DE2622722A1 - Vorrichtung zum abkuehlen von stahlbloecken, stahlplatten u.dgl. - Google Patents

Vorrichtung zum abkuehlen von stahlbloecken, stahlplatten u.dgl.

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DE2622722A1 DE19762622722 DE2622722A DE2622722A1 DE 2622722 A1 DE2622722 A1 DE 2622722A1 DE 19762622722 DE19762622722 DE 19762622722 DE 2622722 A DE2622722 A DE 2622722A DE 2622722 A1 DE2622722 A1 DE 2622722A1
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Description

Patentanwalt©
Dr.-Ing. Wilhelm Beichel
DipL-Ing. Wolfgang Reichel
6 Frankfurt a. M. 1 8470
Parkstraße 13 "==
KAWASAKI JUKOGYO KABUSHIKI KAISHA, Kobe, Japan
Vorrichtung zum Abkühlen von Stahlblöcken, Stahlplatten und dergleichen
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf die Herstellung von Stahlblöcken, Stahlplatten, Gußstücken und dergleichen (im folgenden gemeinsam als Stahlblöcke bezeichnet), insbesondere auf eine Stahlblock-Abkühlvorrichtung zum Abkühlen von Stahlblöcken mit einer hohen Temperatur auf eine ganz bestimmte Temperatur, welche durch ein Blockwalzwerk, ein Flachwalzwerk oder Brammenwalzwerk oder dergleichen oder durch kontinuierliches Gießen hergestellt werden, wobei gleichzeitig die Eigenwärme der Stahlblöcke mit hoher Temperatur in Form von Dampf zurückgewonnen wird.
Stähle, welche in Stahlerzeugungsanlagen hergestellt werden, müssen im Verlauf ihrer Herstellungsvorgänge durch zahlreiche Erwärmungs- und Abkühlstufen geführt werden. Die Abkühlverfahren in den Abkühlstufen unterscheiden sich in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Stahlmaterials. Ein Stahlblock der z.B. erwärmt und in einer Wärmeausgleichsgrube temperiert wird, hat auch noch nach dem Walzen in einem Flachwalzwerk
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und dem Zuschneiden durch eine Schermaschine noch eine Temperatur in der Höhe von etwa 10000C, und er wird daher zu einem Abkühlplatz gebracht und auf eine Temperatur abgekühlt, die unterhalb etwa 10O0C liegt, bevor er einer folgenden Behandlung unterworfen wird.
Die Abkühlvorgänge kann man im weitesten Sinne in drei allgemein übliche Arten unterteilen, nämlich dem langsamen Abkühlen im Falle von legierten Stählen und Stählen mit hohem Kohlenstoffanteil, der Luft-Abkühlung im Falle von Stählen mit mittlerem Kohlenstoffanteil und dem Abschrecken in Wasser im Falle von Stählen mit niedrigem Kohlenstoff anteil. Die Abkühlgeschwindigkeit wird demzufolge in Abhängigkeit von den unterschiedlichen Stahlarten variiert.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Stahlblock-Abkühlvorrichtung zum Abkühlen mit Geschwindigkeiten, die hauptsächlich der Luft-Abkühlung unter den oben erwähnten drei Abkühlarten entsprechen.
Das zur Zeit gebräuchlichste Verfahren hinsichtlich der Abkühlung von Stahlblöcken mit hoher Temperatur in der Luft nach einer Behandlung, z.B. dem Flachwalzen, besteht in der Aufschichtung oder Stapelung auf einem Abkühlplatz. Im Falle von Stahlplatten werden zahlreiche Platten in gewöhnlicher Weise aufgeschichtet oder gestapelt, um den Raum am Luftabkühlplatz wirtschaftlich auszunutzen. Dieses Aufschichten oder Stapeln zahlreicher Platten bewirkt jedoch einen Unterschied in den Abkühlgeschwindigkeiten an den oberen und unteren Seiten jeder Platte, und dieser Unterschied führt zu einer entsprechenden Material spannung in jeder Platte und zu einem Verwerfen derselben. Wenngleich diese Verwerfung oder Deformierung bei einer Stahlplatte mit kurzer Länge klein ist, wird jedoch die Verwerfung bei einer Platte mit großer Länge erheblich und führt
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zu Problemen beim Transport der Platten in die nachfolgenden Behandlungsstufen und in diesen Stufen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Stahlblock-Abkühlvorrichtung zu schaffen, die Stahlblöcke wirksam und wirtschaftlich abkühlen kann und gleichzeitig eine gewisse Menge der Wärme wiedergewinnt, die von den Stahlblöcken während der Abkühlung abgegeben wird·
Es soll ferner eine Stahlblock-Abkühlvorrichtung geschaffen werden, die Stahlplatten in einem aufrechten, hochkantigem Zustand abkühlen kann, um dadurch ein Verwerfen der Stahlplatten zu verhindern und den Raum wirtschaftlich zu nutzen.
