DE1752549A1

DE1752549A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Kuehlen von gewalzten Metallstreifen

Info

Publication number: DE1752549A1
Application number: DE19681752549
Authority: DE
Inventors: Frans Hollander; Loon Dirk Van
Original assignee: KONINKLIJKE HOOGOVENS EN STAAL; Koninklijke Nederlandsche Hoogovens en Staalfabrieken NV
Current assignee: KONINKLIJKE HOOGOVENS EN STAAL; Koninklijke Nederlandsche Hoogovens en Staalfabrieken NV
Priority date: 1967-06-15
Filing date: 1968-06-14
Publication date: 1971-05-19
Also published as: US3533261A

Description

Koninklijke Nederlandsche Hoogovens en Staalfabrieken N.V.,

Ijmuiden, Holland

"Verfahren und Vorrichtung sun Kühlen von gewalzten Metallstreifen¹¹.

Die Erfindung bezieht «loh auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zuB Kühlen heissgewalzten Metallstreifen auf eine« Auslauftisch, über den sioh der Streifen nach de« Walzen bewegt, alt Kühleinrichtungen, die au· einer Anzahl von Kühlabschnitten bestehen, die Wasser in Berührung alt des Streifen abgeben und die in grosser Anzahl entlang der Länge des Streifens und normalerweise sowohl über als auch unter λ ihe vorgesehen sind·

Bei der Herstellung von hslssgewalststi Stahlstreifen ist es Üblich» von Platinen auszugehen, die von eine« Platinenwalzwerk oder einer kontinuierlichen Oiesseasohln« kosnen. Diese

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Platinen sollten eine Temperatur haben, die beispielsweise bei Stahl alt niedrige« Kohlenstoffgehalt bei ungefähr 1200° bis 1J00° C su Beginn des Auswalzen* iu eines Streifen liegt« Falls erwünscht, werden die Platinen In eines sogenannten PlatlnennaohwirMeofen auf diese Temperatur gebracht oder auf ihr gehalten. Danach wird die Platine in Streifenmaterial in einer Ansahl τοη Walsstufen ausgewalzt, die in Sohnellvor* streokwalsstufen und Feinwalsstufen unterteilt werden, wobei die Oxidschicht auf des Metall an verschiedenen Stellen durch * Hoohdruokwasserstrahlen entfernt wird.

Durch Strahlung, Konduktlon und Konvektion von Luft und durch die genannten Wasserstrahlen nlssit die Teaperatur der Platine und des daraus hergestellten Streifens ab. Andererseits wird Hitse in der Platin· und in des Streifen durch das Waisen erzeugt.

Nach dieses Waisen erreicht der Streifen einen Auelauftisch, üblicherweise slt den Streifen haltenden Waisen und entlang dieses Tlseh wird der Streifen durch Wasser auf die Temperatur gekühlt, die as Ende des Te rf ahrens erwünscht 1st, bei des der Streifen beispielsweise auf eine Wlokeltrossel aufgewunden wird.

Die Temperatur direkt nach des letsten Feinwaisen (die sogenannte Bndteaperatur) liegt bei Stahl slt eines niederen

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Kohlenetoffgehalt zum Beispiel bei etwa 900° C und die Bndtemperatur nach den Kühlen, z.B. die Aufwickeltemperatur, liegt üblicherweise zwischen 400° und 800° C.

Ee ist bekannt, die beiden genannten Temperaturen kontinuierlich oder in regelmäßigen Zeltabständen zu messen.

Die Länge des Auslauftisches schwankt in der Praxis üblicherweise von 40 bis 100 μ bei kleinen und mittleren Walswerken bis zu 11O bis 200 ■ für grosse Walzwerke.

Die Platinen haben üblicherweise eine Länge von 2,5 bis 12 m, während das gewalzte Streifenmaterial eine Länge von 100 η bis zur Zelt sogar 1,5 tat hat. Dabei wird die Starke von z.B. 10-25 cn an der Platine bis auf wenige Millimeter oder sogar etwas mehr als ein Millimeter verringert. Die Breite der Platine und des Streifens könnte von beispielsweise 0,6 bis 2,5 m schwanken.

Wesentlich für das Warmwalzverfahren von Stahl mit nicht su hohem Kohlenstoffgehalt 1st, dase alle Verringerungen in der Stärke in der austenltischen Phase des Stahls stattfinden.

Auf dem Auslauftisch verringert sich die Temperatur des Streifens so, dass zunächst eine Ubergangstemperatur durchlaufen wird, in der sich Ferrit abzuscheiden beginnt, während

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daa verbleibende Auatcnlt la Kohlenstoff angereichert wird. Hit höber·· Kohlenstoffgehalt nlaat dl· Ubcrgangsteapcratur ab. Bei Stahl alt nieder·« Kohlenstoffgehalt (niederer als 0,1Jt) beläuft sich die übergmngsteaperatur auf ungefähr 890⁰ C. Das Hessen der Kndwalsteaperatur 1st eine Kontrolle für das Vorhandensein der riohtigen Struktur auoh während des kaitesten Endteiles des walsprosesses. Bei* weiteren Abkühlen« und wenn eine niederere Ubergangsteaperatur durchlaufen wird, wird das verbleibende Austenlt in Perlit umgewandelt . Wenn das Kühlen schneller stattfindet, «erden die Perritkrlstalle kleiner und das Zeaentlt wird la Perlit feiner verteilt · Die MrttffM migffg^snh«! "^ 1 g¹** 1 fr 1st so von beträchtliche» Einfluss auf die aeohanlsohen Eigensohaften.

