DE2414445C2 - Vorrichtung zum Kühlen von warmgewalzten Blechen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Kühlen von warmgewalzten Blechen, mit einem Kühlmittelkanal, welcher Mantelwände aufweist, die mindestens abschnittweise parallel zu dem durch den Kühlmittelkanal auf Bodenrollen geführten Blech verlaufen und die Bodenrollen umschließen, wobei der Kühlmittelkanal durch das Blech in zwei im wesentlichen symmetrisch zueinander ausgebildete Strömungskammern unterteilt wird, deren Innenwand durch das zu kühlende Blech und deren Außenwand durch jeweils eine der Mantelwände gebildet ist, und wobei die Kühlmittelzufuhr in die Strömungskammern durch in den Mantel· wänden befindliche Einlasse erfolgt und mindestens ein Auslaß für das Kühlmittel vorgesehen ist
Bei einer bekannten Kühlvorrichtung dieser Art (US-PS 36 87 145) wird das zu kühlende Blech im Kühlmittelkanal nur von unten durch Bodenrollen oder Stifte abgestützt, die verglichen mit der Breite des Kühlmittelkanals schma! sein müssen, weil sonst der Kühlmittelfluß in

ίο Kanallängsrichtung zu sehr behindert würde. Über die ganze Breite des zu kühlenden Blechs sich erstreckende Paare aus Stütz- und Führungsrollen, die das Blech zwischen sich nehmen, sind bei der bekannten Vorrichtung nur außerhalb des Kühlmittelkanals am Eingang desselben vorgesehen. Ein solcher Aufbau hat den Nachteil, daß der eigentliche Kühlmittelkanal nur verhältnismäßig kurz sein kann, weil sonst eine Verwerfung des zu kühlenden Bleches mit der Gefahr eines Schleifens an der Wand des Kühlmittelkanals nicht auszuschließen ist.

Denn selbst sehr schmale Bodenrollen beeinflussen die Strömungsverhältnisse des Kühlmittels, so daß die Kühlung des Blechs nicht auf beiden Seiten gleich ist, was in Verbindung mit der schon diese ungleichmäßige Kühlung bewirkenden nur einseitigen Abstützung des zu kühlenden Blechs zu eben dieser Verwerfung führen kann. Zwar kann nach der US-PS 36 87 145 die Kühlstrecke durch Aneinanderreihung mehrerer gleichartige·- Einheiten verlängert werden, in welchem Fall sich aber immer Bereiche, in denen gekühlt wird, mit solchen, in denen nicht gekühlt wird, abwechseln.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Kühlvorrichtung zu schaffen, die bei einwandfreier Führung des zu kühlenden Blechs eine gleichmäßige Kühlwirkung gewährleistet, die nicht von der Länge des zu kühlenden Blechs abhängig ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kühlvorrichtung gelöst, wie sie im Anspruch 1 gekennzeichnet ist.

Durch die über die Blechbreite sich erstreckenden Stütz- und Führungsrollen werden die zu kühlenden Bleche auch bei größeren Blechbreiten weit besser geführt und gegen Verformung gesichert als durch eine nahezu punktuelle und dazu noch einseitige Abstützung. Die besondere Gestaltung des Kühlmittelkanals legt zu beiden Seiten des zu kühlenden Blechs einen Kühlmittelteppich konstanter Dicke, der im wesentlichen den Verlauf einer dem Mantel der Wr.lzen und dem Blech folgenden Einhüllenden hat. Der einschließlich der Walzenbereiche gleichbleibende Querschnitt der Kühlmittelkanalhälften bewirkt eine überall gleiche Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels, was die Gleichmäßigkeit der Kühlung ebenfalls fördert. Da sich die Ein- und Auslässe für das Kühlmittel nicht im Bereich der Kühlmittelkanalenden befinden, ist auch bei einer langen Kühlstrecke eine wirksame und gleichmäßige Abkühlung gewährleistet. Durch die Kühlmittelzufuhr in die zylindrischen Abschnitte wird außerdem erreicht, daß das Kühlmittel nicht unmittelbar auf das Blech auftrifft, was zu einer weiteren Vergleichmäßigung der Abkühlung des Bleches beiträgt.

Die US-PS 11 08 144 beschreibt demgegenüber zwar die Führung des zu kühlenden Bleches zwischen sich über die Blechbreite erstreckenden Walzenpaaren, jedoch werden don die Bleche durch nach oben im wets sentlichen offene Wannen gezogen, in denen das Kühlmittel praktisch steht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt

F i g. 1 eine schematische Teilansicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 2 bis 4 entsprechende Ansichten anderer Ausführungsformen, und

F i g. 5 eine schematische Darstellung der gesamten Kühlanlage.

