DE19749446A1 - Vorrichtung zum Führen eines Stranges, insbesondere eines heißen Drahtes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Führen eines - bevorzugt temperierten - Stranges, insbesondere eines hei­ ßen Drahtes aus Stahl oder Eisenwerkstoff, in einem Rohr mit wenigstens einem aus der Rohrachse gekrümmten Bereich zum Legen von Windungen des Stranges.

Zum Auswalzen eines Stahlknüppels mit beispielsweise 140 mm Kantenlänge zu Walzdraht eines Durchmessers von etwa 5,5 mm wird das Fertigprodukt im Verhältnis der Querschnittsab­ nahme verlängert. Um diese übergroße Länge wieder auf ein normales Packmaß zu bringen, wird der über 1000°C heiße Walzdraht mit seiner Endwalzgeschwindigkeit innerhalb eines zu einem Kreis gebogenen Rohres in Rotation versetzt. Dabei entstehen nach dem Verlassen des Rohres kontinuierlich mit­ einander verbundene Drahtringe eines Durchmessers von bei­ spielsweise 1000 mm, den das sog. Legerrohr am Ausgangsende beschreibt. Diese Drahtringe fallen nacheinander auf ein in gleicher Richtung sich bewegendes Transportband und bilden dort sich teilweise überlagernde Schlingen. Diese fallen am Ende des Transportbandes senkrecht auf einen unterhalb dessen befindlichen zentrischen Dorn, der seine schon dichtere Drahtlast durch Abkippen zum weiteren Verpressen der Bündel weiterreicht.

Das Legerrohr des Innendurchmessers von etwa 35 mm ist etwa 4 m lang. Sein größter Anteil (etwa 3,20 m) wird für die Kreisbildung beansprucht. Der Rest bleibt unverformt und wird für den horizontalen Einlauf des Drahtes benötigt. Die Spitze des Drahtes stößt bei der Einführung in die Rohr­ krümmung mehrfach, nur kurz, - aber mit ca. 100 m/sec Walzgeschwindigkeit - an hintereinander befindliche Stel­ len der Rohr-Innenfläche an. Die Rohrkrümmung weist dem Draht den Weg zum Rohrende, an dem er dann kreisförmige Ringe beschreibt, die von selbst auf das erwähnte Trans­ portband fallen. Die Durchlaufzeit der Drahtspitze durch das Legerrohr beträgt nur etwa 3/100 sec.

Hat die Draht spitze das Legerrohr verlassen, reibt der Stahldraht solange an den gleichen Stellen der Rohrinnen­ fläche, bis die gesamte Drahtlänge - in maximal 2 Minuten - durchgeschossen ist. Zufolge der Fliehkraft im kreisför­ migen Legerrohr berühren alle Drähte immer dieselben Stel­ len der Rohrinnenfläche, die jedoch auf Längen bis zu 20 oder 30 mm unterschiedlich schnell verschleißen. Daher be­ stimmt der Bereich mit der größten Verschleißrate die Standzeit des Legerrohres.

Zur Meidung von unerwünschten Betriebsstörungen muß ein Austausch des Legerrohres an der Marke mit dem größten Ver­ schleiß erfolgen, bevor die Rohrwand durch die Verschleiß­ tiefe aufgebrochen ist. Zwar würden die übrigen Marken mit weniger tiefem Verschleiß eine längere Nutzung erlauben. Da sich jedoch alle Verschleißmarken an ein und demselben Verschleißteil befinden, werden sie alle als Teil des Le­ gerrohres mit diesem ausgebaut. Dies ist als besonders großer Mangel anzusehen, da alle mehr oder weniger tiefen Verschleißspuren im Legerrohr wie die Glieder einer Kette miteinander verbunden sind - das schwächste Glied bestimmt hier wie dort die Standzeit.

