DE4125248A1 - Intensivkuehleinrichtung fuer walzgutstablagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Intensivkühleinrichtung für Walzgut hinter dem Kühlbett in Fein- und Mittelstahlwalzwerken.

In Fein- und Mittelstahlwalzwerken wird das fertiggewalzte Walzgut mit einer Kühlbettschere in Kühlbettlängen geschnitten und nach dem Abbremsen auf das Kühlbett übergeben. Im Anschluß an das Kühlbett wird das Walzgut häufig gerichtet, zu Verkaufslängen geschnitten, paketiert, evtl. gestapelt und gebunden.

Je nach Walzgutabmessung, Stahlmarke und gewünschten Eigenschaften des Endproduktes, wird das Walzgut einer bestimmten Abkühltechnologie unterzogen. So kann es entweder nur auf dem Kühlbett oder zusätzlich durch eine Wasserkühlstrecke vor dem Kühlbett abgekühlt werden. Üblicherweise werden mittels der Wasserkühlstrecke Temperaturabsenkungen von 950-1000°C (Walzhitze) auf 780-850°C bzw. für thermisch verfestigten Betonstahl auf 500-550°C angestrebt. Auf dem Kühlbett soll dann die notwendige Weiterverarbeitungstemperatur für den Adjustagebereich erzielt werden. Das Schneiden auf Verkaufslängen erfolgt bis jetzt vorzugsweise mit im Start-Stop- Betrieb arbeitenden Kaltscheren. Da diese aber oftmals einen Engpaß darstellen, sehen neue Anlagenkonzeptionen deshalb eine Kombination von Richtmaschine und fliegender Kaltschere vor, die beide im kontinuierlichen Betrieb arbeiten (DE-OS 31 23 127).

Voraussetzung für einen ordnungsgemäßen Betrieb ist aber, daß das Walzgut einerseits bereits so gerade vom Kühlbett kommt, daß es ohne Probleme automatisch in die mehradrige Richtmaschine eingeführt werden kann, andererseits wegen der beim Richten vorliegenden elastoplastischen Materialzustände Temperaturen von <100°C aufweisen muß.

Diese Bedingungen werden durch die o.g. Wasserkühlstrecken vor dem Kühlbett und eine optimale Gestaltung des Kühlbettes, gegebenenfalls mit Zusatzbelüftungseinrichtungen (DD 2 43 174), angestrebt.

Beengte Platzverhältnisse, steigende Durchsatzleistungen und der allgemeine Trend zu kompakterer Bauweise führen aber dazu, daß die Kühlbettflächen immer kleiner werden und die notwendigen Abgangstemperaturen nur noch durch zusätzliche Einrichtungen im Kühlbett erreicht werden.

Bekannte Möglichkeiten sind der Einsatz von Zwangsbelüftungsanlagen mit Ventilatoren sowie das Versprühen bzw. Vernebeln von Wasser im Kühlbettbereich. Zwangsbelüftungen erzielen zwar bereits sehr gute Effekte, die Kühlleistungen können aber aus wirtschaftlichen Gründen nicht beliebig erhöht werden. Höhere Abkühlraten sind durch das Versprühen oder Vernebeln von Wasser möglich. Allerdings lassen sich bei einem derart massiven Einsatz von Wasser nachteilige Auswirkungen auf die Kühlbettausrüstungen sowie eine allgemeine Erhöhung der Luftfeuchte in der Halle nicht vermeiden. Langfristig ergeben sich deshalb, z. B. durch verstärkte Korrosion, steigende Instandhaltungskosten.

Nachteilig ist außerdem, daß das Walzgut, bedingt durch die vorgegebene Rechenteilung, große Abstände zueinander aufweist und das meiste Wasser in die Halle vernebelt wird. Bei reiner Zusatzbelüftung ist es oftmals möglich, daß zwar ein Großteil des Walzgutsortiments mit dem Abfuhrrollgang bereits Richttemperatur hat, ein Teil aber doch noch zu warm ist.

