DE1904303A1 - Verfahren zur thermischen Verfestigung von Walzerzeugnissen und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zur thermischen Verfestigung von Walzerzeugnissen und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens

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Description

Institut £ernoö metallurgii 29. Jan. 1969
Dnepropetrovsk/ UdSSR poi^walie p Λ7
ZELLENi: ■£.· !.UYKEN '
8000 M;i..ctmn 22 I
VERFAHREN ZUR THERMISCHEN VERFESTIGUNG VON WALZEHZEUGNISSEN UND VORRICHTUNG ZUR DURCHFÜHRUNG DES
VERFAHRENS
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet des Hüttenwesens, insbesondere auf die Verfahren und Vorrichtungen, welche zur thermischen Verfestigung des sich bewegenden Walzgutes verwendet werden·
Es ist die Vorrichtung bekannt, welche das Verfahren der thermischen Bearbeitung des aus dem Walzwerk im Warmzustand austretenden Walzdrahtes (Drahtes) durchführt·
Diese Vorrichtung besteht aus einer Reihe Ton den nacheinander angeordneten Rohrkammern, je eine von welchen im Vorderteil mit einer Düse versehen ist, wodurch dieser Kammer die Kühlflüssigkeit zugeführt wird. Der Walzdraht wird von der Haspel durch die Kanäle in den Düsen und Hohlräume in den Kammern gezogen, welche voll mit der mit der Geschwindigkeit der Verschiebung des Walzdrahtes zugeführten Kühlflüssigkeit ausgefüllt sind· Bei der Kühlung des Walzdrahtes von 98O0C bis 55O0C erfolgt die thermische Bearbeitung (Patentierung) desselben· Der walzdraht befindet sich dabei noch im plastischen Zustand· Die genannte Vorrichtung ist hinter dem letzten Walzgerüst des Walzwerkes Tor der Haspel angeordnet· Das letzte nicht kühlende Bohr der Vorrichtung ist mit der Gegenstromdüse versehen, welche den Zugang der Flüssigkeit in dieses Bohr hindert·
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Doch kann diese Vorrichtung zur thermischen Bearbeitung von Walzer Zeugnissen, zum Beispiel vom Bewehrungsstahl mit dem Durchmesser von 14-24 mm verwendet werden, welche mit dem Einsatz von den modernen Kontinuierwerkzeugmaschinen mit der Geschwindigkeit von 10-17 m/sek und der Temperatur von 105O0C hergestellt werden· Zur Herabsetzung der Temperatur desselben bis zu 300-400° zwecks thermischer Bearbeitung wäre die Vorrichtung von 50 m Länge erforderlich. Darüber hinaus können die Trommelschere (fliegende Schere),die die statische Zerreisfestigkeit von 100-140 kg/mm und mehr aufweisenden Walzerzeugnisse nicht schneiden und deshalb ist es erforderlich, dieselben vor der genannten Vorrichtung auf austeilen. Aber in diesem Fall ist da* Mittel zur Förderung des abgeschnittenen Erzeugnisses durch die Vorrichtung zur thermischen Verfestigung erforderlich·
Im Zeitpunkt des Durchganges des BrZeugnisses durch eine Reihe von den mit Wasser gefüllten Kammern entstehen Druckwasserst öße, welche die Geschwindigkeit der Verschiebung des Erzeugnisses herabsetzen und dasselbe auf dem sich über 5 m lang erstreckenden Wege zum Stehen bringen. Zur Beseitigung von Druckwasserstößen wurden auf den Kammern die selbsttätigen Ventile angeordnet, welche das Wasser im Zeitpunkt des Durchganges des Vorderteils des Erzeugnisses abschalten, aber das führt· arar ungleichmäßigen Kühlung des Erzeugnisses nach der Länge·
