DE4107205A1 - Vorrichtung zum kuehlen und hydraulischen transport von walzstahl - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen und hydraulischen Transport von Walzstahl, insbesondere von warmgewalztem Flach- und Bandstahl unmittelbar nach dem Walzvorgang oder auch zwischen den Walzstichen.

Es sind eine Reihe von Vorrichtungen zur Wasserkühlung im Durchlauf von warmgewalzten Rundprofilen mit glatter oder gerippter Oberfläche (DD 1 19 723, DD 1 59 610, DD 2 39 805, DD 2 50 476, DD 2 53 581), von Winkelprofilen (DD 2 66 750) und auch von Walzprofilen mit besonderer Querschnittsform (DD-AP Akt. Zeichen B 21 B/3 34 627/5) bekannt. Dabei sind vom Prinzip her zwei Varianten zu beschreiben:

1. Variante:
Das Kühlwasser wird mittels Druck durch Düsen in ein Rohr gebracht, dieses durchströmt es mit dem Walzgut mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und nimmt dabei vom Walzgut zu dessen Abkühlung Wärme auf. Zur gleichmäßigen Kühlung wird dabei das Walzgut allseitig vom Kühlwasser umschlossen, und eine zusätzlich erhöhte Turbulenz bewirkt einen hohen Wärmeübergang.

2. Variante:
Während des Durchlaufs durch die Kühlvorrichtung wird das Walzgut bevorzugt zur selektiven Kühlung aus seitlich angeordneten Düsen mit Kühlwasser angespritzt. Die Düsen werden zweckmäßig in Reihen angeordnet, und sie sind einstellbar. Bei dieser Variante steht weniger die Temperaturabsenkung im Vordergrund, sondern das thermische Richten als Folge dieser speziellen Kühlung.

Die Variante 1 mit ihrem hohen Wirkungsgrad beim Wärmeübergang eignet sich besonders zur gesteuerten Abkühlung von Walzgut mit symmetrischem Querschnitt, d. h. zur Beeinflussung der Gefügeausbildung, der physikalischen Eigenschaften und der Zunderreduzierung. Neben der Kühlung von Feinstahl- und Mittelstahlprofilen mit besonderer Querschnittsform (Sonderprofile), wird die Variante 2 z. B. zur Kühlung von -Profilen mit 5 größerern Abmessungen eingesetzt (Zeitschrift "Stahl und Eisen" 110 (1990) 6, S. 39-43).

Sicher ist es für die jeweiligen Walzwerke unterschiedlich, aber insgesamt ist, ausgehend vom Bedarf der Verbraucher, der Anteil der zu walzenden Flach- und Bandprofile an der Gesamttonnage relativ klein. Außerdem sind die Profilquerschnitte sehr unterschiedlich. DD 2 44 298 enthält zwar einige Prinzipien für den Wärmeaustauschteil solcher Kühlrohre, aber insgesamt sind praxisgerechte und universell einsetzbare Kühlrohre für Flach- und Bandprofile nicht bekannt.

Die Erfindung bezweckt ein universell einsetzbares Kühlrohr zur Qualitätssteigerung des Walzgutes mit hohem Wirkungsgrad zur forcierten Wasserkühlung von Flach- und Bandprofilen im Feinstahl- und Mittelstahlbereich, um diese Profile verwendungsgerecht in Verbindung mit der Warmumformung im Durchlauf mit Walzgeschwindigkeit möglichst gleichmäßig zu kühlen. Dabei ist eine Kühlvorrichtung für symmetrische Flachprofile zu schaffen, die für unterschiedliche Formen und Größen des Walzgutquerschnittes eine optimale Kühlwirkung bei minimalem Wasserverbrauch ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 geschaffen. Eine spezielle Ausführungsform ist im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 2 dargestellt.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Beispieles näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht des Kühlrohres

Fig. 2 die Einlaufseite des Kühlrohres

Fig. 3 den Schnitt A-A der Fig. 2

Fig. 4 den Schnitt B-B der Fig. 1

Fig. 5 den Schnitt C-C der Fig. 3

Fig. 6 den Schnitt D-D der Fig. 5.

