DE2414445A1 - Vorrichtung zum khlen von blechen - Google Patents

Vorrichtung zum khlen von blechen

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Description

24H445
Anm.: USINOR
25. März 1974
Vorrichtung zum Kühlen von Blechen
Die vorliegende auf die Mitarbeit der Herren Dahan Schrempp und Viannay, Ingenieure der Firma Bertin et Cie, zurückgehende Erfindung betrifft Verfahren zur Abkühlung von Blechen sowie die zur Durchführung der Verfahren erforderlichen Maschinen bzw. Vorrichtungen.
Gegenwärtig werden überwiegend zwei Verfahren zum Kühlen von Blechen aus dem Walzwerk kommend angewandt. Beim ersten Verfahren wird das Blech in einen Bottich mit Standwasser getaucht. Es gestattet jedoch aufgrund der geringen Verlagerungsgeschwindigkeit der Bleche und der begrenzten sich daraus ergebenden Erneuerung des Wassers nur das Kühlen einer geringen Zahl von Blechen. Beim Kühlen von verhältnismäßig starken Blechen lassen sich daher keine hohen Kühlgeschwindigkeiten erreichen. Bei dem zweiten Verfahren wird eine Kühlflüssigkeit, im vorliegenden Fall Wasser, auf die Bleche gespritzt. Dieses Verfahren weist jedoch ebenfalls schwerwiegende Nachteile auf: zunächst einmal erfolgt die Kühlung zwangsläufig asymmetrisch, denn das auf die untere Fläche gespritzte Wasser prallt schnell als Regen zurück, während das auf die obere Fläche gespritzte
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Wasser nur langsam abläuft und sich in einer Stärke bis zu zwanzig und auch dreißig Zentimetern ansammelt. Die Erneuerung des Wassers geht daher in einem verhältnismäßig langsamen Rhythmus vor sich, so daß die Kühlung nur in beschränktem Maße erfolgt. Will man diese Erneuerung beschleunigen, dann muß der Wasserstrahl beträchtlich verstärkt werden, was zu einer Steigerung der Pumpleistung und somit zu höheren Kosten der Anlage führt. Darüber hinaus bereiten die Wiedergewinnung und Abführung der enormen Wassermengen große Schwierigkeiten.
Zweck dieser Erfindung ist es daher, eine Maschine zum Kühlen von Blechen zu liefern, die die vorgenannten Nachteile der herkömmlichen Verfahren ausschließt und die es insbesondere ermöglicht, hohe Kühlgeschwindigkeiten bei der Behandlung von starken Blechen zu erreichen, ohne daß dabei durch eine Steigerung der Maschinenleistung das Verfahren.in Frage gestellt wird.
Die Erfindung hat eine Maschine zum Kühlen von Blechen zum Gegenstand, die Mittel zur Stützung und Führung von Blechen, einen Mantel mit mindestens zwei planen, parallel verlaufenden Wänden umfaßt, die einander gegenüber in einem Abstand angeordnet sind, der größer als die Stärke des zu kühlenden Bleches ist, so daß mit diesem Blech zwei Kammern abgegrenzt werden. Außerdem besitzt diese Maschine Mittel, durch die ein Kühlwasserstrom in den besagten Kammern in Umlauf gebracht wird, der sich in etwa parallel zur Blechebene verlagert, und sie ist dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Reihe von parallel verlaufenden Führungsrollen umfaßt, die quer zur Längsrichtung des Bleches angeordnet sind, wobei der besagte Mantel plane Wände, die zwischen zwei auf einer Seite des Blechs befindlichen nebeneinanderliegenden Rollen angeordnet sind, sowie in etwa kreiszylindrische,die Rollen umgebende Teile besitzt.
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Da Führungsorgane für das Blech vorhanden sein missen, um Verformungen dieses Blechs zu vermeiden, ist ein Vasserumlauf um diese Führungsorgane herum vorgesehen. Die Wasserzufuhr kann rechtwinklig zu einigen dieser Rollen erfolgen, während die Abführung rechtwinklig zu anderen der vorhandenen Rollen vor sich gehen kann.