Ss 1st bekannt, das Kühlen auf dea Auslauftlsoh so su wählen und su verändern· dass die Endteaperatur des Streifens nach dea Kühlen stets einen gewünschten Wert erreicht. Das bedeutet, dass bei einer höheren Streifengeschwindigkeit ein intensiveres Ktthlen entlang der gIe ionen Strecke stattfindet, well der Streifen während eines kürzeren Zeitraumes in der KOhlsone verbleibt· Die Ktthlgesohwlndigkelt eines jeden Teiles des Streifens ist in eiiiea solchen Verfahren nicht die gleiche, sondern kann bei höheren Geschwindigkeiten des Streifens heber sein.

Die Erfindung sielt darauf ab, in dieser Hinsicht eine Ver-

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besserung su schaffen« und auch bei eine« Unterschied der Streif engesohwlndigkeIt stets die gewünschte Struktur und die Mechanischen Eigenschaften des gekühlten Streifens zu erzielen.

der Erfindung wird dies erreicht» indea nur ein Teil aller Kühlabschnitte in einer solchen Ansahl und an Stellen der Länge der gewählten Kühlsone in Betrieb gesetzt werden, dass ungefähr ein gewünschtes Verhältnis zwischen der Teepe- _ ratur des Streifens und der Zelt für jeden Teil des Streifens erzielt wird« wobei die Kühlabechnitte, die in Betrieb gesetzt werden, Mindestens teilweise duroh nicht iM Betrieb befindliche Kühlabsohnitte getrennt sind*

Dies kOnnte Mit Hilfe einer Einstell- und Steuervorrichtung einsohllesslich z.B. eines Computers Mit eine« Bingang erreicht werden, durch den es »öglioh ist, ihn in einer solchen Art und Welse su prograsMieren oder einzustellen, dsss die Ausgänge zu Ventilen od. dgl., die die Wasserzufuhr au den ' verschiedenen Ktlhlabsohnitten steuern, diese Tentile öffnen, wodurch die gewünschte KUhlgesohwlndlgkelt für Jeden Teil des Streifens erreicht wird.

Die Geschwindigkeit, Mit der die Platine und der davon gewalzte Streifen sich duroh das Walzwerk bewegen wird üblicherweise so hoch als «öglich gewählt, um eine hone Leistung

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der Anlag· zu tnUltn und im «in su starke· Abkühlen des Streifens su verhindern, das eintreten würde, wenn der Streifen während eines su Isngen Zeitraums auf de« sogenannten Versugerungstlsoh vor des Bndwaisen verbleiben würde. Selbstverständlich 1st diese Geschwindigkeit duroh den Auf« bau des Walswerks, duroh die Antriebe« duroh Sleherheltsttberlegungen und dureh die Notwendigkeit begrenzt, den gewalzten Streifen in einer richtigen Art und Weise sbsugeben, z.B. indes) er riohtig und sioher von einer tflokeltrossjsl aufgenoamn wird« auf der der gewalzte Streifen am Ende der Anlage auf gewiekelt wird·

Xn dieser Hinsieht 1st es bereits bekannt, das Hinterende der Platinen auf eins höhere Temperatur su erhitzen als das Vorderende und/oder das Vorderende des Streifens vor den Peinwalsrollen stärker als dss Hinterende des Streifens su kühlen, da das Hinterende, bevor es die Peinwalzrollen erreloht, der Kühlung wahrend eines längeren ZeItrauma ausgesetzt wird als da· Vorderende. Auf diese Art und VeIm 1st es stfglloh, Unterschiede in der Stärke dureh Temperaturunterschiede während des Walzens su verhüten. Ss ist Ublioh, den Streifen in den Peinwalzen alt konstanter Geschwindigkeit auszuwalzen. Xn Modernen Walswerken ist es weiterhin bekannt, zunächst eine niedrig· Welzgeeohwindigfceit su wählen, wonach in eines gewisse« Zeltpunkt die ValsgmohwiBdigmit erhöht wird. Dadurch ist es eoglioh, den Anfang des Streifens

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richtig luxi sicher duroh da« Walzwerk zu führen und ihn nach dem Kühlen z.B. durch ein« Wickeltrommel aufzunehmen und ausserdem ist auf diese Art und Weise die Kühlungezeit fur das hintere Ende des Streifens kürzer als ohne diese Beschleunigung.

