DE2556383A1 - Cooling hot steel rod leaving a rolling mill - where cooling water flows in the same and opposite directions to the rod - Google Patents

Cooling hot steel rod leaving a rolling mill - where cooling water flows in the same and opposite directions to the rod

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DE2556383A1 DE19752556383 DE2556383A DE2556383A1 DE 2556383 A1 DE2556383 A1 DE 2556383A1 DE 19752556383 DE19752556383 DE 19752556383 DE 2556383 A DE2556383 A DE 2556383A DE 2556383 A1 DE2556383 A1 DE 2556383A1
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Abstract

Device for the cooling of unalloyed, medium- and high-alloy rolled wire or rod, esp. steel rod leaving the last stand in a rolling mill and travelling in a straight line comprises a row of several pairs of mirror-image cooling tubes connected by a collection chamber, the inlets and outlets for the coolant being provided with flow restriction elements and the nozzle head being surrounded by a chamber filled with coolant. The direct-current coolant tube and the counter-current coolant tube are surrounded by a common jacket. The pref. device includes a diffuser where the two coolant currents meet and a ring chamber contg. a ring sieve. Optimum use of cooling water and energy, gives improved the quality to the cooled steel products so that the amt. of alloying elements in the steels can be reduced.

Description

Einrichtung zum Kühlen von Stabstahl Zusatz-Patentanmeldung zu WP 7 a/147 952 - WP 83 950 Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Kühlen von unlegiertem, mittel- und hochlegiertem Walzdraht, insbesondere jedoch Stabstahl, wobei der aus dem letzten Gerüst austretende Stabstahl geradlinig mehrere hintereinander paarweise spiegelbildlich angeordnete Kühlrohre über eine Sammelkammer durchläuft, die kühlrohreinlauS- und -auslauSseitig strömungsstauende Elemente aufweisen und der Düsenkopf von einer mit Kühlmittel ge-Füllte Rammer umschlossen ist, nach WP 83 950.Device for cooling steel bars Additional patent application for WP 7 a / 147 952 - WP 83 950 The invention relates to a device for cooling unalloyed, medium and high-alloy wire rod, but especially bar steel, with the from steel bars emerging from the last scaffolding in a straight line several pairs in a row cooling pipes arranged in mirror image runs through a collecting chamber, the cooling pipe inlet and outlet side have flow-restricting elements and the nozzle head of one Enclosed with coolant-filled ram, according to WP 83 950.

Hinsichtlich der Beurteilung von Kühlrohren ist maßgebend, in welcher Weise die technologischen Forderungen des Walzprozesses, wie z. B. maximale Kühlwirkung und damit möglichst kurze Kühleinrichtungen, geringe Betriebs- und Instandhaltungskosten, Betriebszuverlässigkeit der Anlage sowie geringe Spritzwasserverluste gewährleistet sind und gleichzeitig die metallurgischen Forderungen an das gekühlte Walzgut, wie beispielsweise konzentrische Vorteilung der Gefügeanteile und Erzielung der optimalen mechanischen Festigkeitswerte und die fertigungstechnischen Forderungen des herzustellenden und instandhaltenden Betriebes erfüllt werden.With regard to the assessment of cooling tubes, the decisive factor is in which Way, the technological requirements of the rolling process, such. B. maximum cooling effect and thus the shortest possible cooling systems, low operating and maintenance costs, The operational reliability of the system and low splash water losses are guaranteed are and at the same time the metallurgical requirements for the cooled rolling stock, such as for example concentric advantage of the structural components and achievement of the optimal ones mechanical strength values and the manufacturing requirements of the manufactured and maintenance operations.

Aus den technologischen und metallurgischen Forderungen ergibt sich, daß neben der Gewährleistung einer großenRelativgeschwindigkeit zwischen Kühlwasser und Walzgut, einer guten Turbulenz der Strömung im Kühlrohr sowie eines möglichst hohen statischen Druckes im Kühlmedium vor allem die gleichmäßige Füllung der Kühlrohre zu sichern ist.The technological and metallurgical requirements result in that in addition to ensuring a large relative speed between cooling water and rolling stock, a good turbulence of the flow in the cooling tube and one as possible high static pressure in the cooling medium, especially the uniform filling of the cooling tubes is to be secured.

Experimentelle strömungstechnische Untersuchungen und technologische Erprobungen im Walzwerk ergaben, daß die bisher bekannten Kühleinrichtungen diesen Forderungen nicht vollständig entsprechen.Experimental fluidic studies and technological Tests in the rolling mill showed that the previously known cooling devices this Do not fully comply with requirements.

