DE4019909A1 - Kuehlrohr - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kühlrohr, das zum Abkühlen von Walzgut, insbesondere von Draht oder Feinstahl, beispielsweise in kontinuierlich arbeitenden Walzwerken eingesetzt wird.

Bei der Abkühlung von Walzdraht und Feinstahl sind verbreitet Kühlrohre im Einsatz, die im wesentlichen aus einem oder mehreren Düsenköpfen und sich daran anschließenden Führungsrohren bestehen, in welchen der Hauptanteil der Abkühlung des Walzgutes stattfindet. Die Abkühlung wird durch einen Kühlmittelstrom entweder in gleicher oder entgegengesetzter Richtung der Walzgutbewegung realisiert. Bei geringen Walzgutabmessungen und hohen Walzgutgeschwindigkeiten wird wegen der großen Bremswirkung des Kühlmediums und der damit verbundenen Ausknickgefahr des Walzgutes auf das Gegenstromprinzip weitgehend verzichtet. Nach dem Gleichstromprinzip arbeitende Kühlrohre sind beispielsweise bekannt aus DD 1 59 610. Solche Kühlrohre besitzen im wesentlichen ein glattes Führungsrohr mit gleichbleibendem Innendurchmesser. Um sowohl die Intensität der Abkühlung als auch deren Gleichmäßigkeit über den Umfang des Walzgutes zu erhöhen, werden Kühlrohre entwickelt, deren Führungsrohre einen sich periodisch ändernden Innendurchmesser aufweisen. Dadurch wird die Turbulenz des das Kühlrohr durchströmenden Kühlmediums erhöht, wodurch sich der Wärmeübergang vom Walzgut an das Kühlmedium vergrößert. Derartige Kühlrohre sind sowohl im Feinstahl- als auch im Drahtbereich in Benutzung und werden zum Beispiel in DD 97 145 und DD 2 50 476 beschrieben. Die Anwendung des beschriebenen Prinzips zur Erhöhung des Wärmeübergangs ist sehr effektiv im bisher üblichen Bereich der Walzgeschwindigkeiten. Da die Erhöhung der Turbulenz des Kühlmittelstromes aber auch einen erhöhten Strömungswiderstand nach sich zieht, ist zur Sicherung der gleichen Kühlmitteldurchflußmenge ein größerer Zuführungsdruck des Kühlmediums nötig. In Abhängigkeit vom Walzgutdurchmesser kann die kleinste lichte Weite im Führungsrohr wegen der Notwendigkeit einer sicheren Walzgutführung nicht beliebig vergrößert werden. Das führt bei steigender Wirksamkeit der turbulenzerhöhenden Einbauten im Führungsrohr zu einem immer schlechteren Verhältnis von Kühlwirkungserhöhung zum Aufwand für die Bereitstellung des Kühlmediums.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, Walzgut auch bei sehr hohen Walzgeschwindigkeiten optimal zu kühlen, ohne den Kühlprozeß durch verlängerte Kühlrohre oder Erhöhung des Druckes bzw. der Menge des zugeführten Kühlmediums zusätzlich zu verteuern.

Dazu ist ein Kühlrohr zu schaffen, das gegenüber bekannten Lösungen einen höheren Wärmetransport durch das Kühlmedium gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß anstelle von bekannten, im Führungsrohr befindlichen Turbulenzbuchsen buchsenförmige Turbulenzeinsätze sich periodisch ändernder lichter Weite mit kreisrundem Führungsquerschnitt, die je eine oder mehrere gleichmäßig am Umfang verteilte innere Längsnuten besitzen, im Führungsrohr eingesetzt sind, wobei jeder Turbulenzeinsatz gegenüber dem folgenden koaxial und um einen Winkel von π geteilt durch die Anzahl der inneren Längsnuten eines Turbulenzeinsatzes gedreht angeordnet ist. Ein mit erfindungsgemäßen Turbulenzeinsätzen bestücktes Kühlrohr weist gegenüber mit nicht genuteten Turbulenzeinsätzen ausgerüsteten Kühlrohren eine höhere sogenannte Sandrauhigkeit bei nicht erhöhtem Druckverlust auf, was sich positiv auf die Turbulenz und deren Verteilung im Spalt zwischen Turbulenzeinsätzen und Walzgut und damit auf den Wärmetransport durch das Kühlmedium auswirkt.

