-
Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung zum Abkühlen von im Wege des Gießens und/oder Walzens hergestellten Halbzeugen aus Metall, zum Beispiel Brammen, Knüppel, Blechen oder dergleichen, mit zumindest einem Kühlbett, auf dem das zu kühlende Halbzeug ablegbar ist.
-
Die Abkühlung derartiger Halbzeuge, zum Beispiel die Abkühlung von großformatigem Walzgut bereitet in der Praxis häufig Probleme. Dabei ist es bekannt, Brammen oder dergleichen unter Einsatz von Kühlmedien, zum Beispiel Kühlwasser abzukühlen. Dieses ist aufwendig und man ist grundsätzlich bestrebt, den Einsatz derartiger Kühlmedien zu vermeiden.
-
Aus diesem Grunde wurde bereits die Abkühlung ohne den Einsatz von Kühlmedien vorgeschlagen. Die Abkühlung in solchen Kühlbetten, die aus immobilen Ablagestellen bestehen, führen zu schwarzen (kalten) Stellen auf der Unterseite der Walztafel. Optional wurden mobile Kühlroste realisiert, die heb- und senkbar sind. Diese Vorgehensweise erfordert jedoch ein ständiges Anheben des Walzgutes. Dieses ist sehr energieaufwendig und zwar insbesondere deshalb, weil die abzukühlenden Halbzeuge in der Regel sehr hohe Massen aufweisen. – Hier setzt die Erfindung ein.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühlvorrichtung zum Abkühlen von im Wege des Gießens und/oder Walzens hergestellten Halbzeugen aus Metall zu schaffen, welche bei niedrigem Energieaufwand eine homogene Abkühlung ohne Beeinträchtigung des Halbzeuges ermöglicht.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Kühlvorrichtung zum Abkühlen von im Wege des Gießens und/oder Walzens hergestellten Halbzeugen aus Metall, zum Beispiel Brammen, Knüppel, Blechen oder dergleichen, dass das Kühlbett mehrere in Längsrichtung des Kühlbettes hintereinander angeordnete und drehbeweglich gelagerte Auflagerollen aufweist, welche unter Bildung wechselnder Auflageflächen kontinuierlich drehbar und/oder periodisch (hin und her) dreh- oder schwenkbar sind.
-
Bevorzugt weisen die Auflagerollen jeweils mehrere nebeneinander angeordnete scheibenförmige Auflageelemente, welche während des Drehens oder Schwenkens ständig wechselnde linienförmige Auflageflächen und folglich Auflagelinien bilden.
-
Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass sich eine besonders homogene Abkühlung des Halbzeuges realisieren lässt, wenn bei dem Kühlbett durch bewegliche Auflageelemente kontinuierlich wechselnde Auflagelinien in Längs- und Querrichtung realisiert werden. Es kann nicht nur auf den Einsatz von Kühlmedien verzichtet werden, sondern auch ein Anheben des Walzgutes ist nicht erforderlich, so dass das Kühlbett mit sehr geringem Energieaufwand betrieben werden kann. Die bei immobilen Ablagegestellen beobachteten schwarzen kalten Stellen auf der Unterseite der Walztafel treten ebenfalls nicht mehr auf.
-
Der Erfindungsgedanke, bei dem es unter anderem auf die ständig wechselnden Auflageflächen und insbesondere auf linienförmige Auflageflächen und folglich Auflagelinien ankommt, lässt sich konstruktiv auf unterschiedliche Weise realisieren.
-
So schlägt die Erfindung bei einer ersten Ausführungsform vor, dass die Auflagerollen als pendelnd hin- und herschwenkbare Segmentrollen ausgebildet sind und mehrere an einer Welle befestigte Scheibensegmente aufweisen, die sich jeweils lediglich über einen begrenzten Winkelbereich erstrecken. Sie können sich beispielsweise über einen Winkelbereich von 10° bis 150°, vorzugsweise 30° bis 120°, zum Beispiel lediglich 40° bis 90° erstrecken. Dabei ist es zweckmäßig, wenn der die Auflagefläche bzw. Auflagelinie der Segmente bildende Außenumfang durch ein oder mehrere Ausnehmungen unterbrochen ist. Diese Auflagesegmente können beispielsweise als Blechsegmente ausgebildet sein und gemeinsam auf einer Welle angeordnet sein. Der äußere Radius dieser Blechsegmente bildet folglich die Auflagelinie für das Walzgut. Diese Auflagelinie ist vorzugsweise durch die beschriebenen Ausnehmungen im Blechsegment unterbrochen. Ergänzend ist es dann zweckmäßig, wenn die Ausnehmungen zweier unmittelbar benachbarter Segmente einer Rolle versetzt zueinander angeordnet sind. Die Blechsegmente sind auf der Welle folglich so angeordnet, dass die Ausnehmungen zueinander versetzt sind. Die hintereinander angeordneten Segmentrollen sind in Wälzlagern gelagert und werden synchron vor- und zurückgeschwenkt. Das Walzgut bewegt sich entsprechend dieser Schwenkbewegung. Durch die Ausgestaltung und Anordnung der Segmentrolle und insbesondere der Blechsegmente wechseln die Auflagelinien in Längs- und Querrichtung. Es gelingt eine homogene Abkühlung durch diese kontinuierlich wechselnden Auflagelinien in Längs- und Querrichtung. Die beschriebene Pendelbewegung lässt sich konstruktiv bei geringem Platzbedarf realisieren. Durch separate Antriebselemente kann ein teilbares Kühlbett realisiert werden. Ferner besteht die Möglichkeit zur Verlängerung des Kühlbetts durch Koppeln der Kühlsegmentrollen.