Natürlich kann diese Maschine in verschiedenen Ausführungen oder Gestaltungen hergestellt werden, die den verschiedenen vorgenannten Anwendungsformen des Verfahrens entsprechen. Diese verschiedenen Ausführungen werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, die lediglich als Beispiel dient und auf der:
- die Abbildung 1 eine Teilprinzipskizze einer Maschine gemäß der Erfindung ist;
- die Abbildungen 2-6 analoge Ansichten von Abwandlungen in der Ausführung sind;
- die Abbildung 7 eine perspektivische Teinansicht einer anderen Abwandlung ist;
- die Abbildung 8 das Schema einer Kühlanlage gemäß der Erfindung ist.
Auf der Abb. 1 ist einTfeil einer Maschine gemäß der Erfindung abgebildet, die zur Kühlung von Blechen wie das Blech T bestimmt ist, dessen mittlere Stärke bis zu 30 mm und sogar mehr betragen kann. Diese Maschine umfaßt eine Reihe von Stütz- und Führungsrollen iOa, 10b; lia, llt>. Die wichtigsten Teile der Maschine, die spiegelbildlich auf beiden Seiten der mittleren Ebene des Bleches angeordnet sind, werden mit denselben Ziffern bezeichnet, wobei die oberen Teile ein zusätzliches a_ und die unteren Teile ein zusätzliches b erhalten. Die Ma-
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schine umfaßt somit einen Metallmantel 12, der sich in 13,a» 13b_ zwischen den Führungsro 11 en befindet und in IAa, 14t> diese Rollen umschließt. Die planen Wände 13a, 13b verlaufen in etwa parallel, und der Abstand zwischen ihnen ist größer als die Blechstärke, so daß durch das Blech zwei Kammern 15,a» 15Ji von der Stärke je gebildet werden. Mittel für den Vasserumlauf umfassen mindestens eine Zuführungsleitung 16a, l6b, die sich z.B. auf die gesamte Länge der Rollen lOfi, 10b erstreckt und mindestens eine Abführungsleitung 17a, 17b_, die sich ebenfalls über die gesamte Länge der Rollen lla, lib erstreckt.
Wie auf der Abb. 8 dargestellt, wo die kurz beschriebene Maschine in ihrer Gesamtheit mit der Nummer 100 bezeichnet wird, kann die Anlage einen Kaltwasserbehälter 102 mit Umgebungstemperatur oder mit 20-25°C, der die Maschine 100 entweder über eine Pumpe oder durch Schwerkraft mit Wasser \ersorgt, einen Heißwasserbehälter 103> zu dem das Wasser nach Austritt aus der Maschine geleitet wird, einen Austauscher 104, der durch eine Pumpe 105 mit Primärkühlflüssigkeit und durch eine Pumpe 106 mit Wasser aus dem Behälter 103 versorgt wird, umfassen.
Das Verfahren gemäß der Erfindung wird unter Bezugnahme auf Abb. 1 beschrieben. Diese Beschreibung gilt natürlich auch in großen Zügen für die übrigen Ausführungen von dargestellten Maschinen.
Das der Maschine durch Leitungen z.B. l6ja, l6b_ zugeführte und durch Leitungen z.B. 17a, 17b abgeführte Wasser läuft in den Kammern 15.&» 15b_ parallel zur Längsrichtung F des Blechs entweder in derselben Richtung wie dieses Blech oder in entgegengesetzter Richtung zum Blech um. Die Verlagerungsgeschwindigkeit des Wasserstroms liegt in allen Fällen über der Laufgeschwindigkeit des Bleches.
