DE3635456A1 - Verfahren und vorrichtung zum walzstababbremsen, kuehlen und uebergeben - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum walzstababbremsen, kuehlen und uebergebenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Abbremsen , Kühlen und Übergeben von Walzstäben in Fein- und
Mittelstahlwalzwerken.
Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Abbremsung, zum
Kühlen und zum Übergeben von Walzstäben an die nachfolgende Adjustage
sind gekennzeichnet durch ein Zerteilen der Walzader
mittels einer Kühlbettschere in Stablängen, die dann über ein
offenes bzw. geschlossenes Rinnensystem dem Kühlbett zugeführt
und mittels Schwerkraftbremsung über Aushebeschieber, teilweise
ergänzt durch bekannte Bremseinrichtungen, bis zur Ruhelage abgebremst
und auf ein Kühlbett übergeben werden. Die Stäbe werden
entsprechend den Stabfolgezeiten, von 3-5 s bei den
schnellsten Sortimenten, taktweise auf dem Kühlbett weitertransportiert
und kühlen dabei auf Temperaturen von 10-200%
ab. Nachteilig ist hierbei die maschinentechnisch bedingte Trennung
von Abbrems-, Übergabe und Kühlvorrichtung. Die Endwalzgeschwindigkeiten
sind mit rund 20 m/s begrenzt, da sich bei
weiterer Erhöhung der Geschwindigkeit unvertretbar lange Auflaufbereiche,
Schwierigkeiten bei kürzeren Aushebeschieber-
und Kühlbetttaktzeiten sowie Stabilisierungsprobleme mit den
frei auflaufenden Stäben ergeben. Durch die Patentschriften
EP 01 14 791, US-PS 40 54 047, DE-OS 31 26 811 sowie DE-OS 31 42 698
werden Vorrichtungen bekannt, bei denen Walzstäbe, wie oben
schon genannt, in geschlossenen Führungen zur Ruhelage gebracht
werden. Nachteilig ist der notwendige schnelle Schließ- und
Öffnungsmechanismus des Übergabesystems zum Kühlbett hin.
Auf Grund der großen Störanfälligkeit dieser schnell arbeitenden
Systeme ist ein Ausfall der gesamten Walzanlage nicht ausgeschlossen,
und weiterhin kann als nachteilig die große Flächenbelegung
durch das vorhandene Kühlbett angesehen werden.
Um bei der kontinuierlichen und stufenweisen Materialübergabe
mittels Aushebeschieber zu bleiben, wurden Modifikationen entwickelt,
die es ermöglichen sollen, höhere Auflaufgeschwindigkeiten
bei gleichen bzw. verkürzten Auflauflängen zu gewährleisten.
In der DE-OS 32 29 389 wird ein Auflaufrollgang von Kühlbetten
zum stufenlosen Abbremsen von Walzstäben in der Querbewegung
beschrieben.
Des weiteren werden durch die DD-PS 1 16 770 und die DE-OS 31 14 950
und 31 26 811 besonders ausgeführte Zusatzbremseinrichtungen in
Verbindung mit Abdeckungen angeführt, welche o. g. kurze Auflauflager
gewährleisten sollen. Diese Einrichtungen haben den
Nachteil, daß eine Querbewegung des auflaufenden Stabes in
seiner Bremsphase erfolgen muß, welches bei hohen Auflaufgeschwindigkeiten
zu instabilem Stabauflauf und Übergabeproblemen
auf das Kühlbett führt. Außerdem ergeben sich Probleme bei der
technischen Realisierung von Kühlbetttakten unter 3 s. Ebenfalls
wirkt sich bei einer eventuellen Sekundärwärmenutzung die üblicherweise
große Kühlbettfläche negativ aus.
Durch die DD-PS 2 20 693 und 2 20 694 werden ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung an Kühlbetten der Metallurgie
bekannt, wobei unter der gesamten Kühlbettfläche mit einem Kühlmedium
durchflossene Kühlelemente angeordnet sind. Die durch das
Kühlmedium vom Walzgut aufgenommene Wärme wird einer weiteren
Nutzung zugeleitet. Nachteilig ist hierbei, daß nur ein geringer
Teil der abgegebenen Strahlung und Konvektion durch das
vorhandene Kühlmedium aufgenommen werden kann. Nachteilig für
alle aufgeführten Vorrichtungen ist weiterhin, daß bei Ausfall
eines Aggregates der Kühlbettgruppe die gesamte Walzanlage
stillgelegt werden muß. Es bestehen keine Möglichkeiten, mit
gedrosselter Walzleistung den Adjustagebereich weiter zu betreiben
und somit den Produktionsabfall klein zu halten.