Ähnlich verhält es sich, wenn bestehende Anlagen mit größeren Durchsatzleistungen arbeiten sollen und somit die Kühlbettabgangstemperaturen unzulässig hoch werden. Eine komplette Zusatzkühlung im Kühlbettbereich zu installieren ist aber oftmals auf Grund des erheblichen Aufwands oder beengter Einbauverhältnisse nicht sinnvoll.

Weiterhin zeigt sich im Praxisbetrieb, daß die erforderliche Richtwirkung der Kühlbetten bei Profilen, insbesondere aber bei unsymmetrischen Profilen, nicht immer ausreichend ist, so daß es z. B. beim automatischen Einführen in die Richtmaschine zu erheblichen Problemen kommen kann.

Der Erfndung gemäß Oberbegriff des 1. Patentanspruches liegt folglich das Problem zugrunde, bei Einsparung von Ausrüstungsmasse, Platzbedarf und Betriebsmitteln gegenüber den bekannten Lösungen eine intensive Abkühlung von Stablagen von Walzgut zur Gewährleistung zulässiger Weiterverarbeitungstemperaturen bei verbesserter Stabgeradheit zu garantieren.

Erfindungsgemäß wird nun eine Einrichtung zur Intensivkühlung mit den im Hauptanspruch angegebenen Merkmalen geschaffen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles und vier Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt den Grundriß der Intensivkühleinrichtung.

Fig. 2 zeigt die Seitenansicht der Intensivkühleinrichtung.

Fig. 3 zeigt den Schnitt durch die Intensivkühleinrichtung im Bereich der Wasserdüsen.

Fig. 4 zeigt den Schnitt durch die Intensivkühleinrichtung im Bereich der Belüftungseinheiten.

In den Fig. 1, 2, 3 und 4 wird die erfindungsgemäße Einrichtung dargestellt, in der das nachfolgend beschriebene Intensivkühlungsverfahren abläuft.

Je nach Eigenschaften des gewünschten Endproduktes kommen verschiedene Verfahrensvarianten zum Einsatz.

Variante 1: Abkühlung mit Kühlbett 1 und Intensivkühleinrichtung 5.

Variante 2: Abkühlung mit Wasserkühlstrecken 18, Kühlbett 1 und Intensivkühleinrichtung 5.

Weitere Abkühlvarianten ohne Einsatz der Intensivkühleinrichtung sind bekannt und werden nicht näher erläutert.

Entsprechend Variante 1 durchläuft das Walzgut 16 nach Verlassen des letzten Walzgerüstes die Kühlbettschere 19 und wird in Kühlbettlängen unterteilt. Auf dem Kühlbett 1 erfolgt die Abkühlung des Walzgutes von Walztemperatur (900 . . . 1000°C) bis auf Temperaturen, bei denen die Gefügeumwandlungen abgeschlossen sind; d. h. bei Beton- und Massenstahlqualitäten auf eine Temperatur kleiner als 500°C.

Nach Erreichen dieser Temperatur wird das Walzgut im Schnelltransport zum Abfuhrrollgang 2 befördert. Auf dem Abfuhrrollgang 2 werden mehrere Stäube distanziert in Profilrollen oder als dichte Stablage auf glatten Rollen zusammengestellt und dann in Längsrichtung transportiert. In dieser Transportrichtung schließt sich an das Kühlbett 1 die Intensivkühleinrichtung 5 an

Nach Varinate 2 sind im Zufuhrrollgang vor dem Kühlbett 1 Wasserkühlrohre 18 angeordnet, die das Walzgut 16 entweder auf Temperaturen kurz oberhalb AC₃ ankühlen oder die eine thermische Verfestigung für Betonstähle bewirken sollen und das Walzgut bis auf ca. 500°C Mitteltemperatur abkühlen. Im ersten Falle taktet jeder Stab über das Kühlbett 1, bis eine Temperatur von ca. 500°C erreicht ist. Für den Fall der Betonstahlherstellung ist ein Schnelltransport über das Kühlbett 1 möglich. Wie in Variante 1 schließt sich hieran der lagenweise Transport zur Intensivkühleinrichtung 5 an. Der Temperaturmessung kommt größere Bedeutung zu. Sie ist vor den Wasserkühlrohren 21 und vor dem Kühlbett 1 sowie vor und nach der Intensivkühleinrichtung 5 als Temperaturmessung 6, 7 für alle Stäube erforderlich, da die Stäube zueinander und über ihre Länge unterschiedliche Temperaturen aufweisen. Mittels einer Geradheitsmeßeinrichtung 23 am Ende des Kühlbettes kann die Stabgeradheit ermittelt werden und somit "Ski- sowie Säbelbildung" beim Durchgang der Stablage durch die Intensivkühleinrichtung 5 mittels gezielter Kühlung verhindert werden.

