DE4025389C2 - Gekühlte Förder- bzw. Niederhaltevorrichtung für eine Stauchpresse zur Breitenreduktion von Walzgut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine gekühlte Förder- und Niederhaltevor­ richtung für eine Stauchpresse zur Breitenreduktion von Walzgut, insbesondere zur Reduktion der Brammenbreite in Warmbreitband- Vorstraßen mit beidseitig zur Brammenkante angeordneten, Preßwerkzeu­ ge aufnehmenden Werkzeugträgern.

Eine Stauchpresse der eingangs genannten Bauart ist bspw. aus der europäischen Patentschrift EP 0 112 516 B1 bekannt und umfaßt ein Paar Preßwerkzeuge, die auf beiden Breitseiten einer Brammenvor­ schubstraße so angeordnet sind, daß ihre Preßflächen zum Pressen einer Bramme zueinander weisen. Eine Vibrationseinheit versetzt die Preßwerkzeuge in Schwingungen. Diese bekannte Stauchpresse umfaßt ferner eine Breitenregeleinheit zur Regelung der Lage des Preßwerk­ zeugs in der Brammenbreitenrichtung und eine Steuerung, die erfaßt, daß das Vorderende der Bramme zwischen den parallelen Flächen der Preßwerkzeuge angeordnet ist und welche dann die Breitenregelein­ richtung sowie nach Durchführung einer vorbestimmten Pressung die Vibrationseinheit betätigt. Mit dieser Presse soll der Staucheffekt bezüglich der Brammenform und der Brammenoberfläche verbessert werden.

Ob die Bramme in der Stauchpresse während des horizontalen Stauchens von vertikal wirkenden Vorrichtungen in ihrer Position gehalten wird, ist dieser Patentschrift nicht zu entnehmen.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 20 17 306 ist eine Vorrichtung zur wesentlichen Reduzierung der Breite von metallischen Brammen bekannt, bestehend aus einem Paar von Bearbeitungswerkzeugen, die in der Ebene der Bramme arbeiten und die Bramme an entgegengesetzten Kanten erfassen. Von einem hydraulischen Antrieb, der mit jedem der Bearbeitungswerkzeuge verbunden ist, wird eine starke Preßkraft erzeugt, durch die die Breite der Bramme reduziert wird. Von einer Stelleinrichtung, die mit jedem Bearbeitungswerkzeug verbunden ist, wird deren relativer Abstand zueinander gesteuert, damit eine Bramme mit gewünschter Dicke produziert werden kann. Von einem oberhalb und unterhalb der Bramme angeordneten Stempel wird die Bramme in einer Ebene senkrecht zur Ebene der Preßwerkzeuge erfaßt, um örtli­ che Verdickungen des Werkstücks zurückzuhalten, während die Breite der Bramme durch Stauchen verringert wird. Der relative Abstand der Stempel zueinander und gegenüber der Brammenoberfläche ist veränder­ lich. Diese vorbekannte Brammenpresse arbeitet diskontinuierlich, indem die Bramme zunächst zwischen den Stempeln eingespannt wird und anschließend die horizontal wirkenden Preßwerkzeuge auf die Brammenkante reduzierend einwirken.

Aus der DE 39 00 668 A1 ist eine weitere Brammenstauchpresse be­ kannt. Zum Halten und Vorschieben der Bramme in der Stauchpresse sind einerseits Halteeinrichtungen vorgesehen, die zum Halten der Bramme aus quer zu der Bramme bewegbaren und auf dieselbe aufsetz­ baren Stempeln bestehen, wobei die Stempel über einen stufenlos druckeinstellbaren Zylinder antreibbar sind. Andererseits weist die vorbekannte Stauchpresse Einrichtungen zum Vorschieben der Bramme auf, die aus auf die Bramme andrückbaren Schuhen bestehen, die schwenkbar sind und mit kreis- oder kreissegmentförmigen Auflageflä­ chen versehen sind. Aus diesem Dokument geht nicht die Problematik der Kühlung der Halteeinrichtungen bzw. der Vorschiebeeinrichtungen hervor, und es werden auch keine Ausführungen zu deren Kühlung gege­ ben.