Ziel der Erfindung ist, Walzstäbe mit geringstem maschinentechnischen
Aufwand bei minimalem Platzbedarf der Ausrüstungen
abzubremsen, zu kühlen und auf nachfolgende Anlagen zu
übergeben, wobei eine wirtschaftliche Nutzung von anfallender
Wärmeenergie und eine hohe Flexibilität der Anlage gewährleistet
sein muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und
eine Vorrichtung zum Abbremsen, Kühlen und Übergeben von Walzstäben
in Fein- und Mittelstrahlwalzwerken zu schaffen, wobei
der Adjustageprozeß stabilisiert und beschleunigt wird und das
Walzgut einen Abkühlprozeß erfährt, der zu einer Veredelung
des Werkstoffes führt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Walzader
in bekannter Weise, aus der Walzstraße kommend, durch eine
schnell arbeitende Schere in Walzstablängen geschnitten wird.
Der Bereich der maximalen durch die Anordnung realisierbaren
Stabfolgefrequenzen liegt bei fs = 0,5 . . . 1,2 Stäbe je Sekunde.
Durch eine unmittelbar sich anschließende Ablenkvorrichtung in
Form einer zwei- bzw. mehrstufigen schnell schaltenden Weiche
werden die einzelnen Walzstäbe wechselseitig über Auflaufrinnen
mit je einer Bremstreibeinrichtung erfindungsgemäß zu je
einem Pendelrohr mit Einführvorrichtung geführt. Durch Takten
des jeweiligen Pendelrohres, welches um einen Winkel ρ schwenkbar
ist, wird der jeweilige Walzstab in die entsprechende Führung
einer Kassette innerhalb einer Abbrems-, Kühl- und Übergabevorrichtung
in Form eines Magazins eingeleitet. Dieses erfolgt
stirnseitig des Magazins, wobei der Walzstab infolge Reibung
an den Wänden der Führungen zur Ruhe kommt. Der vorhandene
Rutschweg s B ist von der Position des Pendelrohres abhängig,
so daß die Abgangsgeschwindigkeit aus der Brems-Treib-Einrichtung
positionsabhängig entsprechend dem Winkel ρ des Pendelrohres
verändert wird (V T ≈ √19,82 · s B · μ/cos(ρ/2)).
Der Istrutschweg des Stabes ist zusätzlich von einer Vielzahl
nicht genau erfaßbarer Randbedingungen abhängig. Deshalb wird
mittels einer geeigneten Stablagenauswert- und -regeleinrichtung
im Magazin gegebenenfalls eine Korrektur der Abgangsgeschwindigkeit
der Brems-Treib-Einrichtung vorgenommen.
Die nachfolgende Walzpause wird dazu genutzt, um das (die)
Magazin (e) zu drehen und eine weitere Kassette in Beschickstellung
zu bringen. Gleichzeitig wird (werden) das/die Pendelrohr (e)
in die Ausgangslage zurückgeführt. Nachdem jede einzelne Kassette
gefüllt wurde, wird diese mittels Klappen hermetisch abgeschlossen
und entsprechend den technologischen Bedingungen warmgehalten bzw.
über zusätzliche Belüftung gekühlt.
Nach Erreichen der Abgangstemperatur werden die einzelnen Walzstäbe
seitlich auf kontinuierlich arbeitende, gegebenenfalls
zusatzbelüftete Querförderer abgelegt.
Weiterhin erfindungsgemäß ist, daß während der Abkühlung der
Walzstäbe die Warmluft im Inneren des Magazins abgesaugt und
einer weiteren Nutzung zugeführt wird. Sämtliche Klappen innerhalb
des Magazins können getrennt voneinander betätigt werden.
Die erfindungsgemäße Abbrems-, Kühl- und Übergabevorrichtung
in Form einer beliebigen Anzahl hintereinander oder nebeneinander
angeordneter Magazine zur Durchführung des Verfahrens ist
innerhalb der Adjustageanlage zwischen einer zwei- bzw. mehrstufigen
schnellschaltenden Weiche mit nachfolgender Brems-Treib-
Einrichtung und einem Querförderer vorgesehen. Jedes Magazin
besteht den technologischen Bedingungen entsprechend aus einer
vorher festgelegten Anzahl röhrenförmiger Führungen, welche
nebeneinander angeordnet sind und Kassetten bilden. Die Kassetten
sind radial um die Achse des Magazins angeordnet, wobei die Anzahl
der Kassetten vorzugsweise 8, 12 oder 16 Stück beträgt.
Die Kassetten sind wärmeisoliert und luftdicht abschließbar.