Es bedeuten: WD - Druckkühlwasser
WK - Rinnenkühlwasser

Neben dem an der Walzguteinlaufseite des Kühlrohres befestigten Einlauftrichter 1 besteht das Kühlrohr im wesentlichen aus dem Unterteil 2 des Düsenkopfes, dem Oberteil 3 des Düsenkopfes, dem Führungsrohrunterteil 4, dem Führungsrohroberteil 5 und zwei Leisten 6. Die Baugruppen 1 . . . 6 sind zu einer kompakten Kühlrohreinheit verbunden. Zweckmäßig angebrachte Haltefüße, Anhängeösen oder ein Manometeranschluß gehören natürlich zu einer Kühlrohreinheit. Zur Optimierung des Wärmeüberganges vom Walzgut zum Druckkühlwasser WD sind im Innenraum zur Walzgutführung, d. h. an Führungsrohrunterteil 4 und Führungsrohroberteil 5, zweckmäßig geformte Turbulenzplatten 7 angeordnet. Das so gebildete Turbulenzprofil ist wahlweise auch an den zum Walzgut gerichteten Innenflächen der Leisten 6 vorhanden. Ob an den Seitenflanschen des Walzgutes eine verstärkte Turbulenz erzeugt wird, hängt von dessen Höhe ab. Zur Herstellung einer gleichmäßigen Kühlung an den Walzgutflächen, kann z. B. bei Bandprofilen die zusätzlich erzeugte seitliche Turbulenz entfallen. Ausgehend vom Anteil der zu walzenden Flach- und Bandprofile an der Gesamttonnage eines Walzwerkes und der großen Bandbreite der Profilgrößen, sind variabel einsetzbare Kühlrohre notwendig und ökonomisch sinnvoll. Bezogen auf die Profilgröße sind insgesamt mehrere Baugrößen vorzusehen, aber jede dieser Baugrößen ist mit einfachen Veränderungen bezüglich des Innenquerschnittes, der Wassereintrittsöffnungen, der Turbulenzausbildung und der Einlauftrichter 1 für eine relativ optimale Wasserkühlung einstellbar.

Als Beispiel wird dies bei der Erfindung dadurch erreicht, daß die Leisten 6 zwischen Führungsrohrunterteil 4 und Führungsrohroberteil 5 T-förmig ausgebildet sind und mit ihrer Stegdicke die lichte Höhe b und mit ihrer Steghöhe a₂ die lichte Breite a des Kühlrohrinnenquerschnitts bestimmen (a=a₁-2a₂). Mit ihren Flanschen verhindern die Leisten 6 den seitlichen Wasseraustritt aus dem Kühlrohr. Verbindungselemente werden entsprechend angepaßt. Mit dem paarweisen Einbau symmetrischer Leisten 6 mit zweckmäßig abgestuften Werten für b und a₂ wird die gewünschte Variabilität des Kühlrohres erreicht, wobei die Positionen 2 . . . 5 immer benutzt werden. Neben den jeweiligen Leisten 6 sind auch die entsprechenden Einlauftrichter 1 vorhanden. Mit der Beibehaltung des Unterteiles 2 des Düsenkopfes und des Führungsrohrunterteils 4 ändert sich nichts an der Führungshöhe für das Walzgut, das ist für den praktischen Walzbetrieb sehr wichtig.