Obige Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Demzufolge wird gemäß der Erfindung eine Stahlblock-Abkühlvorrichtung geschaffen, bestehend aus einer Abkühleinrichtung mit einer Basis-Bodenkonstruktion und vertikalen Abkühlwänden, die auf der Bodenkonstruktion gegenseitig beabstandet und parallel zueinander angeordnet sind, um dazwischen Abkühlplätze für Stahlblöcke mit hoher Temperatur zu schaffen bzw. auszubilden, wobei jede Abkühlwand mit Vorrichtungen zum Durchleiten von Abkühlwasser durch die Wand versehen ist und die abzukühlenden Stahlblöcke mit hoher Temperatur auf der Bodenkonstruktion in entsprechenden Abkühlpositionen zwischen benachbarten Kühlwänden aufgestellt und in der Hauptsache durch Abstrahlung von Wärme abgekühlt werden, die von den Kühlwänden absorbiert wird.
Die Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Abbildungen ausführlich beschrieben, wobei alle aus der Beschreibung und den Abbildungen hervorgehenden Einzelheiten oder Merkmale zur Lösung der Aufgabe im Sinne der Erfindung beitragen können und mit dem Willen zur Patentierung in die Anmeldung aufgenommen wurden. Es zeigen:
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Fig. 1 eine schematische Draufsicht von dem allgemeinen Aufbau eines Ausführungsbeispiels einer Stahlblock-Abkühlvorrichtung gemäß der Erfindung und
Fig. 2 einen vertikalen Schnitt entlang der durch die Linie II in Fig. 1 vorgezeichneten Ebene, und zwar in Blickrichtung der Pfeile sowie zusätzlich in schematischer Form ein Wärme-Rückgewinnungssystem.
Detaillierte Beschreibung
Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen. Die Haupt-Baukoinponenten des in diesen gezeigten Ausführungsbeispiels der Stahlblock-Abkühlvorrichtung gemäß der Erfindung sind eine Block-Abkühlvorrichtung 3, die in einer Grube eingebaut ist, ein Wärmerückgewinnungssystem und ein Block-Behandlungssystem. Die Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel ist speziell zum Abkühlen von Platten 1 geeignet.
Die Block-(Platten-)Abkühlvorrichtung wird vorteilhaft in einer Grube eingebaut und auf Eisenträgern 14 abgestützt, die wiederum auf Stützen 15 aufgelagert sind, welche auf dem Boden der Grube angeordnet sind. Die Kühlwände 8 sind in gegenseitig parallelen Lagen mit einem bestimmten Zwischenabstand auf den Eisenträgern 14 angeordnet. Jede Kühlwand 8 weist Kesselrohre 8a auf, die nebeneinander so angeordnet sind, daß eine Wandkonstruktion gebildet ist. Die Einlaß- und Auslaßenden eines jeden Kesselrohres sind in entsprechender Weise an einer Wasser-Umwälzrohranlage angeschlossen oder an ein Abzugsrohr 11 sowie an einer weiteren Wasser-Umwälzrohranlage oder Steigrohr 12. Die Kühlwände 8 weisen in ihrer horizontalen Richtung eine Länge auf, die die Länge der Platten 1 überschreitet, wodurch die
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Enden der Kühlwände über die Enden der Platten 1 in ihren Abkühlpositionen hinausragen. Die Höhen der Kühlwände 8 sind ausreichend bemessen, um die maximalen Höhen (Breiten)der Platten 1 in Abkühlposition zu überdecken. Senkrechte Haltesäulen 7 sind auf den Eisenträgern 14 in zwei parallelen Reihen zwischen jedem Paar benachbarter Kühlwände 8 fest angeordnet und dienen zur Positionierung und Halterung einer jeden Stahlplatte 1 in einer senkrechten, hochkantigen Lage zwischen den zwei benachbarten Kühlwänden. Ein Raum 16 ist zwischen den Eisenträgern 14 und dem Boden der Grube freigelassen, indem sich Zunder ansammeln, kann, der von den Platten herabfällt.
