DE2622722C3 - Vorrichtung zum Abkühlen heißer Stahlbrammen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abkühlen heißer Stahlbrammen im Anschluß an den letzten Walzvorgang, die zwischen einem Zuförderrollgang mit einer zugehörigen, die Stahlbrammen liegend aufnehmenden und in eine Hochkantstellung schwenkenden Aufstelleinrichtung und einem Abförderrollgang mit vorgeschalteter Umlegeeinrichtung der hochkantgestellten Stahlbrammen auf den Abförderrollgang zwischengeschaltet ist, bei der die Stahlbrammen von einem im Bereich der Aufstelleinrichtung und der Umlegeeinrichtung verfahrbaren Kran in Aufnahmetaschen von Traggestellen mit senkrechten und in parallelen Reihen angeordneten Haltesäulen einstellbar sind. Die Erfindung geht damit von einem Stand der Technik aus, wie er durch die DE-OS 21 58 091 bzw. die DE-OS 20 02 272 bekanntgeworden ist.

Stähle müssen im Verlauf ihrer Herstellung durch zahlreiche Erwärmungs- und Abkühlstufen geführt werden. Die Verfahren 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 nach dem Walzen in einem Flachwalzwerk und dem

ίο Zuschneiden durch eine Schermaschine noch eine Temperatur in der Höhe von etwa 1000° C, und er wird daher zu einem Abkühlplatz gebracht und auf eine Temperatur abgekühlt, die unterhalb etwa 100° C liegt, bevor er einer folgenden Behandlung unterworfen wird.

Die Abkühl vorgänge 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 Luftabkühlung im Falle von Stählen mit mittlerem Kohlenstoffanteil und dem Abschrecken in Wasser im Falle von Stählen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt. Die Abkühlgeschwindigkeit wird demzufolge in Abhängigkeit von den unterschiedlichen Stahlarten variiert.

Die Erfindung ist auf eine Abkühlvorrichtung für Stahlbrammen gerichtet, die mit Geschwindigkeiten arbeitet, welche hauptsächlich der Luft-Abkühlung unter den oben erwähnten drei Abkühlarten entsprechen.

Bei bekannten Abkühlvorrichtungen der eingangs bezeichneten Art (DE-OS 20 02 272 und 2158 091) erfolgt die Abkühlung der heißen Stahlbrammen durch Kühlwasser, welches aus Rohren unterhalb des Traggestells durch Düsen einem Wasserbecken zufließt, in das die Brammen eingesetzt werden. Diese Art der Abkühlung der hochkant gestellten Stahlbrammen ist jedoch unwirtschaftlich.

Durch die DE-OS 23 18 228 und die US-PS 12 34 222 sind wassergekühlte Führungsböden und -wände für heißes Walzgut bekannt geworden. Diese Konstruktionen geben jedoch keinen Anhalt für die Ausbildung von wirkungsvollen Abkühlvorrichtungen der eingangs erläuterten Bauart für hochkantgestellte heiße Stahlbrammen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abkühlvorrichtung für hochkantgestellte Stahlbrammen zu schaffen, mittels derer die Stahlbrammen beidseitig wirksam und wirtschaftlich abgekühlt werden können, wobei eine gewisse Wärmemenge, die von den Stahlbrammen während der Abkühlung abgegeben wird, wiedergewonnen werden soll.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zum Absorbieren der von den Stahlbrammen abgestrahlten Wärme zwischen den Haltesäulen benachbarter Aufnahmetaschen jeweils Kühlwände — gebildet aus ebenen, senkrecht angeordneten sowie kühlwasserdurchströmten und auf den Traggestellen aufliegenden Rohrbündeln — vorgesehen sind, wobei die Ein- und Auslässe der Kühlwände zusammengefaßt und in den Kreislauf einer Umwälzpumpe sowie eines Dampfkessels eingefügt sind, wobei im Dampfkessel eine Trennung von Dampf und Wasser vorgenommen wird und der Dampf über einen Auslaß einer Vorrichtung zur Nutzung von dessen Abwärme zuführbar ist, während über ein Wasserspeiserohr im System fehlende Kühlwassermengen ausgleichbar sind. Diese Kühlwände erstrecken sich beidseitig über die Länge und Höhe der hochkantgestellten Stahlbrammen, so daß diese schnell und wirkungsvoll abgekühlt werden