Die Brammen haben an ihrer metallischen Oberfläche in der Stauch­ presse noch Temperaturen von etwa 800°C und darüberliegend. Dies bedeutet, daß Niederhaltevorrichtungen, die örtliche Verdickungen der Bramme während des Stauchvorganges zurückhalten sollen, bei einer kontinuierlich arbeitenden Stauchpresse auf der Oberfläche der Bramme permanent aufliegen müssen und dort hohen Temperaturen ausgesetzt sind, weshalb sie gekühlt werden müssen. Eine ungezielte Wasserkühlung der Niederhaltevorrichtung kann deshalb nicht angewen­ det werden, weil durch die seitliche Verdickung der Bramme beim seitlichen Stauchen das Kühlwasser nicht ablaufen kann; es bildet sich auf der Brammenoberfläche eine verdampfende Wasserfläche, was zu starken unkontrollierten örtlichen Abkühlungen führt. Unter­ schiedliche örtliche Abkühlungen der Bramme haben nicht nur einen negativen Einfluß auf den Stauchvorgang der Bramme in der Stauch­ presse, sondern wirken sich zunehmend negativ aus in den nachfolgen­ den Horizontalgerüsten zur Dickenreduzierung des Walzgutes.

Es ist zwar aus der einem gattungsfremden Stand der Technik zu­ gehörigen DE 34 01 792 C2 bekannt, bei kontinuierlich arbeitenden Wärmebehandlungsöfen für Flachmaterial, dieses unmittelbar vor der Öffnung des Wärmebehandlungsofens mittels gekühlter Rollen abzustüt­ zen. Die gekühlten Abstützrollen sollen eine Konstruktion in der Weise aufweisen, daß auf dem Rollenumfang mindestens zwei Rollen wesentlich kleineren Durchmessers angeordnet sind, wobei die größere Rolle und die kleineren Rollen sämtlich gekühlt sein sollen. Diese Druckschrift befaßt sich nicht mit der Kühlung von Niederhalteein­ richtungen bzw. von Vorschubeinrichtungen an Stauchpressen und gibt auch keine Hinweise auf konstruktive Lösungen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die insbesondere bei einer kontinu­ ierlich arbeitenden Stauchpresse permanent mit der heißen Brammen­ oberfläche in Kontakt kommenden Fördereinrichtungen bzw. Niederhal­ tevorrichtungen für die glühend heiße Bramme vor den Einflüssen der hohen Temperaturen infolge direkten Wärmeübergangs bzw. Wärmestrah­ lung zu schützen und ein örtliches Abkühlen der Bramme während des Stauchvorganges zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird für eine gekühlte Förder- und Niederhaltevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 der Patentanmeldung gelöst; die Patentansprüche 2 bis 7 haben weitere Ausgestaltungen der Erfindung zum Inhalt.

Gemäß Anspruch 1 zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, daß die Stauchpresse im Bereich zwischen den Preßwerkzeugen mindestens eine oberhalb und unterhalb der Bramme angeordnete, höhenverstellbare Halterolle auf­ weist, daß im Ein- und Auslaufbereich der Stauchpresse oberhalb und unterhalb der Bramme Treiberrollen angeord­ net sind und daß Halterollen und Treiberrollen mit einer Innenkühlung versehen sind. Durch diese Maßnahmen kann die Bramme kontinuierlich und zwangsweise geführt durch die Stauchpresse hindurchbewegt werden. Während des Stauchens werden örtliche, insbesondere in der Brammen­ mitte entstehende Materialverdickungen vermieden. Infol­ ge der Innenkühlung für Halterollen und Treiberrollen gelangt während des Stauchvorgangs kein Kühlwasser auf die Bramme. Gleichwohl kann die Temperatur an der Ober­ fläche der Rollen auf ca. 550 bis 650°C gehalten werden, also unterhalb einer maximal zulässigen Temperatur, bei der eine Gefährdung von Rollenmaterial und Rollenla­ gerung ausgeschlossen werden kann. Mit Hilfe der Innen­ kühlung der Halterollen und Treiberrollen wird außerdem vermieden, daß die Bramme örtlich zu stark abgekühlt wird, was bei einer direkten Wasserkühlung der Fall sein würde. Das Ergebnis der genannten Maßnahmen führt also zu einer höheren Betriebssicherheit der die Bramme führenden Maschinenelemente in der Stauchpresse und zu einem gleichmäßigeren und stoßgeminderten Stauchvorgang zwischen den Preßwekzeugen sowie zwischen den Walzen der nachgeordneten Horizontal-Walzgerüste.

