DE3704599A1 - Verfahren und vorrichtung zur kuehlung von walzband - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine
Vorrichtung zur Kühlung von warmem, bewegtem Walzband
auf einem horizontalen Transportweg, insbesondere
einem Rollgang, wobei flüssiges Kühlmittel,
vorzugsweise Wasser in Form von laminaren
Wasservorhängen von oben und unten auf das Walzband
aufgebracht wird.
Die Temperaturverteilung in Richtung der Breite des
Walzbandes beim Warmwalzen ist nicht gleichmäßig,
insbesondere ist die Temperatur an den
Seitenrandabschnitten geringer als im Mittelabschnitt.
Bei der Kühlung von Walzband nach bekannten Verfahren
und Vorrichtungen wird entweder mit oberhalb und
unterhalb des Bandes angeordneten Kühlwasserstrahlen
oder mit Kühlwasservorhängen gearbeitet.
Kühlwasserstrahlen werden zumeist mittels Spritzrohren
erzeugt, die mit Düsen zum Aufspritzen des Kühlwassers
auf die Oberflächen versehen sind. Der
Temperaturunterschied zwischen den Seitenabschnitten
und dem Mittelabschnitt des Bandes wird dadurch weiter
vergrößert, daß das Kühlwasser der oberen Spritzrohre
zu beiden Seiten des Walzbandes herunterströmt und
über die Breite gesehen somit das Walzband an den
Seitenrandabschnitten stärker abgekühlt wird als im
mittleren Abschnitt. Ferner ergibt sich aus dem
Mechanismus der Wärmeleitung bei Wasserkühlung im
Hochtemperaturbereich, daß die Seitenrandabschnitte
stärker gekühlt werden als der Mittelabschnitt, da in
den Randzonen die Wärme schneller abgeführt werden
kann. Infolge der ungleichmäßigen Wärmeabfuhr kommt es
zu erheblichen Abweichungen in den
Werkstoffeigenschaften. Ferner können sich wellige
Oberflächen mit Nachteilen bei der Weiterverarbeitung
ergeben.
Nach einer aus der deutschen Patentschrift 32 30 866
bekannten Vorrichtung ist vorgesehen, daß derartige
Spritzrohre in Breitenrichtung direkt über dem
Walzband angeordnet sind und eine Länge haben, die im
wesentlichen gleich der Breite des Walzbandes ist. Die
Spritzrohre sind mit mehreren Düsen zum Aufspritzen
von Kühlwasser auf Walzband bzw. Stahlblechtafeln
versehen. Im Bereich der beiden Seitenränder sind
Abschirmglieder bzw. Abschirmplatten zum Unterbrechen
der Kühlwasserstrahlen angeordnet, deren Böden von der
Mitte des Bandes aus nach unten geneigt sind, wobei
die Abschirmplatten mittels einer
Verschiebeeinrichtung aufeinander zu und voneinander
weg in beiden Richtungen der auf dem Rollgang
liegenden Stahlblechtafeln bewegbar sind. Mittels der
verwendeten Abschirmplatten kann zwar der
Kühlwasseraustritt in etwa an die Walzgutbreite
angepaßt werden, eine Verringerung des
Kühlwasserverbrauchs ist jedoch nicht gegeben. Ferner
ist eine gezielte Abkühlung auf diese Weise nicht zu
erreichen. Bei Einsatz von Düsen auftretende
Verstopfungen durch Ablagerungen können bei
vorgenannter Konstruktion nicht vermieden werden.
Vorrichtungen zur Erzeugung sogenannter Wasservorhänge
gehören ebenfalls zum bekannten Stand der Technik.
Eine derartige Vorrichtung wird beispielsweise in der
DE-PS 28 04 982 beschrieben, wobei die den
Wasservorhang bildende Düse einen schlitzförmigen
rechteckigen Querschnitt besitzt und zur Erzeugung
eines bandkantenorientierten Wasservorhanges
konstanter Breite und Dicke geeignet ist. Eine
gezielte laminare Abkühlung aller zu walzenden
Walzgutbreiten und -dicken sowie eine variable
Anpassung an sich dynamisch ändernde Temperaturprofile
zur Verhinderung der Bandkantenunterkühlung ist
mittels dieser Vorrichtung nicht zu erreichen.
