DE8519321U1

DE8519321U1 - Vorrichtung zum Kühlen warmgewalzter flacher Produkte

Info

Publication number: DE8519321U1
Application number: DE8519321U
Authority: DE
Original assignee: Centro Sviluppo Materiali SpA
Current assignee: Centro Sviluppo Materiali SpA
Priority date: 1984-07-04
Filing date: 1985-07-03
Publication date: 1989-07-06
Also published as: GB2161102B; IT1177873B; BR8503298A; ES8607767A1; DE3523829C2; ES8608479A1; ES544847A0; US4645185A; NL8501852A; IT8448502A0; DE3523829A1; ATA191885A; FR2567048A1; CA1253014A; GB8516586D0; BE902798A; FR2567048B1; GB2161102A; ES544824A0; AT390214B

Description

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-&Igr;3552 - Case 150

Vorrichtung zum Kühlen warmgewalzter flacher Produkte

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen warmgewalzter flacher Produkte. Insbesondere befaßt sie sich mit einer baulichen Maßnahme an solchen Geräten (von der Bauart, die einen dünnen Strahl von Wasser niedriger Turbulenz in Form eines Blatces quer über die gesamte Breite des Kühlbettes liefert), so daß Änderungen in der Wassermenge über die gesamte Breite des Kühlbettes möglich werden und hierdurch die Kühlkapazität sowie die Breite des Kühlbettes selbst modifiziert werden können.

Die bekannten Vorrichten zum Kühlen warmgewalzter flacher Produkte lassen sich in zwei Grundgruppen einteilen: Eine umfaßt diejenige, welche das Kühlwasser in Strahlen liefert, deren Breite begrenzt, verglichen mit der des Kühlbettes, ist; dies sind Einrichtungen mit Sprühstrahlen oder laminaren Strahler, kleinen zylindrischen Querschnitts. Im allgemeinen ist der Kühlwirkungsgrad solcher Strahlen oder Sprühausbildungen relativ begrenzt, so daß eine große Anzahl installiert werden muß, wodurch ein beachtlicher Raum erforderlich wird; obwohl es einfach ist, das Wasser über eine große Anzahl von Strahlen zu liefern, können sie weiterhin nur in der Weise "voll ein" oder "Voll aus^M geregelt werden, so daß die Möglichkeit einer Einstellung der Kühlkapazität relativ begrenzt ist, nicht zuletzt wegen ihres geringen Wirkungsgrades.

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Die andere Gruppe umfaßt Einrichtungen, welche Wasser in Form eines dünnen Vorhangs richtig quer zum Kühlbett liefern; diese werden im allgemeinen als laminare Strahlen bezeichnet; tatsächlich ist deren Strömung jedoch, obwohl nicht übermäßig, turbulent. Der Kühlwirkungsgrad solcher Einrichtungen ist ausgezeichnet; trotz einer Anzahl von zur Zeit

^; bekannten Vorschlägen auf dem Fachgebiet ist deren Nachteil

darin zu sehen, daß die gelieferte Wassermenge nicht in

&psgr; einfacher und wirksamer Weise über die Breite des Kühlbetts

gesteuert werden kann.

Im Falle warmgewalzter flacher Produkte, nämlich von Platten « und Bändern, wird die Möglichkeit einer genauen Kontrolle ,* der Temperaturverminderung sowohl längs wie quer über die '; Breite des Bettes immer wichtiger, um die notwendige Gleichförmigkeit der Kühlung und somit die Homogenität der Produktstruktur und Flachheit sicherzustellen; hierdurch werden ■! teuere Vorgänge im Nachwalzen, der Wärmebehandlung sowie \ mechanischer Behandlungsvorgänge, wie z. B. Glätten, eliminiert oder wenigstens reduziert.

' Diese differenzielle Kühlung ist von besonderer Wichtigkeit ; im Falle von Platten, wo die Bildung ungleichmäßiger Temperaturen leicht ein besonderes Gewicht hauptsächlich aufgrund des ungünstigen Flächen-Volumenverhältnisses des Werkstücks erreicht,, was zu einer schnelleren Kühlung der Kanten führt.

Bekannt sind zur Zeit keine Einrichtungen, die eine einfache, wirksame, kontinuierliche Veränderung in der Größe der Kühlung über die Breite des gewalzten Produktes siches.·- stellen können.

