DE2335834C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Abschreckkühlung von Strangbeschichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abschreckkühlung von Strangbeschichtungen, bei dem der Strang nach Aufbringung der Beschichtung aufrecht durch eine mit einem Kühlfluid beschickten Kühlkammer geführt und einer den Strangdurchtritt gestattenden Bodenöffnung der Kühlkammer ein Druckgas zugeführt wird.

Durch die DE-OS 20 31 816 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, bei der ein beschichteter Strang senkrecht durch eine rohrförmige Kühlkammer geführt und dieser Kühlkammer weit oberhalb ihres Bodens an mehreren Stellen tangential Kühlflüssigkeit zugeführt wird. Diese Kühlflüssigkeit tritt im Bodenbereich der Kühlkammer durch einen durchgehenden Urnfangsspalt in einen Abflußkanal aus. Damit die Kühlflüssigkeit nicht durch die den Strangdurchtritt gestattende Bodenöffnung der Kühlkammer in die Beschickungsvorrichtung gelangen kann, wird dieser Bodenöffnung Druckluft zugeführt, die die in der Kühlkammer befindliche Kühlflüssigkeit zu dem umlaufenden Austrittsspalt der Kühlkammer hin ablenkt Die Kühlung der Beschichtung des entgegengesetzt zur Hauptströmungsrichtung des Kühlmittels bewegten Stranges ist dabei in der Anfangsphase häufig nicht ausreichend, um die damit angestrebte Wirkung einer Verbesserung der Haftung der Beschichtung und einer Verbesserung der Oberflächengüte sicherzustellen. Durch die spiralförmige Strömung der Kühlflüssigkeit um den Strang herum sind auch unerwünschte Veränderungen der Beschichtungsoberfläche in dem noch nicht erstarrten Bereich nicht auszuschließen. Schließlich ist auch der Kühlmittelverbrauch bei dieser Art der Kühlflüssigkeitsführung beträchtlich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art, mit denen sich die Wirksamkeit der Abschreckkühlung von Strangbeschichtungen insbesondere beim Eintritt von Strängen mit noch nicht erstarrte·· Beschichtung in die Kühlflüssigkeit wesentlich verbessert und der Kühlmittelbedarf verringert wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kühlkammer entsprechend der vorgesehenen Kühlstrecke mit der Kühlflüssigkeit gefüllt und diese Füllung von dem der Bodenöffnung für den Strangdurchtritt zugeführten Druckgas in der Kühlkammer getragen wird. Hierdurch wird ein Abströmen von Kühlflüssigkeit im Bodenbereich der Kühlkammer vollständig unterbunden und eine Kühlflüssigkeitssäule in der Kühlkammer erzeugt, die im Einführungsbereich des Stranges eine sehr wirkungsvolle Abschreckkühlung der Beschichtung erlaubt, ohne daß diese durch Eigenbewegungen der Kühlflüssigkeit beeinträchtigt wird. Außerdem läßt sich der Kühlmittelverbrauch hierbei sehr genau auf die an die Kühlung gestellten Anforderungen einstellen.

Die Kühlflüssigkeit läßt sich bedarfsweise sehr einfach entweder durch die Einstellung der Kühlflüssigkeitszuspeisung oder des Gasdrucks in Umlanf bringen, wobei als Druckgas vorteilhaft Luft verwendet werden kann.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine Vorrichtung mit einer rohrförmigen, aufrechtstehenden Kühlkammer vorgesehen, durch die der Strang hindurchgeführt wird und die eine Kühlflüssigkeitszuführung sowie eine Druckgaszuführung aufweist, wobei die KUhlflüssigkeitszuführung erfindungsgemäß am Boden der Kühlkammer vorgesehen und im Boden der Kühlkammer eine Druckgasdüse angeordnet ist, durch die der beschichtete Strang hindurchläuft und die Druckgas um den Strang herum in die Kühlkammer einleitet. Auf diese Weise läßt sich in der Kühlkammer am besten eine von dem Druckgas getragene Kühlflüssigkeitssäule mit optimaler Kühlwirkung zu Beginn des Kühlvorgangs erzeugen, ohne daß durch die Druckgas- und KUhlflüssigkeitszuführung die in der Regel im Bereich der Bodendurchtrittsöffnung der Kühlkammer noch nicht erstarrte Beschichtung des Stranges nachteilig beeinflußt wird.