Aus der DE-OS 35 23 829 ist ebenfalls eine
gattungsgleiche Kühleinrichtung zur Erzeugung von
Wasservorhängen bekannt, allerdings wird wiederum nur
ein Wasservorhang bzw. ein sogenanntes "Wasserblatt"
konstanter Dicke und Breite mit den bereits
aufgezeigten Nachteilen erzeugt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren
vorzustellen und eine Einrichtung zu schaffen, die es
ermöglichen, unter Vermeidung eines überhöhten
Kühlwasserverbrauches eine gezielte laminare Abkühlung
aller zu walzenden Walzgutbreiten und -dicken zu
erreichen. Insbesondere soll eine Unterkühlung der
Bandkanten vermieden und eine durch den normalen
Walzprozeß verursachte unterschiedliche
Temperaturverteilung über Länge und Breite des
Walzgutes ausgeglichen und eine bestimmte
Endwalztemperatur oder Haspeltemperatur einstellbar
sein, auch im Hinblick auf eine gezielte
Gefügeumwandlung zur Verbesserung bestimmter
Materialqualitäten.
Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt nach der
Erfindung dadurch, daß die Wasservorhänge in Breite
und Dicke stufenlos und unabhängig voneinander
eingestellt werden. Auf diese Weise werden vorteilhaft
ein oder mehrere laminare Wasservorhänge zur
gleichmäßigen, gezielten und intensiven Kühlung von
Walzgut gebildet, unter Vermeidung von
Randunterkühlung, bei reduziertem Wasserbedarf und zum
Zwecke der Erreichung einer gezielt verbesserten
Materialqualität. Unter Verwendung von Wasservorhängen
kann vorteilhaft auf Ventile verzichtet werden,
wodurch eine besonders hohe Betriebssicherheit durch
Einsatz einfachster Technik gewährleistet werden kann.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß die Breite der Wasservorhänge geringer als die
Walzbandbreite eingestellt wird, wobei vorzugsweise
die nicht mit Kühlwasser beaufschlagten Randstreifen
in etwa der dreifachen Dicke des Walzbandes
entsprechen. Auf diese Weise kann in der Praxis eine
Bandkantenunterkühlung wirksam verhindert werden.
Ferner wird vorteilhaft die Höhe der Wasservorhänge
zur einfachen Beeinflussung der Kühlintensität
erändert.
Mit Vorteil kommt das Verfahren als Zwischengerüst-
Kühlung zur Anwendung, da entsprechende
Kühlvorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens nach
der Erfindung wegen geringen Platzbedarfs in
bestehende Walzstraßen mit vorgegebenen
Gerüstabständen besonders einfach auch nachträglich
integriert werden können. Die Kühlung erfolgt jeweils
hinter den einzelnen Gerüsten in gleichem Maße (oder
in einem bestimmten Verhältnis) von oben und unten auf
das Walzgut. Der sich auf dem Walzgut bildende
Wasserfilm wird zweckmäßigerweise am Ende der
vorgegebenen Kühlstrecke mittels seitlich angeordneter
Wasserstrahlen vom Walzgut hinuntergeblasen, um zu
verhindern, daß bei der Zwischengerüst-Kühlung
Kühlwasser in das nachfolgende Gerüst einläuft. Bei
Einsatz des Schlingenhebers verhindert dieser das
Weiterlaufen des Kühlwasserfilms in das nachfolgende
Gerüst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Kühlung von
warmem, bewegtem Walzband sieht zur Lösung der
gestellten Aufgabe vor, daß ober- und unterhalb des
Walzbandes Wasserkästen angeordnet sind, die im
Bodenbereich schlitzförmige Öffnungen zum Austritt der
laminaren Kühlwasservorhänge aufweisen, die in Breite
und Dicke stufenlos und unabhängig voneinander
verstellbar sind. Die Einrichtung ermöglicht auf
einfache Weise, die Breite und Dicke des Kühlwasser-
Vorhanges während des Walzens unabhängig voneinander
den Erfordernissen entsprechend einzustellen und
dadurch die Wassermenge für ein gezieltes Abkühlen des
Walzgutes einzusetzen und mengenmäßig zu begrenzen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist vorteilhaft
oberhalb der schlitzförmigen Öffnungen eine
Schlitzplatte mit zumindest einem v-förmigen
Ausschnitt (für einen Wasservorhang) angeordnet und
durch einen Antrieb in oder entgegen der Walzrichtung
verschiebbar ausgebildet, wobei sich ferner oberhalb
oder unterhalb der Schlitzplatte quer zur Walzrichtung
fest angeordnete Leisten sowie parallel dazu in oder
entgegen der Walzrichtung bewegliche Verschiebeleisten
mit jeweils dazwischen gebildeten Spalten befinden.