Da der Verschleiß im Legerrohr nicht durch Nacharbeit aus­ geglichen zu werden vermag, bleibt dessen erste auch die einzige Nutzung. Die Lebenszeit beträgt bei einer Drahtge­ schwindigkeit von 100 m/sec nur 20 bis 30 Stunden. Weiß man, daß das Legerrohr beispielsweise 1000 US$ kostet, und jede Operationsstunde mit etwa 40 US$ zu Buche schlägt, also so teuer ist wie sämtliche Walzkaliber im Walzwerk zu­ sammen, erkennt man die Nachteile des Standes der Technik. Wesentlich teurer noch sind die Austauschzeiten für das Le­ gerrohr bei operativen Stundenkosten eines Walzwerkes von etwa 7000 US$! Man verliert so - neben den erwähnten Rohr­ kosten von 1000 US$ - zusätzlich etwa 3500 US$ durch ver­ lorene Operationszeit.

In Kenntnis dieses Standes der Technik hat sich der Erfin­ der das Ziel gesetzt, die vorstehend beschriebenen Mängel zu beseitigen und vor allem Kosten zu senken.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre des unabhängigen Anspruches, die Unteransprüchen geben günstige Weiterbil­ dungen an.

Erfindungsgemäß sind zumindest in einem Bereich des Leger­ rohres in dessen Innenraum austauschbar bzw. lösbar ange­ ordnete Verschleißelemente vorgesehen, die den Führungs­ querschnitt zum Führen des in ihm bewegten Stranges bestim­ men, also eine Auskleidung darstellen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind im Legerrohr kurze Rohrstücke als Verschleißelemente angeordnet, die ge­ gebenenfalls nur dort aus verschleißarmem Werkstoff geformt sind, wo die Berührung mit dem Strang bzw. Draht erfolgt. So hat es sich beispielsweise als günstig erwiesen, das eingesetzte Rohrstück aus einem Außenring und einem ver­ schleißfesten Innenring zusammenzufügen.

Vorteilhafterweise ist das Verschleißelement zur besseren Draht- oder Strangführung mit einem sich in Förderrichtung zumindest teilweise konisch verjüngenden Innen- oder Rohr­ raum versehen; bevorzugt wird ein Verschleißelement, in dem der sich konisch verjüngende Rohrraumabschnitt - in För­ derrichtung - an einen Abschnitt konstanten Durchmessers anschließt.

Auch hat es sich als günstig erwiesen, zwei benachbarte Verschleißelemente durch Verbindungsringe achsparallel an­ einanderzufügen, die beidseits in Randeinformungen der Ver­ schleißelemente - gleichen Außendurchmessers - eingrei­ fen.

In einer weiteren Ausgestaltung ragt von einer Stirnfläche des Verschleißelements ein an dieses angeformter Fußring koaxial ab, der - als Teil einer Steckverbindung - in eine Randeinformung des benachbarten Verschleißelements eingreift.

Im Rahmen der Erfindung liegt zudem eine Ausgestaltung, bei der die Verschleißelemente - bevorzugt austauschbar - in Abstand zueinander an einem Distanzhalter angebracht und mit diesen in das Legerrohr eingeführt werden; der Distanz­ halter besteht dabei insbesondere aus einem schraubenlini­ enartig gelegten Draht oder einem entsprechenden Fe­ derstrang.

Als Werkstoff für das Rohrstück bzw. das Verschleißelement können metallische Werkstoffe - TANCA, Hartmetall, Wolf­ ram, Molybdän od. dgl. - herangezogen werden, aber auch nicht metallische Werkstoffe, beispielsweise Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Silziumkarbid, Siliziumnitrid, Bornitrid oder Graphit.

Erfindungsgemäß übernimmt also das Legerrohr - unverändert in seinen Dimensionen - nur noch mittelbar die Formge­ bungsaufgabe für die Schlingenbildung des Drahtes; die un­ mittelbare Führungs- und Verschleißaufgabe wird von den un­ abhängig voneinander funktionierenden Verschleißelementen übernommen, und es erhält jede im Laufe der Walzzeit sich zunehmend ausbildende Verschleißmarke ihr eigenes "Vehikel".

Die kurzen Verschleißröhrchen können unabhängig voneinander versetzt werden. Auch wird es möglich, durch Drehen der Einsätze um beispielsweise jeweils 45°, nacheinander ihren ganzen Innenraum- oder Bohrungsumfang gegen den Verschleiß­ angriff aufzubieten. Damit vergrößert sich ohne Rohrwechsel die Zahl der Nutzungen und die gesamte Lebenszeit des neuen Verschleißteils.

