DE1452345A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern und/oder Regeln der Kuehlung von durchlaufendem Walzdraht - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Steuern und/oder Regeln der Kühlung von durchlaufendem Walzdraht Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern und/oder Regeln der Kuhlung von durchlaufendem gewalztem Draht in einer KWhlstrecke.
• In bekannter Weise werden bei der Herstellung von Draht Endppel auf den gewiinschten Durchmesser gewalzt und anschließend aufgehaspelt. Zwischen dem letzten Walzgerdst und der Haspelanlage ist dabei meist eine Kühlstrecke angeordnet, die in Abhingigkeit vom Drahtfertigdurchmesser und dem Drahtwerkstoff möglichst genau eingestellt werden muß.
• Läuft der gewalzte Draht zu heiB in den Haspel ein, so tritt eine unerwünschte Zunderbildung und unter Umständengen auch ein zu grobes Drahtkorn und damit schlechte Ziehfähigkeit auf. Wird der Draht dagegen zu kalt, so besteht die Gefahr, daß eine Härtung erfolgt oder der Draht sich nicht mehr haspeln läßt.
• Die Kühlung von gewalztem Draht wird bisher in bekannter Weise unter Beobachtung der Glühfarbe eingestellt. Ein weiterer Vorschlag sieht vor, zum Einstellen der Kühlung anlagengebundene vorgegebene Sollwerte des Kuhlwasserdurchflusses au verwenden, In nachteiliger Weise zeigt sich dabei jedoch, daß bei konstantem Wasserdurchfluß durch die Kühlstrecke sowohl innerhalb eines Drahtringes als auch besonders von Haspel zu Haspel erhebliche, nicht reproduzierbare Temperaturunterschiede am fertigen Draht entstehen, die zu Inhomogenitäten im Werkstoff eines Ringes oder Ungleichmäßigkeiten über eine Lieferung führen.
• Insbesondere aber bereitet eine optische Temperaturmessung bei den auftretenden, zum Teil niedrigen Temperaturen des Walzdrahtes sowie wegen der schnellen Bewegung des Drahtes, die senkrecht zur Drahteachse verladt, erhebliche Schwierigkeiten.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Verfahren und Vorrichtungen zu vermeidene Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe de die Aufnahme werkstückge bundener Wärmekenngrößen an gekühlten, mit hoher Geschwindigkeit laufendem Walzdraht ermöglicht wird, wobei der erhaltene Meßwert zum Steuern und/oder Regeln der icahlung des Walzdrahtes verwendet wird.
• Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch geldst, daß die Warmestrahlung, die von der OberflEche des Walzdrahtes ausgeht, auf einen das Walzgut umschließenden Geber geleitet und die Xnderung der Temperatur dieses Geber3 zum Steuern und/ / oder Regeln benutzt wird.
• Die zur durchführung des Verfahrens verwendet-neue Vorrichtung ist so aufgebaut, daß ein den Wälzdraht kreisförmig umschließender als Geber dienendesWiderstandsband, das einen großen Temperaturkoeffizienten aufweist, in einem elektrischen Netzwerk angeordnet ist, das den Bingang zu einer Steuer-oder Regelstrecke bildet und/oder dem ein Registrer oder Stellglied nachgeschaltet ist.
• In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der neuen Vor richtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung sohematisch dargestellt. Es zeigen Fig.1und2jeeineSeitenansichtdassbesdernsnen Vorrichtung und Fig. 3 und 4 iene schemetische Schaltangsanordnung dor neuen Vorrichtung.
• Die Figuren 1 und 2 zeigen die als Geber bezeichnete neue Vorrichtung, die nach Fig. 1 aus einem Band 1 besteht, der fest auf einem Formstück 2 angeordnet ist, wobei das Band 1 an einem Ende des Formstückes 2 mehrere kreisförmige Windungen geleichen Durchmessers aufweist. In gleicher Weise zeigt Fig. 2 einen Geber, der jedoch im Gegensatz zu dem der Fig. 1 mPanderförmig ausgebildet ist. Sowohl die mäanderformige Ausbildung als auch die AusfUhrungsform mit mehreren kreisförmigen Windungen dienen der Versteifung und der Erhöhung der Empfindlichkeit der Geber. In jedem Fall besteht des Band 1 aus einem Werkstoff, der einen großen Eemperaturkteffizienten des elektrischen Widerstandes aufweist, z. B. Nickel oder Platin.
