DE102004023031A1 - Method and device for cooling or quenching slabs and sheets with water in a cooling basin - Google Patents

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Harald Dr. Wehage
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Abstract

Bei einem Verfahren zum Kühlen bzw. Abschrecken von Brammen und Blechen (2) mit Wasser in einem Kühlbecken (1, 14), in das die von einer Kippvorrichtung (18) zuvor vertikal aufgerichteten Brammen und Bleche (2) in Hochkantlage abgesenkt und temporär eingestellt werden, werden die Brammen und Bleche (2) mit Kühlwasser bestrahlt. Das Kühlbecken (1) weist hierzu beidseitig der abgesenkten Brammen/Bleche (2) mit Ausrichtung auf deren Breitseiten-Oberflächen angeordnete Düsenmittel (10; 11a, 11b) auf, die an einen Kühlwasserkreislauf angeschlossen sind, der Mittel zum Absenken der Wasserbefüllung von einem maximalen oberen Wasserstand (13b) zu einem niedrigen, unteren Wasserstand (13a) aufweist.In a method for cooling or quenching slabs and sheets (2) with water in a cooling basin (1, 14) into which the slabs and sheets (2) previously erected vertically by a tilting device (18) are lowered in an upright position and temporarily adjusted the slabs and sheets (2) are irradiated with cooling water. For this purpose, the cooling basin (1) has nozzle means (10; 11a, 11b) which are arranged on both sides of the lowered slabs / sheets (2) and are aligned with their broadside surfaces and are connected to a cooling water circuit, the means for lowering the water filling from a maximum has upper water level (13b) to a low, lower water level (13a).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kühlen bzw. Abschrecken von Brammen und Blechen mit Wasser in einem Kühlbecken, in das die von einer Kippvorrichtung zuvor vertikal aufgerichteten Brammen und Bleche in Hochkantlage abgesenkt und temporär eingestellt werden.The The invention relates to a method and a device for cooling or Quenching slabs and sheets with water in a cooling basin, into which those previously erected vertically by a tilting device Slabs and sheets lowered in an upright position and temporarily adjusted become.

Zum Kühlen von Brammen ist durch die DE 25 48 154 A eine Kühlvorrichtung bekanntgeworden, die aus einem Kühlbecken zur Aufnahme von Kühlwasser und einem in dem Kühlbecken fachartigen Einstellgerüst zum lotrechten Einstellen der Brammen mittels eines über bzw. entlang dem Kühlbecken verfahrbaren Kranfahrzeuges besteht. Dieses erfasst die Brammen in Hochkantlage mit geeigneten Greifvorrichtungen, stellt die Brammen in das Einstellgerüst ein und hebt diese nach dem Abkühlen wieder heraus. Zum Aufrichten der von einem Zufuhnollgang übergeschobenen Bramme in Hochkantlage auf die schmale Seitenfläche ist am vorderen Stirnende des Kühlbeckens eine Kippvorrichtung angeordnet. Zwei voneinander unabhängige Kippvorrichtungen befinden sich außerdem im Bereich von Zu- und Abfuhrrollgängen zum Hochkantstellen und Ablegen von Brammen.For cooling slabs is through the DE 25 48 154 A a cooling device has become known, which consists of a cooling basin for receiving cooling water and a specialist scaffolding in the cooling basin for vertical adjustment of the slabs by means of a crane vehicle which can be moved over or along the cooling basin. This detects the slabs in an upright position with suitable gripping devices, places the slabs in the setting frame and lifts them out again after cooling. A tilting device is arranged at the front end of the cooling basin for erecting the slab in an upright position pushed over by a feed roller conveyor in the upright position. Two independent tipping devices are also located in the area of feed and discharge roller tables for uprighting and storing slabs.

Die hiermit erreichbare Abkühlrate führt allerdings beim Abschrecken (Härten und Vergüten) von Blechen und Brammen zu einem länger dauernden Abschreckvorgang. Außerdem lässt sich aufgrund von ungleichmäßigen Abkühlraten über die Blech- bzw. Brammenoberfläche nicht vermeiden, dass das eingesetzte Material wellig und unplan wird. Im Anschluß an das Abschrecken ist daher in der Regel ein zusätzlicher Richtvorgang erforderlich.The hereby achievable cooling rate leads however when quenching (hardening and remuneration) of sheets and slabs for a longer quenching process. Moreover let yourself due to uneven cooling rates over the Sheet or slab surface do not avoid that the material used is wavy and unplanned becomes. In connection to quenching therefore usually requires an additional straightening process.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit denen sich die genannten Nachteile vermeiden lassen und das Abschrecken mit besserer Qualität erreichen lässt.The The invention is based on the object of a method and a device to create of the type mentioned, with which the mentioned Avoid disadvantages and achieve quenching with better quality leaves.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Brammen und Bleche mit Kühlwasser bestrahlt werden. Indem somit nicht mehr im ruhenden Wasser des Kühlbeckens abgeschreckt wird, sondern durch die gezielte Bestrahlung mit Kühlwasser eine stetige große Strömung im Wasser erreicht wird, lassen sich höhere und gleichmäßigere Abkühlraten als mit den herkömmlichen Kühlprozessen erreichen. Es werden nicht nur Welligkeiten und Unplanheiten deutlich minimiert, sondern die durch Strömung unterstützte Abkühlung führt außerdem zu verbesserten Gefüge- und Materialeigenschaften der eingesetzten Bleche und Brammen.This According to the invention, the object is achieved in that the slabs and sheets with cooling water be irradiated. By thus no longer in the still water of the cooling basin is deterred, but by the targeted irradiation with cooling water a steady great flow is achieved in water, higher and more uniform cooling rates can be achieved than with the conventional ones cooling processes to reach. It is not only ripples and unevenness that become clear minimized but by flow supported cooling down also leads to improved structure and Material properties of the sheets and slabs used.

Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass die Brammen und Bleche völlig in ein mit Wasser befülltes Kühlbecken eingetaucht und in dem Wasserbad des Kühlbeckens zusätzlich mit Kühlwasser bestrahlt werden. Es lässt sich hierbei eine Art Whirlpool-Abschreckung bzw. -Kühlung durchführen.A preferred version The invention provides that the slabs and sheets are completely in one filled with water Chilled immersed and in the water bath of the cooling basin with additional cooling water be irradiated. It leaves perform a kind of whirlpool quenching or cooling.

Eine alternative Ausführung sieht vor, dass der Wasserstand in dem Kühlbecken abgesenkt wird und die Brammen und Bleche mit Abstand ihrer Unterkante zum Wasserstand in das Kühlbecken eingebracht und mit Kühlwasser bestrahlt werden. Ein und dieselbe Anlage ermöglicht es somit, in Abhängigkeit von z.B. der Materialqualität den Kühlprozeß zu wechseln und auf derselben Kühlanlage ohne andere bzw. zusätzliche Einrichtungen den Kühlprozeß entweder als Düsenbetrieb oder im Whirlpoolbetrieb durchzuführen, unter Berücksichtigung weiterhin von unterschiedlichem Frischwasserbedarf und Kühlguttemperatur sowie Wassertem peratur, jeweils ausgehend von einer Start- und einer Endtemperatur, die ebenfalls variieren können.A alternative execution provides that the water level in the cooling basin is lowered and the slabs and sheets at a distance from their lower edge to the water level in the cooling pool introduced and with cooling water be irradiated. One and the same system makes it possible, depending on e.g. the material quality to change the cooling process and on the same cooling system without others or additional ones Set up the cooling process either as a nozzle operation or in whirlpool operation, taking into account still of different fresh water requirements and temperature of refrigerated goods and water temperature, each based on a start and a Final temperature, which may also vary.

Hierbei kann vorteilhaft dem Kühlsystem ein physikalisch-mathematisches Kühlmodell zugrundegelegt werden.in this connection can be beneficial to the cooling system a physical-mathematical cooling model can be used.

Ein grundlegendes Problem beim beschleunigten Abkühlen ist die genaue Beschreibung des zeitlichen Verlaufs der Temperaturfelder innerhalb des Walzgutes. Die Berechnung mit Hilfe mathematischer Modelle stellt ein geeignetes Hilfsmittel zur Planung, Steuerung und Optimierung des Prozesses dar.On the basic problem with accelerated cooling is the precise description the time course of the temperature fields within the rolling stock. The calculation using mathematical models represents a suitable one Tools for planning, controlling and optimizing the process.

Das physikalisch-mathematische Kühlmodell beschreibt das instationäre Zeit-Temperaturverhalten des Bleches mit den Randbedingungen der temperaturabhängigen Stoffwerte und dem Wärmeübergangskoeffizienten, der von der örtlichen Oberflächentemperatur der Bramme/des Bleches abhängt. Mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode und der Fourierschen Wärmeleitungsgleichung sowie der Zerlegung der Bramme/des Bleches in einzelne Schichten läßt sich die Temperaturverteilung über die Kühlgutdicke berechnen.The describes the physical-mathematical cooling model the transient Time-temperature behavior of the Sheets with the boundary conditions of the temperature-dependent material values and the heat transfer coefficient, that of the local surface temperature depends on the slab / sheet. With Using the finite element method and the Fourier heat conduction equation as well as the disassembly of the slab / sheet into individual layers the temperature distribution over the refrigerated goods thickness to calculate.

Folgende Berechnungen können mit dem Kühlmodell durchgeführt werden:

  • – Berechnung der Abkühlrate bei einer gegebenen Wasserdurchflussmenge
  • – Berechnung der benötigten Wassermenge bei einer vorgegebenen Abkühlrate
  • – Kühldauer.
The following calculations can be carried out with the cooling model:
  • - Calculation of the cooling rate for a given water flow
  • - Calculation of the amount of water required at a given cooling rate
  • - cooling time.

