DE102004051047A1

DE102004051047A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Abschrecken von Flachprodukten aus Stahl

Info

Publication number: DE102004051047A1
Application number: DE102004051047A
Authority: DE
Inventors: Friedhelm Dr.-Ing. Kühn
Original assignee: LOI Thermprocess GmbH
Current assignee: LOI Thermprocess GmbH
Priority date: 2004-10-19
Filing date: 2004-10-19
Publication date: 2006-04-27
Also published as: KR100916192B1; KR20070068383A; JP2008516777A; US20080277035A1; RU2007118673A; CN101035913B; EP1805332A1; CN101035913A; WO2006042601A1

Abstract

Die Vorrichtung weist eine Hochdruckschlitzdüse (5) auf, aus der Wasser auf ein durchlaufendes, abzuschreckendes Blech (4) aufgespritzt wird. Stromab der Hochdruckschlitzdüse (5) ist eine Spiralrolle (3) vorgesehen, die das seitliche Abströmen des Wassers über die Blechseitenkanten unterstützt. Zwischen der Spiralrolle (3) und dem Düsenkasten (6) der Hochdruckschlitzdüse (5) ergibt sich eine "Gerinnnewirkung", die auf der Blechoberfläche zu einer Wasserüberhöhung führt. Diese Wasserüberhöhung stört die gleichmäßige Abkühlung des Bleches und wird daher von einer Absaugeinrichtung (6-12) abgesaugt. Die Absaugeinrichtung weist einen ersten Kanal (7) auf, der in die Wasserüberhöhung eintaucht und oben in einen zweiten Kanal (8) einmündet, dessen beide sich erweiternden Abschnitte (9) an je eine Saugpumpe angeschlossen sind und das abgesaugte Wasser zur Seite hin abführen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abschrecken von Flachprodukten aus Stahl.
Hauptanwendungsgebiet der Erfindung ist das Abschrecken von Blechen aus Kohlenstoffstahl. Dementsprechend wird in der folgenden Beschreibung häufig auf Bleche Bezug genommen, ohne daß hierin eine Einschränkung zu sehen wäre.
Beim Abschrecken wird Wasser auf die Bleche aufgespritzt. Das Wasser fließt dann nach dem Abkühlvorgang seitlich über die Blechkanten ab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ableitung des Wassers zu verbessern.

Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die Erfindung ein Verfahren zum Abschrecken von Flachprodukte aus Stahl, wobei

– die Flachprodukte im Durchlauf entlang einer Rollenbahn mit oberen und unteren Rollen geführt werden,
– Wasser auf die Flachprodukte aufgespritzt wird und
– ein Teil des aufgespritzten Wassers stromauf mindestens einer der oberen Rollen abgesaugt wird.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich zwischen benachbarten Rollen ein gewisser "Gerinneeffekt" ergibt, der zu einer Wasserüberhöhung auf der Blechoberfläche führt. Der "Gerinneeffekt" kann sich auch zwischen einem Düsenkasten und der ersten stromab gelegenen oberen Rolle, bei der es sich häufig um eine Spiralrolle handelt, ergeben. Die Wasserüberhöhung hat einen negativen Einfluß auf die gleichmäßige Abkühlung der Bleche über der Blechbreite und auch über der Blechlänge. Sie trägt dazu bei, das gleichmäßige Abfließen des Wassers über die Blechseitenkanten zu erschweren. Dies gilt insbesondere dann, wenn es sich um sehr breite Bleche handelt. Abhängig ist die "Gerinnewirkung" von der Wassermenge pro Zeiteinheit und pro Quadratmeter Blechoberfläche.

Die Erfindung verbessert die Wasserableitung durch Absaugen der Wasserüberhöhung und trägt damit zu einer Vergleichmäßigung der Abkühlung der Bleche über die Blechbreite und auch über der Blechlänge bei.

Vorteilhafterweise erfolgt das Absaugen des Wassers stromauf der ersten, stromab der Aufspritzstelle gelegenen oberen Rolle. Hier ist der Effekt der Wasserüberhöhung am stärksten, da das Wasser nur geringe Gelegenheit hatte, vorher seitlich über die Blechseitenkanten abzufließen.