können; dabei wird der in den Kühlwanden im Verlauf des Abkühlprozesses erzeugte Dampf nach Trennung vorn Wasser einer Nutzung zugeführt.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Ansprüchen 2, 3 und 4 hervor. Bezüglich der Ansprüche 2 und 3 ist auf den Stand der Technik nach DE-OS 20 38 390 — Zundersammeiraum unterhalb der Tragkonstruktion für die zu kühlenden Stahlbrammen — bzw. DE-OS 20 15 664 — Vorsehung einer zusätzlichen Luftumwälzung zur Beeinflussung der Abkühlgesnhwindigkeit der Stahlbrammen — zu verweisen.

An Hand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Draufsicht auf die Stahlbrammen-Abkühlvorrichtung und

F i g. 2 einen vertikalen Schnitt entlang der durch die Linie II-1I in Fig. 1 vorgezeichneten Ebene, und zwar in Blickrichtung der Pfeile sowie zusätzlich in schematischer Form ein Wärme-Rückgewinnungssvstem.

Die Hauptbaukomponenten der gezeigten Stahlbrammen-Abkühlvorrichtung 3, die in einer Grube eingebaut ist, sind ein Wärmerückgewinnungssystem und ein Stahlbrammen-Behandlungssystem.

Die Abkühlvorrichtung 3 wird vorteilhaft in einer Grube eingebaut und auf horizontalen Trägern 14 abgestützt, die wiederum auf vertikalen Trägern 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 Trägern 14 angeordnet. Jede Kühlwand 8 weist Rohrbündel 8a auf, die nebeneinander so angeordnet sind, daß eine Wandkonstruktion gebildet ist. Der Einlaß 11 und Auslaß 12 eines jeden Rohrbündels Sa ist in entsprechender Weise an einer Wasserumwälzrohranlage angeschlossen. Die Kühlwände 8 weisen in ihrer horizontalen Richtung eine Länge auf, die die Länge der Stahlbrammen 1 überschreitet, so daß die Enden der Kühlwände über die Enden der Stahlbrammen 1 in ihren Abkühlpositionen hinausragen. Die Höhen der Kühlwände 8 sind ausreichend bemessen, um die maximalen Höhen der Stahlbrammen 1 in Abkühlposition zu überdecken. Senkrechte Haltesäulen 7 sind auf den Trägern 14 in zwei parallelen Reihen zwischen jedem Paar benachbarter Kühlwände 8 fest angeordnet und dienen zur Positionierung und Halterung einer jeden Stahlbramme 1 in einer senkrechten oder hochkantgestellten Lage zwischen zwei benachbarten Kühlwänden. Ein Raum 16 ist zwischen den Trägern 14 und dem Boden der Grube freigelassen. In diesem kann sich Zunder ansammeln, der von den Stahlbrammen herabfällt.

Die Kühlwände 8 bilden ferner gemeinsam eine Baukomponente des oben erwähnten Wärmerückgewinnungssystems. Die Auslässe 12 sämtlicher Külüwände 8 sind mit einem Steigrohr 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 10 zu den Einlassen 11 sämtlicher Kühlwände 8 zurückzirkuliert. Ein Auslaß 13 ist mit der Oberseite des Dampfkessels 9 verbunden, um Dampf abzuführen, der die zurückgewonnene Wärme enthält. Ein Wasserspeiserohr 17 ist an dem Dampfkessel 9 angeschlossen, um diesem Wasser zuzuführen.