F i g. 1 zeigt einen Teil einer Kühlvorrichtung, die zur Kühlung von Blechen, wie etwa des Blechs T, bestimmt ist, deren mittlere Dicke 30 mm erreichen und sogar überschreiten kann. Diese Vorrichtung umfaßt eine Reihe von Stütz- und Führungsrollen 10a, 106; Ua, Ub. Die wichtigsten Teile der Vorrichtung, die spiegelbildlich auf beiden Seiten der Mittelebene des Bleches angeordnet sind, werden mit denselben Bezugsziffern bezeichnet, wobei die Bezugsziffern für die oberen Teile zusätzlich ein a und die für die unteren Teile zusätzlich ein b erhalten. Die Vorrichtung umfaßt somit einen Metallmantel 12, der sich in 13a, 13b zwischen den Führungsrollen erstreckt und in 14a, 14t diese Rollen umschließt. Die planen Wände 13a, 136 verlaufen etwa parallel und der Abstand zwischen ihnen ist größer als die Blechdikke. so daß durch das Blech zwei Kammern 15a, 15b von der Weite e gebildet werden. Mittel für den Wasserumlauf umfassen mindestens einen Einlaß bzw. eine Zuführungsleitung 16a, 16i>, die sich z. B. über die gesamte Länge der Rollen 10a, 10b erstreckt, und mindestens einen Auslaß bzw. eine Abführungsleitung 17a, 17b, die sich ebenfalls über die gesamte Länge der Rollen lia. 11b erstreckt.

Wie in F i g. 5 dargestellt, wo die oben kurz beschriebene Kühlvorrichtung in ihrer Gesamtheit mit 100 bezeichnet ist, kann die Anlage einen Kaltwasserbehälter 102 auf Umgebungstemperatur bzw. auf 20—25° C, der die Kühlvorrichtung 100 entweder über eine Pumpe 101 oder durch Schwerkraft mit Wasser versorgt, einen Heißwasserbehälter 103, zu dem das Wasser nach Austritt aus der Kühlvorrichtung geleitet wird, und einen Wärmeaustauscher 104, der durch eine Pumpe 105 mit Primärkühlflüssigkeit und durch eine Pumpe 106 mit Wasser aus dem Behälter 103 versorgt wird, umfassen.

Die Arbeitsweise der Kühlvorrichtung wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben. Diese Beschreibung gilt in großen Zügen natürlich auch für die übrigen dargestellten Ausführungsformen der Kühlvorrichtung.

Das der Kühlvorrichtung durch Leitungen 16a, 16b zugeführte und durch Leitungen 17a, 17b abgeführte Wasser läuft in den Kammern 15a, 15b parallel zur Bewegungsrichtung 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.

Der Wärmeaustauschprozeß 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 Blechs eine wirksame Kühlung des Bleches bewirkt. Außerdem ist diese Kühlung vollkommen gleichmäßig, und /war sowohl über die ganze Breite und Länge als auch auf beiden Seiten. Da außerdem der Mantel 12 geschlossen ist, sind die Wasserabflüsse nach außen auf einige unvermeidliche Undichtigkeiten beschränkt und auf keinen FaI¹ mit den sturzbachartigen Abflüssen bei der Anwendung des Tauch- oder Spritzverfahrens vergleichbar.

Es ist auch ohne weiteres einsichtig, daß die für die Erzeugung eines Kühlwasserumlaufs erforderlichen Pumpleistungen weitaus geringer sind, als wenn Strahlen großer Stärke erforderlich sind, um die bei herkömmlichen Verfahren sich ansammelnden Wassermassen zu durchdringen.

Durch die Tatsache, daß Rollen in der Vorrichtung und vom Kühlmantel umschlossen vorgesehen sind, ist

ίο es möglich, eine Vorrichtung mit der Länge der längsten zu behandelnden Bleche herzustellen, die auch eine e^:nwandfreie Behandlung von Blechen kleinerer Abmessungen ermöglicht.

Außerdem kann dadurch, daß mehrere Zu- und Abführungsstellen für die Kühlflüssigkeit vorgesehen sind, ein höherer Durchsatz und infolgedessen ein weitaus schnellerer Behandlungsrhythmus als bei herkömmlichen Verfahren erzielt werden, der sich insbesondere dem der Walzstraße anpassen läßt.

Die Ausführungsform der F i g. 2 unterscheidet sich von der der Fig. 1 durch mindestens einen ebenfalls vom Kühlmantel 22 umschlossenen zusätzlichen Rollensatz 29a, 29b, der sich zwischen zwei Rollensätzen 20a. 20b; 21a, 21b befindet, in deren Bereiche sich die Kühlmitteleinlässe 26a, 26b bzw. Kühlmittelauslässe 27a, 27b befinden. Es soll damit lediglich gezeigt werden, daß verschiedene Lösungen in bezug auf die Anordnung dieser Rollen sowie der Kühlmittelein- und -auslasse möglich sind.