Die erfindungsgemäße Lösung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 den Schnitt durch das Führungsrohr eines erfindungsgemäßen Kühlrohres längs der Walzgutbewegungsrichtung;

Fig. 2 einen Schnitt durch das Führungsrohr eines erfindungsgemäßen Kühlrohres entsprechend A-A der Fig. 1.

Bei einer Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Lösung ist das Führungsrohr 7 des Kühlrohres mit einer Anzahl von Turbulenzeinsätzen 1, 2 bestückt, die eine zylindrische Außenkontur und als Innenkontur einen Einlaufkonus 4 mit sich anschließendem zylindrischem Führungsabschnitt 3 besitzen. Von der inneren Mantelfläche der Turbulenzeinsätze 1, 2 ausgehend, sind gleichmäßig am Umfang verteilt je drei Längsnuten 5 in die Turbulenzeinsätze 1, 2 eingearbeitet. Ihre Breite überdeckt dabei je 1/6 des inneren Umfanges des zylindrischen Führungsabschnittes 3. Die Tiefe der Längsnuten 5 ist so ausgeführt, daß diese am größten Durchmesser des Einlaufkonus 4 auslaufen. Die Turbulenzeinsätze 1, 2 haben am äußeren Umfang eine Längsnut 6, wobei sich deren Winkellage bezüglich der inneren Längsnuten 5 bei den Turbulenzeinsätzen 1 und 2 um jeweils 60° unterscheidet. Im Führungsrohr 7 sind entlang einer zu seiner Längsachse parallel verlaufenden Mantellinie in Abständen voneinander, die gleich der Länge eines Turbulenzeinsatzes 1 oder 2 sind, Fixierstifte 8 eingesetzt, die etwas geringer in das Führungsrohr 7 hineinragen als die äußeren Längsnuten 6 tief sind. Die Turbulenzeinsätze 1, 2 behalten so im Führungsrohr 7 eine definierte Winkellage.

Es wurde gefunden, daß die im Führungsrohr 7 aneinandergereihten Turbulenzeinsätze 1, 2 durch die um je 60° gedrehte Anordnung der inneren Längsnuten 5 das Kühlmedium zu einer wesentlich turbulenteren Durchströmung des Führungsrohres 7 zwingen als beispielsweise gleichgestaltete Turbulenzeinsätze ohne die inneren Längsnuten 5. Einer Verringerung der Kühlmediumdurchflußmenge infolge der durch die erhöhte Turbulenz bedingten Steigerung der Druckverluste innerhalb der Strömung wirkt der gegenüber nicht genuteten Turbulenzeinsätzen gleicher lichter Weite um die Querschnittsfläche aller inneren Längsnuten 5 eines Turbulenzeinsatzes 1 oder 2 vergrößerte Strömungsquerschnitt entgegen.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1 Turbulenzeinsatz
2 Turbulenzeinsatz
3 zylindrischer Führungsabschnitt
4 Einlaufkonus
5 Längsnut
6 äußere Längsnut
7 Führungsrohr
8 Verdrehsicherung

Claims (3)

1. Kühlrohr zum Abkühlen von Walzgut mittels eines unter Druck zugeführten Kühlmediums, dessen Führungsrohr mit buchsenförmigen Turbulenzeinsätzen sich periodisch ändernder lichter Weite mit kreisrundem Führungsquerschnitt ausgekleidet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbulenzeinsätze (1; 2) je eine oder mehrere gleichmäßig am Umfang verteilte innere Längsnuten (5) besitzen, wobei jeder Turbulenzeinsatz (1 bzw. 2) gegenüber dem folgenden koaxial und um einen Winkel gedreht angeordnet ist.

2. Kühlrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbulenzeinsätze (1; 2) mit je einer äußeren Längsnut (6) versehen sind.

3. Kühlrohr nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr (7) eine oder mehrere Verdrehsicherungen (8) an der inneren Mantelfläche besitzt.