So ergaben sich bei den bekannten, spiegelbildlich im Gegenlauf betriebenen Kühleinrichtungen folgende Nachteile: - Im Walzbetrieb tritt das Kühlwasser nicht nur durch den in der Mitte angeordneten dblaufschieber aus, sondern auch aus der Walzgutein- und -austrittsöffnung.This resulted in the known, mirror-inverted, counter-rotating Cooling devices have the following disadvantages: - This occurs in rolling operations Cooling water is not only discharged through the valve in the middle, but also from the rolling stock inlet and outlet.

- Das Walzgut läuft durch glatte Kühlrohre, die relativ schnell verschleißen und keine gute Wasserdurchwirbelung gewährleisten.- The rolling stock runs through smooth cooling tubes that wear out relatively quickly and do not guarantee good water turbulence.

- Wasserabweiser mußten außerhalb der Kühlrohre angtordnet werden.- Water deflectors had to be arranged outside the cooling pipes.

Es sind weiterhin Kühleinrichtungen bekannt, bei denen die strömungstechnischen Gesichtspunkte, wie z. 3. die Anordnung der konischen Kühlrohreinsätze, besser beachtet wurden.There are also cooling devices known in which the fluidic Aspects such as 3. The arrangement of the conical cooling tube inserts, better observed became.

Hier befinden sich die Kühlrohre in Wasserwannen, so daß das aus den Kühlrohren austretende Wasser zu den Kühlrohrköpfen geleitet wurde und damit zur Vermeidung der Luftansaugung und zur Wassereinsparung dienten. Die relativ großen Wasserwannen sind jedoch ungünstig, da sich hier infolge geringer Wasserströmung Zunder absetzt0 Hier mußten ebenfalls außerhalb der Kühlrohre am Anfang und Ende der Wanne Wasserabstreifer angeordnet werden.Here are the cooling pipes in water tubs, so that from the Water escaping from the cooling tubes was directed to the cooling tube heads and thus to the Avoidance of air intake and served to save water. The relatively large ones However, water tubs are unfavorable because there is a low flow of water here Tinder settles0 Here, too, had to be outside the cooling pipes at the beginning and end the tub water scraper can be arranged.

Es sind andere Einrichtungen bekannt, in denen das Wasser aus einer Sammelkammer zwischen Gleich- und Gegenstromrohr mittels kleiner Rohre vor den Kühlrohrkopf geleitet werden sollte. Aus strömungstechnischen Gründen war diese Wasserrückleitung nicht wirkungsvoll. Auch vor dem Eühlrohrkopf in Walzguteintrittsrichtung angeordnete Luftabstreifer sind ungünstig, da die Gefahr der Luftansaugung zu hoch ist.There are other facilities known in which the water from a Collecting chamber between co-flow and counter-flow pipe by means of small pipes in front of the cooling pipe head should be directed. For fluidic reasons this was Water return not effective. Also arranged in front of the Eühlrohrkopf in the rolling stock entry direction Air wipers are unfavorable because the risk of air being sucked in is too high.

In Erkenntnis dieser Mängel ist es Zweck der Erfindung, die ökonomischen Belange, wie die Verbesserung der Qualität des Walzgutes oder/und die Einsparung von Legierungsbestandteilen, optimaler Wasser- und Energieverbrauch, bei der Gestaltung von Kühlrohren besser zu berücksichtigen.Recognizing these shortcomings, it is the purpose of the invention to improve the economic Issues such as improving the quality of the rolled stock and / or saving of alloy components, optimal water and energy consumption in the design of cooling pipes to be considered better.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine entsprechende materialsparende Gestaltung der Kühlrohrkonstruktion und Anordnung der Wasserabstreifer einen günstigeren Wasserzu- und -ablauf sowie eine effektive Lösung zur Vermeidung der Luftansaugung zu schaffen.The invention is based on the object by a corresponding Material-saving design of the cooling pipe construction and arrangement of the water scraper a cheaper water inlet and outlet as well as an effective solution to avoid it to create the air intake.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Gleich- und Gegenstromkühlrohr von einem gemeinsamen Mantelrohr umschlossen ist. Wasseraustrittsseitig ist das Gleich- sowie das Gegenstromkühlröhr als Diffusor ausgebildet.According to the invention the object is achieved in that the equal and Countercurrent cooling tube is enclosed by a common jacket tube. Water outlet side the co-flow and the counter-flow cooling tube is designed as a diffuser.