In Ausgestaltung der Erfindung ist es zweckmäßig, wenn die Lagergehäuse von Halterolle und Treiberrolle, insbe­ sondere deren auf die Brammenoberfläche weisenden Lager­ deckel zusätzlich mit einer Innenkühlung versehen sind.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Innenküh­ lung von Halterolle und Treiberrolle besteht darin, daß in jeder dieser Rollen Kühlkanäle angeordnet sind mit achsmittig verlaufenden Eintritts- bzw. Austrittskanälen und mit einer Mehrzahl peripher im Umfangsbereich der Rollen und im wesentlichen parallel zu den Abrollflächen der Rollen verlaufenden Horizontalkanälen sowie mit Verbindungskanälen zwischen den Eintritts- bzw. Aus­ trittskanälen und den Horizontalkanälen. Auf diese Weise wird bevorzugt die Wärme von der Rollenoberfläche vom Kühlmittelstrom abtransportiert und die gewählte Anord­ nung aller Kühlkanäle bedingt eine gleichmäßige Durch­ strömung des Kühlmittels durch alle Rolleninnenteile, so daß diese gleichförmig gekühlt werden.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß zumindest die Halterolle aus einem inneren mit Lagerzap­ fen versehenen Nabenteil und einer äußeren mit dem Nabenteil verbindbaren hohlzylindrischen Laufrolle besteht und daß der Nabenteil außen bzw. die Laufrolle innen umlaufende Ringnuten aufweist, von denen Verbin­ dungskanäle zu den Horizontalkanälen bzw. zu den Ein­ lauf- bzw. Auslaufkanälen abgehen. Sollte wegen der Werkstoffauswahl, aus konstruktiven Gründen oder aus Festigkeitsbetrachtungen die Halterolle oder aber auch die Treiberrolle mehrteilig auszubilden sein, so wird mit der hier vorgeschlagenen Lösung die Innenkühlung der Rollen gleichwohl sichergestellt.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß im Einlaufbereich der Stauchpresse die untere Treiberrolle antreibbar ist und im Auslaufbe­ reich der Stauchpresse die obere und die untere Treiber­ rolle antreibbar ist. Damit auch die angetriebene Trei­ berrolle eine einwandfrei funktionierende Innenkühlung erhält, sind vorteilhafterweise die Eintritts- bzw. Austrittskanäle für das Kühlmittel als ein der Antriebs­ seite gegenüberliegend, in Achsmitte verlaufendes, beabstandetes Doppelrohr ausgebildet, wobei das innere Rohr der Eintrittskanal und das äußere Rohr der Aus­ trittskanal ist, der jeweils über Verbindungskanäle mit den Horizontalkanälen verbunden ist. Auf diese Weise kann das Kühlmittel auf kürzestem Wege zu den periphe­ ren, die Rollenoberfläche kühlenden Horizontalkanälen geführt werden. Die Doppelrohranordnung gestattet also eine einwandfreie Kühlung auch der angetriebenen Trei­ berrolle.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungs­ beispielen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teilausschnitt der Stauchpresse mit oberhalb und unterhalb der Bramme angeordneten Halterollen bzw. Treiberrollen,

Fig. 2 die Innenkühlung für eine Halterolle ein­ schließlich der Innenkühlung des Lager­ deckels,

Fig. 3 die Innenkühlung einer Treiberrolle mit Dop­ pelrohrzuführung bzw. -abführung für das Kühlmittel.