Das gesamte Magazin ist über die o. g. Achse auf Lagerböcken
drehbar gelagert. Die röhrenförmigen Führungen werden durch
schwenkbare Wände voneinander getrennt, so daß eine Stabentnahme
in radialer Richtung gewährleistet ist. Weiterhin sind
die Trennwände mit speziell angeordneten Durchbrüchen versehen,
die einen hohen Kühlluftdurchsatz ermöglichen. Im Achsenbereich
des Magazins sind jeder Kassette Drosselklappen zugeordnet,
welche eine Regelung des Kühlluftdurchsatzes gewährleisten.
Im stirnseitigen Bereich des Magazins sind Abdichtklappen
vorgesehen.
Erfindungsgemäß ist weiterhin jedem Magazin ein um einen Winkel
ρ schwenkbares Pendelrohr mit Einführvorrichtung zugeordnet.
Die Kühlluftzufuhr bzw. Absaugung der Warmluft erfolgt mittels
Lüfter im Achsbereich des Magazins. Die Bewegung sämtlicher
Klappen wird über vorzugsweise pneumatisch bzw. elektrisch betätigte
Gestänge realisiert. Zum notwendigen Antrieb des Magazins
sowie zur Lagefixierung beim Beschicken und Entleeren sind
Elektromotore und bekannte Brems- und Arretiervorrichtungen vorgesehen.
Zusätzlich ist am Magazin eine Auswert- und Regeleinrichtung
zur Erfassung der Stablage angeordnet, welche mit der
Brems-Treib-Einrichtung über bekannte Übertragungselemente verbunden
ist.
Die Erfindung wird anhand zweier Ausführungsbeispiele näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Darstellung der Adjustageanlage in zweistufiger
Ausführung
Fig. 2 Seitenansicht des Magazins
Fig. 3 Vorderansicht des Magazins
Fig. 4 Darstellung der Adjustageanlage in mehrstufiger Ausführung.
Die Adjustageanlage nach Fig. 1 besteht aus einer schnell
arbeitenden Schere 1, einer Ablenkvorrichtung in Form einer
zweistufigen schnell schaltenden Weiche 2, zwei Auflaufrinnen
3 mit je einer Brems-Treib-Einrichtung 4, denen je ein
Pendelrohr 5 mit Einführvorrichtung 6 zugeordnet ist, dazugehörig
je eine Abbrems-, Kühl- und Übergabevorrichtung in
Form eines Magazins 7 sowie jeweils einem Querförderer 8 mit
Rollgang 9. Gemäß Fig. 2 und 3 besitzen die Magazine 7 jeweils
eine zylindrische Grundform, wobei jedem Magazin 7 fest
angeordnete, sternförmig axialsymmetrische Kassetten 10 (vorzugsweise
8, 12 oder 16 Stck.), bestehend aus einer vorher bestimmten
Anzahl röhrenförmiger Führungen 11, zugeordnet sind.
Die Anzahl der Führungen 11 je Kassette 10 ist so ausgelegt, daß
mindestens die Hälfte der Walzstäbe 12 einer Walzader in jeder
Kassette 10 abgelegt wird. Die andere Hälfte wird in dem dazu
parallel angeordneten Magazin 7 in gleicher Weise abgelegt.
Die Kassetten 10 sind wärmeisoliert und luftdicht ausgeführt.
Die röhrenförmigen Führungen 11 werden durch schwenkbare Wände
13 voneinander getrennt. Weiterhin sind die schwenkbaren
Wände 13 mit speziell angeordneten Durchbrüchen, welche einen
hohen Kühlluftdurchsatz gewährleisten, versehen. Im Bereich der
Achse 14 der Magazine 7 sind jeder Kassette 10 Drosselklappen 15
zugeordnet. Im stirnseitigen Bereich der Magazine 7 sind Abdichtklappen
16 vorgesehen. Die Achse 14 ist auf Lagerböcken 17 drehbar
gelagert angeordnet, wobei im Achsbereich Lüfter 18 vorgesehen
sind, welche über den vorhandenen Hohlraum 19, zwischen
den Kassetten 10 und der Achse 14 die Warmluft absaugen.