Es gehört mit zur Erfindung, daß innerhalb der Ringkammer ein Ringsieb so angeordnet ist, daß der Wasserdurchtritt dadurch die Einströmdüsen nicht behindert wird.It is part of the invention that an annular sieve is inside the annular chamber is arranged so that the passage of water does not obstruct the inlet nozzles will.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist, daß in der Vorkammer zwischen Führungstrichter und Ringblende ein Abstreifer angeordnet ist.Another feature of the invention is that in the antechamber between Guide funnel and diaphragm a scraper is arranged.

Das Wasserzulaufrohr zum Kühlrohrkopf ist in den Flanschebenen des Mantelrohrkopfes angeordnet. Am Mantelrohrkopf ist ebenfalls ein Uberlaufrohr vorgesehen.The water inlet pipe to the cooling pipe head is in the flange levels of the Jacketed pipe head arranged. An overflow pipe is also provided on the jacket pipe head.

Um eine optimale Dichtwirkung zu erzielen, sind die im Kühlrohrkopf angeordneten Dichtungen auf der Mantelinnenfläche kegelförmig ausgebildet. Die kegelförmige Anlagefläche ist hierbei aus Metall Anhand eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung naher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen: Fig. 1: das Gleichstrc'mkühlrohr im Schnitt, Fig. 2: das Gegenstromkühlrohr im Schnitt, Fig. 3: einen Schnitt A-A durch den Kühlrohrkopf an der Stelle des Kühlwassereintrittes, Fig. 4 die Einströmdüse im Kühlrohrkopf.In order to achieve an optimal sealing effect, they are in the cooling tube head arranged seals on the inner surface of the jacket formed conically. The cone-shaped The contact surface is made of metal Invention will be explained in more detail. The drawings show: FIG. 1: the DC cooling tube in section, Fig. 2: the countercurrent cooling pipe in section, Fig. 3: a section A-A through the cooling pipe head at the point of the cooling water inlet, Fig. 4 the inlet nozzle in the cooling pipe head.

Die gesamte Kühleinrichtung besteht aus zwei zur Mitte sgmmetrisch angeordneten, fast gleichen Kühlrohren.The entire cooling device consists of two symmetrical to the center arranged, almost identical cooling tubes.

In Fig. 1 bewegt sich das Walzgut in Pfeilrichtung und gelangt durch den auswechselbaren, aus verschleißfestem Werkstoff bestehenden Führungstrichter 1 in die Kühleinrichtung. Die maximale Abkühlwirkung wird im Gleichstromkühlrohr 2 und im Gegenstromkühlrohr 2' erzielt.In Fig. 1, the rolling stock moves in the direction of the arrow and passes through the exchangeable guide funnel made of wear-resistant material 1 in the cooling device. The maximum cooling effect is achieved in the co-current cooling tube 2 and achieved in the countercurrent cooling tube 2 '.

Das Kühlwasser wird dem Kühlrohrkopf 3 über eine Druckwasserleitung zugeführt und gelangt in die Ringkammer 4.The cooling water is supplied to the cooling pipe head 3 via a pressurized water line and enters the annular chamber 4.

Um ein Verstopfen der Einströmdüsen 5 im Kühlrohrkopf 3 durch Verunreinigungen, wie Zunder und dergleichen, zu verhindern, kann innerhalb der Ringkammer 4 ein Ringsieb 6 angeordnet werden. Zur Vermeidung der Druckverluste in der Anlage ist der strömungstechnisch günstigen Ausbildung der Einströmdüsen 5 eine große Bedeutung beizumessen.In order to prevent clogging of the inlet nozzles 5 in the cooling pipe head 3 due to impurities, such as scale and the like to prevent, an annular sieve inside the annular chamber 4 6 can be arranged. In order to avoid pressure losses in the system, the is fluidic to attach great importance to favorable design of the inlet nozzles 5.

Nach Fig. 4 stellen die Einströmdüsen 5 Bohrungen dar, die im Einströmteil Radien 5' und im Ausströmteil eine konische Erweiterung 5" mit Diffusorwirkung aufweisen.According to FIG. 4, the inflow nozzles represent 5 bores in the inflow part Radii 5 'and in the outflow part have a conical widening 5 "with a diffuser effect.