Mit dieser erfindungsgemäßen Ausführung wird eine sehr
einfache, preiswerte Konstruktion vorgestellt, die
auch ein leichtes Auswechseln von Verschleißteilen
gestattet.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der
erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung sieht vor, daß als
Antriebe für die Schlitzplatte und die
Verschiebeleisten z. B. gesteuerte Hydraulikzylinder
außerhalb der Wasserkästen angeordnet sind, die
vorzugsweise über Gestänge und Exzenter mit der
Schlitzplatte bzw. den verschiebbaren Leisten
technisch funktionell verbunden sind. Hierbei handelt
es sich um im Antriebsbereich bewährte
Konstruktionselemente, die besonders funktionssicher
und einfach handhabbar sind. Darüberhinaus sind aber
auch andere technische Lösungen möglich.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind mit
Vorteil die Schlitze für den Austritt der
Kühlwasservorhänge in einer Vertikalebene oder in
einem bestimmten Winkel zur Vertikalebene quer zur
Bandlaufrichtung ausgerichtet. Eine derartige
Anordnung gestattet eine besonders schmale Bauweise
der Wasserkästen und eignet sich daher besonders für
die Zwischengerüstkühlung. Es kann dabei besonders
sinnvoll sein, wenn an den Längsseiten der
schlitzförmigen Öffnungen parallele, vorzugsweise
winklig anstellbare Führungsplatten angebracht sind.
Dadurch können die Wasservorhänge in Bandlaufrichtung
geneigt werden, so daß sie eine
Geschwindigkeitskomponente in Walzrichtung zur
Verbesserung der laminaren Strömungseigenschaften
erhalten.
Besonders zweckmäßig sind die Schlitze breiter als die
maximale Breite des Walzbandes ausgebildet. Hierdurch
wird dem bei Wasservorhängen auftretenden
physikalischen Effekt Rechnung getragen, daß sich vom
Kühlwasseraustritt bis zum Auftreffen auf dem Walzband
die Wasservorhänge der Breite nach einschnüren, in den
Randzonen aber gleichzeitig dicker werden.
Zweckmäßigerweise ist der Kühlwasserdruck in den
Wasserkästen veränderbar. Ein spezielles System zur
Veränderung der Wasser-Überlaufhöhe in den
Wasserkästen dient dabei zur Regulierung des
Wasserdruckes am Austrittsspalt. Vorzugsweise herrscht
am Kühlwasseraustritt ein Druck im Bereich von 0,2-
0,5 bar. über 0,5 bar entstehen im allgemeinen
Turbulenzen, so daß kein Laminar-Vorhang erreicht
wird. Unterhalb von 0,1 bar reißt der Vorhang ab.
Mit Vorteil sind nach einer anderen Ausgestaltung der
Erfindung die Wasserkästen schwenkbar ausgebildet, und
angeordnet. Mit dieser Maßnahme wird ein Walzenwechsel
sowie der Zugang zum Kühlschacht stark erleichtert.
Darüberhinaus ist auch vorgesehen, daß zur Kühlung von
Walzband nach dem letzten Walzvorgang eine Anzahl
Kühlkästen als Kühlstrecke hinter dem letzten
Walzgerüst angeordnet sind. Dabei können
beispielsweise mehrere Kühlkästen kombiniert und mit
einer Rahmenkonstruktion verbunden sein. Hierdurch ist
es möglich, durch Zusammenschluß mehrerer
Kühleinrichtungen bzw. eine entsprechende Unterteilung
einzelner Kästen beliebig viele Kühlabschnitte bzw.
