DE4320638A1 - Verfahren und Anlage zum raschen Abkühlen eines in einem Warmwalzwerk verarbeitenden Walzgutes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage, die insbesondere zum raschen und gleichförmigen Abkühlen eines in einem Warmwalzwerk verarbeiteten Walzgutes, insbesondere eines Walzdrahtes geeignet sind.

Die in Warmwalzwerken zur Anwendung gebrachten Abkühltechni­ ken zielen, wie dem Fachmann wohl bekannt ist, darauf ab, eine drastische Herabsetzung der Produktionskosten zu errei­ chen, wobei gleichzeitig getrachtet wird, ein qualitätsmäßig zufriedenstellendes Endprodukt zu erhalten.

Das generelle Prinzip der Erhöhung der Abkühlintensität be­ ruht auf zwei Arten anwendbarer Maßnahmen:

• - extensive Maßnahmen, wie beispielsweise bei den Kühlplat­ ten, durch eine optimale Ausbildung der Zahnformen, Ver­ besserung der freien Konvektion u. dgl.;
• - Intensivmaßnahmen, durch unterschiedliche Arten der Küh­ lung, wie Zwangsbelüftung, Wasserkühlung u. dgl.

Welche Kühlmethode auch immer gewählt wird, sind stets die zu erzielenden Zwecke im Auge zu behalten, wobei insbesonde­ re drei wesentliche Gesichtspunkte bei den Kühltechniken zu berücksichtigen sind.

• 1) Durch einen geeigneten Kühlungszustand sollte eine er­ höhte Kühlung an der Oberfläche des Walzgutes erzielt wer­ den, um je nach Art des Materials vorbestimmte technologisch- mechanische Kennzeichen zu erhalten.
  Das bedeutet beispielsweise in der Lage zu sein, während des Walzvorganges eine Wärmebehandlung durchzuführen, die andern­ falls in einer darauffolgenden Arbeitsphase erfolgen müßte, mit folglicher erheblicher Kostenverringerung.
• 2) Durch eine Teilkühlung bestimmter Oberflächenteile des Walzgutes sollen die in den verschiedenen Querschnittsein­ heiten des Gutes vorhandenen Temperaturdifferenzen, welche auf den technologischen Prozeß zurückzuführen sind oder den inneren Materialeigenschaften anhaften, herabgesetzt werden. Diese Temperaturvergleichmäßigung kann beispielsweise dazu beitragen, geringe Unterschiede der mechanischen Eigenschaf­ ten der Güter (wie z. B. der Bruchfestigkeit), sowie deren physikalischen Eigenschaften (wie z. B. Geradlinigkeit) si­ cherzustellen.
• 3) Angesichts der bei modernen Walzwerken erreichten hohen Stundenproduktionsleistung, die in stetigem Ansteigen be­ griffen ist, wurde die Notwendigkeit, über stets wirksamere Kühlsysteme zu verfügen, welche jedenfalls in Zonen an­ schließend an die Anlagen eingesetzt werden, immer mehr zum Befehl, woraus sich für den Fall, daß die Kühlsysteme nicht unmittelbar an der Anlage angeordnet werden, das Erfordernis großer Lagerflächen ergibt, um eine herkömmliche Luftküh­ lung zu gestatten.
  Die Kühltechnik extensiver Art (Platten, Kühlteppiche) wird bereits seit geraumer Zeit angewandt und auf diesem Gebiet wurde bereits eine erhebliche Entwicklungsarbeit geleistet, so daß kaum zu erwarten ist, daß auf diesem Sektor durch neue Methoden erhebliche weitere Vorteile erzielbar sind. Auf dem Gebiet der Intensität der Kühlung eröffnete sich hingegen ein neues Studiumfeld, indem drei Arten der Kühlung angewandt werden:
  • - Zwangsbelüftung,
  • - Kühlung mit Wasserstrahlen bzw. -flüssen,
  • - Kühlung mit in Luft versprühten bzw. vernebelten Wasser.
• Je nach Anlagenart wurden diese Techniken jeweils getrennt zur Anwendung gebracht.

Betrachtet man eine Walzdrahtstraße mit hoher Walzgeschwin­ digkeit (größer oder gleich 100 m/s), dann sind die Zonen der Intensivkühlung an verschiedenen Stellen lokalisiert:

• 1) an der Linie vor dem Eintritt in den Schnellwalzblock, um eine optimale Eintrittstemperatur zu erzielen, so daß man auch bei niedrigen Temperaturen walzen kann, mittels Wasserkühlung;
• 2) im Walzblock zwischen den Walzengerüsten, um zu hohe Austrittstemperaturen zu vermeiden, stets mittels Wasser­ kühlung;
• 3) am Austritt des Walzblockes und vor dem Eintritt in die Abzugsvorrichtung und in die Wickelmaschine, um eine Abküh­ lung bzw. eine tatsächliche Wärmebehandlung zu erzielen, stets mittels Wasser unter hohem Druck; und
• 4) anschließend an die Wickelmaschinen an einem Rollen­ teppich, mittels Zwangsbelüftung, welche es gestattet, die Drahtrolle nach der Kühlung bei einer Temperatur von etwa 200-300°C aufzunehmen.