-
Die Größe der Schwenkbewegung kann unterschiedlich und folglich nach Bedarf gesteuert werden. Die kontinuierlich wechselnden Auflagelinien des Walzgutes gewährleisten ein natürlich, homogenes Abkühlen.
-
In einer alternativen, zweiten Ausführungsform der Erfindung ist die Auflagerolle als kontinuierlich drehbare Scheibenrolle ausgebildet, welche mehrere an einer Welle befestige Scheiben aufweist, wobei die Scheiben schräg unter einem vorgegebenen Winkel zur Längsrichtung des Kühlbettes an der Welle befestigt sind. Der Winkel bezogen auf die Längsrichtung des Kühlbettes kann beispielsweise 3° bis 45°, zum Beispiel 3° bis 30°, vorzugsweise 5° bis 15° betragen. Dabei kann es ferner zweckmäßig sein, wenn die Scheiben zweier in Längsrichtung des Kühlbettes hintereinander angeordneter Auflagerollen in Querrichtung versetzt zueinander angeordnet sind.
-
Insbesondere bei einer solchen Ausgestaltung besteht die Möglichkeit, dass die in Längsrichtung hintereinander angeordneten Auflagerollen derart voneinander beabstandet sind, dass jeweils zwei paarweise hintereinander angeordnete Rollen ineinandergreifen. Die Scheibenrollen sind ebenfalls in Wälzlagern gelagert und werden vorzugsweise synchron gedreht. Der äußere Radius der Scheiben bildet die Auflagelinie für das Walzgut. Durch die schrägen Scheiben auf der Welle üben die Scheiben beim Drehen der Welle eine Pendelbewegung aus. Dadurch wechseln die Auflagelinien in Längs- und Querrichtung. Die Drehbewegung der Wellen kann auch hier unterschiedlich gesteuert werden. Die kurvenförmigen Auflagelinien des Walzgutes gewährleisten ein natürlich, homogenes Abkühlen.
-
Der Begriff ”Auflagelinie” bzw. ”linienförmige Auflagefläche” schließt selbstverständlich nicht aus, dass diese Linien eine gewisse Breite aufweisen. Diese Breite wird maßgeblich von der Dicke der verwendeten Scheiben bzw.
-
Segmente bestimmt. Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die zu kühlenden Halbzeuge, zum Beispiel Brammen, in der Praxis eine erhebliche Masse aufweisen, ist es zweckmäßig, wenn die Scheiben bzw. Scheibensegmente aus Stabilitätsgründen eine ausreichende Dicke aufweisen, welche jedoch nach wie vor für eine linienförmige Auflagefläche und damit homogene Abkühlung sorgt. Die Dicke der Scheiben bzw. Scheibensegmente kann beispielsweise 50 mm bis 150 mm, vorzugsweise 60 mm bis 100 mm betragen. Für die Abkühlung besonders schwerer Halbzeuge bietet sich die Ausführungsform mit den Segmentrollen an, wobei die Dicke der Scheibensegmente dann vorzugsweise in dem angegebenen Bereich liegt. Bei leichteren Halbzeugen kann auch eine geringere Dicke ausreichen bzw. zweckmäßig sein, insbesondere bei der Ausführungsform mit den schräg angeordneten Scheiben.
-
Stets ist es zweckmäßig, wenn die Rollen mit der Maßgabe gedreht bzw. geschwenkt werden, dass das Halbzeug entweder kontinuierlich auf dem Kühlbett transportiert oder auch periodisch vor- und zurückbewegt wird. Ein Anheben und Absenken ist jedoch nicht mehr erforderlich.
-
Es versteht sich, dass die Auflagerollen drehbar bzw. schwenkbar gelagert und angetrieben sind. Dabei liegt es im Rahmen der Erfindung, wenn den einzelnen Rollen jeweils einzelne Antriebe zugeordnet sind. Es liegt jedoch ebenfalls im Rahmen der Erfindung, wenn mehrere Rollen gekoppelt über einen gemeinsamen Antrieb angetrieben werden.
