DE4200272A1 - Vorrichtung zum kontrollierten abkuehlen von beton-rippendraht aus der walzhitze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontrollierten Abkühlen von Draht, Feinstahl und Beton- Rippendraht aus der Walzhitze, mit einer Anzahl innerhalb eines Wasserkastens in Reihe angeordneter, eine Kühlstrecke bildender Kühlrohre, welche das Walzgut durch an jedem Kühlrohrende angeordnete, verengte Führungselemente durchläuft.

Beispielsweise werden - um hier einen der Anwendungsbereiche zu nennen - Betonstähle in Stabform, üblicherweise niedrig legierte Baustähle, zur Thermoverfestigung in der Walzlinie mit Wasser auf eine mittlere Temperatur von 400° bis 450° Celsius abgekühlt. Hierdurch erreichen diese eine hohe Zugfestigkeit, z. B. 1250 N/mm². Nach Auslauf aus dem letzten Walzgerüst des Draht- bzw. Feinstahlteils durchläuft das Walzgut einen aus mehreren Zonen bestehenden Wasserkasten einer Wasserkühlstrecke. Durch kontrollierte, stufenweise Abkühlung des Walzgutes wird dessen Gefügeausbildung und Temperatur gezielt qualitätsabhängig beeinflußt. Die Wasserkühlstrecke kann beispielsweise aus vier Wasserkästen und einer Ausgleichszone bestehen. In jedem Wasserkasten befinden sich mehrere in Reihe angeordnete Kühlrohre. Die Rohre bestehen z. B. aus rostfreiem Edelstahl, die Gehäuse aus Bronzeguß und die Halterungen aus Messingguß. Beim Stand der Technik, wie dieser sich im Walzwerksbetrieb aus Erfahrung ergibt, sind die Kühlrohre mit unterschiedlichen Sätzen von Führungsdüsen, beispielsweise für Walzgut im Durchmesserbereich zwischen 5,5 bis 50 mm ausgestattet. Bei Änderung des Walzgutdurchmessers werden bisher die Kühlrohre ausgebaut und gegen Kühlrohre für den geänderten Walzgutdurchmesser ausgewechselt.

Das Auswechseln der Rohre verursacht Stillstandszeiten, die das Ausbringen des Draht- und Feinstahlwalzwerkes verringern und somit dessen Wirtschaftlichkeit beeinträchtigen. Wenn dabei z. B. durch menschliches Versagen falsche Kühlrohre eingesetzt werden, können sich in der Folge Betriebsunterbrechungen und weitere Produktionsverluste oder schlechte Vergütungsergebnisse einstellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühlvorrichtung zum kontrollierten Abkühlen des Walzgutes derart zu verbessern, daß die vorgenannten Schwierigkeiten, Fehler und technischen Grenzen überwunden werden und insbesondere das Wechseln der Kühlrohre entfällt und die Anpassung einer Kühlstrecke an unterschiedliche Durchmesser des Walzgutes durch eine Programmsteuerung ohne menschliche Eingriffe erfolgen kann.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art mit der Erfindung dadurch, daß die Kühlrohre fest installiert sind und jedem Kühlrohr den unterschiedlichen Walzgutdurchmessern entsprechende unterschiedliche Führungselemente zugeordnet und diese an den feststehenden Kühlrohren auswechselbar ausgebildet und an einer Verschiebevorrichtung angeordnet sind.

Mit der Erfindung wird vorteilhaft ein überraschend unkomplizierter Weg aufgezeigt, um das Wechseln der Kühlrohre zu vermeiden und somit Stillstandszeiten zu verringern, das Ausbringen zu erhöhen und die mit dem Wechsel der Kühlrohre verbundenen Gefahren einer falschen Installation zu verhindern. Zugleich gelingt es damit, die Anpassung einer Kühlstrecke an unterschiedliche Walzgut-Durchmesser mit Hilfe einer Programmsteuerung zu automatisieren.