Auch in dem Falle, in den sich die Geschwindigkeit des gleichen Streifens wKhrend des Walzens ändert, schafft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung, um zu ermSg- Λ Hohen, dass die gewünschten mechanischen Eigenschaften über die gesamte Länge des Streifens gleiohmJtsslg erzielt werden, nämlich indem zusätzliche KUhlabschnitte stromabwärts von den bei niedriger Geschwindigkeit in Betrieb befindlichen KUhlabachnitten in Betrieb gesetzt werden, wenn die Geschwindigkeit des Streifens sieh erhöht, wobei KUhlabschnitte, die sich nicht im Betrieb befinden, zwischen mindestens einem Teil dieser zusätzlichen Kühlabsohnitte befinden. Es ist auch möglich, Insbesondere wenn die gewünschte Kühlceschwlndigkeit für jeden Teil des Streifens keine konstante in dem gesamten Temperaturbereich ist, duroh den der Streifen verlaufen muss, die Erfindung in einer solchen Art und Weise auszuführen, dass bei einer Erhöhung der Geschwindigkeit des Streifens während des Walzens eines gleichen Streifens ein oder mehrere Kühlabechnitte abgestellt werden und eine grossere Anzahl von teilweise anderen KÜhlabschnitten

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in Betrieb gesetzt «erden« die insgesamt Ober eine grCasere Lunge der Wlhlzone verteilt sind. Ob bei einer sieh in* dernden Cteschwtnrtl gkeit ein oder mehrere KUhlabaohnitte auf diese Weise Mieser Betrieb gesetzt werden oder nicht, hingt von der Frag· ab, ob die gewünschte KUhIgeschwindigkeit eine konstant· während der KUhXselt ist, odor ob dl· Temperatur eine« komplizierteren, vorher testierten Verlauf la Verhältnis zur Zelt folgen sollt·. Im letzteren β. Falle sollte dieses Abstellen zusammen alt dea Inbetriebsetzen von anderen KUhlabsohnltten angewendet werden, wie bereits vorher angegeben.

Wenn die Erfindung angewendet wird, wird eine gross· An· zahl Ton KUhlabsohnitten, üblicherweise sowohl Über als auch unter de« Streifen la Betrieb gesetzt und dies« Abschnitte sind nie, oder nur in eine« extreaen F 11·, z.B. bei der Maxiaalstärke des et reifen·, der in desi Walzwerk gewalzt werden könnte, gleichzeitig la Betrieb.

Vorzugswels· sind Mindestens insgesamt 60 KUixlabsohnltte Ober und unter de« Streifen vorhanden, z.Hb. 35 über und 23 unter dea Streifen und eine stark bevorzugte Anzahl liegt bei ungefähr 90 Abschnitten oder mehr, wie nachstehend beschrieben·

Wenn die Erfindung zur Anwendung gebracht wird, ist stets,

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abgesehen von diese» extremen Fall* eine beträchtliche Anzahl von Ktihlabschnltten auster Betrieb« die zwischen in Betrieb befindllohen Kühlabschnitten liegen und insbesondere bei einer niedrigeren als der maximalen Streifengeschwlndigkelt auch teilweise hinter den Ende des Feldes Ib Betrieb befindlicher Kühlabsohnltte. Die Ctesaatanzahl der KühlabSGhnitte ist absichtlich so gewählt, dass sie so hoch 1st« dass viel Freiheit In der Wahl des Musters der Kühlabschnittβ, die sich entlang de« Auslauftieoh in Betrieb befinden, vorhanden 1st, um das Anwenden von ver- ^ schledenen gewünschten* vorher best inet en KÜhlabläufen sicherzustellen und ua dieses Kühlen alt beträchtlich veränderlichen Streifengeschwindigkeiten und Beschleunigungen aufrecht zu erhalten, wie das von der Erfindung vorgeschlagen wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines In den beigefügten schestttlsohen Zeichnungen dargestellten AusfUixrungsbeisplels. "

Fig. 1 zeigt schematisoh eine Seitenansicht der letzten

Feinwalzen eines Walzwerkes und eines Auslauftisohes für heiss gewalzt« Metallstreifen mit einer Sinstell- und Steuervorrichtung zusi Steuern und Kontrollieren des Betriebes der KÜhlabsohnitte,

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Flg. 2 zeigt seheaatlsoh einen Teil de« Streifens alt

zwei vollen KUhlabsohnitten über den Streifen und zwei vollen KUhlabschnitten unter de* Streifen, und

Fig. 3 zeigt sohesMtleoh einen Teil des Streifens alt zwei KUhlabsohnitten oberhalb und zwei KUhlabsohnitten unterhalb des Streifens für einen anderen Typ von KUhlabsohnitten*

Ein Stahlstreifen 100 wird von einer Platine ausgehend in mehreren Walzstufen gewalzt und die beiden letzten Sätze von Walzen des Feinwalzzuges sind mit 101 und 102 bezeichnet. Danach bewegt sioh der gewalzte Streifen alt einer Temperatur von z.B. 900° C über Walzen 103 eines Aualauftisches und wird sohliesslich nach dem Kühlen auf diese« Tlsoh auf einer Wickeltrommel 104 aufgewickelt.