Die Materialkenndaten werden entsprechend den Legierungsbestandteilen oder der Werkstoffkennklasse für jedes zu kühlende Gut ermittelt. Mit diesen temperaturabhängigen Materialkenndaten werden dann die entsprechenden Berechnungen durchgeführt.The material characteristics are determined according to the alloy components or the material class for each good to be cooled. The corresponding calculations are then based on these temperature-dependent material characteristics carried out.

Es ist möglich, von einem externen Arbeitsplatz die Kühlberechnungen in Offline Modus durchzuführen. Die Ergebnisse können in einem PLS System (Prozeßleitsystem) gespeichert werden. Auf Anfrage werden diese Daten dem Prozeßrechner des Kühlsystems zur Verfügung gestellt. Grundsätzlich erfolgen alle Berechnungen auf dem Prozeßrechner des Kühlmodells, wobei die nachstehenden Daten an das Automatisierungssystem übergeben werden:

  • – Materialkennung und Legierungsbestandteile
  • – Blechdicke
  • – Kühlstarttemperatur
  • – Kühlstoptemperatur
  • – Kühlrate oder max. Wasserfluß.
It is possible to carry out the cooling calculations in offline mode from an external work station. The results can be saved in a PLS system (process control system). On request, these data are made available to the process computer of the cooling system. Basically, all calculations are carried out on the process computer of the cooling model, with the following data being transferred to the automation system:
  • - Material identification and alloy components
  • - sheet thickness
  • - cooling start temperature
  • - cooling stop temperature
  • - cooling rate or max. Water flow.

Damit werden die benötigte Wassermenge oder Abkühlrate und die entsprechenden Abkühlkurven für die Bramme/das Blech berechnet. Mit dem Kühlmodell ist es auch möglich, Berechnungen offline zu simulieren. Dabei können z.B. die unterschiedlichen Abkühlraten bei unterschiedlichen Wassermengen miteinander verglichen werden, um den Abkühlprozess zu optimieren. Diese Offline-Berechnungen können von dem oben beschriebenen Dialog angestoßen werden. Somit ist es möglich, ein Protokoll mit den wichtigsten Parametern und Betriebsergebnissen an das PLS-System zurückzugeben. Einbezogen werden können auch Parameter und Koeffizienten für Material sowie Randbedingungen, z.B. in dem Temperatur-Modell.In order to will be the required Amount of water or cooling rate and the corresponding cooling curves for the Slab / sheet calculated. With the cooling model it is also possible to make calculations simulate offline. You can e.g. the different cooling rates are compared with each other with different amounts of water, around the cooling process to optimize. These offline calculations can be triggered by the dialog described above. So it is possible to get a Log with the most important parameters and operating results to be returned to the PLS system. Can be included also parameters and coefficients for material and boundary conditions, e.g. in the temperature model.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass der Wasserdruck und/oder der Volumenstrom der Kühlwasserbestrahlung sowie der Abstand der Bestrahlungsmittel zur Oberfläche der Brammen und Bleche geregelt wird.Further Embodiments of the invention provide that the water pressure and / or the volume flow of cooling water radiation and the distance of the irradiation means to the surface of the slabs and sheet metal is regulated.

Bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung zum Kühlen bzw. Abschrecken von Brammen und Blechen weist erfindungsgemäß das Kühlbecken beidseitig der ab gesenkten Brammen/Bleche mit Ausrichtung auf deren Breitseiten-Oberflächen angeordnete Düsenmittel auf, die an einen Kühlwasserkreislauf angeschlossen sind, der Mittel zum Absenken der Wasserbefüllung von einem maximalen, oberen Wasserstand zu einem niedrigen, unteren Wasserstand aufweist. Somit können beispielsweise zentral mit Kühlwasser gespeiste Düsen von Düsenbalken das zusätzliche Kühlwasser direkt am Ort des Geschehens nach dem Einstellen der Bramme bzw. des Bleches auf diese aufstrahlen. Hierbei wird ein über die gesamte Oberfläche konstanter Düsenabstand eingehalten; dieser kann je nach Anforderungsprofil zwischen 10 bis 500 mm liegen. Um einen nach dem Absenken gleichen Abstand zwischen den Düsenbalken und dem vertikal eingestellten Blech bzw. der Bramme einzuhalten, kann das Blech bzw. die Bramme mittels einer hydraulisch betätigten Andrückvorrichtung entsprechend ausgerichtet werden.at a generic device for cooling or quenching slabs and sheets according to the invention has the cooling basin on both sides of the lowered slabs / sheets with their alignment Broadside surfaces arranged nozzle means connected to a cooling water circuit are the means for lowering the water filling from a maximum, has an upper water level to a low, lower water level. So you can for example centrally with cooling water fed nozzles of nozzle bars that additional cooling water directly at the scene after setting the slab or of the sheet radiate on it. Here is a about the entire surface constant nozzle distance maintained; depending on the requirement profile, this can be between 10 and 500 mm. By an equal distance between the nozzle bars after lowering and to adhere to the vertically adjusted plate or slab, can the sheet or slab by means of a hydraulically operated pressing device be aligned accordingly.

Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass das Kühlbecken mit Laufbahnen für eine Bramme bzw. ein Blech aufnehmenden, heb- und senkbaren Schlitten ausgebildet ist. Die Schlittenein- und -ausbringung lässt sich sehr schnell durchführen. Die Verweildauer zum Abschrecken von Brammen bzw. Blechen im Kühlbecken ist größer 30 Minuten.A preferred version The invention provides that the cooling basin with tracks for a slab or a sheet-receiving, liftable and lowerable carriage is. The sled can be brought in and out very quickly. The Residence time for quenching slabs or sheets in the cooling pool is greater than 30 minutes.

Nach einem Vorschlag der Erfindung ist der Schlitten an einen Seilantrieb angeschlossen. Dieser besitzt vorzugsweise über am Schlitten befestigte Seiltrommeln geführte Seile, wobei die Seiltrommeln mechanisch mit einem Frequenz geregelten Drehstrommotor gekoppelt sind. Das vertikale Absenken und Anheben kann mit dem Seilantrieb in kürzestem Zeitintervall erfolgen; das Zeitintervall für das vollständige Eintauchen einer Bramme/eines Bleches beträgt weniger als 10 Sekunden.To One proposal of the invention is the slide on a cable drive connected. This preferably has rope drums attached to the sled guided Ropes, the rope drums being mechanically regulated at a frequency AC motor are coupled. The vertical lowering and lifting can with the cable drive in the shortest possible time respectively; the time interval for the whole Immersion of a slab / sheet is less than 10 seconds.

Die gute Lauffähigkeit des Schlittens wird hierbei begünstigt, wenn er über Rollen/Räder auf den Laufbahnen geführt ist.The good runnability the sledge is favored here, when he's over Rollers / wheels performed on the careers is.

Weitere Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung von in sehr schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung. Es zeigen:Further Features and details result from the claims and the following description of shown in very schematic drawings embodiments the invention. Show it:

1 von einer zwei nebeneinander angeordnete Kühlbecken aufweisenden Kühlanlage als Einzelheit einen Querschnitt durch die Kühlbecken mit diesen zugeordneter Kippvorrichtung sowie Senk- und Hebeeinrichtung zum Einstellen von Brammen/Blechen; 1 of a cooling system having two cooling tanks arranged side by side as a detail, a cross section through the cooling tanks with associated tilting device and lowering and lifting device for setting slabs / sheets;

2 die beiden Kühlbecken nach 1 mit Darstellung des Kühlwasserkreislaufs zur Brammen-/Blechabschreckung; 2 the two cooling pools 1 with representation of the cooling water circuit for slab / sheet quenching;

3 in schematischer Darstellung als Einzelheit der 1 einen Querschnitt durch das dort rechte, das eingestellte Kühlgut aufnehmende Becken; 3 in a schematic representation as a detail of 1 a cross section through the right there, the set cooling goods receiving basin;

4 in sehr vereinfachter Prinzip-Darstellung einen in der Kühlanlage nach 1 durchzuführenden Kühlprozeß; und 4 in a very simplified principle representation in the cooling system 1 cooling process to be carried out; and

5 in sehr vereinfachter Prinzip-Darstellung einen in der Kühlanlage nach 2 durchzuführenden anderen Kühlprozeß. 5 in a very simplified principle representation in the cooling system 2 other cooling process to be performed.

Eine in 1 gezeigte Kühlanlage 20 besteht aus einem Kühlbecken 1 und einem dazu benachbarten Pumpenvorlagebecken 14. Die beiden Becken 1 und 14 stehen durch Strömungsverbindungen in Form eines unteren und eines oberen Überlaufs 15a bzw. 15b miteinander in Verbindung. Der Kühlanlage 20 werden, z.B. nach dem Austenitisieren, die heißen Brammen/Bleche 2 auf einem von einem Erwärmungsofen kommenden Herdwagen 16 liegend über eine Verschiebebühne 17 positioniert zugeführt. Mittels einer hydraulisch betätigten Kippvorrichtung 18 wird die heiße Bramme/das Blech 2 vom Herdwagen 16 abgehoben und in Hochkantlage aufgerichtet einem in dem Kühlbecken 1 heb- und senkbaren Schlitten 3 übergeben.One in 1 shown cooling system 20 consists of a cooling pool 1 and an adjacent pump reservoir 14 , The two pools 1 and 14 stand by flow connection in the form of a lower and an upper overflow 15a respectively. 15b in connection with each other. The cooling system 20 hot slabs / sheets, for example after austenitizing 2 on a bogie coming from a heating furnace 16 lying over a transfer platform 17 positioned fed. By means of a hydraulically operated tipping device 18 becomes the hot slab / sheet 2 from the bogie 16 lifted off and set up in an upright position in the cooling pool 1 lifting and lowering sled 3 to hand over.