Zur notwendigen Lagefixierung beim Beschicken und Entleeren des
Magazins 7 ist eine bekannte Brems- und Arretiervorrichtung 20
vorgesehen. Der Antrieb 21 der Magazine 7 erfolgt getrennt über
Elektromotoren. Zusätzlich ist am Magazin 7 jeweils zur Erfassung
der Stablage eine Auswert- und Regeleinrichtung 22 angeordnet,
welche mit der Brems-Treib-Einrichtung 4 über bekannte Übertragungselemente
in Verbindung steht. Die Fig. 4 stellt ein zweites
Ausführungsbeispiel der gesamten Adjustageanlage vor. Diese
Ausführung unterscheidet sich zum ersten Ausführungsbeispiel
dadurch, daß statt einer zweistufigen schnell schaltenden
Weiche 2 nach Fig. 1 eine mehrstufige Weiche 23 nach der schnell
arbeitenden Schere 1 angeordnet ist, so daß den technologischen
und ökonomischen Anforderungen entsprechend eine beliebige
Anzahl Magazine 7 mit den dazugehörigen Zuführeinrichtungen
eingesetzt werden kann.
Die Vorteile aus der Erfindung sind folgende:
Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Magazine 7, in welchen Abbrems-, Kühl- und Übergabevorrichtung zu einer Vorrichtung zusammengefaßt sind, ist die Produktionsflächenbelegung geringer als bei herkömmlichen Anlagen mit gleicher Durchsatzleistung. Bei Anordnung mehrerer Magazine 7 und bei Ausfall eines dieser Magazine 7 besteht die Möglichkeit, die Produktion mit gedrosselter Walzleistung weiterzuführen. Weiterhin können mit dieser Anlage höhere Stabfolgefrequenzen realisiert werden. Eine Begrenzung liegt hierbei nur in der ökonomisch vertretbaren Gesamtanlagenlänge und der Dynamik der vorhandenen Scheren- und Weichenanlagen. Durch die Konzentrierung des Wärmestroms im Hohlraum 19 des Magazins 7 kann ein größerer Anteil Wärme einer weiteren Verwendung zugeführt werden als bei herkömmlich bekannten Einrichtungen.
Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Magazine 7, in welchen Abbrems-, Kühl- und Übergabevorrichtung zu einer Vorrichtung zusammengefaßt sind, ist die Produktionsflächenbelegung geringer als bei herkömmlichen Anlagen mit gleicher Durchsatzleistung. Bei Anordnung mehrerer Magazine 7 und bei Ausfall eines dieser Magazine 7 besteht die Möglichkeit, die Produktion mit gedrosselter Walzleistung weiterzuführen. Weiterhin können mit dieser Anlage höhere Stabfolgefrequenzen realisiert werden. Eine Begrenzung liegt hierbei nur in der ökonomisch vertretbaren Gesamtanlagenlänge und der Dynamik der vorhandenen Scheren- und Weichenanlagen. Durch die Konzentrierung des Wärmestroms im Hohlraum 19 des Magazins 7 kann ein größerer Anteil Wärme einer weiteren Verwendung zugeführt werden als bei herkömmlich bekannten Einrichtungen.
Des weiteren ist während der Walzstabzuführung ein stabiler Stablauf
gewährleistet, da keine Querbewegung des Walzgutes vorgesehen
ist. Zusätzlich ermöglicht die Erfindung, den technologischen
Erfordernissen entsprechend, das Walzgut verzögert oder
beschleunigt abzukühlen.
- 1 Schere
2 zweistufige Weiche
3 Auflaufrinne
4 Brems-Treib-Einrichtung
5 Pendelrohr
6 Einführvorrichtung
7 Magazin
8 Querförderer
9 Rollgang
10 Kassette
11 Führung
12 Walzstab
13 schwenkbare Wände
14 Achse
15 Drosselklappe
16 Abdichtklappe
17 Lagerböcke
18 Lüfter
19 Hohlraum
20 Brems- und Arretiervorrichtung
21 Antrieb
22 Stablagenauswert- und -regeleinrichtung
23 mehrstufuge Weiche
fs Stabfolgefrequenz
s B Rutschweg der Walzstäbe
V T Abgangsgeschwindigkeit der Walzstäbe
μ Reibungskoeffizient zw. Walzstab und Führung
ρ Schwenkwinkel des Pendelrohres
Δ ρ Teilwinkel von ρ
Claims (17)
1. Verfahren zum Walzstababbremsen, Kühlen und Übergeben in
Fein- und Mittelstahlwalzwerken, wobei die Walzstäbe, aus
einer schnell arbeitenden Schere kommend, durch eine zwei-
bzw. mehrstufige schnell schaltende Weiche wechselseitig
in Auflaufrinnen eingeordnet zu je einer Brems-Treib-Einrichtung
geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß jeder
Walzstab (12), nachdem er die Brems-Treib-Einrichtung (4)
durchlaufen hat, durch ein Pendelrohr (5) mit Einführvorrichtung
(6) hindurchgeführt und in ein Magazin (7) mit
Kassetten (10) stirnseitig eingeführt wird und infolge
Reibung an den Wänden der jeweiligen Führung (11) der
Kassette (10) zur Ruhe kommt sowie anschließend nach Abkühlung
auf die Abgangstemperatur radial auf einem kontinuierlich
arbeitenden, gegebenenfalls zusätzlich belüfteten
Querförderer (8) mit Rollgang (9) abgelegt wird.