Entlang de· Auslauftlsoh sind KUhlabsohnltte über und unter des Streifen 100 angeordnet, die Wasser auf die obere und untere Oberfläche des Streifens zur Einwirkung bringen, um ihn zu kühlen. In der gezeigten Anordnung sind fünfzig Ktthlabsohnitte über dea Streifen und vierzig KUhlabsohnltte unter den Streifen angeordnet, was einer bevorzugten Anzahl entsprloht. Diese Abschnitte werden ia einzelnen nachstehend beschrieben. NUr die ersten und Endteile des Auslauftisehes sind in Fig. 1 gezeigt, während der Mittelteil zur Vereinfachung weggebroohen ist.

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In Flg. 1 sind die laufenden Hummern der Kühlabschnitte für den ersten und Jeden fünften Kühlabschnitt von links nach rechte angegeben. Jeder Kühlab·chnitt hat «in später noch besohrlebenes Ventil zur Offnen und Schlieseen der Wasserzufuhr und Jedes Ventil hat eine Einrichtung, wie etwa einen Solenoid, zum elektrischen Offnen und Schlieseen durch eine Kontroll- und Steuervorrichtung, die lsi einzelnen nicht gezeigt und Pig. 1 mit 105 bezeichnet ist.

Diese Vorrichtung könnte Analog- und Digitalrechner umfas- ^ sen, die zu diesen Zweck programmiert sind. Diese Kontroll- und Steuereinrichtung ist so beschaffen, dass sie Signale von einem oder mehreren Eingängen empfangen kann und diese Eingänge gemäss der gewünschten vorgeschriebenen Kühlart in Signale übertragen kann, um gewisse Ventile von Kühlabschnitten zu öffnen und zu sohllessen. Diese Vorrichtung 105 hat zunächst einen Eingang 106, der so beschaffen 1st, dass er in die Vorrichtung 105 einen gewünschten Verlauf der Kühlgeschwindigkeit des Streifens eingibt, der der Verlauf der gewünschten Temperatur mit der Kühlzeit (zu Jedem Zeitpunkt des KUhlens) für jeden Teil des Streifens ist. In einer einfacheren Form, z.B. wenn der Streifen während des Walzens nicht beschleunigt wird, könnte dieser Eingang 106 aus einer Anzahl von Tasten bestehen, die von Hand betätigt werden und die verschiedenen Kühlabschnitte darstellen, so dass von Hand direkt in die Verrichtung 105

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eingebracht wird, welche Kühlabaahnltte in Betrieb gesetzt werden und welch· nloht.

Tob der Vorrichtung 105 führen Signalleitungen 107 au jeden der Ventile zu Jede« KUhlabsohnltt fiber de« Streifen, wobei dort die gleiche Ansahl von Leitungen 107 vorhanden iet al« Hihlabsehnitte vorhanden sind, und Slgnalleltungen 106 führen su den Kühl abschnitten unter de* Streifen, wobei eine Signalleitung 108 für jeden XHhlabsonnitt vorhanden ist.

Ausserdea werden verschiedene andere Angaben in die Vor· rlohtung 105 eingespeist. Die erste und wichtigste Angabe ist die Geschwindigkeit dea Streifens und diese könnte in die Vorrichtung 105 eingeführt werden, indea die Geschwindigkeit der unteren Waise des Walsensatses 102 des letzten Feinwalsschrittes gesessen wird, wobei ein Signal für diese Geschwindigkeit in die Vorrichtung 105 durch die Leitung 109 eingeführt wird.

Xn Fallen, in denen die Geschwindigkeit während des Walzens eines Streifens verändert wird, 1st die Beschleunigung wichtig» ait der das Waisen stattfindet, da während einer sieh verändernden Geschwindigkeit die Durchschnittsgeschwindigkeit des Streifens für die Bestlssning der richtigen Zeltpunkte wichtig 1st, su denen die Kunlabsehnltte in Betrieb gesetst werden. Andernfalls wurden Punkte des Streifens»

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die sich bereits in der KUhlzone befinden, wenn »ich Geschwindigkeit ändert, zu stark gekühlt. So ist <*<% *fiöh~ tig, die Durchschnittsgeschwindigkeit su wissen* die *unkt« des Streifens* die die KtUilsone verlassen« in dieser KHhI-zone hatten. Dies kann durch Integration der Beseftleiinlgung mit der Zeit abgeleitet werden. Die Beschleunigung könnte von der Leitung 109 abgeleitet werden« in dtn die Geschwindigkeit in die Vorrichtung 105 eingespeist wird« indes) diese Geschwindigkeit durch Zeit differenziert und danach die so durch die Zelt berechnete Beschleunigung integriert wird, wobei die Zeitverzögerung für Punkte des Streifens zwischen den letzten Feinwalzen und dem Ende der Kühlzone in Betracht gezogen wird. So 1st die Beschleunigung eine wichtige Angabe« die der Kontroll- und Steuervorrichtung 105 über die Geschwindigkeit eingespeist wird.

Ein anderer Wert« der in die Vorrichtung 105 eingespeist werden buss* ist die Temperatur des Streifens* die direkt nach dem Walzen gemessen wird» wobei dieses Messen b»lse Punkt 110 erfolgen könnte und der Wert durch eine Signalleitung 111 in die Vorrichtung 105 eingespeist wird.