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Zur Förderung von Erzeugnissen ist es notwendig, die Kühlflüssigkeit mit der Geschwindigkeit zuzuführen, welche die Geschwindigkeit des aus dem Walzwerk austretenden Erzeugnisses um das Mehrfach übersteigt. Die Förderflüssigkeit soll nicht aus einer Kühlkammer in eine andere aufließen. Wird dieselbe nicht abgeworfen, so, mit großer Geschwindigkeit aus vorhergehenden Kammer ausgetreten, wird die Kühlflüssigkeit in die darauffolgende Kammer eintreten und bei der Zuführung des Vorderteiles destifalzgutee in dieselbe werden. Die Druckwasseretöße entstehen, welche die Geschwindigkeit der Verschiebung des Walzerzeugnissee herabsetzen und zu der Verstopfung der Kammern beitragen·
Man hatte versucht, die Gegenstromdüsen zum Zwangsabwurf der Kühlflüssigkeit zu verwenden, aber dadurch wurde die Bremsung des sich bewegenden Walzgutes hervorgerufen· Darüber hinaus hinderte je eine Düse den Zugang der Luft in die mit derselben verbundene Kammer, aber bei Mangel an Luft wird im Vorderteil der Kammer der Unterdruck gebildet, welcher die Geschwindigkeit der Pörderflüssigkeit erheblich herabsetzt.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu vermeiden. Die anderen Zwecke und Vorteile der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich.
Der Ertindung wurde die Aufgäbe zugrunde gelegt, solch ein Verfahren und die Vorrichtung zur thermischen Verrestigung
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«AD
von Walzer Zeugnissen, zum Beispiel von Stangen nach dem Schneiden derselben mit der fliegender Schere zu schaffen, welche intensive und gleichmäßige Kühlung nach der Länge des Walzerzeugnisses bei der gleichzeitigen Förderung desselben gewährleisten.
. Diese Aufgabe ist durch die Schaffung des Verfahrens zur thermischen Verfestigung von Walzerzeugnissen,zum Beispieli von Stangen gelöst, wobei erfindungsgemäß jeder Kammer die Flüssigkeit mit Geschwindigkeit zugeführt wird, welche die Förderung eines Erzeugnisses durch, den Strom dieser Flüssigkeit und in solch einer Menge gewährleistet, daß der Strom der Flüssigkeit und das Walzerzeugnis die Kammer nicht voll ausfüllen, aber der restliche Teil der Kammer mit gasförmigem Medium, zum Beispiel, mit Luft ausgefüllt ist.
Es ist zweckmäßig, je einer Kammer die Flüssigkeit mit der Geschwindigkeit zuzuführen, welche die Geschwindigkeit des aus dem Walzwerk austretenden Erzeugnisses um das Anderthalb-Vierfache übersteigt.
Zur Durchführung des Verfahrens ist die Vorrichtung entwickelt, welche eine Reihe von den nacheinander angeordneten Rohrkammern aufweist, je eine von welchen im Vorderteil einen Zerstäuber besitzt, der dieser Kammer die Flüssigkeit zuführt, wobei erfindungsgemäß jeder Zerstäuber eine Düse hat, deren Querschnittsfläche geringer als die durch die
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8AO Ö8IGINAI
Innenwandung der Kammer und den Umfang des Walzerzeugnisses begrenzte Querschnittsfläche ist, aber sich der Hohlraum der Kammer mit der Außenluft unmittelbar oder durch den zur Zuführung des Erzeugnisses bestimmten Kanal des Zerstäubers verbindet.