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Der Wärmeaustausehprozeß zwischen dem Blech und der Kühlflüssigkeit braucht nicht im einzelnen erläutert zu werden. Es ist ohne weiteres zu verstehen, daß der Umlauf einer Druckwasserschicht mit einer Stärke zwischen einigen Millimetern und einigen Zentimetern zu beiden Seiten des Bleches eine wirksame Kühlung des Bleches bewirkt. Außerdem ist diese Kühlung vollkommen gleichmäßig,und zwar sowohl über die ganze Breite und Länge als auch auf beiden Seiten. Da außerdem der Mantel geschlossen ist, sind die Wasserabflüsse nach außen auf einige unvermeidliche Undichtigkeiten beschränkt und auf keinen Fall mit den sturzbachartigen Abflüssen bei der Anwendung des Tauch- oder Spritzverfahrens vergleichbar.
Es ist euch ohne weiteres verständlich, daß die Pumpleistungen, die für die Umlaufbewegungen des Kühlwassers erforderlich sind, weit geringer als die Leistungen sind, die erbracht werden müssen, um die beim herkömmlichen Verfahren sich ansammelnden Wassermassen mit dem Spritzwasser zu durchdringen.
Dadurch, daß Rollen in der Maschine vorgesehen und von der Kühlvorrichtung umschlossen sind, kann eine Maschine mit gleicher Länge wie die Länge der längsten Bleche hergestellt werden, die auch eine einwandfreie Behandlung von kleineren Blechen ermöglichen.
Außerdem können dadurch, daß mehrere Zuführungs- und Abflußstellen für die Kühlflüssigkeit vorgesehen sind, eine höhere Durchsatzleistung und infolgedessen ein weit rascherer Behandlungsrhythmus als bei herkömmlichen Verfahren erzielt werden, der vornehmlich dem der Walzstraße angepaßt werden kann.
Die Ausführungsart der Abb. 2 unterscheidet sich von der der Abb. 1 durch mindestens einen ebenfalls vom Mantel 22 umschlossenen Rollensatz 29a, 29b zwischen zwei Rollensätzen 20a, 20b; 2:La, 21t>, in deren Bereich die Wasserzufuhr bzw. -ab-
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führung in 26a, 26b; 27a, 27b_ erfolgen. Es soll damit lediglich gezeigt werden, daß verschiedene Lösungen in bezug auf die Anordnung dieser Rollen sowie der Zufuhr- und Abführungsleitungen Möglich sind.
Im Fall der Abb. 3 erfolgen die Zufuhr und Abführung des Wassers durch die Leitungen 36a, 36b_; 37a, 37b_, die in Kammern 35a, 35b in gleichem Abstand von zwei nebeneinanderliegenden Rollensätzen 30a, 30b; 31a, 31b oder 31a, 31b; 32a, 32b münden. Die Mittel für die Zufuhr und die Abführung des Wassers erstrecken sich selbstverständlich über die gesamte Breite des Bleches T. Hier ist ein gleicher Ablauf festzustellen, wenn auch das Wasser in diesem Fall um Rollen herum laufen muß, z.B. 30a, 30b_; 31a, 31b; 32a, 32b, wodurch einige Schwierigkeiten auftreten können, die z.B. durch die in Abb. dargestellte Verbesserung beseitigt werden. Diese Verbesserung ist auch auf die übrigen beschriebenen Ausführungen anwendbar.
Zur Vermeidung von "Wasserecken*1 in der Nähe der Führungsrollen 40a, 401) sind Umlenkbleche 41 vorgesehen, die sich von dem dieser Zone am nächsten befindlichen Teil des Mantels 42 an erstrecken. Dieser Bereich bildet einen kurvenförmigen Flächenwinkel in etwa entsprechend der Winkelhalbierenden Ebene dieses Flächenwinkels. Gemäß einem weiteren Merkmal sind diese Umlenkbleche schwenkbar, um z.B. die Einführung des Bleches T zu erleichtern oder die Umlaufbedingungen des Wassers zu ändern.