Unter dem Begriff "Verschiebevorrichtung" soll dabei im Sinne der Erfindung jede Art von Vorrichtung verstanden sein, die es ermöglicht, durch eine mechanische, mit Antriebsmitteln und mit einer Steuerung versehene Vorrichtung das Auswechseln der Führungselemente vollmechanisch und beispielsweise von einem Leitstand aus über ein Programm gesteuert vorzunehmen. Der Verschiebevorgang kann hierbei mit linearen oder kreisförmigen Bewegungen oder z. B. in einem stufenweisen Bewegungsablauf nach Koordinaten ausführbar sein.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß ein Führungselement mit einer vom Durchmesser des zugeordneten Kühlrohres ausgehenden konischen Verjüngung in eine dem Walzgutdurchmesser angepaßte verengte Führungsbohrung einmündend ausgebildet ist. Hierdurch ergeben sich gute Führungseigenschaften, wobei das Walzgut beim Durchlauf selbsttätig zentriert wird.

Um einen guten Anschluß zwischen den austauschbaren Führungselementen und einem Kühlrohr zu erreichen, sieht eine weitere Ausgestaltung vor, daß die Anschlußflächen zwischen dem Kühlrohr und seinen Führungselementen konisch ausgebildet sind.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß jedem Kühlrohrende eine Verschiebevorrichtung zugeordnet und mit einer Anzahl von Führungselementen unterschiedlichen Führungs- Durchmessers bestückt ist.

Zum Zwecke einer Vollmechanisierung wird eine optimale und dabei unkomplizierte Ausgestaltung der Verschiebevorrichtung dadurch erreicht, daß diese mit Antrieben für Verschiebebewegungen sowohl in axialer Richtung, als auch in einer dazu quer verlaufenden Richtung, relativ zum Kühlrohr, ausgebildet ist.

Hierzu sieht eine weitere Ausgestaltung vor, daß die Verschiebevorrichtung mit einer Schaltwelle und von dieser sich sternförmig-radial erstreckenden Halterungsarmen und an diesen angeordneten Führungselementen ausgebildet ist. Vorteilhaft sind mehrere Verschiebevorrichtungen, beispielsweise die Verschiebevorrichtungen mehrerer zu einer Kühlstrecke gehörender Kühlrohre, mit einer gemeinsamen Schaltwelle zu einer Funktionseinheit verbunden.

Alternativ können die Veschiebevorrichtungen auch mit Einzelantrieben ausgerüstet sein, die von einer ihnen gemeinsam zugeordneten Steuereinheit beherrscht werden. Dabei können die Führungselemente vor ihrer Verschiebung von einer motorischen Vorschubeinrichtung von der konischen Anschlußfläche am Kühlrohr gegen die Kraft einer Rückstellfeder abhebbar und nach erfolgter Verschiebung mit der Rückstellkaft der Feder an ihre Anschlußflächen am Kühlrohr anlegbar ausgebildet sein. Dabei können die Verschiebevorrichtungen zur Duchführung einer gemeinsamen Schwenkbewegung mit der Schaltwelle schwenkbar gekoppelt und die Schaltwelle mit Schwenklagern ausgestattet sein, wobei vorzugsweise allen Verschiebevorrichtungen einer Kühlstrecke ein gemeinsamer Schwenkantrieb zugeordnet ist.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht eines Teils einer Kühlstrecke mit zwei fest installierten Kühlrohren und einer Verschiebevorrichtung zum Auswechseln von Führungselementen,

Fig. 2 ein am Kühlrohr auswechselbar anliegendes Führungselement im Schnitt,

Fig. 3 eine mit sternförmigen Halterungen für mehrere Führungselemente ausgebildete Verschiebevorrichtung in Frontansicht.

In der Fig. 1 ist ein Teil einer Kühlstrecke innerhalb eines (nicht gezeigten) Wasserkastens mit zwei fest installierten Kühlrohren (1) dargestellt. Die Kühlrohre (1) sind auf Böcken (18) fest, d. h. nicht auswechselbar, installiert. Jedem Kühlrohr (1) ist gemäß Darstellung in Fig. 3 eine der Anzahl unterschiedlicher Durchmesser des Walzgutes (21) entsprechende Anzahl von Führungen (2a-2g) zugeordnet. Beim Walzgut (21) handelt es sich beispielsweise um Draht, Feinstahl und Beton- Rippendraht in stufenweisen Abmessungen zwischen 5,5 und 50 mm Dicke bzw. Durchmessern. Dieses Walzgut (21) duchläuft nach Austritt aus dem letzten Walzgerüst in Richtung des Pfeiles (22) eine oder mehrere Kühlstrecken und wird dabei stufenweise von der Walzhitze bis auf eine vorgegebene Temperaturstufe in einer Folge von Kühlrohren nach einem vorgegebenen Programm abgegekühlt. Beispielsweise wird bei einer kontrollierten Abkühlung von Beton-Rippendraht dessen Gefüge, insbesondere in der Randzone, gezielt vergütet. Jedem Kühlrohr (1) ist eine der Anzahl unterschiedlicher Drahtdurchmesser entsprechende Anzahl von unterschiedlichen Führungselementen (2a-2g, Fig. 3) zugeordnet. Diese sind an den feststehenden Kühlrohren (1) auswechselbar ausgebildet und an einer Veschiebevorrichtung (3) angeordnet.