Durch die Erfindung soll diese ungünstige Situation behoben werden, indem eine verbesserte Vorrichtung vorgeschlagen Werden soll, bei der ein breiter Regelbereich der Wasserströmung nicht nur in absoluten Werten, ßondafn auch längs der gesaraten Länge der Einrichtung vorgesehen ist.

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Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zum Kühlen warmgewalzter flacher Produkte, die mit Einrichtungen zürn Zuführen von Wasser und mit einer Kammer zum Liefern von Wasser ausgestattet ist Und über einen linearen schlitz parallel zur Walzebene verfügt, über die ein Wasserstrahl in Form eines langen sehr dünnen Blattes geringer Turbulenz auf die Platte oder das Band gerichtet wird, so modifiziert, daß die Wasserstrahlerzeugungskammer von diesen Einrichtungen zum Kühlen der Wasserzuführung getrennt wird, in Längsrichtung durch Wandungen begrenzt wird, die gegen den Wasserstrahlzuführungsschlitz konvergieren und in Querrichtung in eine Anzahl kleinerer Kammern durch Umlenkbleche unterteilt ist, die quer zur Länge der Einrichtung selbst eingebaut sind. Die Umlenkbleche sind an den Wandungen 0-ar Wasserstrahlerzeugungskammer befestigtund enden gegen den Strahllieferungsschlitz, gerade kurz vor der äußeren Schlitzkante. Jede der kleineren Kammern, in welche die Wasserstrahlerzeugungskammer unterteilt ist, steht in Verbindung mit Einrichtungen der Wasserzuführung durch wenigstens eine komplett mit Strömungsvariator ausgestattete Einrichtung.

Auf diese Weise liefert jede der kleineren Kammern ihren eigenen Wasserstrahl, dessen Strömung diejenige ist, die für die gewünschte Kühlung erforderlich ist. Benachbarte Wasserstrahlen kommen wieder innerhalb der Einrichtung unter einem gewissen Abstand vom Lieferschlitz zusammen, so daß eine Trennung der verschiedenen Ströme derart vermieden wird, daß der Endteil der gegen den Schitz konvergierenden Wandungen die Strömung linear werden läßt. Ein einziger Strahl mit unterschiedlichen Strömungsdurchsätzen über die Breite des Kühlbettes wird so erzeugt.

Die Steuerung der durch jede der kleinen Kammern gelieferten Ströme wird einfach erreicht, indem die Einstellung der diese Kammern mit den Wasserzuführungseinrichtungen verbindenden Einrichtungen varriert wird.

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Die Vorrichtung nach der Erfindung ermöglicht also eine Variation der gelieferten Wassermenge (gegen die warmgewalzten, zu kühlenden Platten, und zwar vermitteis eines niedrig turbulenten Strahl begrenzter Dicke, der quer über die gesamte Breite des Kühlbettes reicht), wobei diese Variation quer über die zu kühlende Platte erfolgt, wodurch sichergestellt ist, daß keinerlei Temperatur in Homogenität quer über die Platte sich einstellt und sich somit eine gleichförmige Struktur erhalten läßt.

Möglich wird dies aufgrund der neuartigen Auslegung der Einrichtung nach der Erfindung, bei der die Wasserstrahllieferkammer quer in eine Anzahl kleinerer Kammern unterteilt wird, wobei jede über ihre eigene verstellbare Wasserzuführung verfügt.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Diese zeigen in:

Fig. 1 eine teilgeschnittene, perspektivische

Darstellung einer verbesserten Vorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch Fig. 1;

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch Fig. 1 längs

der Ebene A-A der Fig. 2; und

Fig. 4 einen vertikalen Querschnitt einer sich

von Fig. 1 unterscheidenden Vorrichtung, die jedoch auf dem gleichen Prinzip beruht.

Nach den Fig. 1 bis 3 besteht die Vorrichtung nach der Erfindung aus einem äußeren Gehäuse 1 länglicher Gestalt, das an beiden Enden durch Wandungen 2 und 3 geschlossen ist. Die Wandung 3 verfügt über Kanäle 4 und 5 für die Zuführung von

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Wasser gegen die Innenseite der Vorrichtung, nämlich an die Kammern 6 und 7; das Wasser wird der Vorrichtung über die Sammelleitung 8 zugeleitet und an die Kammern 6 und 7 über den Verteiler 9 und die Rohre 10 und 11 verteilt, die jeweils mit den Durchlässen 5 und 4 verbunden sind.

