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Die vorliegende Erfindung betrifft
Rollgang-Wärmeabschirmungen
für Metall-Warmwalzwerke.
Beim Warmwalzen von Stahl in Tafelform beträgt eine typische Transportzeit,
wenn ein zwischen Vorwalzwerk und Nachwalzwerk beförderter
Block einen Rollgang entlang geht, etwa 130 Sekunden. Wenn kein
Mittel zur Verringerung des Wärmeverlusts
vorhanden ist, fällt
die Temperatur des Blocks während
dieses Zeitraums ab. Ein dünner
beförderter
Block (bis zu einer Dicke von etwa 25 mm) erfährt einen Temperaturverlust
an den Kanten, der ähnlich ist
wie der Temperaturverlust in der Mitte seiner Breite. Bei dickeren
beförderten
Blöcken
(mit einer Dicke von etwa 40 mm oder mehr) erfährt die Kante des Materials
jedoch einen größeren Temperaturverlust als
die Mitte der Breite, da zusätzlich
zur Abstrahlung von der Deckfläche
und der Unterfläche
ein beträchtliches
Ausmaß an
Wärme von
der Seitenkante abgestrahlt wird. Der Kanten-Temperaturverlust kann
so groß sein,
dass er die metallurgischen Eigenschaften signifikant beeinträchtigt,
und es kann zu Rissbildung an den Kanten während des Nachwalzens kommen.
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Aufgrund dieses Problems ist es bekannt,
Induktionsheizeinrichtungen für
die Kanten einzubauen, um die Kanten von beförderten Blöcken wiederaufzuheizen, bevor
sie in das Nachwalzwerk gelangen. Das stellt jedoch eine Verschwendung
dar: die Leistungszufuhr, die erforderlich ist, kann nicht weniger
als 5 MW betragen. Darüber
hinaus müssen,
da die Breite der beförderten
Blöcke
von einem zum nächsten
beträchtlich
variieren kann, Mittel vorgesehen sein, um die Kanten-Heizeinrichtungen
zu bewegen, um sie nahe der Kanten eines jeden Blocks in Position
zu bringen.
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Es ist auch bekannt, wärmeisolierende
Einrichtungen um den Heißgutweg
herum entlang eines Rollgangs vorzusehen, um den Temperaturverlust vom
Heißgut
in Tafel- oder Bandform zu verringern, wie beispielsweise in der
EP 005340 dargestellt. Obere,
untere und seitliche wärmeisolierende
Platten, die als geschlossene Wärmeabschirmung
mit hoher Effizienz angeordnet sein können, können bis zu 96 % der Wärme im heißen Band
zurückhalten, während er
vom Ausgang des Vorwalzwerks zum Eingang des Nachwalzwerks gelangt.
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Es hat sich jedoch als schwieriger
erwiesen, das seitliche Temperaturprofil des Heißguts zu steuern, insbesondere,
wenn das Walzwerk so angeordnet ist, dass es eine große Bandbreite
von Gutbreiten und -dicken aufnimmt.
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In der
EP
005340 sind obere wärmeisolierende
Platten über
dem Rollgang auf Auslegerträgern aufgehängt, um
sie vom Rollgang weg heben zu können,
um Beschädigung
zu vermeiden und für
Zugang zum Rollengang zu Wartungszwecken zu sorgen. Diese oberen
Platten sind verlagerbar auf ihren Trägern montiert, so dass sie
entweder seitlich gleiten oder geneigt werden können, um die Wärmeisolationswirkung
seitlich vom Rollengang zu variieren. Es besteht jedoch insofern
ein Problem, als die Aufnahme derartiger Verlagerungsmechanismen
für die oberen
Platten der Trägheitsmoment
der Auslegeranordnung beträchtlich
erhöht.
Das führt
zu beträchtlichem
zusätzlichen
Kraftaufwand, um zu gewährleisten,
dass das Hochheben der Platten immer noch schnell genug erfolgen
kann, um Schädigung
aufgrund eines verformten Bandes oder einer verformten Tafel zu
verhindern, ganz abgesehen von den für die erhöhte Strukturstütze anfallenden
Kosten. In der
EP 005340 wird
auch vorgeschlagen, dass die Bodenplatten seitlich gleiten können, aber
ihr Bewegungsspielraum ist stark eingeschränkt, insbesondere durch die
Auslegerstützstruktur
und den Motorantrieb, die nahe an der Seite des Rollgangs liegen müssen.