• Der aus dem Formstack 2, z. B. aus wärmefestem Kunststoff, und dem Band 1 aufgebaute Geber ist in einem elektrischen Netzwerk angeordnet, das den Eingang zu einer Steuer-oder Regelstrecke bildet und/oder dem ein Registrier-oder Stellglied nachgeschaltet ist. In vorteilhafter Weise ist dabei je ein Geber vor und hinter der Kühlstrecke des Walzdrahtes, die hinter dem letzten Walzgerüst und vor dem Haspel angeordnet ist, vorgesehen. Einen derartigen Aufbau der neuen Vorrichtung zeigen die Figuren 3 und 4.
• Der fertiggewalzte Draht gelangt aus dem letzten Walzgerdst mit hoher Geschwindigkeit zu der Ktthlstrec) te und dem nachgeordneten Haspel. Dabei durchläuft er die Windungen des Bandes 1 der Geber 3 und 4 vor und hinter der Kühlstreoke, die ihn hierbei kreisförmig umschließen. In besonders zweckmäßiger Weise ist das elektrische Netzwerk, wie aus den Fig. 3 und 4 hervorgeht, als Wheatstone BrUckenschaltung ausgebildet, die mit vier etwa gleich großen NetzwiderstEnden 5 versehen ist und die liber eine Stromquelle 6 mit Wechselstrom gespeist wird.
• DurchlCuft nunmehr der Walzdraht die ihn kreisförmig umschließenden Geber 3 und 4, so wird seine von der Oberfläche ausgehende WErmestrahlung aufdie kreisförmigen Drahtwindungen der Geber 3 und 4 geleitet. Die Änderung der Temperatur des Bandes der Geber 3 und 4 vor und hinter der Ehlstrekke gibt dann ein MaS fEr die Differenz zweier Strahlungsenergien an. Liegen hierbei die Geber 3 und 4 in vorteilhafter Weise in benachbarten Zweigen der Brüokenschaltung, so wie es in den Figuren 3 und 4 dargestellt ist, so ist der BrEckennullstrom unmittelbar der Differenz der beiden Strahlungsenergien des Walzdrahtes vor und hinter der Ehlstrecke proportional. Der gewonnene MeBwert, der liber einen Verstärker in einem Registrier oder AnzeigegerEt dargestellt wird, das im Brückennullzweig angeordnet is, wird dann in vorteilhafter Weise zum Steuern und/oder Regeln der Kühlung des durchlaufenden Walzdrahtes in der Kühlstrecke vervwendete Den absoluten Wert des Strahlungsenergieverlustes erhält man, wenn eine PrEfkalibrierung vorgenommen wird. Hierzu wird der Walzdraht zweckmäßigerweise durch einen definiert beheizten Stab, z. B. aus Silit ersetzt, der möglichst eine einseitig herausgeführte Stromzuleitung besitzt. Aus der dabei gemessenen Stromstdrke und Spannung könnte die Leistung oder Energie errechnet und liber den Emissionskoeffizienten, unter Berücksichtigung der Verluste, auch die Strahlungsenergie ermittelt werden. Man kann auch zweckmäßigerweise das Band der Geber direkt beheizen. Zum Eintellen, Steuern und/oder Regeln einer Drahtkühlstrecke sind jedoch nur Relativwerte notwendig, so daß es ausreicht, die Anzeige der Geber in Skalenteilen anzugeben. In gleicher Weise wie die PrUfkalibrierung durchgeführt wird, kann man auch vorteilhafterweise die Geber justieren und abgleichen. Dies ist zweckmäßigerweise erforderlich, um die Austauschbarkeit der Geber zu gewährleisten.
• Um den Einfluß der Lufttemperatur auf das Meßergebnis, der betrEchtlich sein kann, auszuschalten, sind, wie Fig. 4 zeigt, zweckmäßigerweise in unmittelbarer Nähe der Geber 3 und 4, von diesen gegen die Wärmestrahlung des Walzdrahtes abgeschirmt, Komensationsweiderstände 7 angeordnet, die aus dem gleichen Werkstoff wie die Geber bestehen und auch den gleichen Widerstand wie diese aufweisen.
