine notwendige Kühlung der Kühlvorrichtung selbst aufrechtzuerhalten, wird vorgeschlagen, dass das Schaltorgan (5) über einen den Betriebszustand steuernden Vorrichtungs-Kühlflüssigkeits-Druck automatisch schaltbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Düsenbalken für die Entzunderung bzw. Kühlung von metallischem Stranggut, insbesondere von Walzgut, mit jeweils einem Zulauf für die Produkt-Behandlungsflüssigkeit und einem zusätzlichen Zulauf für eine Vor­ richtungs Kühlflüssigkeit und einem Ablauf für die Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit und einem diesem Ablauf zugeordneten Schaltorgan zum Öffnen oder Schließen des Vorrichtungs-Kühlflüssigkeits-Ablaufs.
Es ist ein Kühlwasserablauf in einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Wasservor­ hangs zum Kühlen von durch den Wasservorhang hindurch bewegten Blechen und Bändern bekannt (DE-OS 34 33 712), der einen Wasserkasten mit einer sich quer zur Bewegungsrichtung der Bleche und Bänder über die Breite des Stranggutes erstreckenden Schlitzdüse aufweist. Dabei ist zum Abführen des kon­ tinuierlich zugeführten Kühlwassers seitlich neben der Schlitzdüse ein Syphonrohr vorgesehen, dessen Zulauföffnung unterhalb der Einlauföffnung der Schlitzdüse und dessen Syphon und Auslauföffnung unterhalb der Austrittsöffnung der Schlitzdüse vorgesehen sind. Einer derartigen Vorrichtung haftet der Nachteil an, dass das Kühlwasser noch durch den Düsenbalken geleitet wird und das Walzgut benetzt und gekühlt wird, auch wenn nur die Kühlvorrichtung selbst zu kühlen, d. h. zu schützen ist und das Walzgut keiner Kühlung mehr bedarf.
Bisher waren für die Funktionen "Produkt-Behandlung" und "Kühlung der Vorrich­ tung" zwei separate Kammern notwendig oder zumindest ein Schaltorgan mit se­ parater Energiezuführung, z. B. bei elektrischer Ansteuerung, und eine zugehörige Signalaufbereitung.
Das Kühlwasser wird üblicherweise benötigt, um die Kühlvorrichtung selbst "außer Betrieb" gegen übermäßige Erwärmung und daraus resultierende Schäden zu schützen. Für den Wechsel zwischen "außer Betrieb" und "in Betrieb" ist das er­ wähnte Schaltorgan mit entsprechendem Steuerbefehl notwendig, um das für die Kühlvorrichtung notwendige Kühlwasser ab- oder zuzuschalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für den zeitlichen Abschnitt der abge­ schalteten Produkt-Behandlungsflüssigkeit bei durchlaufendem Strangprodukt ei­ ne notwendige Kühlung der Behandlungs-, z. B. der Kühlvorrichtung selbst, auf­ rechtzuerhalten.
Die gestellte Aufgabe wird bei dem eingangs bezeichneten Düsenbalken erfin­ dungsgemäß dadurch gelöst, dass das Schaltorgan über einen den Betriebszu­ stand steuernden Vorrichtungs-Kühlflüssigkeits-Druck automatisch schaltbar ist. Dadurch wird aufgrund eines für diesen Betriebszustand veränderten Drucks in der Behandlungsflüssigkeit der Behandlungsflüssigkeits-Ablauf automatisch ge­ schlossen oder später wieder geöffnet. Die Vorrichtung selbst wird trotz Wär­ mestrahlung des Stranggutes in jeder Betriebsphase geschützt. Dabei wird in ver­ einfachender Bauweise von nur einer Kammer für die Behandlungsflüssigkeit ausgegangen.
Aufgrund dieses Grundgedankens ist es nach einer Ausgestaltung möglich, dass mittels des Schaltorgans die für die Kühlung der Vorrichtung notwendige Flüssig­ keitsmenge über einen erhöhten Kühlflüssigkeits-Druck abschaltbar ist.
Eine andere Verbesserung der Erfindung sieht vor, dass im Bereich des Vorrich­ tungs-Kühlflüssigkeits-Ablaufs, in einem Gehäuse angeordnet, ein Verschlusskör­ per im Strömungsweg mittels Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit beaufschlagbar ist. Da­ durch wird im engsten Bereich des Düsenbalkens das Schaltorgan mit den be­ zeichneten Eigenschaften geschaffen. Gleichzeitig ist eine Kompaktheit des Dü­ senbalkens gegeben, so dass ein zusätzlicher Raum nicht benötigt wird.