Wird obendrein die existierende Verschleißrate durch zuneh­ mend verschleißärmere Werkstoff ersetzt, verlängert sich die Standzeit noch weitergehend.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugt er Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:

Fig. 1, 2 jeweils einen Längsschnitt durch ein Führungsrohr für Draht od. dgl. Stränge in Seitenansicht;

Fig. 3 den Längsschnitt durch ein gekrümmtes Führungsrohr;

Fig. 4 einen Abschnitt aus Fig. 3 in einer weiteren Ausführung.

Ein Führungs- oder Legerrohr 10 für einen aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellten Draht, der in Förder­ richtung x zugeführt wird, weist in Fig. 1 einen Innen­ durchmesser d von hier 38 mm auf. Im Rohrinnenraum 12 sind mehrere Verschleißelemente lösbar angebracht, welche je­ weils ihrerseits rohrstumpfartig ausgebildet sind und deren Mittelachse in die Längsachse A des Legerrohres 10 fällt.

So ist mit 14 eine Scheibe der achsparallelen Länge a mit zentrischem Durchbruch 16 bezeichnet. Letzterer verjüngt sich von einem Eingangsdurchmesser e - hier 15 mm - in Förderrichtung x auf einen Enddurchmesser, welcher dem gleichbleibenden Innendurchmesser i des anschließenden Durchbruches 18 eines benachbarten Scheibenelementes 20 entspricht. Letzteres besteht aus zwei konzentrischen Rin­ gen 21, 22, von denen nur der innere Ring 21 verschleißarm sein muß. Zwischen diesem Scheibenelement 20 und einer nachfolgenden Scheibe 14 sitzt ein Distanzring 24 der axia­ len Länge b und geringer Wanddicke.

Ein ebenfalls im Legerrohr 10 der Fig. 1 skizzierte Ver­ schleißelement 26 vereint die beiden vorbeschriebenen Scheiben 14, 20 zu einem einstückigen Körper mit zentri­ schem Durchbruch 28, der seinerseits aus zwei Abschnitten 16 _a, 18 _a besteht, nämlich einem sich konisch verjüngenden und einem von konstantem Durchmesser i.

In Fig. 2 ist ein weiteres Verschleißelemente 26 _a der be­ schriebenen Ausbildung vorgesehen. Sein Außendurchmesser n von hier 27 mm ist so gewählt, daß zwischen dem Ver­ schleißelement 26 _a und der Rohrinnenfläche 11 ein Futter­ ring 29 angeordnet werden kann, dessen Außendurchmesser vom Innendurchmesser d (hier 37 mm) des in Fig. 2 nicht ge­ zeigten Legerrohres 10 bestimmt ist.

Ein anderes in Fig. 2 angedeutetes Verschleißelement 26 _b weist einen Außendurchmesser auf, der dem Innendurchmesser d des Legerrohres 10 entspricht; hier sind Verbindungsringe 30 zu erkennen, welche jeweils in in schulterartige Rand­ einformungen 32 an den Stirnflächen 34 des Verschleißele­ ments 26 _b eingesetzt werden und zwei benachbarte Ver­ schleißelemente 26 _b verbinden kann.

Schließlich ist bei 26 _c ein Verschleißelement (Fig. 2, links) vorgesehen, das mit einem angeformten Fußring 36 in die schulterartige Randeinformung 32 des anschließenden Verschleißelements 26 _b eingreift.

Die beschriebenen Verschleißteile 14, 20, 26, 26 _a bis 26 _c sind bevorzugt - aber nicht zwingend - aus verschleißfesterem Werkstoff geformt als das Legerrohr 10. Wie gesagt, wird das zweiteilige Scheibenelement 20 lediglich durch seinen inneren Ring 21 verschleißfest; der äußere Ring 22 wird aus weniger verschleißfestem Werkstoff gefertigt. Letzteres trifft auch auf die Distanzringe 24, die Futterringe 29 und die Verbindungsringe 30 zu.

Als Werkstoff für die Verschleißelemente sind sowohl Metal­ legierungen als auch nicht metallische Werkstoffe denkbar.