Die nicht näher dargestellte Stauchpresse, zu der die erfindungsgemäß mit einer Innenkühlung versehenen oberen und unteren Halterollen sowie die Treiberrollen gehören, ist eine fliegend arbeitende Stauchpresse zur Reduktion der Breite von Brammen in einer Warmbreitband-Vorstraße, wobei die Brammen nahezu kontinuierlich von einer der Stauchpresse vorgeschalteten Brammengießanlage zugeführt werden. Die Stauchpresse hat liegende Gerüstständer; ein Kurbelgehäuse, welches den Kurbeltrieb aufnimmt, ist anstellbar in dem Gerüstständer geführt. Die Anstellung des Kurbelgehäuses erfolgt mit Hilfe einer mechanischen Anstellung. Zu beiden Seiten der Bramme sind Preßwerk­ zeuge angeordnet; das Preßwerkzeug hat einen - wie gesagt - senkrecht zu Bramme wirkenden Kurbeltrieb und einen in Tangentialrichtung, also parallel zur Bramme wirkenden Vorschubantrieb. Die Synchronisierung der Bewegungsabläufe von Kurbelantrieb und Vorschubantrieb erfolgt nach Maßgabe der Vorschubbewegung der Bramme. Das Preßwerkzeug wird in schneller Folge der Vorschubge­ schwindigkeit der Bramme angepaßt, setzt (ohne Relativ­ bewegung zur Bramme) senkrecht zur Brammenkante auf, staucht die Bramme seitlich und wird dann mit Abstand zur Bramme seitlich zurückgefahren.

Fig. 1 zeigt, daß die Stauchpresse im Bereich zwischen den Preßwerkzeugen oberhalb und unterhalb der Bramme 1 angeordnete, höhenverstellbare Halterollen 2 aufweist, daß im Einlaufbereich 3 und im Auslaufbereich 4 der Stauchpresse oberhalb und unterhalb der Bramme Treiber­ rollen 5 angeordnet sind und daß Halterollen 2 und Treiberrollen 5 mit einer Innenkühlung versehen sind, die in den Fig. 2 und Fig. 3 näher dargestellt ist. Die beiden Halterollen 2 sind etwa mittig zur Brammenbreite und in Brammenvorschubrichtung 6 gesehen hintereinander angeordnet und sind in einem Halterahmen 7 und Vertikal­ führungen 8 höhenverschieblich gehalten. Der Halterahmen 7 und die Verstelleinrichtung 9 für die Höhenverlagerung der Halterollen sind mit einer Quertraverse 10 verbun­ den, die jeweils auf den oberen bzw. unteren Holmen 11, 11' des liegenden Gerüstständers der Stauchpresse fest aufliegt. Die Treiberrollen 5 sind in einem Schwenkarm 12 gehalten, dessen Drehbolzen an einer Vertikaltraverse 13 angeordnet sind. Die Vertikaltraverse ist an den oberen Holmen 11 und an den unteren Holmen 11' des Gerüstständers fest angeschraubt und liegt jeweils seitlich außerhalb des Einlaufrollgangs 14 bzw. des Auslaufrollgangs 15 für die Bramme 1. Im Einlaufbereich der Stauchpresse ist die untere Treiberrolle 5 antreib­ bar und im Auslaufbereich der Stauchpresse sind sowohl die obere als auch die untere Treiberrolle antreibbar. Deren Antriebsvorrichtungen wie Gelenkwellen, Getriebe und elektrische Motoren sind nicht näher dargestellt. Mit Hilfe der Treiberrollen 5 im Ein- bzw. Auslaufbe­ reich der Stauchpresse wird die Bramme 1 kontinuierlich und in der Geschwindigkeit steuerbar durch die Presse und damit durch den Einwirkungsbereich der Preßwerkzeuge hindurchgeführt. Mit Hilfe der auf der Oberfläche der Bramme oben und unten aufliegenden Halterollen 2 wird ein Verdicken oder Ausweichen der Bramme nach oben oder unten vermieden. Dies bedingt aber, daß sowohl die Halterollen als auch die Treiberrollen permanent und teilweise mit erheblichem Druck gegen die heiße Brammen­ oberfläche, die noch eine Temperatur von ca. 1050 bis 1280°C hat, gefahren sind und dort abrollen. Damit die Bramme eine möglichst gleichmäßige Temperatur hält und damit die Halterollen und Treiberrollen gegen die Kon­ taktwärme mit der Bramme und gegen deren Strahlungswärme geschützt sind, werden die genannten Rollen mit einer Innenkühlung versehen, deren Gestaltung nachfolgend beschrieben wird.