In der Fig. 2 ist der Anschluß eines Führungselementes (2) an ein Kühlrohr (1) gezeigt. Daraus ist ersichtlich, daß das Führungselement (2) mit einer vom Durchmesser (D) des zugeordneten Kühlrohres (1) ausgehenden konischen Verjüngung (4) in eine dem Drahtdurchmesser angepaßte Führungsbohrung (5) mit dem Durchmesser (d) übergehend ausgebildet ist.

Ein sehr guter Anschluß zwischen Kühlrohr (1) und Führungselement (2) wird dadurch erreicht, daß die Anschlußflächen (6) des Kühlrohres (1) und (7) des Führungselementes (2) jeweils mit einem Konus und einem Gegenkonus augebildet sind.

Jedem Kühlrohrende (1a und 1b) ist eine Verschiebevorrichtung (3) zugeordnet und, wie aus Fig. 3 erkennbar, mit einer Anzahl von Führungselementen 2a-2g) unterschiedlichen Führungsdurchmessers (5a-5g) bestückt.

Bei der beispielhaft gezeigten Ausführung der Vorrichtung sind die Verschiebevorrichtungen (3) mit Antrieben (13 bzw. 15) für Verschiebebewegungen sowohl in axialer Richtung (x-x), als auch in einer dazu quer verlaufenden Richtung (y-y) relativ zum Kühlrohr (1) ausgebildet. Bei der mit (y) bezeichneten und mit gekrümmten Pfeilen symbolisierten Bewegungsrichtung handelt es sich um eine Schwenkbewegung, wie in den Fig. 1 und 3 gezeigt.

Bei dieser Ausführung ist die Verschiebevorrichtung (3) mit von einer Schaltwelle (10) sich sternförmig-radial erstreckenden Halterungsarmen (11) und an diesen angeordneten Führungselementen (2a-2g) ausgebildet (Fig. 3). Dabei können vorzugsweise mehrere bzw. alle Verschiebevorrichtungen (3) einer Kühlstrecke oder mehreren Kühlstrecken mit einer gemeinsamen Schaltwelle (10) zu einer Funktionseinheit verbunden sein.

Diese Schaltwelle (10) trägt, wie aus dem Schnitt in der Fig. 3 zu erkennen ist, eine auf ihr axial verschiebbare Nabe (23), an welcher die die Führungselemente (2a-2g) tragenden Halterungsarme (11) angeschweißt sind. Zwischen der Schaltwelle (10) und der auf ihr axialverschiebbaren Nabe (23) ist zur rotationsschlüssigen Verbindung ein Keil (17) eingelegt. Die jedem Kühlrohr (1) zugeordneten Verschiebevorrichtungen (3) können dabei zweckmäßig zur axialen Verschiebung auf der Schaltwelle (10) mit Einzelantrieben (13) ausgerüstet sein. Diese werden vorteilhaft von einer ihnen gemeinsam zugeordneten Steuereinheit (12) über die Steuerleitung (19) beherrscht. Es handelt sich bei diesen z. B. um motorische Vorschubeinrichtungen (13), welche die Aufgabe haben, vor einer Schwenkbewegung in Richtung (y) die Führungselemente (2) zuerst von der konischen Anschlußfläche (6) am Kühlrohr (1) gegen die Kraft einer Rückstellfeder (14) abzuheben, worauf die Verschiebung durch Schwenkbewegung in Richtung (y) erfolgt. Nach erfolgter Verschwenkung werden dann die Führungselemente (2) durch die Rückstellkraft der Federn (14) an ihre Anschlußflächen (6) am Kühlrohr (1) dichtend angelegt. Die Vorschubeinrichtungen (13) können beispielsweise Betätigungsmagnete sein, sie können aber auch pneumatische oder hydraulische Antriebselemente sein. Diese greifen an kreisförmigen Tellern (20) an und lösen durch ihren Vorschub die Verbindung der Anschlußflächen (6 und 7) zwischen Kühlrohr (1) und Führungselement (2).