Die historische Entwicklung sah in einer ersten Phase die Aufnahme der Windungen gleich nach der Wickelmaschine in einem Korb vor und die so gebildete Drahtrolle wurde dann außerhalb der Linie gekühlt und gegebenenfalls einer Wärme­ behandlung unter Erwärmung in einem Ofen unterworfen. In einer folgenden Phase wurde auf ein System übergegangen, welches einen Ketten- und sodann einen Rollenteppich um­ faßte und im Handel unter dem eingetragenen Warenzeichen "STELMOR" bekannt ist, wobei die Drahtrolle, bevor sie in einem Korb aufgenommen und außerhalb der Linie gefördert wurde, zunächst auf Rollen gefördert und gekühlt wird. Angesichts der hohen Austrittstemperatur aus der Wickel­ maschine (800-900°C) und der großen Fördergeschwindigkeit des Drahtes, war selbstverständlich eine Intensivkühlung notwendig, um einen nicht zu langen Teppich zu haben und dem Walzgut eine geeignete Abkühlkurve zu geben.

Diese Kühlung wird mittels Zwangsbelüftung mit Hilfe einer Anzahl von Schrauben- und Fliehkraftgebläsen erreicht, wel­ che Luft von unten durch den Teppich blasen.

Zufolge der verschiedenen Wärmemassen der Walzgüter (Durch­ messer von 5,5 mm bis 16 mm) und der unterschiedlichen Ver­ teilung der Gutmaße auf dem Teppich sind dabei jedoch große Luftförderungen zur Erzielung einer wirksamen Kühlung erforderlich, umso mehr als in gewissen Fällen im ersten Ab­ schnitt des Teppichs eine langsame Kühlung nötig ist, um be­ stimmte mechanische Eigenschaften des Walzgutes zu erzielen. Dies bringt hohe Anlagekosten und ferner eine hohe Geräusch­ entwicklung mit sich, da die Luft mit hoher Geschwindigkeit (20-40 m/s) in die Umgebung geblasen werden muß und der Raum um den Teppich jedenfalls zugänglich sein muß und da­ her nicht entsprechend abgeschirmt werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es im allgemeinen, die Probleme des Standes der Technik auf vorteilhafte Weise zu lösen und ein Kühlverfahren sowie eine Kühlanlage zu schaffen die geeignet sind, die Produktionskosten eines Warmwalzgutes, insbesondere eines Walzdrahtes, drastisch herabzusetzen.

Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die in den Patentan­ sprüchen angegebenen Kennzeichen erzielt.

Die Kennzeichen der Erfindung und die dem Stand der Technik gegenüber erzielten Vorteile ergeben sind im einzelnen aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die schematische Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt ist.

Es zeigen:

Fig. 1 die Anlage im Längsschnitt, und

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Anlage der Fig. 1.

Die insgesamt mit 10 bezeichnete Anlage besteht aus einem Rollenteppich 11, auf welchem das Warmwalzgut, beispiels­ weise ein Walzdraht, im Sinn des Pfeiles 12 befördert wird. Unterhalb des Rollenteppiches 11 sind ein oder mehrere ver­ schalte Gebläse 13 angeordnet, die die Kühlluft in der ge­ wünschten Fördermenge und Geschwindigkeit im Sinn der Pfeile 14 durch die Rollen des Rollenteppiches 11 blasen, wobei die Möglichkeit besteht, mittels Ablenkblechen 15 die Fördermen­ gen und Geschwindigkeit der Luft zu verändern.

Erfindungsgemäß ist in der durch Förderstutzen 19 geleite­ ten Luft Kühlwasser vernebelt, welches durch eine Anzahl seitlicher Düsen 16 eingespritzt wird.

Das im Luftstrom vernebelte Wasser wird mittels einer Anzahl von orientierbaren Ablenkblechen 17 zwischen die Rollen des Rollenteppiches 11 hindurchgerichtet.

Auch die Einspritzdüsen 16 sind mittels allgemein mit 18 be­ zeichneter Gestänge in gewünschter Weise orientierbar.

Die Einrichtungen zum Verstellen der Düsen 16 und der Ab­ lenkbleche 17 werden nicht im einzelnen beschrieben, da sie auf beliebige Art und Weise seitens des Fachmannes ausge­ führt werden können.

Wie sich aus Fig. 2 klar ergibt, sind die Spritzdüsen 16 in­ nerhalb der Förderstutzen 19 angeordnet, die es im Verein mit den Ablenkblechen 15 gestatten, den größten Luftstrom jenen Zonen des Rollenteppiches zuzuleiten, in denen das ge­ förderte Gut am meisten verdichtet ist.

Die Spritzdüsen 16 befinden sich somit in der Zone 20 des Förderstutzens, die durch die Ablenkbleche 15 begrenzt ist, um den Luftfluß mit vernebeltem Wasser dort zur Verfügung zu haben, wo er benötigt wird.

Mittels des Verfahrens und der Anlage nach der Erfindung wird die oben angegebene Aufgabe vollauf gelöst.

Claims (6)

1. Verfahren zum raschen Abkühlen eines in einem Warm­ walzwerk verarbeiteten Walzgutes, beispielsweise eines Walzdrahtes, das auf einem Rollenteppich befördert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Walzgut mit einem Luft­ strom, in dem Wasser vernebelt ist, beaufschlagt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom zwischen den Rollen des Rollenteppichs hin­ durch gerichtet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom von unten nach oben gerichtet wird.

4. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie erste Einrichtungen (13) zur Beaufschlagung des Rollenteppichs (11) mit einem Luft­ strom sowie zwei Einrichtungen (16) zur Vernebelung von Wasser in dem Luftstrom umfaßt.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Einrichtungen mindestens ein Gebläse (13) mit einem Förderstutzen (19) umfassen, in welchem mittels orien­ tierbarer Ablenkbleche (15) ein Kanal gebildet ist, durch den ein verstärkter Luftstrom in eine Zone (20) gerichtet wird, in der die aus orientierbaren Spritzdüsen (16) beste­ henden zweiten Einrichtungen angeordnet sind.

6. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Einrichtungen mit Ablenkblechen (17) zusammenarbeiten.