Ein weiterer Wert» der in die Steuer* und Kontrollvorrichtung 105 eingespeist wird, 1st die Stärke dss Streifens. Es könnte sein, dass diese Stärke genau bekannt 1st und

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daher kein· Notwendigkeit besteht, si« zu πβ*··η, in «•loh·· Falle da» Einführen in öl· Vorrichtung 105 von Hand erfolgen könnte. Ss könnte wünschenswert sein, dl· Stärke des Streifen· zu «essen und in Fig. t erfolgt die* bei 112 und das Signal für die Starke wird in die Torrichtung 103 durch eine Slgnalleituiig 112 eingespeist.

Bin weiterer wichtiger Wert zur Steuerung der Kühlabaehnitte ist die Temperatur des Streifen» nach de« Kühlen, von der bekannt 1st* dass sie ihren Einfluss auf die Stärke der Kühlung hat, und in Fig. 1 wird diese Temperatur vor der Wiekeltroaael 104 bei eine« Punkt 11% gesessen und durch eine Signalleitung 115 In die Vorrichtung 105 eingespeist.

Zur Erhöhung der Klarheit wurde nur ein Teil der Leitungen 108 und 109 In Flg. 1 gezeigt.

Bs aei angenosaen· dass ein Streifen Bit weniger als der maximalen Stärke gewalzt werden soll* dass es bekannt 1st, dass das Walzen so stattfindet, dass eine Feinwalzte«pe~ ratur auftritt (die bei normalen Stählen alt niedere«

Kohlenstoffgehalt des Stahl ia austenltIschen Feld hält), und dass es notwendig ist, diesen Streifen auf eine bekannte, genügend niedrige Temperatur abzukühlen, im den Streifen nach de« Abkühlen handhaben zu können und vm eine unerwünschte Oxydation, StrukturverXnderungen usw. in de« Stahl nach de« Abkühlen zu verhüten.

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Wenn nun die Erfindung zur Anwendung gebracht wird« wählt der Fachmann einen gewünschten Kühlverlauf der Teaperatur in Verhältnis zur Zeit für Jeden Teil des Straii^na und bei einer gegebenen Geschwindigkeit des Streifens auf dem Auslauftisch und einer gegebenen Art von Kühlabschnitten, deren Kühlverhalten bekannt ist. Dadurch 1st der Fachmann in der Lage» zu berechnen oder dem Computer berechnen zu lassen* welche KUhlabschnitte In Betrieb genommen werden sollten. So 1st es bekannt» dass der Streifen Wärme durch Abstrahlung verliert, wobei die Wärmeverluste in die Luft durch Konduktion und Konvektion vernachlässigenswert sind und das Einzige, was welter berechnet werden muss, die Wärmemenge ist, die von jedem Kühlabschnitt entfernt werden muss.

Bei Kühleinrichtungen nach Pig. 2 ist der Engpass der Wärmeableitung die Wärmeleitungefähigkeit durch den Streifen zur Oberfläche«und in Kühlabschnitten, die so ausgeführt' sind, wie in Fig. 3, ist die Menge der abgeleiteten Wärme proportional dem Wärmeübertragungskoeffizienten vom Metall des Streifens zum Wasser auf seiner Oberfläche, so dass dieser Wärmeübertragungskoeffizient der Engpass der Wärmeableitung ist. Diese Figuren werden nachstehend im einzelnen beschrieben.

In beiden Fällen kann aus diesen Angaben eine Anzahl der

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Kühlabschnitte» die notwendig ist« um den Streifen abzukühlen» leicht berechnet werden, wobei diese Anzahl von der Temperatur bei Beginn und der Temperatur an Ende der Kühlζont, von der Stärk» des Streifens» der spezifischen Wärme des Metalls und der Durchschnittsgeschwindigkeit eines in Betracht gesogenen Punktes des Streifens durch die Kühlzone abhängt und schliesslich von konstanten Faktoren» die die Geometrie und die physikalischen Konstanten der Kühlanlage darstellen.

Die Unterteilung der gewünschten Anzahl von Betriebskühlabschnitten zwischen Kühlabschnitten über und unter dem Streifen wird so gewählt, dass soweit als möglich die Menge der abgeleiteten Hitze ungefähr die gleiche auf der oberen und unteren Oberfläche des Streifens ist.

Bei einer gegebenen Art einer Anlage ergab sich folgende Situations

Die Feinwalztemperatur belief sich auf 890° C, die Temperatur des Streifens nach den Abkühlen sollte sich auf 600°C belaufen» während die Stärke des Streifen· 2 m und die Anfangsgeschwindigkeit des Streifens 800 c« je Sekunde betrug. Bei der Berechnung wurde in Betracht gesogen» dass es erwünscht war» dass die Kühlgesohwlndigkeit für jeden Teil des