Die dem vorderen, rechten Kühl- bzw. Abschreckbecken 1 zugeordnete Kippvorrichtung 18 besitzt eine drehbar gelagerte Welle 19, auf der Abhebearme 21 gelagert sind, die sich zur Übernahme der Bramme/des Bleches 2 in waagerechter Position befinden und mit der aufliegenden Bramme/dem Blech 2 von dem Herdwagen 16 überfahrbar sind. Die Abhebearme 21 werden von Hydraulikzylindern 22 aus der waagerechten Position um 90° in die Übergabeposition, in der die Bramme/das Blech 2 hochkant steht, gedreht bzw. verschwenkt. Während des Aufrichtvorganges wird die Bramme/das Blech 2 an der Unterkante von Klinken 23 abgestützt, die von Hydraulikzylindern 24 beaufschlagbar sind. Die Lageerfassung erfolgt über einen nicht dargestellten Positionsgeber, wobei das Hochstellen der zugeführten Brammen/Bleche 2 nach manueller Auslösung in Automatiksequenz durchgeführt wird. Zum Übernehmen der Bramme/des Bleches 2 wird der Schlitten 3 leicht angehoben, womit die Bramme/das Blech 2 von den Klinken 23 frei kommt, die somit weggeschwenkt werden können.The front, right cooling or quenching basin 1 assigned tilting device 18 has a rotatable shaft 19 , on the lifting arms 21 are stored, which take over the slab / sheet 2 in a horizontal position and with the slab / sheet on top 2 from the bogie 16 are run over. The lifting arms 21 are from hydraulic cylinders 22 from the horizontal position by 90 ° to the transfer position in which the slab / sheet 2 stands upright, rotated or swiveled. During the erection process, the slab / sheet 2 on the bottom edge of jacks 23 supported by hydraulic cylinders 24 are acted upon. The position is recorded using a position sensor (not shown), with the slabs / sheets fed up 2 after manual release in automatic sequence. To take over the slab / sheet 2 becomes the sledge 3 slightly raised, with which the slab / sheet 2 from the jacks 23 comes free, which can thus be pivoted away.

Der Schlitten 3 wird danach zum Kühlen der Bramme/des Bleches 2 sehr schnell abgesenkt. Nach der vollständigen Abkühlung läuft das Entnehmen der Bramme/des Bleches 2 in umgekehrter Weise wie zuvor für das Einstellen beschrieben im Automatikmode ab. Die gekühlte Bramme/das Blech 2 liegt dann entweder wider auf dem Herdwagen 16 auf oder kann mit dem Hallenkran abtransportiert werden, wozu beim Hallenkran-Abstransport die Verschiebebühne 17 seitlich verfahren werden muß.The sled 3 is then used to cool the slab / sheet 2 lowered very quickly. After the complete cooling, the slab / sheet is removed 2 in the reverse way as described above for setting in automatic mode. The cooled slab / sheet 2 is then either against the bogie 16 on or can be transported away with the indoor crane, which is why the transfer platform is used for transporting off the indoor crane 17 must be moved sideways.

Die 3 zeigt eine in der vorbeschriebenen Weise in Hochkantlage gestellte und in den Schlitten 3 eingebrachte Bramme 2. Zum Heben- und Senken des Schlittens 3 mit der Bramme 2 in das Kühlbecken 1, ist der Schlitten 3 an einen Seilantrieb 4 angeschlossen, der über am Schlitten 3 befestigte Seiltrommeln 5 geführte und zuvor über Umlenkräder 6 laufende Seile 7 aufweist. Ein nicht gezeigter, fre quenz geregelter Drehstrommotor mit Untersetzungsgetriebe wirkt mechanisch gekoppelt über Gelenkwellen auf die Seiltrommeln 5. Der Schlitten 3 läuft geführt mit Rollen bzw. Rädern 8 auf in dem Kühlbecken 1 vorgesehenen Laufbahnen 9. Die mit der Bramme 2 vollständig in das Kühlbecken 1 abgesenkte Position von Schlitten 3 und Bramme 2 wird in 3 durch gepunktete Linien verdeutlicht.The 3 shows a in the above-described manner in an upright position and in the carriage 3 brought in slab 2 , For lifting and lowering the slide 3 with the slab 2 in the cooling pool 1 , is the sled 3 to a cable drive 4 connected, the over on the sled 3 attached rope drums 5 guided and previously over deflection wheels 6 running ropes 7 having. A frequency-controlled three-phase motor (not shown) with a reduction gear acts mechanically coupled on the cable drums via cardan shafts 5 , The sled 3 runs guided with rollers or wheels 8th on in the cooling pool 1 intended careers 9 , The one with the slab 2 completely into the cooling basin 1 sled lowered position 3 and slab 2 is in 3 indicated by dotted lines.

Den wie zuvor beschrieben eingestellten Brammen/Blechen 2 sind im Kühlbecken 1 zwischen den Laufbahnen 9 mit Ausrichtung von Düsen 10 auf jeweils die Breitseiten-Oberflächen der Bramme/des Bleches 2 angeordnete Düsenbalken 11a, 11b (vgl. die 4 und 5) zugeordnet. Diese sind an einen Kühlwasserkreislauf 12 angeschlossen, wie er näher der 2 zu entnehmen ist.The slabs / sheets set as described above 2 are in the cooling pool 1 between the careers 9 with alignment of nozzles 10 on the broadside surfaces of the slab / sheet 2 arranged nozzle bars 11a . 11b (cf. the 4 and 5 ) assigned. These are connected to a cooling water circuit 12 connected as he closer the 2 can be seen.