In der Intensivkühleinrichtung 5 können mit einer Beschichtungseinrichtung 20 im Bedarfsfall auch Spezialmittel, wie Korrosionsschutzemulsionen, Wachse, Lacke usw., versprüht werden.

Die Intensivkühleinrichtung 5 ist in den Abfuhrrollgang 2 integriert. Sie besteht im wesentlichen aus wechselweise über und unter dem Abfuhrrollgang 2 angebrachten Kühlbalken 8 und 9 mit Sprühdüsen 10 sowie nachfolgend ebenfalls wechselweise oben und unten montierten Axiallüftereinheiten 11, 12 mit Umlenkdüsen 13. Vor der Intensivkühleinrichtung 5 und vor der Richtmaschine 3 sind die Temperaturmeßeinrichtungen 6 und 7 angeordnet. Im Bereich der Intensivkühleinrichtung 5 sind die Rollgangsrollen 14 als Magnetrollen ausgebildet. Unterhalb der Kühlbalken 8 und 9 befindet sich am Boden des Abfuhrrollganges 2 ein Wassersammelbecken 15, darüber ist ein Spritzschutz 17 montiert.

Die Wirkungsweise der Intensivkühleinrichtung ist folgende:

Das Walzgut 16 wird nach Erreichen von Temperaturen unter 500°C im Bereich des Kühlbettes 1 gesammelt und lagenweise auf den Abfuhrrollgang 2 übergeben. Während der Übergabe ermittelt die Temperaturmeßeinrichtung 6 die aktuelle Walzguttemperatur T_A und gibt das Signal an einen nicht weiter dargestellten Steuerrechner weiter.

Bevor das Walzgut in die Richtmaschine 2 einläuft, wird es durch eine zweite Temperaturmeßeinrichtung 7 auf Einhaltung der Richttemperatur T_R überprüft. Anhand der ermittelten Temperaturwerte schaltet der Steuerrechner gegebenenfalls die Intensivkühleinrichtung 5 zu. Das Walzgut 16 durchläuft in der Intensivkühleinrichtung 5 zuerst den Bereich der Kühlbalken 8 und 9 mit den Sprühdüsen 10. Je nach erforderlicher Kühltechnologie können alle oder nur eine bestimmte Anzahl von Kühlbalken 8 und 9 im Einsatz sein. Weisen z. B. nur enige der Stäube der Lage, nämlich die zuletzt auf den Abfuhrrollgang 2 übergebenen, eine zu hohe Temperatur T_A auf, werden nur die jeweils erforderlichen Sprühdüsen 10 der Kühlbalken 8 und 9 angesteuert. Weiterhin ist die Ansteuerung der Sprühdüsen 10 in Verbindung mit den Temperaturfeldmeßeinrichtungen 6 und 7 derart ausgelegt, daß die Walzguttemperatur 100°C nicht wesentlich (etwa 20 K) unterschreitet, so daß das am Walzgut 16 noch haftende Wasser leicht verdunstet und somit nicht zur Flecken- bzw. Rostbildung führt. Als Sprühdüsen 10 kommen bekannte Wasser- oder Wasser-Luftdüsen zum Einsatz.

Arbeitet die Kaltschere 4 im diskontinuierlichen Betrieb, wird die Intensivkühleinrichtung 5 nur während des Rollgangstransportes zugeschaltet, um partielle Temperaturunterschiede im Walzgut zu vermeiden.