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Streifen« konstant sein sollte, so dass die gntptiieehB Darstellung der Temperatur in der Zelt einfach liä»ss» war uxMi berücksichtigt wurde, das* es erwünscht war« die 9®« schwlndlgkeit des Streifens sash den Begins de« Wals®!» auf einen Wert von 16OO en je Sekunde zu erhöhen« und das* bei der Höchstgeschwindigkeit, die etwas höher sein konnte als 1600 era je Sekunde« es wünschenswert ist, Kühlabsohnlt* te zu verwenden, die soweit als »öglloh entlang der Qesast· ISnge der Kühlzone verteilt waren. Die Berechnung, die für die Geschwindigkeit von 1600 ca je Sekunde durchgeführt wurde zeigte, dass es erwünscht war, bei dieser Geschwindigkeit dreizehn Kühlabschnitte über des Streifen und zwölf KUhlabschnitte unter dem Streifen la Betrieb zu haben. Das bedeutete, dass für diese Anzahl die folgenden Serien-Nuaaern der Kühlabsohnitte über dee Streifenin Betrieb gesetzt werden nusstent

. 1 " 5 - 9 ' - 12 ~ 16 - 20 -' 2* - 27 ■ - 31 ■- 35 - 39 - ' 42 - 46.

FUr die KUhlabschnitte unter den Streifen wurden die föl genden Nuneiern der Kühlabiohnitt· für diese Oesohwlndigkelt auegewähltϊ

1 - 4 * 8 - 11 - 1* - 17 - 21 - 24 - 27 - 30 - 3* - ' 37.

Ausserde· wurde berechnet, dass bei der Anfangsgesohwlndig-

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keit des Streifens von 800 cn je Sekunde die Notwendigkeit bestand, sieben KUhlabsehnitte über de» Streifen und sechs Kühlabsohnitte unter de« Streifen In Betrieb zu haben. So wurden für diese Anfangsgeschwindigkeit die folgenden Abschnitte zur Inbetrlebnalne über dem Streifen gewählt!

1-5-9-12-16 - 20 - 24.

Für die Kühlabsohnitte unter den Streifen wurden die folgenden Serien-Husswrn der KUhlabsehnitte ausgewählt, die für diese niedrigere Geschwindigkeit in Betrieb gesetzt werden sollten»

1-4-8-11-14-17.

Bs konnte berechnet werden, dass für die folgenden Zwischengeschwindigkeiten eine Anzahl von Abschnitten in Betrieb gesetzt werden sollte, die hinter diesen Geschwindigkeiten In der folgenden Tabelle angegeben sindι

Durohschnitts- Anzahl der Abschnitte

deeStreifens in über de« Streifen unter dem der Kühlzoneι

1000 9 8

1200 10 10

1400 12 11

1600 13 12.

Die Kontroll- und Steuervorrichtung 105 konnte nun von Hand

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eingestellt werden, um einen einfach linearen Kühlverlauf der Temperatur in der Zeit einzustellen* und wenn so die Geschwindigkeit des Streifens von 800 cm je Sekunde nach und nach auf 1600 cm je Sekunde erhöht wird« bringt die Kontroll- und Steuervorrichtung zum richtigen Zeitpunkt einen weiteren Kühlabschnitt in Betrieb, so dass im obigen Falle,sobald die Durchschnittsgeschwindigkeit des Streifens in der Kühlzone, z.B. 850 cm je Sekunde erreicht, der untere Kühlabschnitt 21 in Betrieb zu setzen ist und bei 900 cm je Sekunde der obere Kühlabschnitt 27.in Betrieb gesetzt wird. Bei ungefähr 950 cm je Sekunde Durchschnittsgeschwindigkeit wird der untere Kühlabschnitt 24.1n Betrieb gesetzt und bei 1000 cm je Sekunde der obere Kühlabschnitt 31 und so weiter.

Insbesondere dann, wenn der Kühlverlauf, der die Temperatur in der Zelt darstellt, nicht einfach linear ist« sondern Kurven oder Bogen zeigt, z.B. gerade Teile in verschiedenen Winkeln, die durch scharfe Biegungen verbunden sind, könnte es notwendig sein, um einen solchen Kühlverlauf während verschiedener Geschwindigkeiten des Streifens konstant zu halten, bei niedrigeren Geschwindigkeiten (800 cm je Sekunde) des Streifens die folgenden laufenden Nummern von Kühlabschnitten in Betrieb zu setzen!

Für die Oberseite des Streifens»

1 - 9 - 16 - 18 - 20 - 22 - 24 >■

- 19 -■■.-...
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Jo

und für die untere Seite dee Streifens:
1 - 8 - 14 - 16 - 17 - 19.

Bei einer höheren Geschwindigkeit (1200 oa je Sekunde)
könnten die folgenden laufenden Muaaern in Betrieb gesetzt werdenι

Für die Oberseite des Streifens:

und für die untere Seite des Streifens:

1 - 8 - 14 - 21 - 23 - 24 - 26 - 27 - 29 - 30.