Vorzugsweise wird das abgesaugte Wasser, bezogen auf die Laufrichtung der Flachprodukte, beidseitig abgeführt.

Dabei besteht die ebenfalls vorteilhafte Möglichkeit, das abgesaugte Wasser stromab der Absaugstelle erneut auf die Flachprodukte aufzuspritzen.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe schafft die Erfindung ferner eine Vorrichtung zum Abschrecken von Flachprodukten aus Stahl mit

– einer Rollenbahn für die Flachprodukte, die obere und untere Rollen aufweist,
– mindestens einer oberhalb der Rollenbahn quer zu dieser angeordneten Düseneinrichtung zum Aufspritzen von Wasser auf die Flachprodukte und
– mindestens einer oberhalb der Rollenbahn quer zu dieser angeordneten Absaugeinrichtung zum Absaugen von Wasser stromauf einer zugehörigen oberen Rolle.

Die Erfindung findet bevorzugt Anwendung auf die erste Wasserabschreckeinrichtung in einer Durchlaufquette zum Abkühlen von Blechen aus Kohlenstoffstahl. Dabei handelt es sich bei der Düseneinrichtung vorzugsweise um eine Hochdruckschlitzdüse mit nachfolgender Spiralrolle. Dementsprechend wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, die Absaugeinrichtung stromauf einer Spiralrolle anzuordnen. Die Spiralrolle dient dazu, das Wasser seitlich zu den Blechseitenkanten zu fördern. Die erfindungsgemäße Wasserabsaugung unterstützt also die Wasserableitung nach dem Abkühlvorgang.

An die Hochdruckschlitzdüse können sich weitere Hochdruckdüsenstöcke mit dazwischen angeordneten Spiralrollen anschlie ßen. Diese Hochdruckdüsenstöcke stellen ebenfalls Düseneinrichtungen im Sinne der Erfindung dar, vor deren nachgeschalteten Rollen, gegebenenfalls Spiralrollen, eine Wasserabsaugung stattfinden kann.

In wesentlicher Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Absaugeinrichtung einen ersten Kanal aufweist, der das abzusaugende Wasser aufnimmt und oben in einem zweiten Kanal mündet, wobei der erste Kanal über der Breite der Flachprodukte nach oben hin einen konstanten Querschnitt aufweist und wobei der zweite Kanal zwei Abschnitte bildet, von denen jeder sich von der Mitte der Flachprodukte aus zur Seite hin erweitert und an eine zugehörige Saugpumpe angeschlossen ist. Der erste Kanal bewirkt also eine sehr gleichmäßige Absaugung der Wasserüberhöhung über der Breite der Bleche, und der zweite Kanal sorgt dafür, daß das abgesaugte Wasser nach beiden Seiten hin abgeführt werden kann.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, daß sich jeder Abschnitt des zweiten Kanals derart erweitert, daß sein Querschnitt an jeder Stelle mindestens so groß ist wie die von der Mitte der Flachprodukte aus bis zu dieser Stelle gerechnete Querschnittssumme des ersten Kanals. Auf diese Weise wird mit Sicherheit dafür gesorgt, daß am Übergang zwischen den beiden Kanälen kein Rückstau auftreten kann.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Breite des ersten Kanals an die Breite der Flachprodukte anpaßbar ist. Dies bietet die Möglichkeit, die erfindungsgemäße Vorrichtung auf Bleche unterschiedlicher Breite anzuwenden. Die Breite des ersten Kanals soll die Blechbreite nicht überschreiten, da sonst Luft angesaugt wird, die die Wasseransaugung zumindest beeinträchtigt.

Zur Anpassung des ersten Kanals besteht die Möglichkeit, dessen Seitenwände unter Abdichtung gegenüber dem zweiten Kanal seitlich verschiebbar auszubilden. Alternativ kann der erste Kanal in separat abschaltbarer Abschnitte unterteilt werden.

Um dafür zu sorgen, daß die Ansaugöffnung des ersten Kanals zuverlässig in die Wasserüberhöhung eintaucht, wird vor geschlagen, den Abstand der Ansaugöffnung zu den Flachprodukten kleiner als 10% von deren Breite zu wählen.