Die oben beschriebenen Kühlwände 8 bilden ferner gemeinsam eine Baukomponente des oben erwähnten Wärmerückgewinnungssystems. Die Auslässe sämtlicher Kühlwände 8 sind mit dem Umwälzrohr oder Steigrohr 12 verbunden, welches Dampf und Wasser zu einem Dampfkessel 9 führt, der dazu dient, Dampf und Wasser zu trennen und Kesselwasser zu speichern. Das Kesselwasser vom Boden des Dampfkessels 9 wird durch eine Umwälzpumpe ΊΟ über das Umwälzrohr oder Abzugsrohr 11 zu den Einlassen sämtlicher Kühlwände 8 zurückzirkuliert. Ein Haupt-Dampf rohr 13 ist mit der Oberseite des Dampfkessels 9 verbunden, um Dampf abzuführen, der die zurückgewonnene Wärme enthält. Ein Wasser-Speiserohr 17 ist an dem Dampfkessel 9 angeschlossen, um in diesen Kessel Wasser einzuführen.
Das oben erwähnte Block (Platten-Behandlungssystem) weist auf seiner "strömungsauf wärtigen" Seite einen Walzen-Fördertisch 2 auf, der an der einen Seite der Platten-Abkühlvorrichtung 3 so angeordnet ist, daß seine Förderrichtung parallel zu den Kühlwänden 8 verläuft, und er dient dem Zweck, jede Stahlplatte 1 mit hoher Temperatur von einem vorhergehenden Be- handlungsschritt in eine bestimmte Position auf der einen Seite der Abkühlvorrichtung 3 zu transportieren. Eine Platten-
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Aufstellvorrichtung 4 ist zwischen dem Fördertisch 2 und der Abkühlvorrichtung 3 eingebaut. Diese Platten-AufStellvorrichtung oder Aufrichtvorrichtung 4 übernimmt in einem Schlitz 4a jede heiße Platte 1 von dem Fördertisch 2 und verschwenkt sie über im wesentlichen 90° um eine horizontale Drehachse 4b, um die Platte aus ihrer horizontalen Lage in eine senkrechte, hochkantige Lage zu bringen. Eine ähnliche Schwenkvorrichtung 18 ist zu dem Zweck vorgesehen, in ihrem Schlitz 18a jede Platte 1a nach dem Abkühlen in eine senkrechte Position aufzunehmen und dieselbe um eine Achse 18b über im wesentlichen 90° zu verschwenken, um so die abgekühlte Platte 1a aus ihrer senkrechten Position in eine im wesentlichen horizontale Lage zu kippen, damit sie zu einem anderen Rollen-Fördertisch 6 auf der gegenüberliegenden Seite der Abkühlvorrichtung 3 oder "strömungsabwärtigen" Seite des Platten-Behandlungssystems überführt werden kann. Außerdem ist ein Zangen-Kran 5 vorgesehen, der über die Aufstellvorrichtung 4, die Abkühlvorrichtung 3 und die Schwenkvorrichtung 18 wandert und wie nachfolgend beschrieben betrieben wird.
Die Stahlblock-(Platten-)Abkühlvorrichtung der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Konstruktion arbeitet wie folgt: Jede Stahlplatte 1 mit einer hohen Temperatur von einer vorgeschalteten Behandlungsmaschine, etwa einem Flachwalzwerk, wird durch den Rollen-Fördertisch 2 in die oben erläuterte spezielle Position transportiert, längsseits der Aufrichtvorrichtung 4. Diese Platte 1 wird dann in den Schlitz 4a der Aufrichtvorrichtung 4 geschoben, die dann in eine senkrechte Stellung gedreht wird. Die Platte wird anschließend durch den Zangen-Kran 5 aus dem Schlitz 4a herausgehoben und zu einer leeren Abkühlposition zwischen zwei Reihen von Haltesäulen 7 in der Platten-Abkühlvorrichtung 3 transportiert und in diese abgesenkt. In dieser Abkühlposition kühlt die Platte ab, wobei ihre Wärme in der Hauptsache durch Strahlung auf die Kühlwände
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8 übertragen wird, die die Platte an ihren zwei Seiten umgeben.