Es ist erwünscht, den Zerstäuber mit gewisser Entfernung von der Kammer her derart anzuordnen, daß sich die letzte unmittelbar mit der Außenluft verbindet, wobei es zweckmäßig ist, zum Durchlaß des Erzeugnisses den Kanal mit solch einem Querschnitt auszuführen, welcher den Durchgang der Flüssigkeit durch denselben aus der vorhergehenden Kammer hindert·
Hinter jeder Kammer kann eine Einrichtung angeordnet werden, welche mindestens einen Strom der Flüssigkeit zuführt, die den Strom der ein Erzeugnis fördernden Flüssigkeit durchkreuzt und dieser Strom derart ablenkt, das derselbe in den mit dem Hohlraum der darauffolgenden Kammer kommunizierenden Kanal des Zerstäubers nicht geraten kann·
Das Endteil jeder Kammer kann nach dem Bogen derart gekröpft werden, daß sich die Förderflüssigkeit ablenkt, aber an der Wandung dieses Teiles ist die Öffnung zum Durchlaß des Erzeugnisses in voriger Richtung vorgesehen·
Es ist zweckmäßig, bei dem Zerstäuber die Düsen vorzusehen, welche durch die sich nach der Tiefe verjüngenden Läögsnuten im Gehäuse und den Trichter gebildet sind, der mit der Möglichkeit der Längsverschiebung über die VorSprünge
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zwischen den Nuten befestigt Bind.
Zur Erläuterung der Erfindung wird im folgenden das Ausführungsbeispiel des Verfahrens und der Vorrichtung mit Hinweis auf die dazu beigelegten Zeichnungen dargestellt, die zeigen:
Fig. 1 - die erfindungsgemäße Vorrichtung, Gesamtansicht;
Fig. 2 - den Zerstäuber mit der Kammer und der Einrichtung derselben Vorrichtung mit dem teilweisen Ausschnitt|
Piß· 3 - den Zerstäuber derselben Vorrichtung, welcher mit gewisser Entfernung von der Kammer angeordnet ist, Schnitt nach der Vertikal ebene;
Fig· 4 - den Endteil der Kammer der Vorrichtung, welcher nach dem Bogen im Schnitt nach der Vertikal ebene gekröpft ist}
Fig· 5 - den Mehrdüsenzerstäuber der Vorrichtung im Schnitt nach der Vertikalebene;
Flg. 6 - den Schnitt in der Fig· 5·
Die Vorrichtung weist eine Reihe von den nacheinander angeordneten Rohrkammern 1 (Fig. 1), je eine von welchen im Vorderteil eine Düse 2 (Fig· 2) besitzt, welche dieser Kammer die Flüssigkeit zur Kühlung und Förderung von Walzerzeugnissen 3 zufuhrt, die durch den Kanal 4 im Zerstäuber 2 und den
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Hohlraum 5 in der Kammer 1 durchgeht.
Jeder Zerstäuber 2 besitzt eine Düse 6, deren Querschnitt sfläche geringer als die durch die Innenwandung der Kammer 1 und den Umfang des Walzerzeugnisses 5 begrenzte Querschnittsflache ist·
Der Hohlraum 5 der Rammer 1 kommuniziert unmittelbar mit der Außenluft durch den Kanal 4 des Zerstäubers 2,
Bei jedem nachfolgenden Serstäuber 21 (Fig. 1) weist der Kanal 4 solch einen querschnitt auf, welcher den-Durchlaß von Flüssigkeit (Wasser) in die Kammer 1· aus der vorhergehenden Rammer 1 durch den denselben hindert.
Hinter je einer Kammer 1 ist die Einrichtung 7 zur Zuführung aes Wasserstromes und zum Durchkre/uzen des Stromes der Flüssigkeit durch denselben angeordnet, welcher das Erzeugnis 3 durch die Kammer 3 zum Zweck der Ablenkung dieses Stromes von dem mit dem Hohlraum der Kammer 1' kommunizierenden Kanal 5 her des Zerstäubers 2f fördert.
Vor dem ersten Zerstäuber 2 ist der Führungstrichter 8, aber nach der latxten Kammer - der Zerstäuber 9 zur Zuführung von Luft der Ooerflache des gekühlten Walzerzeugnisses zum Abtrocken dieser Oberfläche angeordnet.