Der erste Kanal ist vorzugsweise als Schlitzkanal ausgebildet, dessen Höhe nicht mehr als das zehnfache der Schlitzdicke beträgt. Es wurde gefunden, daß auf diese Weise zuverlässige, stabile Absaugbedingungen erzielbar sind.

Dabei wird der erste Kanal vorzugsweise zwischen einem Düsenkasten der Düseneinrichtung und einer zugeordneten Wand ausgebildet.

Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, die Saugpumpen als selbstansaugende Pumpen auszubilden. Ein rascherer Start läßt sich allerdings dadurch bewirken, daß man den Saugpumpen eine Vakuumeinrichtung zuordnet.

Die Saugpumpen sind vorzugsweise an eine stromab gelegene Düseneinrichtung angeschlossen. Letztere arbeitet im Niederdruckabschreckbereich der Quette. Die erfindungsgemäße Wasserabsaugung bewirkt also als zusätzlichen Vorteil eine Verminderung des gesamten Wasserverbrauchs der Quette.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
1 in schematischer Darstellung einen vertikalen Längsschnitt durch eine Vorrichtung nach der Erfindung;
2 die Draufsicht auf die Vorrichtung nach 1.
Nach 1 ist eine Rollenbahn vorgesehen, die untere Rollen 1 und obere Rollen 2 aufweist. Zu den oberen Rollen gehört ferner eine Spiralrolle 3. Die Rollenbahn dient dazu, Flachprodukte 4, im vorliegenden Fall Bleche aus Kohlenstoffstahl, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren abgeschreckt werden, durch eine Durchlaufquette zu führen, und zwar in 1 von links nach rechts.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt eine oberhalb der Rollenbahn und quer zu dieser angeordnete Düseneinrichtung 5 in Form einer Hochdruckschlitzdüse, mit der Wasser auf das Blech aufgespritzt wird. Nach dem Abkühlvorgang soll das Wasser beidseitig über Blechseitenkanten abfließen. Dieser Vor gang wird von der Spiralrolle 3 unterstützt. Dennoch ergibt sich zwischen dem Düsenkasten 6 der Hochdruckschlitzdüse und der Spiralrolle 3 aufgrund einer "Gerinnewirkung" eine Wasserüberhöhung auf der Blechoberfläche. Diese wird durch einen ersten Kanal 7 abgesaugt, der in einen zweiten Kanal 8 mündet. Aus 2 ergibt sich, daß der zweite Kanal 8 aus zwei Abschnitten 9 und 10 besteht, die sich von der Blechmitte aus je zur Seite hin erstrecken und an eine zugehörige Pumpe angeschlossen sind. Die Wasserüberhöhung wird also nach oben hin, im vorliegenden Fall senkrecht nach oben hin, abgesaugt und sodann zu den beiden Seiten hin abgeführt.
Die beiden Abschnitte 9 und 10 des zweiten Kanals 8 erweitern sich nach außen hin, um das vom ersten Kanal 7 gelieferte Wasser, dessen Gesamtmenge nach außen hin zunimmt, rückstaufrei abzuleiten.
Der erste Kanal 7 wird zwischen dem Düsenkasten 6 und einer Wand 12 gebildet. Er stellt einen Schlitzkanal von konstantem Querschnitt dar, dessen Ansaugöffnung so dicht oberhalb des Bleches liegt, daß sie zuverlässig in die Wasserüberhöhung eintaucht.
Wie aus 2 ersichtlich, ist der erste Kanal 7 in seiner Breite an die Blechbreite angepaßt, um seitliche Luftansaugungen zu vermeiden. Zum Abschrecken schmalerer Bleche wird die Breite des ersten Kanals 7 vermindert, beispielsweise durch Verschieben der Kanalseitenwände (unter Abdichten der seitlich frei werdenden Bereiche des zweiten Kanals 8) oder durch Abschalten einzelner Kammern, in die der erste Kanal gegebenenfalls unterteilt ist.
Da sich auch stromab der dargestellten Anordnung zwischen benachbarten oberen Rollen 2 eine "Gerinnewirkung" unter entsprechendem Aufbau einer Wasserüberhöhung ergeben kann, besteht auch dort die Möglichkeit, die erfindungsgemäße Wasserabsaugung einzusetzen. Gleiches gilt für Wasserüberhöhungen, die sich stromab von weiteren, nachgeschalteten Hochdruckdüsenstöcken aufbauen können.
Sofern die Gefahr besteht, daß die Anordnung des ersten Kanals 7 direkt hinter der Hochdruckschlitzdüse die Düsenströ mung stört, kann man den ersten Kanal 7 auch stromab der Spiralrolle 3 anordnen.
Den Saugpumpen 11 kann eine Vakuumeinrichtung zugeordnet sein. Außerdem kann das von den Saugpumpen 11 gelieferte Wasser im Niederdruckabschreckbereich der Quette wieder auf das Blech geleitet werden.