Um ein Austreten des Druckwassers aus der Ringkammer 4 zu verhindern, sind die Dichtungen 7 auf der inneren Mantelfläche kegelförmig ausgebildet. Beim Verspannen des Kühlrohrkopfes 3 ergibt sich durch die gewählte Form der Dichtung 7 ein optimales Anpressen an alle Dichtfugen und somit ein sicheres Abdichten der Ringkammer 4. Die in den Kühlrohren 2; 2' angeordneten Einsätze 8 sind ebenfalls strömungstechnisch günstig ausgebildet. Diese strömungsgünstige Form erhöht die Kühlwirkung durch Ausbildung einer Turbulenz. Deshalb ist jeder Einsatz 8 so ausgebildet, daß der Einströmteil 9 eine größere Neigung besitzt als der Ausströmteil 10. Entscheidend für eine Druckrückgewinnung ist der wasseraustrittsseitig vorgesehene Diffusor 11 am Gleich- und Gegenstromkühlrohr 2; 2'. In der Sammelkammer 12 trifft das Kühlwasser aus dem Gleich- und Gegenstromkühlrohr 2; 2' aufeinander und strömt in beiden Richtungen zwischen Kühlrohr und Mantelrohr 12 zurück bis zum Mantelrohrkopf 14. Das Kühlwasser wird an der Ringblende 15 umgelenkt und gelangt vor die Einsaugöffnung des EUhlrohrkopfes 3. Der grö3te Teil des im Mantelrohr 13 zurückströmenden Wassers verläßt die Kühleinrichtung durch den Ablaufstutzen 16, in dem die Abflußmenge mittels einer Drosselklappe 17 regulierbar ist. Durch die Regulierung des abfließenden Wassers ist gewährleistet, daß sich Mantelrohr 13 und Mantelrohrkopf 14 mit Wasser füllen und eine Buftansaugung im Kühlrohrkopf 3 verhindert wird.To prevent the pressurized water from escaping from the annular chamber 4, the seals 7 are conical on the inner lateral surface. At the Bracing of the cooling tube head 3 results from the selected shape of the seal 7 an optimal pressing against all sealing joints and thus a secure sealing of the Annular chamber 4. The in the cooling tubes 2; 2 'arranged inserts 8 are also aerodynamically well trained. This aerodynamic shape increases the cooling effect through training a turbulence. Therefore, each insert 8 is formed so that the inflow part 9 has a greater inclination than the outflow part 10. Decisive for a pressure recovery is the diffuser 11 provided on the water outlet side on the cocurrent and countercurrent cooling pipe 2; 2 '. The cooling water from the cocurrent and countercurrent cooling pipe meets in the collecting chamber 12 2; 2 'on top of each other and flows in both directions between the cooling pipe and the jacket pipe 12 back to the jacket pipe head 14. The cooling water is deflected at the annular diaphragm 15 and arrives in front of the suction opening of the tubular head 3. Most of the im Jacket pipe 13 flowing back water leaves the cooling device through the drainage nozzle 16, in which the flow rate can be regulated by means of a throttle valve 17. By the regulation of the outflowing water is ensured that the jacket pipe Fill 13 and jacket pipe head 14 with water and a air intake in the cooling pipe head 3 is prevented.

Zur Verhinderung einer Strudelbildung vor dem Kühlrohrkopf 3 ist an der Ringblende 15 ein Leitblech 29 angeordnet. Eine Kontrolle erfolgt mittels des Überlaufrohres 18.To prevent vortex formation in front of the cooling tube head 3 is on a guide plate 29 is arranged in the annular diaphragm 15. A control is carried out by means of the Overflow pipe 18.