Die oben erwähnte Abkühlvorrichtung 3 weist an ihrer »strömungsaufwärtigen« Seite einen Zuführrollgang 2 auf, der an der einen Seite der Abkühlvorrichtung 3 so angeordnet ist, daß seine Förderrichtung parallel zu den Kühlwänden 8 verläuft. Er dient dem Zweck, jede Stahlbramme 1 mit hoher Temperatur von einem vorhergehenden Behandlungsschritt in eine bestimmte Position auf der einen Seite der Abkühlvorrich öing 3 zu transportieren. Eine Stahlbrammen-Aufstellvorrichtung 4 ist zwischen dem Zuförderrollgang 2 und der Abkühlvorrichtung 3 eingebaut Diese

ίο Aufstellvorrichtung 4 übernimmt in einem Schlitz 4a jede heiße Stahlbramme 1 von dem Zuförderrollgang 2 und verschwenkt sie über im wesentlichen 90° um eine horizontale Drehachse 4b, um die Stahlbramme aus ihrer horizontalen Lage in eine senkrechte, hochkantige Lage zu bringen. Eine ähnliche Umlegeeinrichtung 18 ist zu dem Zweck vorgesehen, in ihrem Schlitz 18a die Stahlbrammen la nach dem Abkühlen in eine senkrechte Position aufzunehmen und dieselben um eine Drehachse 18£> über im wesentlichen 90° zu verschwenken, um so jede abgekühlte Stahlbramme la aus ihrer senkrechten Position in eine im wesentlichen horizontale Lage zu kippen, damit sie zu einem Abförderrollgang 6 auf der gegenüberliegenden Seite oder »strömungsabwärtigen« Seite der Abkühlvorrichtung 3 überführt werden kann. Außerdem ist ein Zangenkran 5 vorgesehen, der über der Aufstellvorrichtung 4, Abkühlvorrichtung 3 und Umlegeeinrichtung 18 wandert und wie nachfolgend beschrieben betrieben wird.

Die Abkühlvorrichtung 3 arbeitet wie folgt: Jede heiße Stahlbramme 1 von einem vorgeschalteten Flachwalzwerk kommend, wird durch den Zuförderrollgang 2 in die oben erläuterte bestimmte Position transportiert, längsseitig der Aufstellvorrichtung 4.

Diese Stahlbramme 1 wird dann in den Schlitz 4a der Aufstellvorrichtung 4 geschoben, die anschließend in eine senkrechte Stellung gedreht wird. Die Stahlbramme wird hierauf durch den Zangenkran 5 aus dem Schlitz 4a herausgehoben und in eine leere Aufnahmetasehe zwischen zwei Reihen von Haltesäulen 7 in der Abkühlvorrichtung 3 transportiert und in diese abgesenkt. In dieser Aufnahmetasche bzw. Abkühlposition kühlt die Stahlbramme ab, wobei ihre Wärme in der Hauptsache durch Strahlung auf die Kühlwände 8 übertragen wird, die die Stahlbramme an ihren zwei Seiten umgeben.

Jede Stahlbramme la, die auf diese Weise auf eine erwünschte Temperatur abgekühlt worden ist, wird durch den Zangenkran 5 aus der Abkühlvorrichtung 3

so herausgehoben und zur Umlegeeinrichtung 18 transportiert, in dieser in eine horizontale Lage gekippt, anschließend auf den Abförderrollgang 6 überführt und zur nachfolgenden Behandlung weitertransportiert.
Die Kühlwände 8, die aus Kesselrohren hergestellt sind und eine Komponente des Wärmerückgewinnungssystems bilden, können hinsichtlich ihrer Arbeitsweise während des oben beschriebenen Vorgangs als ein Kessel betrachtet werden. Das Wasser in diesen Kühlwänden 8 wird durch Strahlungswäime von den heißen Stahlbrammen 1 über die Wände der Kesselrohre erwärmt und bildet eine Dampf- und Wasser-Mischung, die durch den Auslaß 12 zum Dampfkessel 9 zurückkehrt, in dem die Mischung in Dampf und Wasser getrennt wird. Der auf diese Weise abgetrennte Dampf wird durch den Auslaß 13 abgeführt und kann für verschiedene Zwecke benutzt werden. Das von dem Dampf abgetrennte Wasser wird im unteren Teil des Dampfkessels 9 zusammen mit dem Speisewasser

gesammelt, das durch das Wasserspeiserohr 17 eingeführt wird, und dieses Wasser wird durch die Umwälzpumpe 10 über die Einlasse 11 in die Kühlwände 8 zurückzirkuliert.