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Bei einer weiteren Wärmeabschirmungsanordnung,
die in der
EP 198595 vorgeschlagen
wird, werden verlagerbare Wärmeabschirmungsplatten vorgeschlagen,
die mit dem Ziel bewegt werden können,
den Zwischenraum zwischen den Platten und dem Heißgut zu
verringern. Wärmeverlust
von den Kanten des Guts kann insbesondere bis zu einem gewissen
Grad verringert werden, wenn die seitlichen Isolationsplatten nahe
am manipulierten Gut eingestellt werden können, aber dieses Steuerungsverfahren
findet nur begrenzt Anwendung und ist primär für schmälere Gutwege nützlich,
beispielsweise solche mit weniger als 800 mm, oder wo die Schwankung der
Produktbreite gering ist.
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Die
EP
677337 beschreibt eine Wärmeabschirmungsanordnung für einen
Rollgang, bei der Gruppen von Platten unterhalb des Heißgutwegs
vorgesehen sind, wobei jede Gruppe Platten aufweist, die nebeneinander über den
Weg angeordnet sind. Jede Gruppe ist als Einheit schwenkbar, um
ihre Abschirmungswirkung zu variieren.
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Die
DE
2708783 offenbart ein Ofenkühlsystem zum Abkühlen von
Material auf einem Heißgutweg,
bei dem Kühlwasser
durch ein Dach und neigbare Platten unter dem Dach fließt, die
hintereinander in Bewegungsrichtung des Guts angeordnet sind. Jede
Platte kann unabhängig
von den anderen geneigt werden, um die Kühlwirkung zu regulieren.
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Daher gibt es immer noch Bedarf an
einer kosteneffizienten Form der Temperatursteuerung für Heißgut auf
einem Rollgang für
ein Warmwalzwerk, mit dem das Phänomen
der erhöhten
Kantenabkühlung
gemildert werden kann, insbesondere bei relativ dickem Gut, und
die über
einen weiten Bereich von Gutquerschnittsgrößen eingesetzt werden kann.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung wird ein Rollgang für
ein Metall-Warmwalzwerk
bereitgestellt, wie in Anspruch 1 dargelegt.
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Gemäß vorliegender Erfindung wird
weiters eine Wärmeabschirmung
für einen
solchen Rollgang bereitgestellt, wie in Anspruch 11 dargelegt.
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Wobei diese Gruppeneinrichtung vorgesehen
ist, um einige der Platten der Gruppe in Bezug auf die verbleibenden
Platten der Gruppe zu verlagern, indem ihre Deckflächen von
einer Betriebsposition in Bezug auf den Gutweg weg geneigt werden, wodurch
die Platten der Gruppen selektiv verlagert werden können, um
die Wärmeisolationswirkung über die
Breite des Rollgangs zu variieren.
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Durch die Verwendung einer solchen
Vorrichtung ist es möglich,
die Notwendigkeit für
Induktionsheizeinrichtungen für
die Kanten zu vermeiden oder zumindest die für derartige Heizeinrichtungen erforderliche
Leistung beträchtlich
zu verringern.
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Vorzugsweise sind die verlagerbaren
Platten auf Stützeinrichtungen,
die sich unterhalb der Platten befinden, in Stellungen montiert,
in denen sie vor der Wärmeabstrahlung
vom Heißgutweg
abgeschirmt sind, wenn die Platten in Bezug auf den Weg geneigt sind.
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Vorzugsweise ist die Anordnung eine
solche, dass die oberen Platten im Wesentlichen an ihren Stützeinrichtungen
fixiert sind, die beispielsweise durch Schwenken nach oben verlagerbar
sind, um die oberen Platten aus dem Heißgutweg weg zu bewegen. Auf
diese Weise wird eine besonders einfache Anordnung erhalten, bei
der seitliche Temperaturregulierung erreicht wird, ohne die Komplexität der oberen
Platten und ihrer Montage- und Verlagerungseinrichtungen zu erhöhen.
