DE2726473C2 - KUhlmitteUelt- und Walzgutführungseinrichtung für die intermittierende Kühlung von Walzgut, insbesondere von Draht, Feineisen u.dgl - Google Patents
KUhlmitteUelt- und Walzgutführungseinrichtung für die intermittierende Kühlung von Walzgut, insbesondere von Draht, Feineisen u.dglInfo
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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 wi
durch das DE-GM 7134 676 bzw. US-PS 12 11277
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 n">
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
lüartensitische 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.
Dia 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
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 Walzgutkcrn zu erzielea 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 Küh'jnittelleit- 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 Einfühmngsteil 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, ζ. 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
Fig. 1 die anmeldungsgemäße Kühlmittelleit- und Walzgutführungseinrichtung im Schnitt dargestellt,
Fig. 2 Schnitt A-A nach Fig. 1,
F i g. 3 Schnitt B-Bnach F i g. 1,
F i g. 4 Verwendung von ellipsenförmigen Stäben,
Fig.5 Kühlmittelleit- und Walzgutführungseinrichtung und Mantel für die Zuleitung des Kühlmittels im Teilbereich 'a',
Fig.5 Kühlmittelleit- und Walzgutführungseinrichtung und Mantel für die Zuleitung des Kühlmittels im Teilbereich 'a',
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 'a'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 3|. 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
Rücklaufeinrichtungen bezeichnet, während 17i eine weitere Halterung darstellt und 6 die Walzgutlaufrichtung
angibt
In der F i g. 3 zeigt der Schnitt ß-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
4i) 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
Um einen noch strömungsgünstigeren Abfluß des
4r> Kühlmediums 3t zu erzielen, wird nach Fig.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
"λ Kühlmediums 3| 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 be;spiclsweise mit rohrförmigen
Enden ausgestattet, di aber das Einführungsteil 19 und das Endstück 14 geschoben werden und gegen diese
mittels an sich bekannter Dichtungselemente, z. B. O-R:nge 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 Überschieben des Mantels 18, als auch ohne Mantel 18 im Teilbereich 'b' universell einsetzbar sind,
wie es in der F i g. 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 genannter Kühlmittelleit- und Walzgutführungseinrichtungen 1
nach Fig. 1 zur Verwendung im Teilbereich 'b' odei
auch gemäß F i g. 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)
1. Kühlmittelleit- und Walzgutführungseinrichtung für intermittierende Kühlung von Walzgut,
insbesondere für Draht, Feinstahl u. dgl., 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 is Walzgutes (10) vorgesehen sind und wobei ein
Führungstrichter (13) des Endstückes (Ϊ4) von den Stäben (4) teilweise überdeckt ist.
2. Kühlmittelleit- 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. Kühlmittelleit- 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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