DE2726473B1 - Kuehlmittelleit- und Walzgutfuehrungseinrichtung fuer die intermittierende Kuehlung von Walzgut,insbesondere von Draht,Feineisen u.dgl. - Google Patents

Kuehlmittelleit- und Walzgutfuehrungseinrichtung fuer die intermittierende Kuehlung von Walzgut,insbesondere von Draht,Feineisen u.dgl.

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DE2726473B1 DE2726473A DE2726473A DE2726473B1 DE 2726473 B1 DE2726473 B1 DE 2726473B1 DE 2726473 A DE2726473 A DE 2726473A DE 2726473 A DE2726473 A DE 2726473A DE 2726473 B1 DE2726473 B1 DE 2726473B1
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Description

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Die Erfindung betrifft eine Kühlmittelleit- und Walzgutführungseinrichtung für intermittierende Kühlung von Walzgut gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1. Das Walzgut, insbesondere Draht, wird aus der Fertigstichtemperatur mehrfach hintereinander sehr rasch und intensiv gleichmäßig über die gesamte Oberfläche abgeschreckt; das Kühlmedium muß zwecks schneller Wiedererwärmung der Drahtoberfläche aus dem Innern des Drahtkerns vom Draht schnell wieder abgeleitet werden. Die Erfindung geht dabei von dem t>o durch das DE-GM 7134 676 bzw. US-PS 1211277 gegebenen Stand der Technik aus.
Abschreckdüsen für Walzdraht, bei denen in einem Teilabschnitt ein Kühlmedium, wie z. B. Wasser, der Drahtoberfläche zugeführt und in einem weiteren *>> Teilabschnitt das Kühlmedium schnell abgeführt wird, sind als Kühlrohre allgemein bekannt Es ist ferner bekannt, mehrere dieser Kühlrohre zur Erstellung einer längeren Kühlstrecke mit mehreren Abschreck- und Erwärmungsstufen hintereinander anzuordnen.
Zur Erzeugung von besonderen Draht-Qualitäten, bei denen z. B. ein Kern mit feinstreifigem Perlit und eine martensitische Randschicht bestimmter Dicke erzeugt werden soll, sind die bisher bekannten Kühlrohre mit Abschreckdüsen wenig geeignet. Wenn diese bekannten Kühlrohre zum Teil eine schnelle Zuführung des Kühlmediums zulassen, kann aber das Kühlmedium nicht rasch genug von der Drahtoberfläche entfernt werden. Das ist jedoch die Voraussetzung für die gezielte Erzeugung bestimmter Stahlqualitäten gleichbleibender Güte, wobei in kurzer Zeit sowohl maximale Temperaturdifferenzen zwischen Drahtkern- und Drahtoberflächentemperatur, als auch in ebenso kurzer Zeit, durch Wiedererwärmung aus dem Drahtkern, ein schneller Temperaturausgleich zur Drahtoberfläche erzielt werden muß.
Die Verwendung der bisher bekannten Kühlrohre ist für die Erzeugung dieser Stahlqualitäten ungeeignet, da die Kühlstrecken zu lang sind und deshalb bei hohen Walzgeschwindigkeiten die Strecken zur Entfernung des Abschreck- bzw. Kühlmediums sehr lang ausgelegt werden müssen, um eine ausreichende Entfernung des Kühlmediums vom Walzgut zu erreichen.
Solche Vorrichtungen sind z. B. durch die US-PS 12 11 277 und durch das DE-GM 71 34 676 bekannt.
Bei beiden Vorrichtungen ist die Zuleitung eines Kühlmittels in großer Menge auf einen längeren Walzgutabschnitt nicht möglich, da das Walzgut in diesem Bereich durch lange Führungsrohre gegen das Kühlmittel abgedeckt ist Das Kühlmittel kann nur in einer geringen, unzureichenden Menge durch eine enge Düse am Ende des Führungsrohres auf das Walzgut gespritzt werden. Die Ableitung des Kühlmittels erfolgt bei diesen bekannten Vorrichtungen durch eine geringe Anzahl kleiner Bohrungen am Ende des Kühlrohres, die zwangsläufig erhebliche Stauwirkungen erzeugen und dem erforderlichen schnellen Abfluß des Kühlmittels aus dem Führungsrohr entgegenwirken.