2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß jedes
Pendelrohr (5) durch Takten eine Schwenkbewegung Δ ρ
schrittweise innerhalb des Winkels ρ ausführt.
3. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Abgangsgeschwindigkeit
V T des Walzstabes (12) aus der Brems-
Treib-Einrichtung (4) positionsabhängig entsprechend dem
Winkel Δ ρ des Pendelrohres (5) mittels einer Stabendenlagenauswert-
und -regeleinrichtung verändert wird.
4. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß während
einer Walzpause die Magazine (7) gedreht werden und jeweils
eine neue Kassette (10) in Beschickstellung gebracht wird
sowie die Pendelrohre (5) in Ausgangslage zurückgeführt
werden.
5. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß nach
Füllen der Kassetten (10) der Magazine (7) diese mittels
besonders ausgeführter Klappen (15) und (16) sowie schwenkbarer
Wände (13) hermetisch abgeschlossen und warmgehalten
bzw. über zusätzliche Belüftung gekühlt werden.
6. Verfahren nach Punkt 5, gekennzeichnet dadurch, daß während
der Abkühlung der Walzstäbe (12) die Warmluft im Inneren des
Magazins (7) abgesaugt und einer weiteren Nutzung zugeführt
wird.
7. Verfahren nach Punkt 5, gekennzeichnet dadurch, daß sämtliche
Klappen (15) und (16) sowie schwenkbare Wände (13) gegebenenfalls
getrennt voneinander betätigt werden können.
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, gekennzeichnet
dadurch, daß beliebig hintereinander bzw. nebeneinander
angeordnete Abbrems-, Kühl- und Übergabevorrichtungen
in Form von zylindrischen Magazinen (7) innerhalb einer
Adjustageanlage zwischen einer zwei- bzw. mehrstufigen Weiche
(2) bzw. (23) mit Brems-Treib-Einrichtung (4) und jeweils
einem Querförderer (8) mit Rollgang (9) angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach Punkt 8, gekennzeichnet dadurch, daß jedem
Magazin (7) jeweils ein um einen Winkel ρ schwenkbares Pendelrohr
(5) mit Einführvorrichtung (6) zugeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Punkt 10, gekennzeichnet dadurch, daß jedem
Magazin (7), radial um eine Achse (14) des Magazins (7)
eine vorher bestimmte Anzahl, vorzugsweise 8, 12 oder 16 Stück,
Kassetten (10) zugeordnet ist und diese Kassetten (10) aus
nebeneinander angeordneten röhrenförmigen Führungen (11)
bestehen.
11. Vorrichtung nach Punkt 8, gekennzeichnet dadurch, daß jedes
Magazin (7) über die Achse (14) auf Lagerböcken (17) drehbar
gelagert ist.
12. Vorrichtung nach Punkt 8, gekennzeichnet dadurch, daß jedem
Magazin (7) stirnseitig im Achsbereich Lüfter (18) zugeordnet
sind.
13. Vorrichtung nach Punkt 8, gekennzeichnet dadurch, daß
jedem Magazin (7) Antriebe (21) sowie Brems- und Arretiervorrichtungen
(20) zugeordnet sind.
14. Vorrichtung nach Punkt 8, gekennzeichnet dadurch, daß
jeweils zwischen Magazin (7) und der dazugehörigen Brems-
Treib-Einrichtung (20), über bekannte Übertragungselemente
miteinander verbunden, eine Stablagenauswert- und
-regeleinrichtung (22) angeordnet ist.
15. Vorrichtung nach Punkt 10, gekennzeichnet dadurch, daß
die Kassetten (10) mittels stirnseitig angeordneten Abdichtklappen
(16) wärmeisoliert und luftdicht abschließbar
sind.
16. Vorrichtung nach Punkt 10, gekennzeichnet dadurch, daß
zwischen den röhrenförmigen Führungen (11) speziell durchbrochene,
schwenkbare Wände (13) angeordnet sind.
17. Vorrichtung nach Punkt 10, gekennzeichnet dadurch, daß
im Achsbereich des Magazins (7) jeder Kassette (10)
Drosselklappen (15) zugeordnet sind.
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Publications (1)
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