Nicht gezeigt ist eine Ausführung, bei der in den Krüm­ mungsbereichen des Legerrohres 10 mehrteilige zusammenge­ setzte Verschleißelemente vorgesehen sein können, die in der Achsebene geteilt sind und bei denen eine verschleißfe­ stere Hälfte an der Krümmungsaußenseite ruht.

Das gekrümmte Legerrohr 10 der Fig. 3 bietet eine sich deiner Rohrinnenfläche 11 anschmiegende Schraubenfeder 40 an; diese dient einigen an ihr verteilten Verschleißelemen­ ten 26 als Distanzhalter. In diesem lagern die Verschleißelemente 26 austauschbar in mittlerem Abstand q voneinander so, daß der - auch hier nicht gezeigte - Draht in den Durchbrüchen 28 ohne weiteres geführt wird. Dank dieser Anordnung kann die Lage der Verschleißelemente 26 auf die verschleißgefährdeten Stellen vorgewählt werden, zudem ist deren Austausch bei Betätigung des Distanzhalters 40 erleichtert.

In Fig. 4 werden die Verschleißelemente 26 _b mit den schul­ terartigen Randeinformungen 32 eingesetzt; diese nehmen je­ weils einen Bereich der Schraubenfeder 40 auf.

Claims (16)

1. Vorrichtung zum Führen eines Stranges, insbesondere eines heißen Drahtes aus Stahl oder Eisenwerkstoff, in einem Rohr mit wenigstens einem aus der Rohrachse ge­ krümmten Bereich zum Legen von Windungen des Stranges, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest in einem Bereich des Legerrohres (10) dessen Führungsquerschnitt von lösbar in ihm angeord­ neten Verschleißelementen (14, 20, 26) zur Strangführung begrenzt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch kurze Rohrstücke (14, 20, 26) als im Legerrohr (10) an­ geordnete Verschleißelemente.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (14, 20, 26) zumindest etwa hälftig aus einem verschleißarmen Werkstoff geformt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (20) aus einem Außenring (22) und einem verschleißfesten Innenring (21) besteht.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschleißelement (14, 26) mit einem sich in Förderrichtung (x) zumindest teilweise konisch verjüngenden Rohrraum (16, 16 _a) versehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschleißelement (26, 26 _a, 26 _b, 26 _c) einen sich konisch zu einem Rohrraumabschnitt (18 _a) konstanten Durchmessers (i) verjüngenden Rohrraumabschnitt (16 _a) aufweist.

7. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei benachbarte Ver­ schleißelemente (26 _b) durch Verbindungsringe (30) an­ einandergefügt sind, die beidseits in Randeinformungen (32) der Verschleißelemente gleichen Außendurchmessers (d) eingreifen.

8. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß von einer Stirnfläche (34) des Verschleißelements (26 _c) ein angeformter Fuß ring (30) koaxial abragt, der in eine Randeinformung (37) des benachbarten Verschleißelements (26 _b, 26 _c) eingreift.

9. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Legerrohr (10) und Verschleißelement (26 _a) eine Futterbüchse (28) vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Legerrohr (10) zwischen zwei Verschleißelementen (14, 20, 26) ein Distanzring (24) den Abstand (b) der Stirnflächen (34) bestimmt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Legerrohr (10) ein Distanzhal­ ter (40) verläuft, an dem Verschleißelemente (14, 20, 26, 26 _a bis 26 _c) in Abstand (q) zueinander fest­ gelegt sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschleißelemente (14, 20, 26, 26 _a bis 26 _c) lös­ bar am Distanzhalter (40) vorgesehen sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Distanzhalter (40) aus einem schrau­ benlinienförmig gelegten Drahtstrang besteht.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß im Legerrohr (10) als Distanzhalter (40) eine Schrauben- oder eine Spiralfe­ der verläuft.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschleißelement oder Rohr­ stück (14, 20, 26, 26 _a bis 26 _c) aus einem metallischen Werkstoff wie TANCA, Hartmetall, Wolfram, Molybdän od. dgl. , geformt ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschleißelement oder Rohr­ stück (14, 20, 26, 26 _a bis 26 _c) aus einem nicht metalli­ schen Werkstoff wie Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Sili­ ziumkarbid, Siliziumnitrid oder Bornitrid oder Graphit geformt ist.