Ferner ist die Drahtführung in diesen mit Bohrungen oder Schlitzen für die Kühlmittelableitung versehenen, durchbrochenen Führungsrohren unzureichend, da die Drahtenden sich leicht in den Durchbrüchen festklemmen und Betriebsstörungen nicht zu vermeiden sind.
Eine weitere Vorrichtung zum Kühlen von Metallstangen ist durch die DE-PS 5 57 455 bekanntgeworden, bei der das Walzgut durch ein Kühlgehäuse mit mehreren ringförmigen Wasserabstreifelementen geführt und gekühlt wird. Wegen der Führung des Walzgutes müssen die ringförmigen Wasserabstreifelemente dicht hintereinander angeordnet werden und lassen deshalb eine erforderliche Kühlung des Walzgutes über einen größeren Walzgutabschnitt zwischen den einzelnen Wasserabstreifelementen nicht zu. Durch das Aufsprühen des Kühlmittels ist ein gleichmäßiges Abschrecken der gesamten Oberfläche des Walzgutes, wie es zur Erzeugung der eingangs beschriebenen Stahlqualitäten erforderlich ist nicht möglich. Ferner schon deshalb nicht weil unmittelbar nach jedem Abstreifelement eine weitere Kühlung erfolgt und eine erforderliche Wiedererwärmung aus dem Kern des Walzgutes nicht durchgeführt werden kann.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Kühlmittelleit- und Walzgutführungseinrichtung für die intermittierende Kühlung von Walzgut insbesondere für Draht Feinstahl und dergleichen zu entwickeln, bei der ein Kühlmittel in großer Menge schlagartig einem
ORIGINAL INSPECTED
größeren Walzgutabschnitt zugeführt und in kürzester Zeit vom Walzgut abgeleitet werden kann, um eine äußerst intensive Abschreckung der Walzgutoberfläche und eine große Temperaturdifferenz zwischen der Walzgutoberfläche und dem Walzgutkern zu erzielen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, die Kühlstrecken für intermittierende Kühlung von Walzgut besonders kurz und damit wirtschaftlich zu gestalten und die Drahtführung optimal zu verbessern, so daß Betriebsstörungen durch Festklemmen oder Verhaken des durchlaufenden Walzgutes weitgehend ausgeschlossen und eine zentrische Führung des Walzgutes ohne seitliche Abstützung erreicht werden.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Kühlmittelleit- und Walzgutführungseinrichtung für die intermittierende Kühlung von Walzgut, insbesondere für Draht, Feinstahl u. dgl. der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, welche gekennzeichnet ist durch mehrere in einem Einführungstei! bzw. Endstück gelagerte Stäbe deren einlaufseitige Enden auf einem größeren Teilkreis als deren auslaufseitige Enden angeordnet sind, wobei die Abstände zwischen den einzelnen Stäben kleiner als die Querschnittsabmessungen des durchgeführten Walzgutes vorgesehen sind und wobei ein Führungstrichter des Endstückes von den Stäben teilweise überdeckt ist.
Durch die erfindungsgemäße Einrichtung wird dem Kühlmedium, z. B. nach dem Austritt aus der Düse der Kühleinrichtung, eine äußerst günstige Voraussetzung für einen widerstandsarmen schnellen Abfluß durch große Abflußquerschnitte zwischen den Stäben und strömungsgünstigen Durchfluß, um die Stäbe mit rundem Querschnitt geboten. Der gleiche strömungsgünstige Durchfluß wird mit der erfindungsgemäßen Kühlmittelleit- und Walzgutführungseinrichtung in Verbindung mit einem Mantel für die Zuleitung des Kühlmittels zum Abschrecken des Walzgutes erreicht. Dadurch wird eine schlagartige Abkühlung des Walzgutes infolge der optimalen Kühlmittelzuführung auf einem größeren Abschnitt des Walzgutes erzielt. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung in beiden Teilbereichen 'a'und 'b' erlaubt die Herstellung von besonders kurzen Kühlstrecken und eine gleichmäßige Kühlung der gesamten Oberfläche des Walzgutes durch eine zentrische Führung, ohne daß sich das Walzgut an einer Wand der Kühleinrichtung durch die Schubwirkung des letzten Walzgerüstes abstützt und dadurch eine ungleichmäßige Abkühlung bewirkt
Dabei wird stets Kühlmittel gleicher Temperatur und Turbulenz in großer Menge auf die gesamte Oberfläche eines größeren Walzgutabschnitts geleitet und damit ein gleichmäßiges Abschrecken der Walzgutoberfläche gewährleistet.