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Für
das Schwenken der unteren Platten können Steuerungseinrichtungen
vorgesehen sein, die Temperaturfühlereinrichtungen
umfassen, die auf die Temperatur an verschiedenen, über den
Rollgang verteilten Positionen ansprechen, so dass die Bewegung
der unteren Platten auf das abgefühlte Temperaturprofil in Querrichtung über die
Breite des Heißguts
auf dem Rollgang eingestellt werden kann. Alternativ dazu können die
Platten in Abhängigkeit
von der Größe und Temperatur
des beförderten
Guts gemäß einem
vorbestimmten Programm geschwenkt werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der
Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, um Heißgut auf
einem Rollgang eines Warmwalzwerks zu befördern, wie in Anspruch 12 dargelegt.
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Als Beispiel wird eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 eine
Querschnittansicht in Querrichtung entlang Linie I-I in 2 eines Beförderungsrollgangs
gemäß vorliegender
Erfindung ist,
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2 eine
Draufsicht von oben eines Teils der Länge des Rollgangs in 1 ist, wobei die oberen
wärmeisolierenden
Platten und ihre Stützstruktur entfernt
sind,
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3 eine
Längsschnittteilansicht
des unteren Teils des Rollgangs der 1 und 2 ist, die die unteren wärmeisolierenden
Platten in ihren hochgehobenen Positionen zeigt,
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4 eine ähnliche
Ansicht wie 3 ist, die
einige der verlagerbaren unteren wärmeisolierenden Platten im
abgesenkten Zustand zeigt, und
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5 ein
Blockdiagramm ist, das ein Steuerungssystem zum Anheben und Senken
der unteren Platten zeigt.
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Der dargestellte Rollgang, der über einem Gerinne
F montiert ist, umfasst eine Abfolge paralleler Rollkörper
2,
die in Lagern
4,
6 auf einer unteren Stützstruktur
8 des
Rollgangs montiert sind und von Motoren
10 angetrieben
werden. Nur in
1 wird eine
Deckstruktur oder ein Deckel
12 gezeigt, der sich die Länge des
Rollgangs entlang in einer Anzahl diskreter Abschnitte erstreckt,
die jeweils einen Auslegerrahmen
14 umfassen, der auf feststehenden
koaxialen Achszapfen
16 montiert ist, die parallel zum Rollgang
verlaufen. Die Auslegerrahmen
14 können aus der gezeigten unteren
Stellung durch Stoßheber
18 nach
oben geschwenkt werden, die zwischen jedem Rahmen
14 und
einer feststehenden Halterung
20 angeschlossen sind. Die
oberen und die seitlichen Isolationsplatten
22,
24,
die auf den Rahmen
14 getragen werden, und feststehende
seitliche Isolationsplatten
26 definieren gemeinsam mit
den Rollkörpern
2 einen
Raum, der einen Beförderungsweg
28 für das Heißgut bereitstellt,
das von den Rollkörpern
den Rollgang entlang zu tragen ist. Untere wärmeisolierende Platten
32 zwischen
den Rollkörpern
schließen den
Heißgutweg
von unten ein. Alle Platten
22,
24,
26,
32 gehören vorzugsweise dem
wiederabstrahlenden Typ an, der in der
EP
059093 beschrieben wird, und weisen heiße Flächen auf, die, wenn sie dem
Gut auf dem Rollgang zugewandt sind, den Verlust von Wärme durch
Abstrahlung vom Material begrenzen.
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Die oberen Platten
22 und
die seitlichen Platten
24 sind in sich seitlich erstreckenden
Gruppen angeordnet, die jeweils an einem jeweiligen Auslegerrahmen
14 befestigt
sind. Diese Platten
22,
24 sind im Wesentlichen
auf ihren schwenkbaren Auslegerrahmen
14 in Position befestigt,
sie können
aber auch geringe Bewegungsfreiheit auf ihren Befestigungen an den
Armen aufweisen, um thermische Wirkungen auszugleichen. Stoßstangen
34,
die unter den oberen Platten vorragen, sind einem (nicht gezeigten)
Abfühlmechanismus
für verwundenes
Heißgut
zugeordnet, um ein Aufwärtsschwenken
der Rahmen
14 auslösen
zu können,
so dass die Platten, die von den Rahmen getragen werden, vom Rollgang weg
geschwenkt werden können,
um sie vor Beschädigung
zu schützen,
wie in der
EP 005340 beschrieben.