Damit das Druckgas unabhängig von dem Strang seitlich in den Kühlkammerboden eingeführt werden kann, empfiehlt es sich, daß die Düse eine innere Fährung für den Strang aufweist, die von der Gaszuführung umgeben ist. Hierdurch kann der Druckgasstrom nach seiner Umlenkung in die Strangführungsrichtung ohne Beeinflussung der Strangbeschichtung beruhigt werden, bevor er in die eigentliche Kühlkammer eintritt. Es ist dabei vorteilhaft, wenn die innere Führung ein konisches Ende aufweist welches von eint-' konischen Gaszuführungskammer umgeben ist.

Damit auch die zugeführte Kühlflüssigkeit ruhig und ohne nachteilige Beeinflussung der Strangbeschichtung von der Seite her so nahe wie möglich am Kühlkammerboden zugeführt werden kann, ist es außerdem zweckmäßig, zwischen der Düse und dem Kühlflüssigkeitseinlaß eine Sperrung anzuordnen.

Um einen fortschreitenden Austausch der Kühlflüssigkeitssäule zu ermöglichen, kann am oueren Ende der Kühlkammer ein Ablauf vorgesehen sein, aus dem erwärmtes Kühlmittel entsprechend der Kühlmittelzuführung im Bodenbereich ablaufen kann, ohne mit den Führungseinrichtunger. für den Strang in Berührung zu kommen.

Damit eine genaue Einstellung der Höhe der Flüssigkeitssäule möglich ist, ist es außerdem vorteilhaft, daß die Kammer einen Pegelstandsanzeiger aufweist.

Die Erfindung soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Seitenansicht,

Fig.2 eine Schnittansicht längs der Linie 2-2 der F i g. I

F i g. 3 eine vergrößerte Schnittansicht des unteren Abschnittes der F i g. 2.

Die Beschichtungsvorrichtung ist so angeordnet, daß sich eine generell aufrechte Bewegungsbahn des Stranges ergibt, nachdem dieser aus einem geschmolzenen Beschichtungsmetallbad ausgetreten ist.

Die F i g. 1 und 2 zeigen eine Vorrichtung für die Flüssigkeitsabschreckkühlung einer metallischen Beschichtung auf einem Draht oder auf einem zylindrischen Strang od. dgl. Diese Vorrichtung ist auch für die Flüssigkeitskühlung eines Streifens geeignet.

Die Vorrichtung weist einen zylindrischen Bauteil 10 auf, durch den der Strang, der eine noch geschmolzene Beschichtung auf seiner Oberfläche aufweist, hindurchgeht. Der zylindrische Bauteil ist starr an einer Halterung 12 mittels Schrauben 14 befestigt.

An seinem unteren Ende weist der zylindrische Bauteil 10 eine Düsenanordnung 16 auf. Diese Düsenanordnung kann an dem zylindrischer Bauteil 10 in jeder beliebigen geeigneten Weise befestigt sein. Sie weist den Hülsenabschnitt 18 auf, der eine Mittelbohrung hat, die sich durch den gesamten Abschnitt hindurch erstreckt. Diese Bohrung hat einen untersten zylindrischen Abschnitt 20a und einen zylindrischen Abschnitt 20b mit geringerem Durchmesser, der zwischen diesen Abschrv"·::: c:ne Schulter 20c bildet. Der obere Abschnitt der Bohrung 20c/ ist generell konisch ausgebildet. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Hülsenabschnitt 18 der Düse am oberen Ende einen Wasserabsperring 22 auf.

Der eigentliche Düsenkörper besteht aus einem generell zylindrischen Bauteil 24, der einen verbreiterten Endabschnitt 24a hat. Dieser eigentliche Düsenkörper wird von der Bohrung der Hülse aufgenommen, wobei der Abschnitt 24a gegen die Schulter 20c anliegt. Die beiden Teile der Düsenbaugruppe sind in der dargestellten Lage miteinander verbunden oder aneinander befestigt und zwar in irgendeiner geeigneten Weise.

Der Außendurchmesser des zylindrischen Abschnittes 24 des Düsenkörpers ist etwas kleiner als der Innendurchmesser der Bohrungen 2üb und 20d und auf diese Weise wird zwischen diesen Teilen eine Kammer gebildet Das obere Ende des Düsenkörpers verläuft bei 26 konisch, und es wird eine ringförmige Düsenöffnung zwischen diesen Bauteilen gebildet, wenn sie in der beschriebenen Weise zusammengebaut sind.

Der Düsenkörper weist eine Innenbohrung 28 auf, die einen derartigen Durchmesser hat daß der beschichtete Draht mit einem erheblichen Spiel hindurchgehen kann. Es sei bemerkt, daß einerseits das Spiel groß genug sein muß, daß ein Schutz gegen eine mechanische Berührung der noch geschmolzenen Beschichtung gewährleistet ist, die vom Draht nach oben getragen wird. Andererseits macht es ein zu großer Spielraum um den beschichteten Strang herum schwierig, einen ausreichenden Druck in der Kammer aufrechtzuerhalten.