Wasservorhänge zu bilden.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Erläuterung eines in den Zeichnungen schematisch
dargestellten Ausführungsbeispieles:
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des
erfindungsgemäßen Verfahrens mit zwei
Kühlwasserkästen oberhalb und unterhalb
des Walzbandes als Zwischengerüst-Kühlung,
Fig. 2 geschnittene Seitenansicht eines
Wasserkästens mit zwei Wasservorhängen,
Fig. 3 der erfindungsgemäße Wasserkasten im
Horizontalschnitt oberhalb der
Verschiebeleisten.
Gemäß Fig. 1 sind zwischen den Walzgerüsten (1, 2)
zwei Wasserkästen (3, 4) unter- und oberhalb des sich
in Walzrichtung (5) bewegenden Walzbandes (6)
angeordnet. Die Wasserkästen (3, 4) werden über
Zulaufleitungen mit Kühlwasser (7, 8) versorgt. In den
Bodenbereichen der Kühlwasserkästen (3, 4) sind in
Breite und Dicke verstellbare schlitzförmige Öffnungen
vorgesehen, aus denen laminare Wasservorhänge (10, 11;
12, 13) jeweils von unten und von oben auf das zu
kühlende Walzband (6) auftreffen.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch den Bodenbereich
des oberen Wasserkastens (3) mit den austretenden
Wasservorhängen (10, 11). Im Bodenbereich des
Wasserkastens (3) sind zwei sich in Richtung der
Walzbandbreite und diese überdeckende schlitzförmige
Öffnungen (20, 21) vorgesehen, die gleich oder dicker
als die gewünschte maximale Dicke der Wasservorhänge
(10, 11) sein müssen. Oberhalb der schlitzförmigen
Öffnungen (20, 21) liegt eine Schlitzplatte (23) mit
zwei v-förmigen Schlitzen (24, 25), die in oder
entgegen der Walzrichtung (5) verschiebbar ausgebildet
ist. Oberhalb der Schlitzplatte (23) befinden sich
zwei quer zur Walzrichtung fest angeordnete Leisten
(30, 31) sowie zwei parallele Verschiebeleisten (32,
33). Die Verschiebeleisten (32, 33) sind gegenüber den
fest angeordneten Leisten (30, 31) beweglich und
bilden dazwischen die Spalten (34, 35), mittels derer
die Dicken (36, 37) der Wasservorhänge (10, 11)
verstellbar sind.
Die Horizontalbewegung der Schlitzplatte (23) sowie
der Verschiebeleisten (32, 33) in oder entgegen der
Walzrichtung (5) geschieht über Hydraulikzylinder (40,
41), deren Hubbewegung über Gestänge und Exzenter (42,
43) in die gewünschte Bewegungsrichtung umgesetzt
wird. Die Hydraulikzylinder (40, 41) sind dabei
zweckmäßigerweise außerhalb des Wasserkastens (3)
angeordnet. Der unterhalb des Walzbandes angeordnete
Wasserkasten (nicht dargestellt, vgl. aber Fig. 1,
Ziffer 4) ist in gleicher Weise aufgebaut.
Der Horizontalschnitt durch den Wasserkasten (3) gemäß
Fig. 3 zeigt im wesentlichen die Schlitzplatte (23)
mit deren v-förmigen Schlitzen (24, 25), die in und
entgegen der Walzrichtung (5) verschiebbar sind. Auf
diese Weise werden die Schlitzbreiten (26, 27)
verstellt, wobei die Kühlwasservorhänge (10, 11)
entsprechend den freibleibenden Öffnungen (28, 29) an
die Breite des Walzbandes bzw. einzustellende
spezielle Abkühlbedingungen auf einfache Weise
angepaßt werden können. Die Dicken (36, 37) der
Wasservorhänge (10, 11) können gleichzeitig stufenlos
und unabhängig von der Breitenverstellung durch
Bewegung der Verschiebeleisten (32, 33) verändert
werden.