Man kann auch, wie in Abb. 5 dargestellt, einen in etwa kontinuierlichen Mantel 52 vorsehen, der die Rollen 50a, 50b umschließt, von denen aus die Wasserzufuhr und -abführung erfolgt. Zu diesem Zweck sind die Rollen hohl (s. in 53,a, 53,b) und besitzen radiale Durchgänge 54a, 54Jb bis zum Rollenumfang. Wie bei den Ausführungen gemäß Abb.l und 2 dienen nebeneinanderliegende und durch andere getrennte Führungsrollensätze zur Wasserzufuhr bzw. -abfü-hrung. Diese hinsichtlich der
- 7 4 0 9 8 £ 1 / 0 3 Γ) ν
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gleichmäßigen Kühlung interessante Ausführungsart hat jedoch den Nachteil, daß die Bleche gepreßt werden, denn die Führungsrollen sind nicht glatt.
Wird eine Maschine gemäß der Erfindung in eine Bandstraße eingebaut, müssen möglicherweise einige Phasen des Verfahrens geändert werden; insbesondere muß das Kühlen entfallen. Es müßte dann möglich sein, heiße Bleche unbeschädigt durch die Maschine laufen zu lassen. Zu diesem Zweck können, wie in Abb. 6 dargestellt, in den Führungsrollen 60a, 60b; 6la, 6Ib und im Mantel 62 geeignete Kühlmöglichkeiten vorgesehen werden. Die Rollen können z.B. hohl sein und vom Wasserkreislauf 63 durchflossen werden, während der Mantel 62 einen weiteren von einem Wasserkreislauf 65 oder einem anderen Kühlmittel durchflossenen Mantel 6h besitzt.
Bisher wurden Maschinen behandelt, bei denen sich das Wasser pa-allel zur Laufrichtung F des Bleches verlagerte. Man kann im Zuge der Anwendung des Verfahrens einen Wasserumlauf quer zur Verlagerungsrichtung des Bleches vorsehen. Diese Variante ist auf der Abb. 7 schematisch dargestellt, auf der Führungsro 11 en 70a, 71af 71b, auf beiden Seiten des Bleches sowie ein die Rollen und das Blech umschließender Mantel zu sehen sind. Jn dem Teil dieses Mantels zwischen zwei nebeneinanderliegenden Rollensätzen sind auf beiden Seiten des Bleches zwei Zuführungsleitungen z.B. 73J* vorgesehen, die sich in der mittleren Ebene in Längsrichtung des Bleches über die gesamte die beiden Rollensätze trennende Länge erstrecken. In diesem Fall verlagert sich das Wasser quer zur Richtung F und kann durch geeignete Mittel längs der Ränder in Längsrichtung der Maschine aufgefangen werden.
Gemäß demselben Prinzip könnte eine Versorgung der Kammern 75jä» 75£ mit Wasser auch von einem der Längsränder des Bleches erfolgen und dieses Wasser entlang des gegenüberliegenden Randes aufgefangen werden.
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-s- 24 HUB
Auch kann die Maschine gemäß der Erfindung auf zwei verschiedene Arten eingesetzt werden:
- im statischen Betrieb: das Blech wird in die Maschine ohne Wasser eingeführt und anschließend die Flüssigkeit zugeführt, die das feststehende Blech umläuft, das anschließend aus der Maschine herausgenommen wird.
- im dynamischen Betrieb: das Blech durchwandert die Maschine ohne Aufenthalt; eine solche Lösung ermöglicht eine Verkürzung der Maschine. Vor allem bei einer Ausführung gemäß Abb. 1-6 läßt sich bei diesem Betrieb an allen Punkten des Bleches eine gleichmäßige Behandlung erreichen. Diese Lösung ist daher vorzuziehen.