Druckluft oder ein anderes Druckgas aus einer Quelle wird in die beschriebene Kammer über einen Anschluß 30, die Rmgkammer 32 und einer Anzahl von radialen Kanälen 34 im Düsenkörper 18 eingeführt.

Ein flüssiges Kühlmittel wird dem Inneren des Zylinders 10 durch den Einlaßanschluß 38 zugeführt. Am oberen Ende des Zylinders 10 ist eine Überströmöffnung 40 vorgesehen.

Die Betriebsweise der Vorrichtung geht an sich aus der vorstehenden Beschreibung hervor. Wasser oder ein anderes Kühlmittel wird in den Zylinder 10 über den Anschluß 38 zugeführt. Gleichzeitig wird Druckluft über den Anschluß 30, den Ringkanal 32, die radialen Kanäle 34 und die Kammer in das untere Ende des Zylinders 10 eingeführt. Diese Druckluft trägt eine Wassersäule innerhalb des Zylinders 10. Die Höhe der Wassersäule kann durch die Veränderung der Wasserzuspeisung und/oder der Druckluft oder des Luftdruckes verändert werden. Falls gewünscht, kann das Wasser kontinuierlich durch den Zylinder 10 umgewälzt werden und zwar dadurch, daß das obere Ende der Säule so eingestellt wird, daß sich dieses an der Überströmöffnung 40 oder oberhalb dieser befindet.

An der Oberseite des Zylinders 10 kann eine Führung 42 vorgesehen sein. Diese Führung weist federbelastete Führungsrollen 44 und 46 auf. An der Oberseite und an der Unterseite der Führung sind öffnungen 48 und 50 vorgesehen die eine ausreichende Größe haben, damit der beschichtete Strang mit einem wesentlichen Spielraum durch sie hindurchgehen kann.

Wenn das flüssige Kühlmittel im Zylinder 10 nicht in Umlauf gehalten wird, zeigt ein Standglas 52 den Pegel des Wassers an und dieser Pegel kann auf diese Weise überprüft werden.

Eine Ausführungsform der Erfindung, die erfolgreich bei der Kühlung von mit Aluminium beschichteten Drähten der Größen 12—4 verwendet wurde, wies einen Zylinder 10 mit einem Innendurchmesser von etwa 5 cm auf. Der Innendurchmesser der Innenbohrung 28 betrug 1,27 cm. Luft unter einem Druck von 0,42 kg/cm² wurde dem Anschluß 30 zugeführt und reichte aus, um eine Wassersäule von 38 cm Höhe zu tragen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

1 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Abschreckkühlung von Strangbeschichtungen, bei dem der Strang nach Aufbringung der Beschichtung aufrecht durch eine mit einer Kühlflüssigkeit beschickten Kühlkammer geführt und einer den Strangdurchtritt gestattenden Bodenöffnung der Kühlkammer ein Druckgas zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkammer entsprechend der vorgesehenen Kühlstrecke mit der Kühlflüssigkeit gefüllt und diese Füllung von dem der Bodenöffnung für den Strangdurchtritt zugeführten Druckgas als Kühlflüssigkeitsisäule in der Kühlmittelkammer gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlflüssigkeit entweder durch die Einstellung der Zuspeisung der Kühlflüssigkeit oder des Gasdruckes in Umlauf gebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckgas Luft verwendet wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einer rohrförmigen, aufrecht stehenden Kühlkammer, durch die einerseits der Strang hindurchgeführt wird und die andererseits eine KUhlflüssigkeitszuführung sowie eine Druckgaszuführung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die KUhlflüssigkeitszuführung (3β) am Boden der Kühlkammer (10) vorgesehen und im Boden der Kühlkammer eine Druckgasdüse (16) angeordnet ist, durch die der Strang hindurchläuft und die das Druckgas um den Strang herum in die Kühlkammer (10) einleitet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (16) eine innere Führung (24) für den Strang aufweist, die von der Gaszuführung (34,20<#umgeben ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Führung (24) ein konisches Ende (26) aufweist, welches von einer konischen Gaszuführungskammer (2Od) umgeben ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Düse (16) und dem Kühlflüssigkeitseinlaß eine Sperrung (22) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende der Kühlkammer (10) ein Ablauf (40) vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkammer (10) einen Pegelstandsanzeiger (52) aufweist.