Nach der Wasserkühlung durchläuft das Walzgut 16 den Wirkbereich der Belüftungseinheiten 11 mit Umlenkdüsen 12. Diese dienen zusätzlich dazu, das Walzgut 16 von evtl. noch anhaftendem Wasser, welches nicht verdampft oder abgetropft ist, freizublasen. Ebenso ist natürlich die Zugabe von rosthemmenden Mitteln zum Kühlwasser, wie Wachsen oder Emulsionen oder auch Ölen oder Lacken als Überzug möglich.

Die im Ausführungsbeispiel dargestellte wechselweise Anordnung der Ausrüstungen soll das Entstehen von "toten Zonen" um das Walzgut herum verhindern. Da gegebenenfalls mit relativ hohen Luft- oder Wasserdrücken gearbeitet wird, ist es sinnvoll, die Rollgangsrollen 14 als Magnetrollen auszuführen und so das Walzgut zu fixieren. Um Eingriffe von Hand zu ermöglichen, z. B. bei der Schrottberäumung, sind die oberen Kühlbalken 8 und die oberen Belüftungseinheiten 11 kipp- bzw. schwenkbar oder verfahrbar ausgeführt. Das Wassersammelbecken 15 dient der Rückführung des Kühlwassers zur nicht weiter dargestellten Aufbereitungsstation. Um die umliegenden Ausrüstungen nicht weiter zu beeinträchtigen und Kühlwasser zu sparen, ist es sinnvoll, im Bereich der Kühlbalken 8 bzw. 9 einen Spritzschutz 17 zu montieren.

Eine weitere Variante der Intensivkühleinrichtung ist derart ausgeführt, daß die Kühlbalken 8 bzw. 9 und die Belüftungseinheiten 11 und 12 nur von unten angeordnet sind. Ebenso ist bei beengten Einbauverhältnissen eine Anordnung nur über dem Rollgang denkbar.

Die Wasserdüsen 10 an den Kühlbalken 8 können auch in ihrer Wirkrichtung (z. B. über Kugelgelenke) und ihren Sprühwinkel (auswechselbare Düsenköpfe) einstellbar sein.

Profilstäbe, bei denen auf dem Kühlbett 1 mit der Geradheitsmeßeinrichtung 23 unzulässige Normabweichungen festgestellt wurden, können so ggf. durch zielgerichtetes Ansprühen jedes Stabes in der gesamten Lage in ihrer Geradheit noch verbessert werden.

Weiterhin ist es möglich, mit einer hinter den Kühlbalken 8 und 9 angeordneten Beschichtungseinrichtung 20 Spezialmittel zu versprühen. Das können z. B. korrosionshemmende Zusätze, Wachse, Öle oder auch Farben sein.

Claims (6)

1. Intensivkühleinrichtung für Walzgutstablagen in Fein- und Mittelstahlwalzwerten, dadurch gekennzeichnet, daß über und/oder unter einem Abfuhrrollgang (2) sowie hinter dem Kühlbett Kühlbalken (8 bzw. 9) mit schalt-, regulier- und auswechselbaren Wasser-/Wasser-Luftdüsen (10) und daran anschließend ebenfalls oben und/oder unten Belüftungseinheiten (11 bzw. 12) mit Luftdüsen (13) angeordnet sind.

2. Intensivkühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlbalken (8 bzw. 9) mit den Wasser-/Wasser-Luftdüsen (10) mit vor und hinter der Intensivkühleinrichtung (5) angeordneten Temperaturmeßeinrichtungen (6 bzw. 7) schaltungstechnisch verknüpft sind.

3. Intensivkühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über den Kühlbalken (8 bzw. 9) ein Spritzschutz (17) und darunter ein Wassersammelbecken (15) zur Erzielung einer dichten Kapselung angeordnet sind.

4. Intensivkühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlbalken (8) und die Belüftungseinheiten (11) schwenkbar ausgeführt sind.

5. Intensivkühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasser- bzw. Wasser-Luftdüsen (10) jeweils separat schwenkbar sind.

6. Intensivkühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlbalken (8 bzw. 9) sowie die Belüftungseinheiten (11 bzw. 12) nur oben oder nur unten oder auch oben und unten gleichmäßig angeordnet sind.