Selbstverständlich können weitere Verbesserungen vorgenommen werden, ohne daß die Maschine über den Rahmen dieses Patents hinausgeht. Wenn man z.B. Bleche unterschiedlicher Stärke behandeln oder die Leistungen ändern will, kann der Mantel aus zwei in etwa symmetrischen Teilen bestehen, die senkrecht gegeneinander verlagert werden können, um den Abstand zwischen den in Betracht kommenden waagerechten Wänden einzustellen. Die Einstellmittel körnen z.B. denen ähneln, die zur Einstellung des Abstandes von Walzen verwendet werden. Die Maschine kann auch in der Breite eingestellt werden. Die Mittel, die zur Abdichtung der Seiten vorgesehen sind, müssen natürlich entsprechend zugerichtet werden, um derartige Einstellungen zu ermöglichen, und der Wasserkreislauf muß ebenfalls entsprechend eingestellt werden können.
Auch kann man je nach Lage des RiLIs Was sere inführungs- und -ansaugöffnungen wählen, die z.B. zusammenhängend oder unterbrochen sein können.
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Claims (12)

  1. -9- 24U44B
    ANSPRÜCHE
    /l„ Maschine zum Kühlen von Blechen mit Abstütz- und Führungsmitteln für das Blech, einem Mantel mit mindestens zwei parallel verlaufenden planen Wänden, die einander gegenüber angeordnet sind und dadurch einen Abstand begrenzen, dessen Stärke größer als die zu kühlende Blechstärke ist, so daß durch dieses Blech zwei Kammern gebildet werden,und Mittel, durch die ein Kühlwasserstrom in den besagten Kammern in Umlauf gebracht wird, der sich in etwa parallel zur Blechebene verlagert, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Reihe von parallel verlaufenden Führungsrollen umfaßt, die quer zur Längsrichtung des Bleches angeordnet sind, wobei der Mantel plane Wände, die zwischen zwei auf ein und derselben Seite des Bleches nebeneinanderliegenden Rollen angeordnet sind, und in etwa kreiszylindrische, die besagten Rollen umschließende Teile besitzt.
  2. 2. Kühlmaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Wasserzufuhr und -abführung in mindestens einigen der die Führungsrollen umschließenden Bereiche des Mantels erfolgt.
  3. 3. Kühlmaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserzufuhr und -abführung in mindestens einigen der zwischen zwei nebeneinanderliegenden Rollensätzen befindlichen Bereiche des Mantels erfolgt.
  4. k. Kühlmaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, als an sich bekannt, die Rollen hohl sind und auf ihren Umfang auslaufende radiale Durchgänge besitzen, durch die die Wasserzufuhr und -abführung erfolgt.
  5. 5. Kühlmaschine gemäß einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß Umlenkbleche in der Nähe der Verbindungszonen zwischen den planen Teilen und den kreiszylindrischen Teilen des Mantels vorgesehen sind, wobei sich diese Umlenk-
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    bleche von diesen Verbindungszonen zu den Einstellbereichen der nebeneinanderliegenden Rollen erstrecken.
  6. 6. Kühlmaschine gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß diese Umlenkbleche verstellbar sind.
  7. 7. Kühlmaschine gemäß einem der Ansprüche 1—6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spielraum zwischen den planen Wänden des Mantels ein einstellbares Maß besitzt.
  8. 8. Kühlmaschine gemäß einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß, als an sich bekannt, die Führungsrollen hohl sind und von einem Kühlmittel durchflossen werden.
  9. 9. Maschine gemäß einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallmantel mindestens in seinen planen Teilen einen weiteren Mantel besitzt, der von einem Kühlmittel durchflossen werden kann.
  10. 10. Maschine gemäß einem der Ansprüche 1-9» dadurch gekennzeichnet, daß sie in der Weise hergerichtet werden kann, daß sie Bleche unterschiedlicher Breite aufnimmt, wobei die Wasserzufuhr entsprechend geregelt werden kann.
  11. 11. Maschine gemäß einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserversorgung in der Nähe der mittleren Längsebene des Bleches und die Abführung längs der Ränder dieses Bleches erfolgen.
  12. 12. Maschine gemäß einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserzufuhr mindestens entlang einem der Ränder des Bleches erfolgt.
    409841/030 7
    Leerseite
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