Trotz der strömungsgünstigen und der großflächigen Abflußquerschnitte wird durch die konische, konvergierende Anordnung der Stäbe eine äußerst reibungsarme Führung des Walzgutes, insbesondere bei hoher Laufgeschwindigkeit gewährleistet, wobei die einzelnen Stäbe praktisch zusätzlich die Aufgabe des Einführungstrichters durch ihren geringen Neigungswinkel in idealer Weise verbessern.
Diese und weitere Merkmale sollen anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigt
F i g. 1 die anmeldungsgemäße Kühlmittelleit- und Walzgutführungseinrichtung im Schnitt dargestellt,
F i g. 2 Schnitt A-A nach F i g. 1, F i g. 3 Schnitt 0-5 nach F i g. 1,
F i g. 4 Verwendung von ellipsenförmigen Stäben,
F i g. 5 Kühlmittelleit- und Walzgutführungseinrichtung und Mantel für die Zuleitung des Kühlmittels im Teilbereich 'a',
s Fig.6 die anmeldungsgemäße Kühlmittelleit- und Walzgutführungseinrichtung im Teilbereich 'b' zur Ableitung des Kühlmittels in Verbindung mit einer weiteren anmeldungsgemäßen Einrichtung mit Mantel für die Verwendung im Teilbereich V für die Zuleitung
ίο des Kühlmittels.
Der Aufbau der anmeldungsgemäßen Kühlmittelleit- und Walzgutführungseinrichtung 1 für die Ableitung des Kühlmittels und Führung des Walzgutes ist in der F i g. 1 im Längsschnitt dargestellt. Im Einführungsteil 19 sind um die Enddüse 8 eine beliebige Anzahl von Stäben 4 auf einem Teilkreis 7 angeordnet; die Stäbe 4 sind konzentrisch um die Längsachse 2 angeordnet, sie verlaufen konvergierend zum Endstück 14. Die freien Abstände 9 zwischen den vorderen Enden 5 der Stäbe 4 im Einführungsteil 19 sind am Ende der Enddüse 8 am größten und bieten in diesem Bereich den maximalen freien Querschnitt für eine schlagartige Ableitung des Kühlmediums 3i. Stauwirkungen des Kühlmediums 3i werden praktisch vermieden, da der Abfluß um den runden Querschnitt 15 der Stäbe 4 äußerst strömungsgünstig ist. In F i g. 2 ist dieser Abschnitt zur Erläuterung im Schnitt A-A dargestellt.
Das Endstück 14 ist zweckmäßig mit einer Halterung 17 ausgestattet, um eine einstellbare Befestigung der Kühlmittelleit- und Walzgutführungseinrichtung 1 in einer Kühlstrecke zu ermöglichen. Mit 22 sind in F i g. 1 Rücklauf einrichtungen bezeichnet, während 17i eine weitere Halterung darstellt und 6 die Walzgutlaufrichtung angibt.
In der F i g. 3 zeigt der Schnitt ff-ßdie Anordnung der auslaufseitigen Enden 11 im Endstück 14. Der Teilkreis 12 der Stäbe 4 entspricht dem größten Durchmesser des Führungstrichters 13, so daß jeweils etwa der halbe Querschnitt 15 der Stäbe in den Führungstrichter 13 hineinragt, wodurch die Walzguteinführung in das Endstück 14 wesentlich verbessert wird, und stets ein reibungsarmer und störungsfreier Durchlauf des Walzgutes 10 durch die Kühleinrichtung gewährleistet ist.
Um einen noch strömungsgünstigeren Abfluß des
4r> Kühlmediums 3i zu erzielen, wird nach F i g. 4 vorgeschlagen, Stäbe 4 mit ovalem bzw. ellipsenförmigem Querschnitt 16 anzuordnen. Der freie Abstand 9 zwischen den Stäben 4 läßt sich dadurch zur Erzielung einer erweiterten Querschnittsfläche für den Abfluß des Kühlmediums 3i optimal vergrößern, ohne die Führung des Walzgutes 10 zu beeinträchtigen.
Die strömungsgünstigste Anordnung der Stäbe 4 wird dann erreicht, wenn die längeren Achsen der ellipsenförmigen Querschnitte 16 radial zur Längsachse 2 ausgerichtet sind.