• Boll den geometrischen Gegebenheiten des Walzdrahtes mit Vorteil Rechnung getragen werden, so empfiehlt es sich weiterhin, als Spannungsquelle des Netzwerkes eine Wechaelspannun bestimmter Frequenz und zwar von einschließlich 0 bis 107 Hz zu wählen.
• Die Geber oder auch besondere Spulen werden in vorteilhafterweise ferner dazu verwendet, um das Oberschreiten oder Unterschreiten des Curiepunktes anzuzeigen, wobei aufeinanderfolgend je nach der Eindringtiefe verschiedene Frequenzen verwendet werden. Es gelingt so, neben der Binflußnahme auf die Kühlwirkung such einen absoluten Temperaturfixpunkt zu ermitteln und Anhaltswerte über die Temperaturverteilung im Drahtinneren zu gewinnen. Disse Erweriterung ist zweckmägig, wenn nicht mit gleich hohen Walzendtemperaturen gerechnet werden kann.
• Mit Hilfe des neuen Verfahrens sowie der Vorrichtung nach der Brfindung wird stmit eine einfache und sichere Stouerung und/oder Regelung der Kühlung von durchlaufendem gewalztem Draht in einer Kühlstrecke erzielt. Darüberhinaus sind durch die einfache Bauart der nouen Verrichtung, insbesondere bei der Verwendung von Nickel für die herstellung des Weiderstandebandes, niedrige Herstellungs- und materialkosten sichergestellt. Im Storungefall werden die neuen Geber ferner rasch übr Stckverbindungen ausgewachselt.
• Patentansprüche:

Claims (11)

1. Patentansprüche t-1. Verfahren zum Steuern und/oder Regeln der Kühlung von durchlaufendem, gewalztem Draht in einer Kühlstrecke, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmestralung, die von der Oberfläche dea Walzdrahtes ausgeht, auf einen den Walzdraht umschließenden Geber geleitet und die Xnderung der Temperatur dieses Gebers zum Steuern und/oder Regeln benutzt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Tomperaturen von mehreren Gebern an verschiedonan Stellen der KUhlungsstrecke, vorzugsweise am Anfang und Ende der Kühlungsstrecke gemessen wird.
3. 3 . Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den AnsprEchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das den Walzdraht kreisförmig umschließene, als Geber dienende Widerstandsband, das einen großen Temperatu@koffizienten aufweist, in einem elektrischen Netzwerk angeerdnet ist, das den Eingang zu einer Steuer oder Regelstrecke bildet und/oder dem ein Registrier- oder Stellglied nachgeschnltet ist.
4. 4. Vorrichtung nach anspruch 3, dadruch gekennseichnet, daß die ßlzd WalzdrahtkTwiafSreimMehMasnienS?vor und hintereinerKühlstywckeamgeerdnetsind.
5. 59 Vorrich+. nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekenn-Miehn@te daß das Netzwerk als eine, mit Wechselstrem gespeiste und mit einem Registreir- oder anzeigegerät versehene Wheatatonevoche Brdcke auagebildet ist.
6. 6. Vorrichtung nach den Aneprcasn3 bits 3 , dadruch gekenn@ zeichnet, daß in unmittelbarer Wähe der Geber, von diesen gegen die Wgrmestrahlung des Walzdrahtes abgeschirmt, Kompensationswiderstände angeordnet sind, die aus dem gleichen Werkstoff wie die Geber bestehen.
7. 7. Vorrichtung nach den AnsprUchen 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ale Spannungsquelle fEr das Netzwerk eine Wechaelspannung von einschließlich 0 bis 107 Hz vorgesehen ist.
8. 8. Vorrichtung nach den AnsprUchen 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, da8 das Netzwerk aufeinanderfolgend mit Wechselspannung verschiedener Frequenzen gespeist ist.
9. 9. Vorrichtung nach den AnsprUchen 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Geber mehrere kreisförmige Windungen aufweisen.
10. 10. Vorrichtung nach den AnsprUchen 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Geber mäanderförmig ausgebildet sind.
11. 11. Vorrichtung nach den Ansprtichen 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Geber aus Nickel oder Platin bestehen,