Zn Fig. 2 1st ein Teil des Streifens 100 Bit drei Kühlabschnitten darüber gezeigt, die mit 120 bezeichnet sind und zwei KUhlabsehnltten unterhalb des Streifens, die mit 121 bezeichnet sind. Jeder KUhIabschnitt über de« Streifen besteht aus zwei Kühleinheiten 122. Jede KUhlelnheit besteht aus einen geschlossenen Kasten, der sich über die gesamte Breite des Auslauftlsches erstreckt und jeder Kasten hat
eine Anzahl kurzer Rühren 123, die sich wie Siphons daraus erstrecken« Jeder KUhlabsohnltt unter dem Streifen besteht aus fünf Kühleinheiten, von denen jede einen geschlossenen Kasten aufweist, der ebenso «it 122 bezeichnet ist, alt
nach aufwärts gerichteten Abgabeöffnungen. Das Wasser wird in jeden Kasten durch ein Zuleitungsrohr eingeleitet und
die Zuleitungsrohre für die Einheiten eines KUhlabschnittes

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werden mit Wasser durch eine gemeinsame Leitung 124 gespeist, die mit Wasser von einer Hauptwasserleitmsg gespeist wird. Jede Leitung 124 hat ein Ventil 126 suub öffnen und Schliessen der Leitungen 124 und diese Ventil· sind beispielsweise durch elektrische Solenoide betätigt, die elektrisch durch Signale aus den Leitungen 107 für die Abschnitte über dem Streifen und 108 für die Abschnitt* unter dem Streifen betätigt werden. Die Ventile könnten Servo-Ventile sein und beispielsweise durch Luftdruck in einer an sich bekannten Art und Weise betätigt werden. Falls erwünscht, könnten die Ventile in eine Zwisehenstellung, teilweise geöffnet, gebracht werden, u» die Menge des Wassers zu verstellen, die von jeden Ktthlabschnitt zugeführt wird. Ausserdem könnte sub Testen, zur Inspektion und für Notfälle Jedes Ventil 126 eine Vorrichtung haben, um von Hand geschlossen oder geöffnet werden zu können.

Diese Kühleinheiten arbeiten genäse den sogenannten Strömungsprinzip mit verhältnlsmässlg niedriges Brück auf das Wasser in den Kasten, obwohl das Fliessen im wahren Sinne des Wortes nioht wirklich bandförmig 1st. Derartige Kühielnheiten sind durch den Aufsatz von A.Slgallat The Cooling of Plat Steel Strip with Water Jets, veröffentlicht In "Journal of the Iron and Steel Institute", Mai 1957* Seiten 90-93 bekannt» Die Menge an Wärme, die duroh diese

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Kühleinheiten abgeleitet werden soll, wird durch den Wäraeleitfähigkeitskoeffizienten durch den Metallstreifen bestimmt und nicht durch den Wärneleitkoeffizienten vom Metall zu Wasser* da dl· Waseerströme nicht zerstäubt« sondern zusammenhängend sind und von verhKltnismässig niederer Geschwindigkeit, wenn sie mit dem Stahlstreifen in Berührung können.

) Selbstverständlich könnte jeder Kühlabschnitt eine andere Anzahl von Kühleinheiten und sogar nur eine einzige Einheit aufweisen. Es 1st möglich, dass die KUhlabschnitte alt gegenseitig verschiedenen Anzahlen von Kühleinheiten entlang der LSnge des Auelauftisches ausgeführt werden« wenn das erwünscht 1st.

In Fig. 3 liefern die Hauptwasserleitungen 130 wasser alt ein·« wesentlich höheren Druck zn den Kühlabachnitten und

t in diese« Pail· 1st Jeder Kühlabschnitt 121 alt drei Hoch-

drucksprühdUsen 132 versehen* die das Wasser in beträchtliche« Ausaass zerstäuben. Hier sind ebenfalls Ventile 126 In den Leitungen 124 angeordnet» die das Wasser zu den Sprühdüsen führen* wobei die Ventile 126 durch die Signalleitungen 107 für die oberen Kühlabschnitte und 108 für dl· Kühlabschnitt· unter den Streifen gesteuert werden. Für diese Arten von Sprühnebeln 1st der Wärewtibertragungskoeffizlent von Metall zua Wasser kritisch für die Menge

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der ssu übertragenden Wärme. Derartige HociidrueiaiprühdUBen ssiocS dee Fachmann ebenfalls zum Kühlen von heiaegewalscten Sfetallstreifen bekannt, a.B. au» de» Buch "The Making, Shaping and Treating of Steel", herausgegeben von der US Steel Co., April 1957, Seiten 592-4.

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren st« Kühlen von helssgewalzten Metallstreifen auf eine« Auslauftisch, über den der Streifen sioh nach de* Waisen bewegt, wobei die Kühleinrichtung aus einer Anzahl von KUhlabechnitten besteht, die Wasser in Berührung mit des Streifen bringen und die in einer grossen Ansahl entlang der Länge des Streifens angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass nur * ein Teil aller KUhlabaohnitte zu« Kühlen eines Streifens In Betrieb gebracht wird, und zwar in einer Anzahl und an Stellen entlang der Länge der KUhIsone, die so gewählt sind, dass ungefähr ein gewünschtes Verhältnis zwischen der Temperatur des Streifens und der Zeit für Jeden Teil des Streifens gewählt wird, wobei die KUhlabsohnltte, die in Betrieb gesetzt werden, mindestens teilweise durch nicht la Betrieb befindliche KUhlabschnltte getrennt sind.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass «it einer Zunähe* der Strelfengesohwlndigkelt ein oder Mehrere zusätzliche KUhlabsohnitte, die stromab von denjenigen liegen, die bei der niedrigeren Oeeohwlndiglcelt in Betrieb sind, in Betrieb gesetzt werden, wobei KUhlabsohnltte, die sich nicht la Betrieb befinden zwischen eindestens eine« Teil dieser zusätzlichen KUhlabsohnitte liegen.