In der F i g. 5 ist die Kühlmittelleit- und Walzgutführungseinrichtung 1 für die Zuleitung des Kühlmittels im Teilbereich 'a'mit einem Mantel 18 ausgestattet
Der Mantel 18, mit Zuführungsleitungen 20 für das
w) Kühlmittel 3 versehen, ist beispielsweise mit rohrförmigen Enden ausgestattet, die über das Einführungsteil 19 und das Endstück 14 geschoben werden und gegen diese mittels an sich bekannter Dichtungselemente, z. B. O-Ringe 21, abgedichtet sind. Dadurch wird eine
< ~> optimale, strömungsgünstige Zuleitung des Kühlmittels 3 zum Walzgut 10, wie durch die Pfeile des Strömungsverlaufes dargestellt ist, erzielt Die Einleitung des Kühlmittels kann dabei vorteilhafterweise
tangential erfolgen, so daß eine Rotation des Kühlwassers um das Walzgut eintritt und damit eine weitere Verbesserung des Wärmeüberganges durch die große Turbulenz des Kühlmittels erzielt wird.
Der besondere fertigungstechnische Vorteil der vorliegenden Einrichtung liegt darin, daß die einheitlich hergestellten Kühlmittelleit- und Walzgutführungseinrichtungen 1 sowohl für den Teilbereich 'a', durch einfaches Oberschieben des Mantels 18, als auch ohne Mantel 18 im Teilbereich 'ft'universell einsetzbar sind, wie es in der Fig.6 dargestellt ist Dadurch ist es möglich, mit einer einheitlichen Konstruktion, besonders kurze und hochwirksame Kühlstrecken für die intermittierende Kühlung von Walzgut mit Abschreckstufen in beliebiger Anzahl wirtschaftlich zu errichten, womit eine moderne Druckintervallkühlung zur Erzeugung von Qualitätsstahl gleichbleibender Güte durchführbar ist.
Ferner besteht die Möglichkeit, die genannten Kühlmittelleit- und Walzgutführungseinrichtungen 1 nach F i g. 1 zur Verwendung im Teilbereich 'b' oder auch gemäß Fig.5 zur Verwendung im Teilbereich 'a' mit konventionellen bekannten Vorrichtungen in Kühlstrecken zu kombinieren, um in bestimmten Abschnitten eine intensivere intermittierende Kühlung zu erzielen.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Kühlmittelleit- und Walzgutführungseinrichtung für intermittierende Kühlung von Walzgut, insbesondere für Draht, Feinstahl u. dgU bei der die Walzgutführungseinrichtung konzentrisch um die Längsachse des durchlaufenden Walzgutes angeordnet ist, gekennzeichnet durch mehrere in einem Einführungsteil (19) bzw. Endstück (14) gelagerte Stäbe (4) deren einlaufseitige Enden (5) auf einem größeren Teilkreis (7) als deren auslaufseitige Enden (11) angeordnet sind, wobei die Abstände (9) zwischen den einzelnen Stäben (4) kleiner als die Querschnittsabmessungen des durchgeführten Walzgutes (10) vorgesehen sind und wobei ein Führungstrichter (13) des Endstückes (14) von den Stäben (4) teilweise überdeckt ist
2. KUhlmittelleit- und Walzgutführungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinere Teilkreis (12) der Stäbe (4) nicht größer ist, als der vordere, größere Durchmesser des Führungstrichters (13), bzw. etwa der halbe Querschnitt (15) der einzelnen Stäbe (4) in den Führungstrichter hineinragt.
3. Kühlmittelleit- und Walzgutführungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (4) einen kreisförmigen Querschnitt (15) aufweisen.
4. Kühlmittel- und Walzgutführungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (4) einen ellipsenförmigen Querschnitt (16) aufweisen und so angeordnet sind, daß die längeren Querschnittsachsen radial zur Längsachse (2) des Kühlrohres ausgerichtet sind.
5. Kühlmittelleit- und Walzgutführungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelleit- und Walzgutführungseinrichtung (1) für die Verwendung im Teilbereich (a) mit einem konzentrisch um die Längsachse (2) angeordneten Mantel (18, Fig.5) lösbar verbunden ist, der sie vom Einführungsteil (19) bis zum Endstück (14) umschließt und mittels an sich bekannter Dichtungselemente, z. B. O-Ringe (21), gegen das Einführungsteil (19) und gegen das Endstück (14) abgedichtet ist.
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