-
Auch bei der Ausführungsform mit scheibenförmigen Auflageelementen gelingt folglich ein homogenes Abkühlen durch kontinuierlich wechselnde Auflagelinien in Längs- und Querrichtung. Es kann ein teilbares Kühlbett durch separate Antriebselemente realisiert werden und es ist eine beliebige Verlängerung des Kühlbettes möglich. Gleichzeitig ist ein Transport des Walzgutes mit dieser Ausführungsform möglich.
-
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
-
1 eine perspektivisch vereinfachte Ansicht einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung mit einer ersten Ausführungsform,
-
2 eine Auflagerolle des Gegenstandes nach 1,
-
3 einen ersten Schnitt durch den Gegenstand nach 2,
-
4 einen zweiten Schnitt durch den Gegenstand nach 2,
-
5 einen Ausschnitt aus einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung,
-
6 den Gegenstand nach 5 in einer Draufsicht und
-
7 den Gegenstand nach 5 in einer Seitenansicht.
-
Die Figuren zeigen in zwei unterschiedlichen Ausführungsformen jeweils eine Kühlvorrichtung zum Abkühlen von im Wege des Gießens und/oder Walzens hergestellten Halbzeugen 1 aus Metall. Im Ausführungsbeispiel ist als Halbzeug bzw. Walzgut eine Bramme 1 angedeutet. Eine solche Kühlvorrichtung weist insbesondere ein Kühlbett 2 auf, auf dem das zu kühlende Halbzeug 1 abgelegt wird. Erfindungsgemäß weist das Kühlbett 2 mehrere in Längsrichtung L des Kühlbettes hintereinander angeordnete Auflagerollen 3 auf, welche gleichsam Kühlrollen bilden und drehbeweglich gelagert sind. Diese Auflagerollen 3 sind unter Bildung wechselnder Auflageflächen kontinuierlich drehbar und/oder periodisch hin und her dreh- oder schwenkbar. Dabei weisen die Auflagerollen 3 jeweils mehrere nebeneinander angeordnete scheibenförmige Auflageelemente 5a, 5b, 11 auf, welche unter Bildung von ständig wechselnden linienförmigen Auflageflächen und folglich Auflagelinien rotieren oder periodisch hin- und herschwenken. Die Auflagelinien wechseln im Zuge der Dreh- und/oder Schwenkbewegung der Auflagerollen sowohl in Längsrichtung L als auch in Querrichtung Q. Die unterschiedlichen Ausgestaltungen sollen anhand der beiden dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert werden. Die 1 bis 4 zeigen eine erste Ausführungsform und die 5 bis 7 zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung.
-
Bei der ersten Ausführungsform gemäß 1 bis 4 sind die Auflagerollen 3 als pendelnd hin- und herschwenkbare Segmentrollen ausgebildet, welche als Ablageelemente jeweils mehrere an einer Welle 4 befestigte Scheibensegmente 5a, 5b aufweisen. Bei diesen Scheibensegmenten 5a, 5b handelt es sich folglich vorzugsweise nicht um ”Vollkreis-Scheiben”, sondern lediglich um Scheibensegmente, die sich über einen begrenzten Winkelbereich β erstrecken. Im Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Scheibensegmente 5a, 5b lediglich über einen Winkelbereich β von etwa 60° bis 70°. Der die Auflagefläche bzw. Auflagelinie bildende Außenumfang dieser Scheibensegmente 5a, 5b ist durch mehrere Ausnehmungen 6 unterbrochen. Die Scheibensegmente weisen folglich die Auflagelinien bildende zahnartige Vorsprünge 7 auf, zwischen denen die Ausnehmungen 6 angeordnet sind. Dabei sind die Ausnehmungen 6 zweier unmittelbar benachbarter Segmentscheiben 5a, 5b einer Rolle versetzt zueinander angeordnet. Die 3 und 4 zeigen zwei unterschiedliche und unmittelbar beabstandete Scheibensegmente, nämlich einmal das Scheibensegment 5a und andererseits das daneben angeordnete Scheibensegment 5b. Es ist erkennbar, dass das Scheibensegment 5a drei zahnartige Vorsprünge aufweist, zwischen denen zwei Ausnehmungen 6 angeordnet sind. Demgegenüber sind bei dem Scheibensegment 5b gemäß 4 drei korrespondierende Ausnehmungen 6 angeordnet zwischen denen zwei zahnartige Vorsprünge 7 angeordnet sind. Die zahnartigen Vorsprünge 7 des Segmentes 5a fluchten folglich in montiertem Zustand mit den Ausnehmungen 6 des benachbarten Scheibensegmentes 5b und umgekehrt. Die einzelnen Rollen 3 werden über ein oder mehrere Antriebe synchron hin- und hergeschwenkt, wobei die Größe der Schwenkbewegung unterschiedlich gesteuert werden kann. Im Ausführungsbeispiel ist lediglich ein gemeinsamer Antrieb 8 angedeutet, welcher über eine Koppelstange 9 an einen Übertragungshebel 10 angekoppelt ist. Jede Rolle 3 kann mit einem solchen Übertragungshebel 10 ausgerüstet sein, wobei sämtliche Übertragungshebel 10 über eine gemeinsame Koppelstange 9 gekoppelt und mit dem Antrieb 8 verbunden sein können. Einzelheiten sind in den Figuren nicht dargestellt. Jedenfalls liegt es im Rahmen der Erfindung, dass die Segment-Kühlrollen, welche in Wälzlagern gelagert sind, synchron vor- und zurückgeschwenkt werden. Das Walzgut 1 bewegt sich dann entsprechend dieser Schwenkbewegung vor und zurück. Durch die beschriebene Ausgestaltung und Anordnung der Blechsegmente 5a, 5b wechseln die Auflagelinien sowohl in Längsrichtung L als auch in Querrichtung Q. Die kontinuierlich wechselnden Auflagelinien des Walzgutes 1 gewährleisten ein natürlich homogenes Abkühlen, ohne dass die eingangs beschriebenen Nachteile auftreten.