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3· Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass während des Waisen« eines Streifens bei einer Erhöhung der Walzgeschwindigkeit ein oder Mehrere Kühlabschnitte abgestellt werden und eine grössere Anzahl von teilweise ein oder mehr anderen KUhlabsohnltten in Betrieb gesetzt werden, wodurch Insgesamt eine grössere Länge der KUhlzone gedeckt wird.

4. Verfahren nach einen beliebigen der vorhergehenden ^ Ansprüche» dadurch gekennzeichnet, dass bei einer MaxlMalgeschwindlgkelt des Streifens Kühlabsohnltte in Betrieb gesetzt werden, die an Stellen liegen, die die ersten und letzten Teile der Zone einschliessen, in der KUhlabschnitte vorgesehen sind.

3. Vorrichtung zum Kühlen von heissgewalzten Metallstreifen, dadurch gekennzeichnet, dass eine KUhlzone vorhanden ist, die so beschaffen 1st, dass sie einen sich _ä bewegenden Metallstreifen, der von eins« Walzwerk koset, aufnimmt undfUÜit und wobei Kühlvorrichtungen vorgesehen sind, die aus einer Anzahl von Kühlabsohnitten bestehen, die Wasser In Berührung »It de« Streifen abgeben und die in einer grossen Anzahl entlang der Länge des Streifens vorgesehen sind, dass eine Kontroll·und Steuereinrichtung vorgesehen ist, die eins Slngangsvorriohtung hat, die so

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beschaffen ist, dass sie die Kontroll- und Steuervorrichtung gemäss dem gewünschten Verlauf der Temperatur in der Zeit fUr Jeden Teil des Streifens steuert und eine Ausgangevorrichtung, die so beschaffen 1st, dass sie Signale zu der Ventileinrichtung führt, um die KUhlabschnitte getrennt in oder ausser Betrieb zu setzen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, -. dass die Kontroll- und Steuereinrichtung auch einen Eingang für Signale hat, die die Geschwindigkeit des Streifens darstellen und die den Ausgang so beeinflusst, dass der gleiche Temperaturverlauf in der Zeit für jeden Teil des Streifens, unabhängig von der Veränderung der Geschwindigkeit des Streifens aufrecht erhalten wird.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Kontroll- und Steuervorrichtung auch Eingänge für Signale hat, die andere Verän-

" derliohe darstellen, die verstellt oder gemessen werden müssen und bei denen es gleichgültig ist, ob sie während des Walzens eines Streifens veränderlich sind oder nicht, wie etwa die Stärke des Streifens, die Temperatur des Streifens am Ende des Walzens und die Temperatur des Streifens nach dem Abkühlen.

8. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 5 bis 7 einsohlieselioh, dadurch gekennzeichnet, dass die

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Gesamtanzahl der Kühlabschnitte sich auf »ehr als sechzig und vorzugsweise ungefähr neunzig insgesamt, über und unter dem Streifen, belauft.

9. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche

5 bis δ elnschliessllch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontroll- und Steuereinrichtung so beschaffen 1st, dass si« eine Anzahl von Kühlabschnitten In Betrieb setzt, die min· destens teilweise durch nicht in Betrieb befindliche Kühlabschnitte getrennt sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontroll- und Steuereinrichtung einen Eingang aufweist, die nach Belieben mit jedem gewünschten gewählten Verlauf aus verschiedenen gewünschten Verläufen der Kühlgeschwindigkeit eines jeden Teiles des Streifens programmiert werden kann, um diejenigen Kühlabschnitte in Betrieb zu setzen, die diesen gewünschten gewählten Verlauf der Kühlgeschwindigkeit ergeben.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Kontroll- und Steuereinrichtung auch einen Eingang für Signale hat, die die Geschwindigkeit des Streifens darstellen und die die Ausgänge so beeinflussen, dass der gleiche Verlauf der Temperatur in der 2SeIt für jeden Teil des Streifens unabhängig von der Veränderung der

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Geschwindigkeit de« Streifens aufrecht erhalten wird, wobei die genannte Kontroll- und Steuereinrichtung Mittel aufweist, um die Durchschnittsgeschwindigkeit für Punkte des Streifens im Durchlauf durch die Kühlzone während der Beschleunigung des Streifens aufrecht zu erhalten und eine Einrichtung, üb Kühlabschnitte in Abhängigkeit von der genannten Durchschnittsgeschwindigkeit in Betrieb zu setzen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, dass die KUhlabsohnltte jeder mehr als eine KUhleinheit entlang der Länge der Kühlzone umfassen, die Zuleitung·» ventile hat, die so beschaffen sind, dass sie die gesagten Einheiten eines KUhlabsohnittes la gleichen Zeitpunkt speisen oder ausschalten köi

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