Vorteilhafterweise besteht der Verschlusskörper aus einem mittels Führungsab­ schnitten beidendig im Gehäuse gelagerten Kegelkörper oder Kugelkörper. So­ wohl der Kegelkörper als auch der Kugelkörper können leicht von der Flüssigkeit umströmt werden.
Nach anderen Merkmalen ist der Verschlusskörper gegen die Kraft einer Druckfe­ der, die koaxial einen vorderen Führungsschaft umgibt, anstellbar. Dadurch wird der Verschlusskörper aufgrund einer Rückstellkraft gegen ein Schließen offen ge­ halten.
Die Rückstellkraft des Verschlusskörpers kann auch aus seinem Eigengewicht (allein oder in Kombination mit der Druckfeder) abgeleitet werden.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass in Richtung des Strömungswegs der Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit an den vorderen Führungsabschnitt, der von einem Flüssigkeitsraum umgeben ist, vor und hinter dem Verschlusskörper ein Kühlflüs­ sigkeits-Ablaufrohr angeschlossen ist. Im Fall der zugeschalteten Stranggut- Kühlung oder einer Entzunderung wird durch Erhöhung des Flüssigkeitsdrucks in dem Düsenbalken und der damit verbundenen Erhöhung der Strömungsge­ schwindigkeit ein Druckabfall im Bereich des umströmten Verschlusskörpers er­ zeugt, der die Rückstellkraft überwindet und den Verschlusskörper in Schließstel­ lung drückt.
Ein sicheres Verschließen wird dabei dadurch bewirkt, dass für den Verschluss­ körper als Kegelkörper im Gehäuse am Eingang des Vorrichtungs-Flüssigkeits- Raums ein Sitzring mit Verschlusskante angeordnet ist. Der Sitzring mit Ver­ schlusskante kann zylindrisch oder kegelförmig ausgebildet sein. Im Fall einer Kugel oder Kugelkalotte als Verschlusskörper ist die gleiche Funktion gegeben. Für den Fall, dass die Produkt-Behandlungsflüssigkeit abgeschaltet wird, erlaubt der verminderte Druck in dem Düsenbalken der Rückstellkraft, den Verschluss­ körper aus dem Sitzring zu bewegen und den Vorrichtungs-Kühlflüssigkeits-Ablauf wieder frei zu geben.
Die Anordnung des Behandlungsflüssigkeits-Ablaufs ist in der geodätischen Höhe seines höchsten Niveaus so zu wählen, dass der Verschlusskörper und der freie Ablauf unterhalb des geodätischen Niveaus der Produkt-Behandlungsflüssigkeit und deren Überlaufrohre angeordnet ist. Dadurch bleibt der Düsenbalken im unte­ ren Bereich mit der Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit gefüllt, währenddem ein höher gelegener Überlauf für die Produkt-Behandlungsflüssigkeit nicht erreicht wird und dadurch das Stranggut bei abgeschalteter Zufuhr der Produkt- Behandlungsflüssigkeit nicht durch die Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit benetzt wird.
Die Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit wird in einer definierten Menge, die der Baugröße des Kühlflüssigkeits-Ablaufs, der benötigten Kühlflüssigkeits-Menge, der Bauein­ heit und der Funktion des Verschlusskörpers entspricht, über ein vorgeschaltetes Einstellorgan und/oder ein Rückschlagventil zugeführt. Damit ist es möglich, die Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit aus der Produkt-Behandlungsflüssigkeits-Versorgung zu entnehmen unter Umgehung der geschlossenen Zuleitung der Produkt- Behandlungsflüssigkeit. In dieser Anordnung ist kein Rückschlagventil notwendig. Sofern die Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit aus der separaten Versorgung mit gerin­ gerem Druck zugeführt wird, ist in der Regel das Rückschlagventil eingebaut, um bei zugeschaltetem Betriebsmedium den Zufluss in das Vorrichtungs- Kühlflüssigkeits-Versorgungssystem zu sperren.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die nachfol­ gend näher erläutert werden.
Es zeigen:
Fig. 1 einen axialen Teilschnitt durch den Düsenbalken im Bereich des Vor­ richtungs-Kühlflüssigkeits-Ablaufs,
Fig. 2 einen axialen Teilschnitt durch den Düsenbalken im Bereich des Produkt-Behandlungsflüssigkeits-Zulaufs unter Umgehung des Pro­ dukt-Behandlungsflüssigkeits-Zulaufs durch ein Rohr mit zusätzlicher Mengenregelung für die Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit und
Fig. 3 einen axialen Teilschnitt durch den Düsenbalken im Bereich wie Fig. 2 jedoch mit Zuführung der Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit aus separa­ ter Versorgung.
Gemäß Fig. 1 besteht der Düsenbalken 1 aus einem Flutrohr 2 und weist einen Vorrichtungs-Kühlflüssigkeits-Ablauf 4 auf. Die Düsen des Düsenbalkens 1 kön­ nen aus Düsenröhrchen, wie gezeichnet, aus Schlitzen oder anderen Öffnungen bestehen. Der Produkt-Behandlungsflüssigkeits-Zulauf 3 für die Produkt- Behandlungsflüssigkeit 9a ist in den Fig. 2 und 3 sichtbar. An der Seite des Vor­ richtungs-Kühlflüssigkeits-Ablaufs 4 ist ein Schaltorgan 5 für die Vorrichtungs- Kühlflüssigkeit 9b angeordnet. Das Schaltorgan 5 wird über einen den Betriebszu­ stand steuernden Druck geschaltet. Für das Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das Schaltorgan 5 über einen erhöhten Druck abgeschaltet wird. Im Bereich des Vorrichtungs-Kühlflüssigkeits-Ablaufs 4 ist ein Gehäuse 6 dicht angeflanscht, in dem ein Verschlusskörper 7 im Strömungsweg 8 mittels Kühlflüssigkeit 9b be­ aufschlagt wird. Der Verschlusskörper 7 besitzt einen mittigen Kegelkörper 10 und beidendig sind Führungsabschnitte 10a und 10b angeschlossen. Die Führungsab­ schnitte 10a und 10b sind im Gehäuse 6 gleitend gelagert. Anstelle des Kegel­ körpers 10 kann auch ein Kugelkörper oder eine Kugelkalotte verwendet werden. Der Verschlusskörper 7 ist gegen die Kraft einer Druckfeder 11, die auf dem vorderen Führungsabschnitt 10a aufgeschoben ist, gegen einen Bohrungsabsatz im Gehäuse 6 und gegen einen Absatz des vorderen Führungsabschnitts 10a anlie­ gend, anstellbar. Anstelle der Druckfeder 11 oder in Kombination kann auch die Rückstellkraft des lotrecht angeordneten Verschlusskörpers 7 aus seinem Eigen­ gewicht abgeleitet werden. Im Strömungsweg 8 der Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit 9b ist vor dem Verschlusskörper 7 um den vorderen Führungsabschnitt 10a ein Kühlflüssigkeits-Raum 12 gebildet, an den ein Kühlflüssigkeits-Ablaufrohr 13 an­ geschlossen ist. Der Strömungsweg 8 führt zwischen einem für den Verschluss­ körper 7 als Kegelkörper 10 im Gehäuse 6 am Ausgang des Kühlflüssigkeits- Raums 12 eingesetzten (Kegel-)Sitzring 14 mit Verschlusskante und dem Kegel­ körper 10 hindurch.
Gemäß Fig. 2 sind der Produkt-Behandlungsflüssigkeits-Zulauf 3 sowie ein Vor­ richtungs-Kühlflüssigkeits-Zulauf 18 dargestellt. Der Verschlusskörper 7 (vgl. Fig. 1) ist unterhalb des geodätischen Niveaus 15 und unter Überlaufrohren 16 für die Produkt-Behandlungsflüssigkeit 9a angeordnet. Dadurch ist der Vorrichtungs- Kühlflüssigkeits-Ablauf 4 in der geodätischen Höhe seines höchsten Punktes ge­ wählt, so dass der Düsenbalken 1 im unteren Bereich mit der Vorrichtungs- Kühlflüssigkeit 9b gefüllt bleibt, wobei jedoch die höher gelegenen Überlaufrohre 16 für die Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit 9b nicht erreicht werden und damit das Stranggut (Walzgut, wie z. B. Bandmaterial) bei abgeschalteter Produkt- Behandlungsflüssigkeit 9a nicht benetzt wird.
Der Vorrichtungs-Kühlflüssigkeits-Zulauf 18 des Produkt-Behandlungsflüssigkeits- Zulaufs 3 liefert eine definierte Menge, die der Baugröße des Vorrichtungs- Kühlflüssigkeits-Ablaufs 4, der benötigten Kühlflüssigkeitsmenge (pro Zeiteinheit), der Baueinheit und der Funktion des Verschlusskörpers 7 entspricht, wobei die Menge an Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit 9b über ein vorgeschaltetes Einstellorgan 17, z. B. eine Drossel 17a, in einem Bypass zugeführt wird.
Eine alternative Ausführungsform ist in Fig. 3 dargestellt: Die Vorrichtungs- Kühlflüssigkeit 9b wird aus einer separaten Vorrichtungs-Kühlflüssigkeits- Versorgung 20 mit geringem Druck zugeführt. Es ist ohne Bedeutung, aus wel­ chem Kreislauf die Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit 9b entnommen wird. Zum Entzun­ dern wird im Warmbereich in der Regel einfaches Wasser bei höheren Drücken (z. B. 100-200 bar, bis 400 bar) in entsprechender Menge eingesetzt. Hierbei wird in der Regel das Rückschlagventil 19 vorgesehen, um bei zugeschalteter Produkt- Behandlungsflüssigkeit 9a den Rückfluss in die Vorrichtungs-Kühlflüssigkeits- Versorgung 20 zu sperren.
Bezugszeichenliste
1
Düsenbalken
2
Flutrohr
3
Produkt-Behandlungsflüssigkeits-Zulauf
4
Vorrichtungs-Kühlflüssigkeits-Ablauf
5
Schaltorgan
6
Gehäuse
7
Verschlusskörper
8
Strömungsweg
9
a Produkt-Behandlungsflüssigkeit
9
b Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit
10
Kegelkörper
10
a Führungsabschnitt, vorderer
10
b Führungsabschnitt, hinterer
11
Druckfeder
12
Kühlflüssigkeits-Raum
13
Kühlflüssigkeits-Ablaufrohr
14
Sitzring mit Verschlusskante
15
geodätisches Niveau
16
Überlaufrohr
17
vorgeschaltetes Einstellorgan
17
a Drossel
18
Vorrichtungs-Kühlflüssigkeits-Zulauf
19
Rückschlagventil
20
separate Kühlflüssigkeits-Versorgung
21
hinterer Vorrichtungs-Kühlflüssigkeits-Raum

Claims (10)

1. Düsenbalken für die Entzunderung bzw. Kühlung von metallischem Strang­ gut, insbesondere von Walzgut, mit jeweils einem Zulauf für die Produkt- Behandlungsflüssigkeit und einem zusätzlichen Zulauf für eine Vorrich­ tungs-Kühlflüssigkeit und einem Ablauf für die Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit und einem diesem Ablauf zugeordneten Schaltorgan zum Öffnen oder Schließen des Vorrichtungs-Kühlflüssigkeits-Ablaufs, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltorgan (5) über einen den Betriebszustand steuernden Vor­ richtungs-Kühlflüssigkeits-Druck automatisch schaltbar ist.
2. Düsenbalken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Schaltorgans (5) die für die Kühlung der Vorrichtung not­ wendige Vorrichtungs-Kühlflüssigkeits-Menge über einen erhöhten Kühl­ flüssigkeits-Druck abschaltbar ist.
3. Düsenbalken nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Vorrichtungs-Kühlflüssigkeits-Ablaufs (4), in einem Gehäuse (6) angeordnet, ein Verschlusskörper (7) im Strömungsweg (8) mittels Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit (9b) beaufschlagbar ist.
4. Düsenbalken nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusskörper (7) aus einem mittels Führungsabschnitten (10a, 10b) beidendig im Gehäuse (6) gelagerten Kegelkörper (10) oder Kugelkör­ per besteht.
5. Düsenbalken nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusskörper (7) gegen die Kraft einer Druckfeder (11), die koaxial einen vorderen Führungsabschnitt (10a) umgibt, anstellbar ist.
6. Düsenbalken nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellkraft des Verschlusskörpers (7) aus seinem Eigengewicht ableitbar ist.
7. Düsenbalken nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Richtung des Strömungswegs (8) der Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit (9b) an den vorderen Führungsabschnitt (10a), der von einem Flüssigkeits­ raum (12) umgeben ist, vor und hinter dem Verschlusskörper (7) ein Kühl­ flüssigkeits-Ablaufrohr (13) angeschlossen ist.
8. Düsenbalken nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass für den Verschlusskörper (7) als Kegelkörper (10) im Gehäuse (6) am Eingang des Vorrichtungs-Kühlflüssigkeits-Raums (12) ein Sitzring (14) mit Verschlusskante angeordnet ist.
9. Düsenbalken nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusskörper (7) und der freie Ablauf (4) unterhalb des geo­ dätischen Niveaus (15) der Produkt-Behandlungsflüssigkeit (9a) und deren Überlaufrohre (16) angeordnet ist.
10. Düsenbalken nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit (9b) in einer definierten Menge, die der Baugröße des Kühlflüssigkeits-Ablaufs (4), der benötigten Kühlflüssig­ keits-Menge, der Baueinheit und der Funktion des Verschlusskörpers (7) entspricht, über ein vorgeschaltetes Einstellorgan (17) und/oder ein Rück­ schlagventil (19) zuführbar ist.
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