-
Dieses gilt gleichermaßen für die in den 5 bis 7 dargestellte zweite Ausführungsform. Bei dieser Ausführungsform sind die Auflagerollen 3 als Scheibenrollen ausgebildet, welche als Ablageelemente mehrere an der Welle 4 befestigte Scheiben 11 aufweisen, wobei diese Scheiben 11 schräg unter einem vorgegebenen Winkel α zur Längsrichtung L des Kühlbettes an der Welle 4 befestigt sind. Dieses ergibt sich insbesondere aus einer vergleichenden Betrachtung der 5 und 6, wobei die 6 ausschnittsweise vier in Längsrichtung L hintereinander angeordnete Kühlrollen 3 zeigt. In 5 und 6 sind lediglich zwei hintereinander angeordnete Kühlrollen 3 gezeigt, in 7 sind vier Kühlrollen 3 gezeigt. In 5 sind folglich nicht nur die Scheiben 11 einer ersten Kühlrolle 3 erkennbar, sondern auch die Scheiben 11 der dahinter angeordneten zweiten Kühlrolle 3. Eine vergleichende Betrachtung der 5 und 6 zeigt, dass jeweils zwei in Längsrichtung L des Kühlbettes unmittelbar hintereinander angeordnete Scheiben 11 in Querrichtung versetzt zueinander angeordnet sind. Ferner sind die in Längsrichtung L hintereinander angeordneten Auflagerollen 3 derart voneinander beabstandet, dass die Scheiben ineinandergreifen bzw. kämmen. Dieses ergibt sich insbesondere aus einer vergleichenden Betrachtung der 6 und 7. Der Abstand A zweier unmittelbar hintereinander angeordnete Kühlrollen 3 ist folglich geringer als der Durchmesser D der Scheiben 11. Der äußere Radius der Scheiben bzw. deren Außenumfang bildet die Auflagelinie für das Walzgut. Die hintereinander angeordneten Scheibenrollen 3 sind in Wälzlagern gelagert und werden synchron gedreht. Die Antriebe sind in den Figuren nicht dargestellt. Durch die schrägen Scheiben 11 auf der Welle 4 üben die Scheiben 11 beim Drehen der Welle 4 eine Pendelbewegung aus. Dadurch wechseln die Auflagelinien in Längs- und Querrichtung. Die Drehbewegung der Wellen 4 kann unterschiedlich gesteuert werden. Die kurvenförmigen Auflagelinien a des Walzgutes, die in 6 schematisch vereinfacht angedeutet sind, gewährleisten ein natürlich, homogenes Abkühlen.
-
In dem Ausführungsbeispiel nach 1 bis 4 ist im Übrigen erkennbar, dass die benachbarten Scheibensegmente 5a, 5b voneinander um ein vorgegebenes Maß M beabstandet sind. Dabei sind die Scheibensegmente 5a und 5b jeweils einseitig oder beidseitig mit Laschen 12 versehen, wobei die Laschen 12 zweier benachbarter Scheiben im Zuge der Montage zum Beispiel aufeinander geschoben werden. Derartige Laschen können zum Beispiel als Hitzeschutz für die Welle dienen. Diese Laschen sind in den Figuren lediglich angedeutet. Im Ausführungsbeispiel ist der Abstand zwischen zwei benachbarten Scheiben etwas größer als die Dicke jeder einzelnen Scheibe. Es liegt jedoch auch im Rahmen der Erfindung, dass der Abstand der Scheiben etwa der Dicke der einzelnen Scheiben entspricht oder auch geringer ist.