Fig. 2 zeigt eine Halterolle 2, die aus einem inneren mit einem Lagerzapfen 16 versehenen Nabenteil 17 und aus einer äußeren mit dem Nabenteil verbindbaren hohlzylin­ drischen Laufrolle 18 besteht, wobei der Nabenteil außen bzw. die Laufrolle innen umlaufende Ringnuten 19 auf­ weist, von denen Verbindungskanäle 20 zu den Horizontal­ kanälen 21 bzw. zu den Eintrittskanälen 22 bzw. Aus­ trittskanälen 23 abgehen. Die Ein- und Austrittskanäle verlaufen achsmittig. Eine Mehrzahl der Horizontalkanäle 21 ist peripher gleichverteilt im Umfangsbereich der Rollen und im wesentlichen parallel zu deren Ablaufflä­ chen 24 angeordnet. Ferner sind die Lagergehäuse der Halterolle, insbesondere deren auf die Brammenoberfläche weisenden Lagerdeckel 25 zusätzlich mit einer Innenküh­ lung versehen, die im vorliegenden Fall zu einer läng­ lich ausgebildeten Kühltasche 26 geformt ist. Die An­ schlüsse für das Kühlmittel sind nicht näher darge­ stellt. Das Kühlmittel durchfließt die Kühlkanäle in Richtung der dargestellten Pfeile. Die Kühleinrichtung für die Halterolle und die Kühleinrichtung für deren Lagergehäuse bzw. Lagerdeckel sind miteinander durch Rohre verbunden, die nicht näher dargestellt sind, jedoch üblichem Rohrleitungsbau entsprechen können. Es ist erkennbar, daß mit der so gestalteten Anordnung der Kühlmittelkanäle eine optimale Innenkühlung der Halte­ rollen, insbesondere der mit der hochtemperierten Bram­ menoberfläche in Berührung stehenden Abrollflächen der Halterollen, gewährleistet ist.

Fig. 3 zeigt die Ausbildung der Kühlmittelkanäle in der angetriebenen Treiberrolle 5, wobei die Eintritts- bzw. Austrittskanäle 22, 23 als ein der Antriebsseite gegen­ überliegend, in Achsmitte verlaufendes beabstandetes Doppelrohr 27 ausgebildet sind, wobei das innere Rohr 28 der Eintrittskanal und das äußere Rohr 29 der Austritts­ kanal ist, der jeweils über die Verbindungskanäle 20 mit den Horizontalkanälen 21 verbunden ist. Die Lagerdeckel 25 sind wie bei der Halterolle 2 mit einer Innenkühlung versehen, die als Kühltasche 26 geformt ist. Die Versor­ gung der Kühltasche mit dem Kühlmittel erfolgt über den Kühlmittelanschluß 30, von dem eine Rohrverbindung zu dem Lagerdeckel 25 abgeht. Es ist erkennbar, daß insbe­ sondere mit den im Umfangsbereich der Treiberrolle 25 angeordneten Horizontalkanälen 21 eine sehr gute und gleichmäßige Kühlung der entsprechenden Abrollflächen der Rolle ermöglicht wird, die mit der hochtemperierten Brammenoberfläche in ständige Berührung kommen.