Die Kammern 1 der Vorrichtung besitzen die Doppelwandungen 10 (Fig. 2) zum Durchlaß von Kühlwasser zwischen denselben zur Beseitigung der Verkrümmung der Innenwandungen· Um das Verspritzen des aus dem Hohlraum 5 der Kammer 1 austreten-
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den Wassers im Raum, in welchem sich die Vorrichtung befindet, sind die Kammern im Gehäuse II untergebracht· Das letzte ist an die das Wasser ableitende Rohrleitung 12 (Fig.1) angeschlossen.
Das Wasser wird den Zerstäubern 2 und den Einrichtungen 7 der Vorrichtung durch die Rohrleitung 13 zugeführt. Der Rollgang 14 ist zur Aufnahme und weiteren Förderung der ™ verfestigten aus der Vorrichtung austretenden Erzeugnisse bestimmt.
Die Anzahl der Kammern 1 die Länge und die Sorm des Querschnittes wird abhängig von der Kühltemperaturgröße mit . Rücksicht auf das Profil von Walzerzeugnissen, die Geschwindigkeit des Walzgutes und Zeitdauer der Kühlung gewählt.
Dabei wird Rücksicht auf die Schaffung der maximalen Wirkung der hydraulischen Förderung und auf den Verbrauch von Kühlwasser genommen. Da die Geschwindigkeit von Förder-™ flüssigkeit (Wasser-Luftgemisch) durch die Reibung derselben an den Wandungen der Kammer und an der Oberfläche des Walzgutes sinkt, so ist es zweckmäßig, zur Steigerung der hydraulischen Wirkung der Förderung die Kammern von der geringeren Länge zu verwenden. Die Rücksicht ist doch darauf zu nehmen, daß bei der Verkürzung der Länge der Kammern eine größere Anzahl derselben erforderlich ist, aber in diesem Zusammenhang der Wasserverbrauch zuniamt. Andererseits wäclpst
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mit der Verminderung des Querschnittes der Kammer die Dichte des Wasser-Luftgemisches an und vergrößert sich die Wirkung der hydraulischen Förderung, aber sinkt die Geschwindigkeit des Stromes nach der Länge der Kammer.
Die Vorrichtung funktioniert erfindungsgemäß folgender Weise.
Das Walzerzeugnis - die aus dem Walzwerk mit der Geschwindigkeit von 15 m/sek bei der Temperatur von 105O0C austretenden Stangen - passiert die Schere (in der Zeichnung nicht angegeben), den Aufnahmetrichter S und gelangt zu dem Zerstäuber 2 der Vorrichtung.
Über die Rohrleitung 13 wird jedem Zerstäuber 2,2* und den Einrichtungen 7 das Wasser zugeführt. Das Wasser tritt durch die Düse des Zersäubers mit der Geschwindigkeit von 40 m/sek unter kleinem Winkel zur Achse des Walzgutes aus, kühlt und fördert dasselbe durch die Kammer 1 zu dem nächsten Zerstäuber· Der Wasεerstrom füllt die Kammer nicht voll aus und bei der Verschiebung stößt die in derselben befindliche Luft aus, infolgedessen in der Kammer seitens des Zerstäubers der Luftunter druck gebildet wird, welcher zur intensiven Absaugung der Luft aus der Atmosphäre über den Kanal 4 des Zerstäubers und zum Brechen des aus der Düse des Zerstäubers austretenden Wasserstromes führt, wodurch das Wasser-Luftgemisch gebildet wird. Der aus der Kammer 1 austretend· Gemisch-
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strom gelangt zu der nächsten Kammer 1r nicht. Zu derselben gelangt nur das durch diesen Strom fördernde Walzgut. Die aus der Vorrichtung 7 austretenden Wasserströme lenken den das Walzerzeugnis fördernde Gemischstrom ab und dadurch wird das Ansaugen der Luft- in die Kammer über den Kanal 4 des Zerstäubers 2 gewährleistet.
Durch die Zuleitung von Frischwasser jeder Kammer und Wk den Zwangs abwurf des angewärmten Wassers vor den nächsten Kammer wird die gleichmäßige Kühlung der Wassererzeugnisses und die Förderung desselben erreicht·
Das bei der Vorrichtung verfestigte Walzerzeugnis wird dem Bollgang 14 zugeführt.
Im zweiten Ausführungsbeispiel ist der Zerstäuber 2 (Fig. 3) bei der Vorrichtung mit gewissen Abstand von der Kammer 1 her angeordnet, wobei vor je einer Kammer der Führungstrichter 15 angebracht ist, aber der Zerstäuber die ψ Wechselbüchse im Kanal 4 besitzt· In diesem Fall ist die Einrichtung 7 nicht erforderlich, da die Kammer unmittelbar mit der Außenluft zum Zutritt der Luft in dieselbe kommuniziert. Der Zerstäuber weist die Hingdüse auf· Die Schraubenverbindung des Trichters 17 mit dem Gehäuse des Zerstäubers ermöglicht es, die Größe der Düse bei achsialer Verschiebung des Trichters zu ändern· Das Wasser wird dem Zerstäuber 2 zwischen dem Trichter 17 und dem Gehäuse zugeführt, aber über
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den Kanal 4 des Zerstäubers gehen die Walzerzeugnisse 3 durch.
Im dritten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist der Zerstäuber 18 (Fig. 5 und 6) mit mehreren (.vieren) Düsen 19 verwendet. Sie sind durch die sich nach der Tiefe verjüxigenr· den Längsnuten 20 im Gehäuse und den Trichter 21 gebildet· Der Trichter 21 besitzt die Schraubenverbindung mit dem Gehäuse und verschiebt sich in bezug auf desselben in achsialer Richtung, wobei die zylindrische Aufienoberflache des,Trichters die Vorsprünge 22 des Gehäuses berührt. Solch ein Zerstäuber ermöglicht es, den Querschnitt der Düse bei der ständigen Anzahl derselben zu ändern.
Der Zerstäuber mit einzelnen Düsen hat den Vorteil Ib Vergleich zu dem Zerstäuber mit der Ringdüse, da derselbe weniger zur Verstopfung durch die mechanischen im Wasser befindlichen Beimischungen geneigt ist und bessere Verhältnisse zur hydraulischen Förderung des Walzgutes schafft· Der Zerstäuber ist im Falle des Einsatzes der Vorrichtung bei dem Übergang zu den anderen Abmessungen von Walzerzeugnissen und zur schnelleren Reinigung der Düsen geeignet·
Bei anderen Ausführungsbeispielen der Vorrichtung ist der Endteil 23 (Fig. 4) jeder Kammer nach dem Bogen gekrümmt und besitzt die öffnung 24 an der Wandung dieses Teiles sum Durchlaß des Walzerzeugnisses 3 in voriger Richtung.
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Die Förderflüssigkeit wird in diesem Pall abweichen und gelangt zu dem Kanal 4 des nächsten Zerstäubers 2 nicht.
Die Vorrichtungen können in parallelen Reihen (in der Zeichnung nicht angegeben) angeordnet"werden, und vor derselben ist der Verteilungspfeil angeordnet, welcher die Walzerzeugnisse in die Vorrichtungen abwechselnd lenkt. Die Form
^ des Querschnittes der Kammer kann rund oder rechtwinkelig abhängig von dem Profil des zu verfestigenden Erzeugnisses sein.
Falls das Walzerzeugnis die Form eines Blattes oder Streifens hat, so werden die Düsen der Vorrichtung, beiderseits des Erzeugnisses zur Schaffung von Strömen angeordnet, welche den Förderstrom ablenken. Das Förderwasser kann den Kammern mit der Geschwindigkeit zugeführt werden, weiche die Geschwindigkeit der Verschiebung des aus dem Walzwerke austretenden Walzerzeugnisses um das Anderthalb-Vierfache über-
W steigt.