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Die unteren Platten 32 werden
auf Querträgern 36 eines
Wärmeabschirmungsrahmenmoduls 37 getragen,
das in der unteren Stützstruktur 8 des Rollengangs
montiert ist. Die Platten 32 sind in Gruppen zwischen jedem
aufeinanderfolgenden Paar Rollkörpern 2 angeordnet,
wobei sich jede Gruppe von Platten nebeneinander über die
Breite des Rollgangs erstreckt. Das dargestellte Beispiel zeigt
die Platten in Gruppen aus sechs Platten mit ähnlicher Größe und Gestalt. Zwischen aufeinanderfolgenden Platten 32 in
jeder Gruppe ragen Schutzstoßstangen 38 (von
denen einige in den 3 und 4 weggelassen sind) über die
Platten nahe zur höchsten
Position der Rollkörper 2.
Einige der Platten 32 sind in Position befestigt und sind
mit Klammern 39 an ihren Trägern 36 befestigt
(1). Andere der Platten 32 sind unabhängig von
den Stoßstangen 38 beweglich.
Für diesen
Zweck sind die beweglichen Platten einer jeden Gruppe unterhalb
der Gruppe von Platten durch drehbare Wellen 42 mit dem
Träger 36 verbunden, die
auf einer gemeinsamen Querachse liegen und die mit einem oder mehreren
Stoßheber(n)
(nur in 5 bei 52 gezeigt)
oder ein anderes Verlagerungsantriebsmittel gekoppelt sind, um sie
zu drehen.
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Durch Betätigung der Heber können die
beweglichen Platten zwischen der Betriebsposition, in der sie in 3 alle gezeigt werden, in
der die Deckfläche
einer jeden Platte nahe am und parallel zum Heißgutweg angeordnet ist, um
Wärme zum
Gut darüber
abzustrahlen, und einer Stellung geschwenkt werden, die von den
beiden mittleren Platten in 4 gezeigt
wird, in der die wiederabstrahlende heiße Fläche der Platte aus der Betriebsposition
nach unten geneigt ist. In der geneigten Stellung liegt die Unterfläche von
heißem
Gut über
der Platte frei und strahlt Wärme
unter die Platten nach unten ab, und genauer gesagt wird Wiederabstrahlen
von Wärme zurück zum Gut
durch die Platte verhindert oder eingeschränkt.
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Ein Merkmal der beschriebenen Konstruktion
besteht darin, dass, wenn die Platten nach unten geneigt werden,
Strahlung zwischen den Rollkörpern 2 und
den Platten hindurchgehen kann, ohne auf die Struktur der Rollgangrahmens
aufzutreffen. Insbesondere sind, wie aus 4 hervorgeht, die Träger 36, auf denen
die Platten montiert sind, von den Platten weitgehend im gleichen
Ausmaß abgeschirmt, unabhängig davon,
ob die Platten horizontal oder nach unten geneigt sind.
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Der Neigungswinkel der Platten 32 kann
variiert werden, um den Grad der Wärmeabstrahlung zu variieren.
Die Verlagerungen erfolgen jedoch üblicherweise auf seitlich symmetrische
Weise, um einander gegenüberliegende
Kanten des Heißguts
auf ähnliche
Weise zu beeinflussen. Im gezeigten Beispiel sind die beiden äußersten
Platten einer jeden Gruppe unterer Platten in Position befestigt,
die beiden mittleren Platten werden – zweckmäßig mit einem einigen Heber – gemeinsam
verlagert, und auf ähnliche
Weise werden die beiden Zwischenplatten, die zwischen den äußeren und
dem innersten Plattenpaar liegen, gemeinsam durch einen gemeinsamen
Antrieb verlagert.
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2 veranschaulicht
einige mögliche
Konfigurationen zur Steuerung der seitlichen Abkühlung einer Tafel oder eines
Bandes (nicht gezeigt) unter Einsatz von Gruppen aus sechs unteren
Platten zwischen benachbarten Rollkörpern, die die beispielhaft dargestellte
Verlagerungsantriebanordnung aufweisen. In der Figur sind die geneigten
unteren Platten anders dargestellt als die horizontal ausgerichteten neigbaren
Platten, die mit leeren Flächen
gezeigt werden. Die Kreuze, mit denen die äußeren Platten einer jeden Reihe
markiert sind, zeigen an, dass sie in Position befestigt sind. Es
ist zu erkennen, dass sich die Anordnung besonders gut eignet, um
Isolation an den Kanten des Heißguts
beizubehalten, während
Wärmeverlust
aus dem mittleren Bereich zugelassen wird. In Abhängigkeit
von der erforderlichen Wirkung können
nur die beiden mittleren Platten gesenkt werden, oder es können alle
vier beweglichen Platten gesenkt werden. (1 zeigt auch die beiden mittleren Platten
geneigt und mit Bezugszeichen 32' bezeichnet.) Zur genaueren
Steuerung ist es natürlich
möglich,
jede Reihe aus einer größeren Anzahl von
Platten zu bilden, und sie müssen
nicht alle die gleiche Breite aufweisen. Es versteht sich auch,
dass der typische Rollgang wesentlich länger ist und viel mehr Rollkörper aufweist,
so dass Gelegenheit für eine
weitere Abstufung der wärmeisolierenden
Wirkung geboten wird.