Jede Platte 1a, die auf diese Weise auf eine erwünschte Temperatur abgekühlt worden ist, wird durch den Zangen-Kran 5 aus der Abkühlvorrichtung 3 herausgehoben und zur Schwenkvorrichtung 18 transportiert, in dieser in eine horizontale Lage gekippt, anschließend auf den Rollen-Fördertisch 6 überführt und zur nachfolgenden Behandlung weitertransportiert*
Die Kühlwände 8, die aus Kesselrohren hergestellt sind und die Wärme-Zurückgewinnungskomponente des Wärme-Zurückgewinnungssystems bilden, können hinsichtlich ihrer Arbeitsweise als ein Kessel während des oben beschriebenen Vorgangs betrachtet werden. Das Kesselwasser in diesen Kühlwänden 8 wird durch Strahlungswärme von den heißen Platten 1 über die Wände der Kesselrohre erwärmt und bildet eine Dampf- und Wasser-Mischung, die durch das Umwälzrohr oder Steigrohr 12 zum Dampfkessel 9 zurückkehrt, indem die Mischung in Dampf und Wasser getrennt wird. Der auf diese Weise abgetrennte Dampf wird durch das Haupt-Dampfrohr 13 abgeführt und kann für verschiedenste Zwecke benutzt werden. Das auf diese Weise von dem Dampf abgetrennte Wasser wird im unteren Teil des Dampfkessels 9 zusammen mit dem Kessel-Speisewasser gesammelt, das durch das Wasser-Speiserohr 17 eingeführt wird, und dieses Wasser wird durch die Umwälzpumpe 10 über das Umwälzrohr oder Abzugsrohr 11 zu den Einlassen der Kühlwände 8 zurückzirkuliert.
Wenngleich vorstehend als ein Ausführungsbeispiel ein Wärmerückgewinnungssystem in der Form eines Kessels mit Zwangsumlauf beschrieben worden ist, können die Konstruktion und Rohre der Kühlwände 8 von irgend einer anderen zweckmäßigen Ausführung sein, vorausgesetzt, daß sie wärmeleitfähig sind, um die Rückgewinnung der Wärme zu bewirken sowie die Abkühlung der Stahlblöcke.
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Obwohl ferner keine praktischen Beispiele in den Zeichnungen gezeigt sind, können in den umgebenden Wänden oder im Boden des Zunder-Sammelraums 16 Luft-Abzugslöcher oder Entlüftungslöcher vorgesehen sein, so daß die Stahlblöcke zusätzlich durch Eigenkonvektion oder zwangsläufiger Luftkonvektion abgekühlt werden, um die Abkühlgeschwindigkeit der Stahlblöcke zu vergrößern. Umgekehrt kann die Abkühlgeschwindigkeit dadurch verringert werden, daß man ein Dach vorsieht, um die Abkühlvorrichtung 3 abzudecken.
Wie oben im Zusammenhang mit dem speziellen Fall der Abkühlung von Stahlplatten beschrieben wurde, werden diese Platten abgekühlt, während sie in einem vertikalen, hochkantigem Zustand gehalten werden. Aus diesem Grunde können sich die Platten nicht verwerfen, wie dies bei herkömmlichen Abkühltechniken der Fall ist, wodurch die Behandlungs-Leistung in den nachfolgenden Behandlungsstufen wesentlich gesteigert wird. Ferner wird durch diese Technik nicht nur in erheblichem Umfang Raum bzw* Platz eingespart, sondern die zwei Seiten einer jeden Platte werden auch gleichmäßig abgekühlt, da die Eigenwärme der Stahlplatten auf rationelle und effektive Art und Weise zurückgewonnen wird.
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Claims (8)

  1. Patentansprüche
    ν 1. Stahlblock-Abkühlvorrichtung,
    gekennzeichnet durch eine Abkühleinrichtung (3) bestehend aus einer Basis-Bodenkonstruktion (14, 15) und vertikalen Kühlwänden (8), die gegenseitig parallel und in Abstand voneinander auf der Bodenkonstruktion angeordnet sind, wobei jede Kühlwand (8) mit Vorrichtungen zur Hindurchleitung von Kühlwasser versehen ist und die abzukühlenden Stahlblöcke (1) mit hoher Temperatur auf der Bodenkonstruktion in entsprechenden Abkühlpositionen zwischen benachbarten Kühlwänden positioniert und in der Hauptsache durch Abstrahlung von Wärme abgekühlt werden, die durch die Kühlwände absorbiert wird.
  2. 2. Stahlblock-Abkühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wärme-Rückgewinnungssystem die Kühlwände (8) aufweist, daß Vorrichtungen (10) zur Zuführung von Kühlwasser zu den Einlassen der- Kühlwände vorgesehen sind, wobei das auf diese Weise zugeführte Wasser durch die Wärme aufgeheizt wird, welche durch die Abkühlwände absorbiert wird und in eine Mischung von heißem Wasser und Dampf überführt wird, und daß Vorrichtungen (12) zur Weiterleitung dieser Mischung von den Auslassen der Kühlwände (8) zu Einrichtungen vorgesehen sind, die die zurückgewonnene Wärme verwerten.