Die erfindungsgemäßen Maßnahmen sind nicht auf das in
den Zeichnungsfiguren dargestellte bzw. beschriebene
Ausführungsbeispiel beschränkt. Ohne den Rahmen der
Erfindung zu verlassen, kann ein Wasserkasten auch in
beliebig anderer Weise so ausgebildet werden, daß ein
oder mehrere Wasservorhänge gebildet werden, die in
Dicke und Breite stufenlos verstellbar sind. Die
jeweilige konstruktive Ausgestaltung ist dem Fachmann
anheimgestellt.
Claims (13)
1. Verfahren zur Kühlung von warmem, bewegtem Walzband
auf einem horizontalen Transportweg, insbesondere
einem Rollgang, wobei flüssiges Kühlmittel,
vorzugsweise Wasser in Form von laminaren
Wasservorhängen von oben und unten auf das Walzband
aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die
Wasservorhänge in Breite und Dicke stufenlos und
unabhängig voneinander eingestellt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Breite der Wasservorhänge geringer als die
Walzbandbreite eingestellt wird, wobei vorzugsweise
die nicht mit Kühlwasser beaufschlagten Randstreifen
in etwa der dreifachen Dicke des Walzbandes
entsprechen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der
Wasservorhänge verändert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß es als Zwischengerüst-
Kühlung zur Anwendung kommt.
5. Vorrichtung zur Kühlung von warmem, bewegtem
Walzband auf einem horizontalen Transportweg,
insbesondere einem Rollgang, wobei flüssiges
Kühlmittel, vorzugsweise Wasser in Form von laminaren
Wasservorhängen von oben und unten auf das Walzband
aufgebracht wird, zur Durchführung des Verfahrens nach
einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ober- und unterhalb des
Walzbandes (6) Wasserkästen (3, 4) angeordnet sind,
die im Bodenbereich schlitzförmige Öffnungen (20, 21)
zum Austritt der laminaren Kühlwasservorhänge (10, 11)
aufweisen, die in Breite (26, 27) und Dicke (36, 37)
stufenlos und unabhängig voneinander verstellbar sind.
6. Kühlvorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der
schlitzförmigen Öffnungen (20, 21) eine Schlitzplatte
(23) mit zumindest einem v-förmigen Ausschnitt (24,
25) angeordnet und durch einen Antrieb in oder
entgegen der Walzrichtung (5) verschiebbar ausgebildet
ist, wobei sich ferner oberhalb oder unterhalb der
Schlitzplatte (23) quer zur Walzrichtung (5) fest
angeordnete Leisten (30, 31) sowie parallel dazu in
oder entgegen der Walzrichtung (5) bewegliche
Verschiebeleisten (32, 33) mit jeweils dazwischen
gebildeten Spalten (34, 35) befinden.
7. Kühlvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebe für die
Schlitzplatte (23) und die Verschiebeleisten (32, 33)
gesteuerte Hydraulikzylinder (40, 41) außerhalb der
Wasserkästen (3, 4) angeordnet sind, die vorzugsweise
über Gestänge und Exzenter (42, 43) mit der
Schlitzplatte (23) bzw. den verschiebbaren Leisten
(32, 33) technisch funktionell verbunden sind.
8. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (20, 21) für
den Austritt der Kühlwasservorhänge (10, 11) in einer
Vertikalebene oder in einem bestimmten Winkel zur
Vertikalebene quer zur Bandlaufrichtung (5)
ausgerichtet sind.
9. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß an den Längsseiten der
schlitzförmigen Öffnungen (20, 21) parallele,
vorzugsweise winklig anstellbare Führungsplatten
angebracht sind.
10. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (20, 21)
breiter als die maximale Breite des Walzbandes (6)
ausgebildet sind.
11. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlwasserdruck in den
Wasserkästen (3, 4) veränderbar ist.
12. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserkästen (3, 4)
schwenkbar ausgebildet und angeordnet sind.
13. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Kühlung von Walzband
nach dem letzten Walzvorgang eine Anzahl Kühlkästen
als Kühlstrecke hinter dem letzten Walzgerüst
kombiniert angeordnet sind.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |