DE2102800B2

DE2102800B2 - Anlage zur thermischen behandlung von walzerzeugnissen im kuehlmittelstrom

Info

Publication number: DE2102800B2
Application number: DE19712102800
Authority: DE
Inventors: Wladimir I. Kriwoj Rog Mischtschenko (Sowjetunion)
Original assignee: Ukrain'skij gosudarstwennij institut po projektirowaniju metallurgitscheskich sawodow UKRGIPROMES, Dnepropetrowsk (Sowjetunion)
Priority date: 1971-01-21
Filing date: 1971-01-21
Publication date: 1973-04-05
Also published as: DE2102800C3; GB1320983A; DE2102800A1; FR2123187A1; FR2123187B1

Description

sich ein Stau des Kühlmittels auf dem Blech, es ergeben sich unerwünschte Turbulenzen, die ein gleichmäßiges weiteres Abkühlen des Bandes nicht erlauben; schließlich fließt das Kühlmittel seitlich ab. Auf Grund der Turbulenzen und des Staues im Bereich des Zusammenstoßes der beiden Kühlmittelströme gelangt nicht alles Kühlmittel vom Band, sondern wird mit diesem weiierbeiörderi.

Bei der Verschiebung von Erzeugnissen mit rechteckigem Querschnitt, von Winkelstahl und U-Stahl aus einer Kammer ir. die andere dienen diese Erzeugnisse gleichsam als eine Rinne, über welche das Kühlmittel von Kammer zu Kammer fließt, wobei dieselben Nachteile entstehen wie auch bei der Verwendung von Aufsätzen.

Zweck der Erfindung ist die Beseitigung der erwähnten Nachteile.

Der Erfindung ist die Aufgabe zugrunde gelegt, eine Anlage zur thermischen Behandlung von Walzerzeugnissen in einem Kühlmittelstrom mit verbesserter Einrichtung zu schaffen, welche die Bewegungsrichtung des Kühlmittels am Austritt aus der Kammer derart ändert, daß ein Überströmen des Kühlmittels von Kammer zu Kammer zusammen mit dem zu behandelnden Erzeugnis ausgeschlossen ist.

Es wird eine Anlage vorgeschlagen, welche in einem gewissen Abstand hintereinander angeordnete Durchgangs-Kühlkammern enthält, an deren Eintrittsenden eine Düse für die Zuführung des Kühlmittels in die Kammer unter Druck angebracht ist, unter dessen Einwirkung das zu behandelnde Erzeugnis aus einer Kammer in die andere gefördert wird, während an den Austrittsenden sich eine Einrichtung zur Änderung der Kühlmittelbewegungsrichtung befindet. Gemäß der Erfindung besitzt diese Einrichtung federnde Elemente, welche vorwiegend quer zur Kammerachse mindestens auf zwei Seiten des Verschiebewegs des Erzeugnisses einseitig gelagert sind, indem sie einander mit ihren freien Enden überdekken. um ein Überströmen des Kühlmittels aus einer Kammer in die andere bei der Förderung des Erzeugnisses zu verhindern.

Die federnden Elemente werden zweckmäßigerweise in Form eines Satzes aus Stahldrähten ausgeführt, was deren hinreichende Verschleißfestigkeit gewährleistet.

Um ein eventuelles Aufbringen von Kratzern auf die Oberfläche des fertigen Walzerzeugnisses zu vermeiden, werden die federnden Elemente vorwiegend geradlinig ausgebildet, und ihre freien Enden sind in Bewegungsrichtung des Erzeugnisses abgebogen.

Zum Kühlen der Walzerzeugnisse mit großem Querschnitt oder mit figürlicher Gestalt (Quadrat, Oval, U-Stahl) werden die federnden Elemente in zwei aufeinanderfolgenden Reihen längs der Kammerachse angeordnet, wobei die federnden Elemente, die näher zum Austrittsende der Kammer angebracht sind, unter einem größeren Winkel zur Kammerachse geneigt sind als die federnden Elemente, die sich weiter weg vom Austrittsende der Kammer befinden.

Zum Halten eier Walzerzeugnisse in der Mitte der Kühlkammern während der Beförderung werden die federnden Elemente an Läufern montiert, welche vorwiegend quer zur Kammerachse liegen. Hierbei werden die federnden Elemente krummlinig ausgeführt, und ihre freies Ende weist nach der Seite, die der Bewegungsrichtung des zu behandelnden Erzeugnisses entgegengesetzt ist. Dadurch wird erreicht, daß die Läufer unter Einwirkung des aus der Kammer austretenden Kühlmittelstroms mit einer größeren Umfangsgesc'.nvindigkeit frei rotieren, als die lineare Bewegungsgeschwindigkeit der Walzerzeugnisse in der Kammer ist, und daß der Kühlmittelsf.om in kleine Teile mit freiem Auswurf derselben vor dem Eintritt in die nächste Kühlkammer zerkleinert wird.

Bei der Behandlung von Erzeugnissen in Form

von Winkelstahl, U-Stahl und Trägern wird die

ίο Länge der Drähte, aus denen die federnden Elemente bestehen, so gewählt, daß die freien Enden der Elemente die Querschnittsform d^s Walzerzeugnisses nachahmen, dessen Oberfläche sie berühren, damit ein zuverlässiger Auswurf des Kühlmittels nach jeder Kammer gewährleistet ist.

Somit besteht der Hauptvorteil der Erfindung dann, daß das Gelangen des Kühlmittels aus einer Kammer in die andere piuktisch ausgeschlossen ist. wobei der sich auf der Oberflache des zu behandeln-

ao den Erzeugnisses ausbildende Dampfmantel beim Austritt desselben aus den Kammern durch die ^federnden Elemente abgezogen wird, wodurch der Wärmeentzug in jeder Kammer verbessert v/ird.

Ein anderer Vorzug der Erfindung ist, daß es gelingt, die Bewegungsgeschwindigkeit des Kühlmittels in jeder Kammer höher als Jie Bewegungsgeschwindigkeit der Walzerzeugnisse aufrechtzuerhalten und letztere in der Mitte der Kammer zu halten, was bessere Bedingungen für die Beförderung der Erzeugnisse und für die Wärmeentziehung schafft.

Im folgenden wird die Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Es zeigt
F i g. 1 eine Kühlkammer mit nur einer Reihe von federnden Elementen,

Fig. 2 Ansicht in Pfeilrichtung A der federnden Elemente, welche in F i g. 1 dargestellt sind,

F i g. 3 eine Kühlkammer mit zwei Reihen von federnden Elementen,

F i g. 4 eine Kühlkammer mit an Läufern befestigten federnden Elementen.

F i g. 5 die Befestigung de federnden Elemente im Läufer,

F i g. 6 einen Schnitt nach Linie VI-VI durch den oberen Läufer in F i g. 4,

Fig. 7 einen Schnitt nach Linie VIl-VII durch den unteren Läufer in F i g. 4.

Die vorgeschlagene Anlage enthält mehrere Durchgangs-Kühlkammern 1, von denen eine in

5c Fig. I dargestellt ist, wobei d^;e Kammern 1 hintereinander und gleichachsig in einem gewissen Abstand voneinander angeordnet sind und durch diese Kammern J das zu behandelnde Erzeugnis 2 befördert wird.

Die in Bewegungsrichtung des Erzeugnisses 2 befindliche erste Kammer 1 wird in der Regel hinter dem letzten Gerüst der Fertigstraße eines Walzwerks oder eines anderen Aggregats (nicht dargestellt) angeordnet, aus denen das Erzeugnis 2 mindestens auf 850° C erhitzt heraustritt. In die erste Kammer 1 wird das Erzeugnis 2 mit Hilfe von Walzen des Gerüstes oder anderen Vorrichtungen vorgeschoben und dann aus einer Kammer 1 in die andere durch ein Kühlmittel weiter befördert, welches in die Kammern 1 gedruckt und nach Passieren jeder Kammer 1 ausgeworfen wird. Vom zuverlässigen Auswurf des abgearbeiteten Kühlmittels nach jeder Kammer 1 hängt eigentlich die Betriebssicherheit der Anlage

und die Qualität der thermischen Behandlung des Erzeugnisses 2 ab.

Jede Kammer 1 besitzt eine röhrenförmige Abteilung 3, die sich in Richtung des Eintrittsendes der Kammer 1 erweitert. Am erweiterten Eintrittsende der Kammer 1 sind eine oder mehrere Düsen 4 angebracht, welche das Kühlmittel unter Druck mit einer Geschwindigkeit zuführen, die die Bewegungsgeschwindigkeit des Erzeugnisse 2 in der Kammer 1 übersteigt, wodurch das Erzeugnis 2 unter der Wirkung dieses Kühlmittels bei gleichzeitigem Wärmeentzug durch die Kammer transportiert wird.

Das Kühlmittel wird den Düsen 4 über einen Stutzen 5 zugeführt. Als ein solches Mittel kann insbesondere Wasser oder ein Wasser-Luft-Gemisch dienen, bei dem die Luft ins Innere der röhrenförmigen Abteilung 3 unter Einwirkung des aus den Düsen 4 ausfließenden Wassers angesaugt wird.

Bei verhältnismäßig hoher Erwärmung des Erzeugnisses 2 kann die Kammer 1 um die röhrenför- _ao miae Abteilung 3 herum einen Wassermantel 6 aufweisen, dem das Wasser über einen Schlauch 7 einen Stutzen 8 zu- und über den Stutzen 9 abgeführt wird.

Am Auslriilsende der Kammer 1 wird auf der Außenseite der röhrenförmigen Abteilung 3 eine Einrichtung montiert, die die Bewegungsrichtung des Kühlmittels ändert und deren Ausfülvrungsvarianten im weiteren beschrieben werden.

In einem Fall, wie dies in F i g. 1 gezeigt ist, enthält diese Einrichtung einen auf der röhrenförmigen Abteilung 3 starr befestigten Ring 10 mit zwei diametral gegenüberliegenden Kragstücken 11, in denen Bohrungen mit in sie eingesetzte Achsen 12 vorgesehen sind, welche Befestigungsschrauben darstellen. Auf jeder dieser Achsen 12 ist ein Halter 13 montiert, der ein federndes Element 14 trägt; jedes federnde Element 14 besteht aus einem Satz von Stahldrähten mit einem Durchmesser von 0,1 bis 5 mm oder von Platten usw.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, sind die _4υ federnden Elemente 14 zweckmäßigerweise auf zwei Seiten des zu behandelnden Erzeugnisses 2 vorwiegend quer zur Achse der Kammer 1 einseitig gelagert, wobei sie einander überdecken, um ein Überströmen des Kühlmittels aus einer Kammer 1 in die andere bei der Beförderung des Erzeugnisses 2 zu verhindern. Die Elemente 14 werden an den Haltern 13 mit Hilfe von drei Leisten 15, 16 und 17 und von Schrauben 18 befestigt, wobei die Leiste 15 starr am Halter 13 angeschweißt wird, die Leiste 16 eine Zwischenleiste darstellt (zwischen den erwähnten Leisten wird das federnde Element 14 angeordnet) und die Leiste 17 die obere, fixierende Leiste ist. Die Leiste 17 und die Schrauben 18 sind zusätzlich in F i g. 2 gezeigt.

Die Halter 13 sind so angebracht, daß die federnden Elemente 14 miteinander und mit dem Erzeugnis 2 einen Winkel von 30 bis 90 bilden, der mit seiner Spitze der Bewegungsrichtung des Erzeugnisses 2 zugekehrt ist. Die Achsen 12 gestatten es, diesen Winkel zu regulieren, was eine bestimmte Bedeutung hat. So werden die federnden Elemente 14 unter einem größeren Winkel eingestellt, wenn die Behandlung von runden und vielflächigen Erzeugnissen 2 mit vergrößertem Durchmesser notwendig ist. Hierdurch wird eine Erhöhung der Steifigkeit der Elemente 14 erreicht und es ermöglicht, Erzeugnisse 2 mit größerem Durchmesser (größerem Gewicht) ohne Absacken derselben von der Kammerachse weg durchzulassen. Außerdem trägt die Veränderung des Neigungswinkels der federnden Elemente 14 dazu bei, daß ein überströmen des Kühlmittels aus einer Kammer 1 in die andere vollständiger verhindert wird.