Der Kühlwasserkreislauf 12 ermöglicht variable Abkühlungen bzw. Kühlverfahren und stellt die Versorgung der Düsenbalken 11a, 11b im Abschreckbecken 1 zum Kühlen von Brammen/Blechen 2 sowohl in einem reinen Düsenbetrieb als auch nach Art eines Whirlpoolbetriebs sicher. Dabei lassen sich zum Beispiel drei Fälle unterscheiden:

  • – Düsenbetrieb für HV-Stähle bis 15 t
  • – Whirlpoolbetrieb für HV-Stähle bis 15 t und Edelstähle bis 10 t
  • – Wasserbecken für HV-Stähle und Edelstähle bis 10 t.
The cooling water circuit 12 enables variable cooling or cooling processes and supplies the nozzle bars 11a . 11b in the quenching pool 1 for cooling slabs / sheets 2 both in a pure jet operation and in the manner of a whirlpool operation. There are three cases, for example:
  • - Nozzle operation for HV steels up to 15 t
  • - Whirlpool operation for HV steels up to 15 t and stainless steels up to 10 t
  • - Water basin for HV steels and stainless steels up to 10 t.

Im Düsenbetrieb wird die Bramme/das Blech 2 durch die Düsenbalken 11a, 11b mit Kühlwasser bestrahlt. Der hier maximale, niedrige Wasserstand 13a im Abschreckbecken 1 – wie auch dem benachbarten Pumpenvorlagebecken 14 – liegt während des Kühlvorganges unterhalb der Unterkante der Bramme/des Bleches 2.The slab / sheet is in the nozzle mode 2 through the nozzle bars 11a . 11b irradiated with cooling water. The maximum, low water level here 13a in the quenching pool 1 - as well as the neighboring pump reservoir 14 - Is below the lower edge of the slab / sheet during the cooling process 2 ,

Das Kühlwasser wird von den Pumpen 25a, 25b aus dem Pumpenvorlagebecken 14 gesaugt und über einen Filter 26 zu den Düsenbalken 11a, 11b gefördert. Eine Drehzahlregelung für die Pumpen 25a, 25b ermöglicht abhängig von der Blechgröße und -stärke definierte Beaufschlagungen mit Kühlwasser.The cooling water is from the pumps 25a . 25b from the pump reservoir 14 sucked and over a filter 26 to the nozzle bars 11a . 11b promoted. A speed control for the pumps 25a . 25b Depending on the sheet size and thickness, it enables defined pressurization with cooling water.

Der Filter 26 hat die Funktion, Zunderpartikel zurückzuhalten, die größer sind als die Düsenöffnungen, und somit Verstopfungen zu vermeiden. Er wird nach jedem Abkühlvorgang mit Eigenmedium gespült. Das Spülwasser wird zu einer Sinterrinne 27 geführt und unterstützt dabei die Absenkung des Wasserspiegels nach dem Kühlprozess. Der Hauptanteil des Zunders setzt sich am Boden des Kühlbeckens 1 ab, so daß der Beckenboden von Zeit zu Zeit gereinigt wird.The filter 26 has the function of retaining scale particles that are larger than the nozzle openings, thus preventing blockages. It is rinsed with its own medium after each cooling process. The rinse water becomes a sintering channel 27 guided and supports the lowering of the water level after the cooling process. The majority of the scale settles on the bottom of the cooling basin 1 from, so that the pool floor is cleaned from time to time.

Das von der Bramme/vom Blech 2 ablaufende Wasser wird im Becken 1 aufgefangen und gelangt von dort über einen Überlauf 15a zum Pumpenvorlagebecken 14.That of the slab / sheet 2 running water is in the basin 1 caught and from there passes through an overflow 15a for the pump reservoir 14 ,

Bei diesem sehr schematisch in 5 dargestellten Kühlprozeß durch Abschrecken der Bramme/des Bleches 2 im Düsenbetrieb durch Bestrahlung aus den Düsen 10 der Düsenbalken 11a, 11b bleibt während der Kühlung ein Zusatz- und Abwasseranschluss 28 (vgl. 2) geschlossen. Wegen des im Düsenbetrieb niedrigen Speichervolumens kann bereits bei einem Abkühlvorgang die zulässige Wassertemperatur-Obergrenze erreicht werden. Nach dem Prozess wird daher ein Teil des erwärmten Wassers mit einer Pumpe 29 in die Sinterrinne 27 abgepumpt. Danach wird Frischwasser aus einem Direktkühlungszulauf 30 zugeführt, bis die Starttemperatur wieder erreicht ist.This very schematically in 5 illustrated cooling process by quenching the slab / sheet 2 in jet mode by irradiation from the nozzles 10 the nozzle bar 11a . 11b an additional and waste water connection remains during cooling 28 (see. 2 ) closed. Due to the low storage volume in the jet mode, the permissible upper water temperature limit can be reached even during a cooling process. After the process, part of the heated water is therefore pumped 29 into the sintering channel 27 pumped out. Thereafter, fresh water from a direct cooling supply 30 fed until the start temperature is reached again.