Um zu verhindern, daß das angestaute Wasser, das teilweise durch die Öffnung der Ringblende 15 ausfließt, die Kühleinrichtung durch den Führungstrichter 1 verlassen kann, ist in der Vorkammer 19 ein Abstreifer 20 angeord net. Der aus dem Abstreifer 20 austretende Wasserstrahl drückt dieses Überlaufwasser in den Mantelrohrkopf 14 zurück bzw. nach unten in den Ablauf 21. Gleichzeitig behindert der Wasserstrahl des Abstreifers 20 das Eindringen von Luft in den Mantelrohrkopf 14 und das Austreten des vom Walzgut mitgerissenen Wassers aus dem Führungstrichter 1'.In order to prevent the pent-up water, which partly flows through the Opening the diaphragm 15 flows out, the cooling device through the guide funnel 1 can leave, a stripper 20 is net angeord in the antechamber 19. The out the wiper 20 exiting water jet pushes this overflow water back into the jacket pipe head 14 or down into the drain 21. At the same time obstructed the water jet of the wiper 20 prevents air from penetrating into the casing pipe head 14 and the emergence of the water entrained by the rolling stock from the guide funnel 1'.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß der Wasserzufluß zum Kühlrohrkopf 3 zwischen den Flanschen 22 durch das Anschlußrohr 23 erfolgt. Das Anschlußrohr 24 dient zum Anbringen eines Kontrollmanometers. Die Anschlußrohre 23; 24 arretieren auch gleichzeitig die Kühlrohre 2; 2' im Mantelrohr 13. Zur Abstützung der kühlrohre 2; 2' sind mehrere Stützen 25 zwischen Mantelrohr 13 und gühlrohr 2 vorgesehen. Die Kühleinrichtung ruht auf den Sockeln 26, deren Verbindung mit einer Grundplatte lösbar ausgebildet ist. Bei einer evtl. Havarie wird die gesamte Kühleinrichtung um den Zapfen 27 gedreht. Unterhalb der Ablaufstutzen 16 und der Abläufe 21 sind zum Auffangen des abfließenden Wassers Auffangwannen 28 vorgesehen.From Fig. 3 it can be seen that the water inflow to the cooling tube head 3 takes place between the flanges 22 through the connecting pipe 23. The connecting pipe 24 is used to attach a control manometer. The connecting pipes 23; 24 lock also at the same time the cooling tubes 2; 2 'in the jacket pipe 13. To support the cooling pipes 2; 2 ′, several supports 25 are provided between the jacket tube 13 and the cooling tube 2. The cooling device rests on the base 26, which is connected to a base plate is detachable. In the event of a breakdown, the entire cooling system rotated around the pin 27. Below the drain connection 16 and the drains 21 are collecting trays 28 are provided to collect the draining water.

Claims (9)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Einrichtung zum Kühlen von unlegiertem, mittel- und hochlegiertem Walzdraht, insbesondere jedoch Stabstahl, wobei der aus dem letzten Gerüst austretende Stabstahl geradlinig mehrere hintereinander paarweise spiegelbildlich angeordnete Kühlrohre über eine Sammelkammer durchläuft, die kühlrohreinlauf- und -auslaufseitig strömungsstauende Elemente aufweisen und der Düsenkopf von einer mit Kühlmittel gefüllten Kammer umschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleich-und Gegenstronkühlrohr (2 2') gemeinsam von einem Mantelrohr (13) umschlossen ist.1. Device for cooling unalloyed, medium and high-alloyed Wire rod, but especially bar steel, with the one emerging from the last stand Bar steel straight several consecutively arranged in pairs in mirror image Cooling pipes passes through a collecting chamber, the cooling pipe inlet and outlet side Have flow-restricting elements and the nozzle head of one with coolant filled chamber is enclosed, characterized in that the co-current and counter-current cooling tube (2 2 ') is enclosed together by a jacket tube (13). 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleich- und Gegenstromkühlrohr (2; 2') wasseraustrittsseitig als Diffusor (11) ausgebildet ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the same and countercurrent cooling pipe (2; 2 ') designed as a diffuser (11) on the water outlet side is. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Ringkammer (4) ein Ringsieb (6) angeordnet ist.3. Device according to claim 1, characterized in that within an annular sieve (6) is arranged in the annular chamber (4). 40 Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vorkammer (19) zwischen Ringblende (15) und Führungstrichter (1) ein Abstreifer (20) angeordnet ist.40 device according to claim 1, characterized in that in the Antechamber (19) between the annular diaphragm (15) and guide funnel (1) a scraper (20) is arranged. 5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Mantelrohrkopf (14) ein Überlaufrohr (18) vorgesehen ist.5. Device according to claim 1, characterized in that the casing pipe head (14) an overflow pipe (18) is provided. 6. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelinnenfläche der Dichtungen (7) im Eühlbohrkopf (3) kegelförmig ausgebildet ist.6. Device according to claim 3, characterized in that the jacket inner surface of the seals (7) in the Eühlbohrkopf (3) is conical. 7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasserzulaufrohr zum Kühlrohrkopf (3) in den Flanschebenen des Mantelrohrkopfes (14) angeordnet ist.7. Device according to claim 1, characterized in that the water inlet pipe to the cooling pipe head (3) is arranged in the flange planes of the casing pipe head (14). 8. Einrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Kühlrohrkopf (3) eine Ringblende (15) angeordnet ist.8. Device according to claim 1 and 4, characterized in that an annular diaphragm (15) is arranged in front of the cooling pipe head (3). 9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Ringblende (15) und Kühlrohrkopf (3) ein Blech (29) angeordnet ist.9. Device according to claim 8, characterized in that between Annular diaphragm (15) and cooling tube head (3) a sheet metal (29) is arranged.
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