Obwohl in der Zeichnung nicht gezeigt, können in den umgebenden Wänden oder im Boden des Raumes 16 Luftventilationsöffnungen vorgesehen sein, so daß die Stahlbrammen zusätzlich durch Eigenkonvektion oder zwangsläufige Luftkonvektion abgekühlt werden, um die Abkühlgeschwindigkeit der Stahlbrammen zu vergrößern. Umgekehrt kann die Abkühlgeschwindigkeit dadurch verringert werden, daß man ein Dach vorsieht, um die Abkühlvorrichtung 3 abzudecken.

Wie oben im Zusammenhang mit der Abkühlung von Stahlbrammen beschrieben wurde, werden diese Stahlbrammen abgekühlt, während sie in einem vertikalen, hochkantgestellten Zustand gehalten werden. Aus diesem Grunde können sich die Stahlbrammen nicht verwerfen. Ferner wird durch diese Technik nicht nur in erheblichem Umfang Raum eingespart, sondern die zwei Seiten einer jeden Stahlbramme werden auch gleichmäßig abgekühlt, wobei die Eigenwärme der Stahlbrammen auf rationelle und effektive Art und Weise zurückgewonnen wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abkühlen heißer Stahlbrammen im Anschluß an den letzten Walzvorgang, die zwischen einem Zuförderrollgang mit einer zugehörigen, die Stahlbrammen liegend aufnehmenden und in eine Hochkantstellung schwenkenden Aufstelleinrichtung und einem Abförderrollgang mit vorgeschalteter Umlegeeinrichtung der hochkantgestellten Stahlbrammen auf den Abförderrollgang zwischengeschaltet ist, bei der die Stahlbrammen von einem im Bereich der Aufstelleinrichtung und der Umlegecinrichtung verfahrbaren Kren in Aufnahmetaschen von Traggestellen mit senkrechten und in parallelen Reihen angeordneten Haltesäulen einstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß zum Absorbieren der von den Stahlbrammen abgestrahlten Wärme zwischen den Haltesäulen (7) benachbarter Aufnahmetaschen jeweils Kühlwände (8) _ gebildet aus ebenen, senkrecht angeordneten, sowie kühlwasserdurchströmten und auf den Traggestellen (14, 15) aufliegenden Rohrbündeln (Sa) — vorgesehen sind, wobei die Ein- und Auslässe (11 bzw. 12) der Kühlwände (8) zusammengefaßt und in den Kreislauf einer Umwälzpumpe (10), sowie eines Dampfkessels (9) eingefügt sind, wobei im Dampfkessel eine Trennung von Dampf und Wasser vorgenommen wird und der Dampf über einen Auslaß (13) einer Vorrichtung zur Nutzung von dessen Abwärme zuführbar ist, während über ein Wasserspeiserohr (17) im System fehlende Kühlwassermengen ausgleichbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Traggestelle mit den Haltesäulen (7) und den Kühlwändtn (8) in einer Grube eingebaut sind, wobei die horizontalen Träger (14) der Traggestelle mit Abstand vom Grubenboden angeordnet sind (vertikale Träger 15).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der durch den Abstand der Träger (14) vom Grubenboden gebildete Raum ((6) in auswählbaren Bereichen mit Luft-Ventilationsöffnungen versehen ist, die im Bedarfsfalle an eine Ventilationsvorrichtung anschließbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslässe (12) der Kühlwände (8) mit dem oberen Teil des Dampfkessels (9) und daß die Umwälzpumpe (10) mit dem unteren Teil des Dampfkessels bzw. mit den Einlassen (11) der Kühlwände (8) verbunden sind.