Die Absenkmenge und Frischwassermenge sind abhängig von der Endtemperatur des letzten Prozesses und von der Starttemperatur des nächsten Kühlprogramms. Geschaltet wird die Absenk-/Frischwassermenge über den Füllstand im Pumpen verlagebecken 14. Bei hohem Kühlbedarf kann zusätzlich über einen Bypass 31 das Becken 1 abgesenkt werden (vgl. 2).The setback and fresh water volume depend on the end temperature of the last process and the start temperature of the next cooling program. The set / fresh water quantity is switched via the fill level in the pumping pool 14 , If there is a high cooling requirement, a bypass can also be used 31 the basin 1 be lowered (cf. 2 ).

In wiederum sehr schematischer Weise wird mit der 4 ein anderer Kühlprozeß gezeigt. In derselben Kühlanlage bzw. demselben Kühlbecken 1 wie zuvor für den Düsenbetrieb, wird hier ein Abschreckvorgang durch Whirlpoolbetrieb, d.h. mit stetiger kräftiger Strömung – wie in 3 durch die Wellenlinien im Kühlbecken 1 ebenfalls angedeutet – ermöglicht.In a very schematic way, the 4 another cooling process is shown. In the same cooling system or the same cooling basin 1 As before for the jet operation, there is a quenching process by whirlpool operation, ie with a steady strong flow - as in 3 through the wavy lines in the cooling pool 1 also indicated - enables.

Im Whirlpoolbetrieb wird die Bramme/das Blech 2 in das mit hohem Wasserstand 13b gefüllte Becken 1 getaucht und gleichzeitig mit Wasser aus den Kühlbalken 11a, 11b beaufschlagt. Das Wasser wird durch die Düsen 10 zur Umwälzung gezwungen – aus einer freien Konvektion wird eine erzwungene Konvektion, welche einen besseren Wärmeübergang von der Bramme/vom Blech 2 zum Wasser ermöglicht als ein einfaches Tauchbad.In the whirlpool operation, the slab / sheet 2 in the high water level 13b filled pools 1 submerged and at the same time with water from the chilled beams 11a . 11b applied. The water flows through the nozzles 10 forced to circulate - free convection becomes forced convection, which improves heat transfer from the slab / sheet 2 to the water as a simple immersion bath.

Die Funktion des Filters 26 und der Pumpen 25a, 25b bzw. der Pumpe 29 ist wie im Düsenbetrieb, ebenso die Frischwassersteuerung. Jedoch ist wegen des im Whirlpoolbetrieb größeren Speichervolumens eine höhere Kühlstarttemperatur möglich bzw. es lassen sich bei niedriger Kühlstarttemperatur mehrere Abkühlvorgänge bis zum Erreichen der zulässigen Wassertemperatur-Obergrenze durchführen.The function of the filter 26 and the pumps 25a . 25b or the pump 29 is like in the jet mode, as is the fresh water control. However, because of the larger storage volume in whirlpool operation, a higher cooling start temperature is possible or, at a low cooling start temperature, several cooling processes can be carried out until the permissible upper water temperature limit is reached.

In Abhängigkeit von der Materialqualität und den geforderten Eigenschaften (Gefüge) ist somit ohne zusätzliche Aggregate auf derselben Kühlanlage 20 ein Wechsel der Kühlprozesse, für die ein Kühlmodell hinterlegt ist, möglich. Der gesamte Kühlprozess läuft nach einem physikalisch-mathematischen Kühlmodell über einen übergeordneten Rechner, der Regelungen auch der Wassertemperatur, des Wasserdruckes, des Volumenstromes und des Abstandes der Düsen der Düsenbalken zur Brammen- bzw. Blechoberfläche erlaubt. Außer einem Whirlpool- oder Düsenbetrieb läßt sich in derselben Kühlanlage 20 optional auch eine Kühlung durch Tauchbetrieb ohne Düsenbestrahlung durchführen.Depending on the material quality and the required properties (structure), there is no additional aggregate on the same cooling system 20 a change of the cooling processes for which a cooling model is stored is possible. The entire cooling process runs according to a physical-mathematical cooling model via a higher-level computer, which also allows control of the water temperature, water pressure, volume flow and the distance between the nozzles of the nozzle bars and the slab or sheet metal surface. In addition to a whirlpool or jet operation, the same cooling system can be used 20 optionally also carry out cooling by immersion operation without jet radiation.