Mit Hilfe der oben beschriebenen Maßnahmen wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe in vollem Umfang erfüllt, indem das Ausweichen oder Aufwölben der Bramme während einer kontinuierlich durchgeführten Breitenre­ duktion vermieden wird und eine unkontrollierte örtliche Abkühlung der Bramme verhindert wird, die immer dann eintreten würde, wenn statt der erfindungsgemäß vorgese­ henen Innenkühlung der Halterollen und der Treiberrollen eine offene Wasserkühlung durchgeführt werden würde.

Claims (7)

1. Gekühlte Förder- und Niederhaltevorrichtung für eine Stauch­ presse zur Breitenreduktion von Walzgut, insbesondere zur Reduktion der Brammenbreite in Warmbreitband-Vorstraßen mit beidseitig zur Brammenkante angeordneten Preßwerkzeuge auf­ nehmenden Werkzeugträgern, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauchpresse im Bereich zwischen den Preßwerkzeugen mindestens eine oberhalb und unterhalb der Bramme (1) angeord­ nete, höhenverstellbare Halterolle (2) aufweist, daß im Ein- und Auslaufbereich (3, 4) der Stauchpresse oberhalb und un­ terhalb der Bramme Treiberrollen (5) angeordnet sind und daß Halterollen und Treiberrollen mit einer Innenkühlung versehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagergehäuse von Halterolle (2) und Treiberrolle (5), insbesondere deren auf die Brammenoberfläche weisenden Lager­ deckel (25) zusätzlich mit einer Innenkühlung versehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Halterolle (2) bzw. in jeder Treiberrolle (5) Kühlmittelkanäle (20-23) angeordnet sind mit achsmittig ver­ laufenden Eintritts- bzw. Austrittskanälen (22, 23) und mit einer Mehrzahl peripher im Umfangsbereich der Rollen (2, 5) im wesentlichen parallel zu den Abrollflächen (24) der Rollen verlaufenden Horizontalkanälen (21) sowie mit Verbindungs­ kanälen (20) zwischen Eintritts- bzw. Austrittskanälen (22, 23) und Horizontalkanälen (21).

4. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Einlaufbereich (3) der Stauchpresse die untere Treiber­ rolle (5) antreibbar ist und im Auslaufbereich (4) der Stauch­ presse die obere und die untere Treiberrolle (5) antreibbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelversorgung von Halterolle (2) bzw. Treiber­ rolle (5) mit der Kühlmittelversorgung für deren Lagergehäuse und Lagerdeckel (25) in Verbindung steht.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Halterolle (2) aus einem inneren mit Lager­ zapfen (16) versehenen Nabenteil (17) und einer äußeren mit dem Nabenteil verbindbaren hohlzylindrischen Laufrolle (18) besteht und daß der Nabenteil außen bzw. die Laufrolle innen umlaufende Ringnuten (19) aufweist, von denen Verbindungskanäle (20) zu den Horizontalkanälen (21) bzw. zu den Eintritts- bzw. Austrittskanälen (22, 23) abgehen.

7. Vorrichtung nach mindestens einem Ansprüche, 3 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß zumindest bei der angetriebenen Treiberrolle (5), die Eintritts- bzw. Austrittskanäle für das Kühlmittel als ein der Antriebsseite gegenüberliegend, in Achsmitte verlaufendes beabstandetes Doppelrohr (27) ausgebildet sind, wobei das innere Rohr (28) der Eintrittskanal und das äußere Rohr (29) der Austrittskanal ist, der jeweils über Verbindungskanäle (20) mit den Horizontalkanälen (21) verbunden ist.