Die freien Enden der federnden Elemente 14 sind in Bewegungsrichtung des Erzeugnisses 2 abgebogen, um ein Aufbringen von Kratzern auf die Oberfläche der Erzeugnisse auszuschließen.

In einem anderen Fall, wie dies in F i g. 3 gezeigt ist, wird die Einrichtung zur Veränderung der Bewegungsrichtung de» Kühlmittels durch zwei Reihen 19 und 20 der federnden Elemente 14 gebildet, welche aufeinanderfolgend längs der Achse der Kammer 1 angeordnet und an den Haltern 13 ungefähr analog dem Obenbeschriebenen befestigt sind.

Das Vorhandensein von zwei Reihen der federnden Elemente 14 ist z.B. bei der thermischen Behandlung von quadratischen und flachen Erzeugnissen 2 mit über 900 mm² Querschnitt notwendig, wenn das Kühlniiilcl uiilct einem Diuck von übci 20 kp/cm² gefördert wird und es erforderlich ist, den sich wahrend der thermischen Behandlung bildenden Dampfmantel von der Erzeugnisoberfläche zu entfernen. Um einen zuverlässigen Auswurf des Kühlmittels sicherzustellen, sind die Elemente 14 der Reihe

19, welche näher zum Austrittsende der Kammer 1 angeordnet sind, unter einem größeren Winkel zur Kammerachse geneigt als die Elemente 14 der Reihe

20, welche sich weiter weg vom Austrittsende der Kammer befinden. Die erwähnten Winkel betragen 90 bis 30 und sind mit ihrer Spitze der Bewegungsrichtung des Erzeugnisses 2 zugekehrt.

Bei der thermischen Behandlung der Erzeugnisse 2 mit dem vorerwähnten Querschnitt ist es zweckmäßig, in der Kammer 1 zwei diametral gegenüberliegende Düsen 4 zu haben, von denen jede für die Wasserzuführung auf eine breite Erzeugnisseite dient.

Ir. F i g. 4 ist eine zur thermischen Behandlung von Winkelstahl-Walzerzeugnissen dienende Kühlkammer 1 mit einer weiteren Ausführungsvariante dei Einrichtung zur Änderung der Bewegungsrichtung des Kühlmittels gezeigt. Diese Kammer 1 besitzt wie auch die oben beschriebene Kammer 1 zw· ^; diametral gegenüberliegende Düsen 4, welche Wasser aul die Schenkel des Winkelstdhls in geringerer Meng« und auf die Spitze desselben in größerer Menge zu führen.

Die erwähnte Einrichtung zur Änderung der Rieh tung des Kühlmittels weist federnde Elemente 21 auf die an Läufern 22 und 23 befestigt sind, welche ai einem oberen Tragstück 24 bzw. einem unterei Tragstück 25 montiert und gegenläufig durch dei aus der Kammer 1 austretenden Kühlmittelstrom fre gedreht werden, der auf die federnden Elemente 2" einwirkt. Das obere, den Läufer 22 tragende Trag stück 24 wird an der Kammer mit Hilfe einer Achsi 26 schwenkbar befestigt und kann in einem ge wünschten Abstand vom Tragstück 25 mittels eine Stellschraube 27 festgestellt werden. Das unter Tragstück 25 besitzt einen Vorsprung 28 zum Füll ren des Erzeugnisses 2 während seiner Bewegung.

Die federnden Elemente 21 sind ebenfalls av einem Satz von Stahldrähten ausgeführt und habe eine krummlinige Form, so daß ihre freien Ende nach der Seite zeigen, die der Bewegungsrichtung de zu behandelnden Erzeugnisses 2 entgegengesetzt is

Hierbei wird die Länge der federnden Elemente in der Weise gewählt, daß die Elemente 21 des einen Läufers 22 die Elemente 21 des anderen Läufers 22 überdecken.

r,-e federnden Eier "ntc 21 werden in Haltern 29 (Fig. 5) befestigt, die in Aussparungen 30 der Läufer 22 und 23 eingesetzt und durch Keilelcmente 31 in ihnen verkeilt werden.

Die Läufer 22 und 23 werden auf einer Achse 32 (F i g. 6 und 7) montiert, die in Lagern 33 gelagert und durch eine Mutter 34 befestigt wird, während die Lager 33 dutch Deckel 35 vor axialen Verschiebungen gesichert werden, die mittels Schrauben 36 am Gehäuse 37 festgemacht werden. Geschmiert werden die Lager 33 über einen Nippel 38. Zwischen dem Gehäuse 37 und den Deckeln 35 ist eine Dichtung 39 vorhanden.

Die Länge der Drähte, aus denen die federnden Elemente 21 bestehen, ist so gewählt, daß die Arbcitskantc der Elemente 21 ihrer Form nach dem

Querschnitt des zu behandelnden Erzeugnisses 2 kongruent ist, wie das gut aus den F i g. 6 und 7 ersichtlich ist. Auf analoge Weise kann auch die Länge der Drähte gewählt werden, aus denen die federnden Elemente 14 bestehen.

Die Verwendung der federnden Elemente 14 und 21 erlaubt es, dank ihrer Biegsamkeit die zu behandelnden Erzeugnisse 2 aus einer Kammer 1 der Anlage in die andere unter dichtem Anliegen dieser Elemente 14 und 21 an die Oberfläche der Erzeugnisse 2 ungehindert durchzulassen. Das Kühlmittel, welches gegen die federnden Elemente 14 und 21 stößt, wirr zerkleinert, verliert an Geschwindigkeit und wire beim Austritt aus der Kammer 1 und von der Oberfläche der Erzeugnisse 2 vor deren Gelangen in eint nächstfolgende Kammer 1 herabgeworfen. Außerden tragen die federnden Elemente 14 und 21 dazu bei die Erzeugnisse 2 in der Achse der Kammern 1 be deren Beförderung während des Behandlungsprozes ses zu halten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anlage zur thermischen Behandlung von Walzerzeugnissen im Kühlmittelstrom, welche in einem gewissen Abstand voneinander angeordnete Durchgangs-Kühlkammern enthalt, an deren. Eintrittsenden eine Düse zur Zuführung des Kühlmittels in die Kammer unter Druck angebracht ist, unter dessen Einwirkung das zu be- ίο handelnde Erzeugnis aus einer Kammer in die andere gefördert wird, während sich an den Austriilsenden eine Einrichtung befindet, die die Kühlmittelbewegungsrichtung ändert, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichlung federnde Elemente (14 und 21) besitzt, welche vorv i :gend quer zur Achse der Kammer

(1) mindestens auf zwei Seiten des Verschiebe- »vegs des Erzeugnisses (2) einseitig gelagert sind, indem sie einander mit ihren freien Enden übertlecken, um ein Überströmen des Kühlmittels aus einer Kammer (1) in die andere bei der Förderung des Erzeugnisses zu verhindern.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Elemente (14 und 21) in Form eines Satzes aus Stahldrähten bestehen.

3. Anlage nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dii fedetaden Elemente (14) vorwiegend geradlinig ausgebildet und ihre freien Enden in Bewegungsrichtung des Erzeugnisses

(2) abgebogen sind.

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Elemente (14) in zwei aufeinanderfolgenden Reihen (19 und 20) längs der Achse der Kammer (1) angeordnet sind, wobei die federnden Elemente (14), die näher zum Austrittsende der Kammer (1) angc ■ bracht sind, unter einem größeren Winkel zur Kammerachse geneigt sind als die federnden Elemente (14), die sich weiter weg vom Austrittsende der Kammer (1) befinden.

5. Anlage nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Elemente (21) an Läufern (22 und 23) montiert sind, welche 4a vorwiegend quer zur Achse der Kammer (1) liegen.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Elemente (21) · krummlinig ausgeführt sind, wobei deren freie Enden nach der Seite weisen, die der Bewegungsrichtung des zu behandelnden Erzeugnisses (2) entgegengesetzt ist.

7. Anlage nach Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Läufer (22 und 23) frei drehbar montiert und vom Kühlmittelstrom beaufschlagt sind.

8. Anlage nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Drähte, aus denen die federnden Elemente (14 und 21) bestehen, so gewählt ist, daß die freien Enden dieser Elemente die Querschnittsform des Walzerzeugnisses (2) nachahmen, mit dessen Oberfläche sie in Berührung stehen.

65 Die Erfindung bezieht sich auf Anlagen zur thermischen Behandlung von Walzerzeugnissen im Kühlmittelstrom und kann zum Kühlen von Erzeugnissen nach deren Walzen zum Zwecke der Verminderung der Walzzundermenge, Entkohlung der Oberfläche, Erhöhung der mechanischen Eigenschaften usw. angewendet werden.

Diese Anlagen werden unmittelbar hinter den Gerüsten des Walzwerks angeordnet, wobei die Wärme des erhitzten Metalls ausgenutzt wird, oder sie werden an einem anderen Ort montiert, wobei jedoch eine Vorwärmung des zu behandelnden Erzeugnisses erforderlich ist.

Es sind derartige Anlagen insbesondere aus dem sowjetischen Urheberschein Nr. 205 860 bekannt, die zur Behandlung von Walzerzeugnissen mit rundem, ovalem, quadratischem und rechteckigem Querschnitt bestimmt sind. Die bekannten Anlagen enthalten mehrere Durchgangs-Kühlkammern, welche hintereinander in Bewegungsrichtung der Erzeugnisse in einem gewissen Abstand voneinander angeordnet sind. Am Eintrittsende jeder Kammer ist eine Düse für die Zuführung des Kühlmittels in diese Kammer unter Druck angebracht, während sich am Austrittsende eine Einrichtung zur Änderung der Bewegungsrichtung des Kühlmittels befindet.

Die erhitzten Walzerzeugnisse gelangen in die erste Kammer und werden unter Einwirkung des durch die Düse in die Kammer gedrückten Kühlmittels aus einer Kammer in die nächste unter gleichzeitigem Wärmeentzug befördert.

Die Einrichtung zur Änderung der Bewegungsrichtung des Kühlmittels besitzt in einem Fall einen Aufsatz, der unter einem Winkel zur Längsachse der Kühlmittel angeordnet wird. Hierbei behält das Walzerzeugnis seine Lage bezüglich der Kammerachse bei, indem es sich durch den Aufsatz bewegt, während der Kühlmittelstrom entsprechend der Längsachse des Aufsatzes abgelenkt wird.

Jedoch bilden die Oberfläche des Erzeugnisses und die Innenfläche des Aufsatzes während der Bewegung des Erzeugnisses im Aufsatz Kanäle, durch welche das Kühlmittel in die nächste, in Bewegungsrichtung befindliche Kammer strömt, wodurch die Bedingungen der Wärmeentziehung und der Erzeugnisbeförderung verschlechtert werden.

In einem anderen Fall besteht die Einrichtung zur Änderung der Bewegungsrichtung des Kühlmittels aus einer Düse, die unter einem Winkel zur Kühlmittelströmung angeordnet ist und sich außerhalb derselben befindet. Unter der Wirkung des aus dieser Düse ausströmenden Flüssigkeitsstrahls ändert der Kühlmittelstrom seine Bewegungsrichtung.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 917 621 ist eine Anlage zum schnellen Abschrecken von sich kontinuierlich bewegenden Metallbändern, insbesondere nach einer Wärmebehandlung, in einer Lösung bekannt, die Leitbleche aufweist, über die kontinuierlich ein Kühlmittelvorhang gegen das Band unter einem Winkel von weniger als 90° in Form eines Kühlmittelstroms geleitet ist. Dieser Kühlmittelstrom wird durch die Leitbleche in Bewegungsrichtung des Bandes auf das Band geleitet. Um die Entfernung des verbrauchten Kühlmittels vom Band zu ermöglichen, sind in der Kühlmittelkammer weitere Leitbleche angeordnet, die jedoch derart gerichtet sind, daß der Kühlmittelstrom gegen die Bewegungsrichtung des Bands auf das Band auftrifft. Hierbei bildet