Claims (12)

Verfahren zum Kühlen bzw. Abschrecken von Brammen und Blechen (2) mit Wasser in einem Kühlbecken (1, 14), in das die von einer Kippvorrichtung (18) zuvor vertikal aufgerichteten Brammen und Bleche in Hochkantlage abgesenkt und temporär eingestellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Brammen und Bleche (2) mit Kühlwasser bestrahlt werden.Process for cooling or quenching slabs and sheets ( 2 ) with water in a cooling basin ( 1 . 14 ) into which the tilting device ( 18 ) the vertically erected slabs and plates in the upright position are lowered and temporarily adjusted, characterized in that the slabs and plates ( 2 ) are irradiated with cooling water. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brammen und Bleche (2) völlig in ein mit Wasser befülltes Kühlbecken (1) eingetaucht und in dem Wasserbad des Kühlbeckens (1) zusätzlich mit Kühlwasser bestrahlt werden.A method according to claim 1, characterized in that the slabs and sheets ( 2 ) completely in a cooling tank filled with water ( 1 ) and immersed in the water bath of the cooling basin ( 1 ) are additionally irradiated with cooling water. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserstand in dem Kühlbecken (1, 14) abgesenkt wird und die Brammen und Bleche (2) mit Abstand ihrer Unterkante zum Wasserstand (13a) in das Kühlbecken (1) eingebracht und mit Kühlwasser bestrahlt werden.A method according to claim 1, characterized in that the water level in the cooling basin ( 1 . 14 ) is lowered and the slabs and sheets ( 2 ) at a distance from their lower edge to the water level ( 13a ) in the cooling basin ( 1 ) are introduced and irradiated with cooling water. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kühlsystem ein physikalisch-mathematisches Kühlmodell zugrundegelegt wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cooling system a physical-mathematical cooling model is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserdruck und/oder der Volumenstrom der Kühlwasserbestrahlung geregelt wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the Water pressure and / or the volume flow of the cooling water irradiation regulated becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Bestrahlungsmittel (10; 11a, 11b) zur Oberfläche der Brammen und Bleche (2) geregelt wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the distance between the radiation means ( 10 ; 11a . 11b ) to the surface of the slabs and sheets ( 2 ) is regulated. Vorrichtung zum Kühlen bzw. Abschrecken von Brammen und Blechen (2) mit Wasser in einem Kühlbecken (1, 14), in das die von einer Kippvorrichtung (18) zuvor vertikal aufgerichteten Brammen und Bleche (2) in Hochkantlage abgesenkt und temporär eingestellt werden, insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlbecken (1) beidseitig der abgesenkten Brammen/Bleche (2) mit Ausrichtung auf deren Breitseiten-Oberflächen angeordnete Düsenmittel (10; 11a, 11b) aufweist, die an einen Kühlwasserkreislauf (12) angeschlossen sind, der Mittel (25a, 25b bzw. 29) zum Absenken der Wasserbefüllung von einem maximalen oberen Wasserstand (13b) zu einem niedrigen, unteren Wasserstand (13a) aufweist.Device for cooling or quenching slabs and sheets ( 2 ) with water in a cooling basin ( 1 . 14 ) into which the tilting device ( 18 ) previously vertically erected slabs and sheets ( 2 ) lowered in the upright position and temporarily adjusted, in particular for carrying out the method according to claim 1, characterized in that the cooling basin ( 1 ) on both sides of the lowered slabs / sheets ( 2 ) with nozzle means arranged on their broadside surfaces ( 10 ; 11a . 11b ) connected to a cooling water circuit ( 12 ) are connected, the means ( 25a . 25b respectively. 29 ) to lower the water filling from a maximum upper water level ( 13b ) to a low, lower water level ( 13a ) having. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlbecken (1) in Strömungsverbindung mit einem Pumpenvorlagebecken (14) steht.Apparatus according to claim 7, characterized in that the cooling basin ( 1 ) in flow connection with a pump reservoir ( 14 ) stands. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlbecken (1) mit Laufbahnen (9) für einen eine Bramme bzw. ein Blech (2) aufnehmenden, heb- und senkbaren Schlitten (3) ausgebildet ist.Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that the cooling basin ( 1 ) with careers ( 9 ) for a slab or sheet ( 2 ) receiving, lifting and lowering slide ( 3 ) is trained. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (3) an einen Seilantrieb (4) angeschlossen ist.Device according to claim 9, characterized in that the carriage ( 3 ) to a cable drive ( 4 ) connected. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Seilantrieb (4) über am Schlitten (3) befestigte Seiltrommeln (5) geführte Seile (7) aufweist und die Seiltrommeln (5) mechanisch mit einem frequenzgeregelten Drehstrommotor gekoppelt sind.Device according to claim 10, characterized in that the cable drive ( 4 ) on the sledge ( 3 ) attached rope drums ( 5 ) guided ropes ( 7 ) and the rope drums ( 5 ) are mechanically coupled to a frequency-controlled three-phase motor. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet. daß der Schlitten (3) über Rollen/Räder (8) auf den Laufbahnen (9} geführt ist.Device according to one of claims 9 to 11, characterized. that the sledge ( 3 ) via rollers / wheels ( 8th ) on the careers ( 9 } is led.
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