  3. 3· Stahlblock-Abkühlvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Stahlblock-Behandlungssystem, gekennzeichnet durch eine erste Fördervorrichtung (2) zum Transport eines
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    jeden Stahlblocks 1 mit hoher Temperatur in eine Lage längsseits der einen Seite der Stahlblock-Abkühlvorrichtung (3), eine zweite Fördervorrichtung (6) an der anderen Seite der Stahlblock-Abkühlvorrichtung (3) zum Transport eines jeden Stahlblocks nach dem Abkühlen in eine nachfolgende Behandlungsstation, und durch eine Hebe- und Transportvorrichtung (5) zum Übertragen eines jeden Stahlblocks aus dieser Position in eine leere Abkühlposition und zum Übertragen eines jeden Stahlblocks nach dem Abkühlen auf die zweite Fördervorrichtung.
  4. 4. Stahlblock-Abkühlvorrichtung nach Anspruch 3» insbesondere zum Abkühlen von Stahlplatten, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Fördervorrichtung aus Rollen-Fördertischen (2, 6) zum Transport der Stahlplatten in horizontaler Lage bestehen, daß eine Platten-Aufstellvorrichtung (4) zwischen der ersten Fördervorrichtung (2) und der Abkühlvorrichtung (3) eingebaut ist und in Funktion jede Platte 1 aus einer horizontalen Lage von der ersten Fördervorrichtung (2) in eine senkrechte, hochkantige Lage wendet, daß eine Platten-Schwenkvorrichtung (18) zwischen der Abkühlvorrichtung (3) und der zweiten Fördervorrichtung (6) eingebaut ist und in Funktion jede abgekühlte Platte (1) aus einer senkrechten Lage in eine horizontale Lage zur Bewegung auf die zweite Fördervorrichtung (6) hin wendet und daß die Hebe- und Transportvorrichtung ein Zangen-Kran (5) ist, der jede Platte von der Platten-Auf richtvorrichtung (4) in die Abkühlposition in der Abkühlvorrichtung (3) sowie jede abgekühlte Platte aus der Abkühlposition in die Schwenkvorrichtung (18) überführen kann.
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  5. 5. Stahlblock-Abkühlvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß senkrechte Haltesäulen (7) an der Basis-Bodenkonstruktion (14, 15) befestigt sind, um die Stahlplatten (1) in den entsprechenden Abkühl Positionen in senkrechter Lage zu halten.
  6. 6. Stahlblock-Abkühlvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß jede Kühlwand (8) untereinander verbundene Kesselrohre aufweist, die zur Ausbildung einer Wandkonstruktion in einer Reihe angeordnet sind.
  7. 7. Stahlblock-Abkühlvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlblock-Abkühlvorrichtung (3) in einer Grube eingebaut ist und die Basis-Bodenkonstruktion zahlreiche Eisenträger (14) in gegenseitigem Abstand sowie Stützen (15) aufweist, die die Eisenträger oberhalb des Bodens der Grube abstützen, und daß der so zwischen den Eisenträgern und dem Grubenboden ausgebildete Raum (16) als Sammelraum für Zunder dient, der von den Stahlblöcken herabfällt.
  8. 8. Stahlblock-Abkühlvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (16) mit Luft-Ventilationsöffnungen versehen ist und die Abkühlvorrichtung (3) ferner mit einer Luft-Ventilationsvorrichtung ausgerüstet ist, um in auswählbaren Bereichen eine Luftventilation zu erzeugen, die von Eigenkonvektion bis zur Zwangsventilation reichen.
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    Stahlblock-Abkühlvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärme-Zurückgewinnungssystem ferner einen Dampfkessel (9) und eine Umwälzpumpe (10) aufweist und die Vorrichtungen zur Zuführung von Kesselwasser und die Vorrichtungen zur Weiterleitung der Mischung aus ersten und zweiten Rohren (12, 11) bestehen, die Wasser vom Dampfkessel zu den Kühlwänden (8) bzw. die Mischung aus den Kühlwänden (8) in den oberen Teil des Dampfkessels (9) leiten, daß die Umwälzpumpe (10) in dem ersten Rohr (12) eingebaut ist und daß der Dampfkessel (9) mit einem Rohr (13) zur Ableitung des Dampfes in die Einrichtung zur Verwertung der wiedergewonnenen Wärme sowie mit einem Rohr (17) versehen ist, das Kessel-Speisewasser in den Dampfkessel einführt.
    ReFu/Pi.
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