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Claims (7)

  1. 29. Jan. 1969 1 q η / q η ο
    3 U H O U J ρ 17
    ZFLLENi IN o< LUYKEN .
    BDOO Munchsη 22
    r. ft
    PATENTANSPRÜCHE :
    1· Das Verfahren zur thermischen Verfestigung von WalzerZeugnissen, zum Beispiel, von Stangen durch die Kühlung derselben während der Verschiebung durch eine Reihe von den nacheinander angeordneten Rohrkammern, dadurch gekennzeichnet, daß je einer Kammer die Flüssigkeit zugeführt wird, welche die Verfestigung des ISrzeugnisses durch den Strom dieser Flüssigkeit und in solch einer Menge gewährleistet, daß der Strom der Flüssigkeit mit dem Walzgut die Kammer nicht voll ausfüllt, aber der restliche Teil der Kammer mit gasförmigem Medium, zum Beispiel, mit Luft ausgefüllt ist.
  2. 2. Das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e kennze ichnet, daß je einer Kammer die Flüssigkeit mit der Geschwindigkeit zugeführt wird, welche um das Anderthalb-Vierf ache die Geschwindigkeit des aus dem Walzwerk auetretenden Erzeugnisses übersteigt.
  3. 3. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1,2, welche eine Reihe von den nacheinander angeordneten Rohrkammern aufweist, je eine von welchen im Vorderteil einen Zerstäuber besitzt, der dieser Kammer die Flüssigkeit zuführt, im Innern von welchen das Erzeugnis durchgeht, dadurch gekennzeichnet, daß
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    jeder Serstäuber (2) eine Düse (16) hat, deren ^uerschnittsflache geringer als die durch die Innenwandung der Kammer (1) und den Umfang des Walzerzeugnisses (3) begrenzte Querschnitte-Oberfläche ist, aber der Hohlraum (1) der Kammer (1) mit der Außenluft unmittelbar oder durch den zum Einführen des Erzeugnisses (3) bestimmten Kanal (4) des Zerstäubers kommuniziert.
  4. 4· Die Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Zerstäuber (2) mit gewissem Abstand von der Kammer (1) her derart angeordnet, daß die letzte unmittelbar mit der Außenluft kommuniziert, wobei zum Durchlaß des Erzeugnisses (3) bei dem Zerstäuber (2) der Kanal (4) mit solch einem Querschnitt vorgesehen ist, welcher den Durchlaß der Flüssigkeit aus der vorhergehenden Kammer (1f) durch denselben hindert,
  5. 5· Die Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennze ichnet, daß hinter je einer Kammer (1) die Einrichtung (3) angeordnet ist, welche mindestens einen Strom der Flüssigkeit zuführt, der den das Erzeugnis (3) fördernde Strom durchkreuzt und diesen Strom derart ablenkt, daß derselbe zu dem Kanal (4) des mit dem Hohlraum der nächsten Kammer (1) kommunizierenden Zerstäubers (2) nicht gelangt.
  6. 6. Die Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Endteil (23) jeder Kaia-
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    mer (1) nach dem Bogen derart gekröpft ist, daß die Förderrflüssigkeit abweicht lind an der Wandung dieses Teiles die öffnung (24) zum Durchlaß des Erzeugnisses (3) in voriger Kichtung vorgesehen ist«
  7. 7. Die Vorrichtung nach Ansprüchen 3-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zerstäuber (1b) die Düsen (19) aufweist, welche durch die sich nach der Tiefe verjüngenden Längsnuten (20) im Gehäuse und den mit der Möglichkeit der Längsverschiebung über die Vorsprünge (22) zwischen den Nuten befestigten Trichter (21) gebildet sind·
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    Leerseite
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