Gemäß F i g. 3 sind zur Vermeidung von »Wasserekken« in der Nähe der Führungsrollen 40a. 40b Umlenkbleche 41 vorgesehen, die sich von dem dieser Zone am nächsten befindlichen Teil des Kühlmantels 42 aus erstrecken. Dieser Bereich bildet einen kurvenförmigen Flächenwinkel etwa entsprechend der Winkelhalbierenden Ebene dieses Flächenwinkels. Diese Umlenkbleche können schwenkbar sein, um z. B. die Einführung des Bleches Γ zu erleichtern oder die Umlaufbedingungen des Wassers zu ändern.

Wird eine Kühlvorrichtung, wie sie hier beschrieben wurde, in eine Bandstraße eingebaut, kann es erforderlich sein, die Bleche nicht zu kühlen. Es muß dann möglich sein, heiße Bleche ohne Beschädigung der Vorrichtung durch diese laufen zu lassen. Zu diesem Zweck können, wie in F i g. 4 dargestellt, π den Führungsrollen 60a,60b;61a,61 bund im Mantel62geeignete Kühlmöglichkeiten vorgesehen werden. Die Rollen können z. B. hohl sein und von einem Wasserkreislauf 63 durchflossen werden, während der Kühlmantel 62 einen weiteren von einem Wasserkreislauf 65 oder einem sonstigen Kühlmittelkreislauf durchflossenen Mantel 64 aufweist. Auch kann die Kühlvorrichtung auf zwei verschiedene Arten eingesetzt werden:

-- Im statischen Betrieb: Das Blech wird in die Vorrichtung ohne Wasser eingeführt, wonach die Flüssigkeit zugeführt wird, die das feststehende Blech umläuft, das anschließend aus der Maschine herausgenommen wird.

bo — Im dynamischen Betrieb: Das Blech durchwandert die Maschine ohne Aufenthalt; eine solche Lösung ermöglicht eine Verkürzung der Maschine. Bei den ^Keschriebenen Ausfuhrungsformen nach den F i g. 1 bis 4 erhält man über alle Stellen des Blechs

(,5 hinweg Homogenität der mechanischen Eigenschaften desselben.

Wenn man z. B. Bleche unterschiedlicher Dicke be-

handeln 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 können z. B. denen ähneln, die zur Einstellung des Abstandes von Walzen verwendet werden. Die Vorrichtung kann auch in der Breite einstellbar sein. Die Mittel, die zur seitlichen Abdichtung vorgesehen sind, müssen natürlich für die Ermöglichung derartiger Einstellungen eingerichtet sein, und dementsprechend muß auch der Wasserkreislauf einstellbar sein. Auch kann man je nach Lage des Falls Wassereinführungs- und -ansaugöffnungen wählen, die z. B. zusammenhängend oder unterbrochen sein können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Kühlen von warmgewalzten Blechen, mit einem Kühlmittelkanal, welcher Mantelwände aufweist, die mindestens abschnittweise parallel zu dem durch den Kühlmittelkanal auf Bodenrollen geführten Blech verlaufen und die Bodenrollen umschließen, wobei der Kühlmittelkanal durch das Blech in zwei im wesentlichen symmetrisch zueinander ausgebildete Strömungskammern unterteilt wird, deren Innenwand durch das zu kühlende Blech und deren Außenwand durch jeweils eine der Mantelwände gebildet ist, und wobei die Kühlmittelzufuhr in die Strömungskammern durch in den Mantelwänden befindliche Einlasse erfolgt und mindestens ein Auslaß für das Kühlmittel vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise zu den Bodenrollen (lOb, 11i); 206, 216, 29b), mit diesen über die Blechbreite sich erstreckende Paare von Stütz- und Führungsrollen bildend, noch Deckenrollen (10a, 11a; 20a, 21a, 29a,/ vorgesehen sind, daß die Mantelwände des Kühlmittelkanals dem Mantel der Boden- bzw. Dekkenrollen folgende zylindrische Abschnitte aufweisen, daß die zylindrischen Abschnitte der Mantelwände zum Mantel der Boden- bzw. Deckenrollen in im wesentlichen dem gleichen Abstand verlaufen wie die zum Blech (T) parallelen Abschnitte der Mantelwände zum Blech, und daß die Kühlmitteleinlässe (16a, 166; 26a, 266,J in die zu einem der Rollenpaare gehörigen zylindrischen Abschnitte der Mantelwände münden und die Kühlmittelauslässe (17a, 176; 27a, 27b) in den zu einem anderen Rollenpaar gehörigen zylindrischen Abschnitten der Mantelwände ansetzen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an Übergangsstellen zwischen den zylindrischen Abschnitten und den dem Blech (T) parallelen Abschnitten der Mantelwände in den Strömungskanal ragende Umlenkbleche (41) vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen den Umlenkblechen (41) und dem Blech (T) veränderbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Mantelwände zueinander einstellbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den zum Blech (T) parallelen Abschnitten der Mantelwände des Kühlmittelkanals weitere Mantelwände zur Bildung eines von einem Kühlmittel durchflossenen Kühlmantels auf diesen Abschnitten vorgesehen ist (F i g. 4).