Claims

Verfahren zum Abschrecken von Flachprodukten aus Stahl, wobei – die Flachprodukte im Durchlauf entlang einer Rollenbahn mit oberen und unteren Rollen geführt werden, – Wasser auf die Flachprodukte aufgespritzt wird und – ein Teil des aufgespritzten Wassers stromauf mindestens einer der oberen Rollen abgesaugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absaugen des Wassers stromauf der ersten, stromab der Aufspritzstelle gelegenen oberen Rolle erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das abgesaugte Wasser, bezogen auf die Laufrichtung der Flachprodukte, beidseitig abgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das abgesaugte Wasser stromab der Absaugstelle erneut auf die Flachprodukte aufgespritzt wird.
Vorrichtung zum Abschrecken von Flachprodukten aus Stahl mit – einer Rollenbahn für die Flachprodukte (4), die obere und untere Rollen (2, 3; 1) aufweist, – mindestens einer oberhalb der Rollenbahn quer zu dieser angeordneten Düseneinrichtung (5) zum Aufspritzen von Wasser auf die Flachprodukte (4) und – mindestens einer oberhalb der Rollenbahn quer zu dieser angeordneten Absaugeinrichtung (6–12) zum Absaugen von Wasser stromauf einer zugehörigen oberen Rolle (2, 3).
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugeinrichtung (6–12) zwischen der Düseneinrich tung und der ersten stromab gelegenen oberen Rolle angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugeinrichtung (6–12) stromauf einer Spiralrolle (3) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugeinrichtung einen ersten Kanal (7) aufweist, der das abzusaugende Wasser aufnimmt und oben in einem zweiten Kanal (8) mündet, wobei der erste Kanal (7) über der Breite der Flachprodukte (4) nach oben hin einen konstanten Querschnitt aufweist und wobei der zweite Kanal (8) zwei Abschnitte (9, 10) bildet, von denen jeder sich von der Mitte der Flachprodukte (4) aus zur Seite hin erweitert und an eine zugehörige Saugpumpe (11) angeschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich jeder Abschnitt (9, 10) des zweiten Kanals (8) derart erweitert, daß sein Querschnitt an jeder Stelle mindestens so groß ist wie die von der Mitte der Flachprodukte (4) aus bis zu dieser Stelle gerechnete Querschnittssumme des ersten Kanals (7).
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des ersten Kanals (7) an die Breite der Flachprodukte (4) anpaßbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände des ersten Kanals (7) unter Abdichtung gegenüber dem zweiten Kanal (8) seitlich verschiebbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kanal (7) separat abschaltbare Abschnitte aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Ansaugöffnung des ersten Kanals (7) zu den Flachprodukten (4) kleiner ist als 10% von deren Breite.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kanal (7) als Schlitzkanal ausgebildet ist, dessen Höhe mehr als das zehnfache der Schlitzdicke beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kanal (7) zwischen einem Düsenkasten (6) der Düseneinrichtung (5) und einer zugeordneten Wand (12) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß den Saugpumpen (11) eine Vakuumeinrichtung zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugpumpen (11) an eine stromab gelegene Düseneinrichtung angeschlossen sind.