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Im in 2 gezeigten
Beispiel befinden sich alle unteren Platten in ihren Betriebspositionen
am Eingangsende des Rollgangs. Weiters entlang dem Rollgang sind
die beiden mittleren Platten einer jeden Reihe abgesenkt, um es
zu ermöglichen,
dass Wärme
aus der Mitte der Gutbreite abgestrahlt wird, und nahe dem Ausgangsende,
wo das Gut langsamer befördert
wird, wenn es in das nächste
(nicht gezeigte) Walzgerüst
eintritt, werden mehr Platten einer jeden Reihe gesenkt, um die
Wärmeabstrahlung
zu erhöhen,
während
die Kanten des Guts zumindest teilweise abgeschirmt bleiben.
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Bei der dargestellten Anordnung werden,
um das Steuerungssystem zu vereinfachen, Abfolgen von Gruppen unterer
Platten in aufeinanderfolgenden Bereichen des Rollgangs gemeinsam
verlagert. 2 zeigt fünf aufeinanderfolgende
Bereiche R1-R5, die nicht notwendigennreise gleiche Längen aufweisen,
in denen im gerade angeführten
Beispiel alle Platten des ersten Bereichs R1 in ihren Betriebspositionen
gehalten werden, in den Bereichen R2 und R3 die beiden mittleren
Platten einer jeden Gruppe von Platten abgesenkt sind, und in den
Bereichen R4 und R5 die vier inneren Platten einer jeden Gruppe
von Platten abgesenkt sind.
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Um die unteren Platten auf die beschriebene Weise
einzustellen ist es möglich,
ihre Positionen aufgrund eines Computermodells einzustellen, das die
Wirkung des Neigens der Platten vorhersagt und so auf eine aktive
Steuerungseinrichtung verzichten zu können, um die Vorrichtung weiter
zu vereinfachen. Ein Beispiel für
die Einrichtung zur Betätigung auf
diese Weise wird in 5 gezeigt.
Diese zeigt die Heber 52 zur Verlagerung der Platten 32 jeweils
mit einem Aktuator 54, der von einer Ausgangssteuereinheit 56 gesteuert
wird, die ihre Eingangsgröße vom Prozessor 58 empfängt. Die
Eigenschaften, beispielsweise Tafelgröße und Ausgangstemperatur des Guts,
das den Rollgang entlang befördert
werden soll, kann durch die Bedienperson durch die Dateneingabeeinheit 60 in
den Prozessor eingegeben werden. Eine Nachschlagetabelle 62 beinhaltet
zuvor berechnete Daten von Steuereinstellungen, die für bestimmte
Vorgänge
erforderlich sind, und der Prozessor kann daher Steuerungswerte
erzeugen, um die Aktuatoreinstellungen durch Vergleich der Dateneingabe
mit den Nachschlagetabellendaten zu bestimmen.
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Bei einer alternativen Steuerungsanordnung können Temperaturabfühlelemente 70 in
Intervallen über
den Gutweg angeordnet sein, beispielsweise zwischen benachbarten
oberen wärmeisolierenden Platten,
wie in 1 angegeben,
um Signale zu liefern, durch die die Verlagerungen der unteren Platten ausgelöst werden.
Es versteht sich, dass es auch möglich
ist, die oberen Platten auf ihren Auslegerarmen vom Gutweg weg zu
schwenken, wenn zusätzliches
Abkühlen
des Guts erforderlich ist, obwohl das die Steuerung der Kantenabkühlung eines
beförderten
Blocks nicht unterstützt.
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In jedem Fall können (nicht gezeigte) zusätzliche
Kantenheizeinrichtungen enthalten sein, um eine ergänzende Einrichtung
zur Steuerung des seitlichen Temperaturprofils des Heißguts bereitzustellen.