Wie bekannt, erfolgt zweckmäßig der Eintritt des Druckkühlwassers WD in das Kühlrohrinnere und damit an das Walzgut durch in Walzrichtung schräg angeordnete Düsenbohrungen 8, die im Unterteil 2 des Düsenkopfes, dem Oberteil 3 des Düsenkopfes und den Leisten 6 mehrmals vorhanden sind, wobei ihnen durch einen Druckkühlwasseranschluß 9 und Umleitungskanäle 10 das Wasser zugeführt wird. Es ist verständlich, daß, ausgehend von der gewünschten Abkühlung und der zulässigen Kühlwassererwärmung, für jedes Walzgutprofil eine optimale Wassermenge notwendig ist. Als Beispiel wird zur Kühlung eines Flachstahles 160×160 etwa die dreifache Wassermenge benötigt wie für Flachstahl 60×20 mm. Die Wasserdurchtrittsmenge durch eine Düsenbohrung 8 hängt ab von der Bohrungsgröße, dem Wasserdruck und der Geometrie der Öffnungen bei gleicher Wasserart. Um die Kühlrohre zweckmäßig im gleichen Druckbereich des Kühlwassers betreiben zu können, ist es daher praktisch sinnvoll, die Anzahl der Düsenbohrungen 8 so zu öffnen bzw. zu verschließen, daß die Druckkühlwassermenge, natürlich in Abstufungen, an die Profilgröße des Walzgutes angepaßt wird. Erreicht wird dies durch die Anordnung der Düsenbohrungen 8 im Unterteil 2 und Oberteil 3 des Düsenkopfes und durch die entsprechende Steghöhe a₂ der Leisten 6. Neben den Düsenbohrungen 8 in den Leisten 6 sind im Unterteil 2 und Oberteil 3 jeweils 17 Düsenbohrungen 8 vorhanden. Diese werden voll freigegeben bei Anpassung der Steghöhe a₂ der Leisten 6 an die lichte Breite bA des Kühlrohrquerschnitts. Bei der lichten Breite bB werden durch breitere Stege der Leisten 6 2×4=8 Düsenbohrungen 8 verschlossen. Wird die lichte Breite auf bC verkleinert, werden 2×6=12 Düsenbohrungen 8 verschlossen. Mit der Änderung der lichten Breite des Kühlrohrinnenprofils durch den Einbau entsprechender Leisten 6 erfolgt so automatisch eine Anpassung der Wassermenge an die Walzgutprofilgröße. Wie von Kühlrohren für andere Profilformen (Rund, Winkel u. a.) bekannt, erfolgt beim erfindungsgemäßen Universal- Kühlrohr für Flach- und Bandstahl eine Kühlung von Führungsrohrunterteil 4 und -oberteil 5 mit Rinnenkühlwasser WK. Damit werden Wärmeschäden durch das Walzgut vermieden, wenn kurzzeitig das Walzgut ohne Zuschalten von WD durch das Kühlrohr läuft. Das Rinnenkühlwasser WK gelangt durch die Zulaufbohrung 11 in das Führungsrohrunterteil 4, durchströmt dieses, über einen Umgehungskanal gelangt es in das Führungsrohroberteil 5 und verläßt dieses durch den Abfluß 12. Der dazu notwendige Umgehungskanal ist in Führungsrohrunterteil 4, -oberteil 5 und Leisten 6 vorhanden. Wasserdruck und -menge für WK werden angepaßt und sind einstellbar.

Claims (2)

1. Vorichtung zum Kühlen und hydraulischen Transport von Walzstahl in Fein- und Mittelstahlwalzwerken, vor, zwischen oder nach der Endumformung des Walzgutes, zum Zwecke der Beeinflussung der Gefügeausbildung, der Verbesserung der physikalischen Eigenschaften, der Zunderreduzierung und der Geradheit, wobei je nach den Walzparametern mehrere Kühlrohre in Kombination mit Abstreifelementen eingesetzt werden und das den Kühlrohren zugeführte Druckkühlwasser über seinen Druck regel- bzw. einstellbar ist und zur Vermeidung von Wärmeschäden eine Gehäusekühlung für das Kühlrohr selbst vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einlauftrichter (1) mit dem Unterteil Düsenkopf (2), dem Oberteil Düsenkopf (3) sowie dem Führungsrohrunterteil (4), dem Führungsrohroberteil (5) und mit symmetrischen Leisten (6) zu einer kompakten Kühlrohreinheit verbunden ist, wobei die Leisten (6) einen T-förmigen Querschnitt haben und durch Änderung der Höhe b und der Breite a₂ des Steges der Leisten (6) eine Veränderung des lichten Innenquerschnitts des Kühlrohres mit den Massen a und b in Stufen für einen Größenbereich des Walzgutes möglich ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die parallelen Stegflächen der T-förmigen Leisten (6) glatt auf den Innenflächen von Oberteil Düsenkopf (3) und Unterteil Düsenkopf (2) aufliegen und daß bei Anpassung der lichten Breite a an das jeweilige Walzprofil durch Einbau der entsprechenden Leisten (6) mit veränderlicher Breite a₂ gleichzeitig eine Abdeckung eines auf der Breite a₂ der Leisten befindlichen Teils der Düsenbohrungen so erfolgt, daß die Druckkühlwassermenge WD in Stufenbereichen an die Walzprofilgröße angepaßt ist, wodurch die Kühlrohre immer etwa im gleichen Druckbereich für das Druckkühlwasser betrieben werden können.