Bei dieser beispielhaft gezeigten Ausführung sind die Verschiebevorrichtungen (3) zur Durchführung einer Schwenkbewegung um die Schaltwelle (10) schwenkbar ausgebildet und die Schaltwelle (10) mit Schwenklagern (16) ausgestattet. Vorzugsweise ist allen Verschiebevorrichtungen (3) einer Kühlstrecke ein gemeinsamer Schwenkantrieb (15) zugeordnet, wie dieser rein schematisch in der Fig. 1 gezeigt ist. Auch dieser Schwenkantrieb (15) wird von der Steuereinheit (12) durch eine Steuerleitung beherrscht und dabei nach einem Steuerprogramm vom Leitstand aus in Schritten zu jeweils einer programmierten Schwenkbewegung angeregt.

Aus der Fig. 3 ist zu erkennen, daß bei den Führungselementen (2a-2g) die Führungsbohrungen (5a-5g) jeweils einen unterschiedlichen Durchmesser aufweisen.

Die Vorrichtung ist unkompliziert und zweckmäßig. Sie erspart das bisher übliche Auswechseln von Kühlrohren und mindert somit Stillstandszeiten, erhöht das Ausbringen und verhindert infolge Vollmechanisierung Installationsfehler.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum kontrollierten Abkühlen von Draht, Feinstahl und Beton-Rippendraht aus der Walzhitze, mit einer Anzahl innerhalb eines Wasserkastens in Reihe angeordneter, eine Kühlstrecke bildender Kühlrohre, welche das Walzgut durch an jedem Kühlrohrende angeordnete, verengte Führungselemente durchläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrohre (1) fest installiert sind und jedem Kühlrohr (1), unterschiedlichen Walzgutdurchmessern entsprechend, unterschiedliche Führungselemente (2a-2g) zugeordnet und diese an den feststehenden Kühlrohren (1) auswechselbar ausgebildet und an einer Verschiebevorrichtung (3) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Führungselement (2) mit einer vom Durchmesser (D) des zugeordneten Kühlrohres (1) ausgehenden konischen Verjüngung (4) in eine einem Walzgutdurchmesser angepaßte verengte Führungsbohrung (5) mit dem Durchmesser (d) übergehend ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußflächen (6, 7) zwischen einem Kühlrohr (1) und einem Führungselement (2) konisch ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Kühlrohrende (1a; 1b) eine Verschiebevorrichtung (3) zugeordnet und mit einer Anzahl von Führungselementen (2) unterschiedlichen Führungs-Durchmessers (d) bestückt ist.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verschiebevorrichtung (3) mit Antrieben (13, 15) für Verschiebebewegungen sowohl in axialer Richtung (x-x), als auch in einer dazu quer verlaufenden Richtung (y­ y), relativ zum Kühlrohr (1), ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verschiebevorrichtung (3) mit von einer Schaltwelle (10) sich sternförmig-radial erstreckenden Halterungsarmen (11) und an diesen angeordneten Führungselementen (2) ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Verschiebevorrichtungen (3) durch eine gemeinsame Schaltwelle (10) zu einer Funktionseinheit verbunden sind.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebevorrichtungen (3) mit Einzelantrieben (13) ausgerüstet sind und diese von einer ihnen gemeinsam zugeordneten Steuereinheit (12) beherrscht werden.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente (2) vor ihrer Verschiebung von einer motorischen Vorschubeinrichtung (13) von der konischen Anschlußfläche (6) am Kühlrohr (1) gegen die Kraft einer Rückstellfeder (14) abhebbar und nach erfolgter Verschiebung mit der Rückstellkraft der Feder (14) an ihre Anschlußflächen (6) am Kühlrohr (1) anlegbar ausgebildet sind.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebevorrichtung (3) zur Durchführung einer Schwenkbewegung (y) um die Schaltwelle (10) schwenkbar ausgebildet und die Schaltwelle (10) mit Schwenklagern (16) ausgestattet ist und vorzugsweise allen Verschiebevorrichtungen (3) einer Kühlstrecke ein gemeinsamer Schwenkantrieb (15) zugeordnet ist.