Die Kammern 6 und 7 werden durch die Wandungen des Gehäuses 1 und durch die inneren Führungswandungen 12 bzw. 13 erzeugt, "welche integral mit den Wandungen des Gehäuses 1 und den Stirnwandungen 2 und 3 ausgebildet sind. Innere Führungswände 12 und 13 umschließen eine Kammer 15, die weiterhin durch Teil der Wandung des Gehäuses 1 begrenzt ist und nach außen die Verbindung über eine Öffnung 16 schafft, die in Längsrichtung völlig entlang der Vorrichtung verläuft und durch die Lippen der Führungswandungen 12 und 13 gebildet ist.

Die Kammer 15 ist quer durch eine Anzahl von Umlenkblechen 17 geteilt, die eine Anzahl kleinerer Kammern 18 bilden, die voneinander getrennt sind und bis auf eine kleine Entfernung vom Schlitz 16 nicht miteinander in Verbindung stehen.

Die Kammer 15 ist in Querrichtung durch eine Anzahl von Umlenkblechen 17 unterteilt, die eine Anzahl kleinerer Kammern 18 getrennt voneinander bilden und miteinander nicht bis auf eine kleine Entfernung vom Schlitz 16 in Verbindung stehen; tatsächlich enden die Leitbleche 17 innerhalb der Kammer 15 ein kurzes Stück vor dem Schlitz 16 in einer sich verjüngenden Kante 17' (siehe Fig. 3).

Führungswandungen 12 und 13 verfügen über eine Anzahl von Durchlässen 14, die die Kammern 6 und 7 in Verbindung mit der Kammer 15 setzen, so daß jede der kleineren innerhalb der Kammer 15 durch die Leitbleche 17 erzeugten Kammern in Verbindung mit den Kammern 6 und 7 steht.

Durchlässe 14 sind mit öekannten Einrichtungen ausgestattet, um die Größe der Öffnungen zu verändern, so daß sie in die

Lage versetzt sind, die Kühlwasserströmung zu verändern, die aus den Kammern 6 und 7 in die kleineren Kammern 18 tritt.

Im Betrieb füllt das aus der Sammelleitung 8 zugeführte und auf die Kammern 6 und 7 mittels eines Verteilers 9 und Rohren 10 und 11 verteilte Wasser diese Kammern und bewegt sich von diesen über die Leitungen 14, um die kleineren Kammern 18 zu füllen. Hier ist die Turbulenz erheblich vermindert, und im Extremfall wird die Strömung laminar auf-9fund der Gestalt und den Proportionen der Abmessungen der Führungswandungen 12 und 13 und der kleineren Kammern 18. Das Wasser strömt dann durch den Schlitz 16 gegen die zu kühlende Platte.

Die Umlenkbleche 17 enden in einer verjüngten Kante ein kurzes Stück vor dem Schlitz 16, so daß die verschiedenen, von den einzelnen kleineren Kammern 18 gelieferten Ströme sich vereinigen und ein einziges kontinuierliches sogenanntes Wasserblatt bilden, dessen Dicke sehr klein verglichen mit seiner Länge und dessen Turbulenz sehr gering ist.

Die beschriebene Konfiguration ist besonders geeignet für die Fälle, bei denen sehr einfache mechanische strömung^verändernde Einrichtungen vorgesehen sind, wie gebohrte Schlitten, die bewegt werden können, um die Wasserwegleitungen oder -durchlässe in größerem oder geringerem Ausmaß zu schließen.

Gewünschtenfalls kann man kompliziertere Strömungsvariatoren, wie elektrische Ventile, von der Ein/AusBauart oder von der Bauart einbauen, die sich allmählich öffnen und schließen lassen; eine Konfiguration wie nach den Fig. 1 und 2 wird nicht empfohlen, vorwiegend wegen der Schwierigkeit, die strömungsverändernden Einrichtungen, die nicht sehr zugänglich sind, zu warten.

In diesem Fall ist es auf alle Fälle zu bevorzugen, zu einer Konfiguration zu greifen, die vorsieht, daß die Ventile

außerhalb der Einrichtung angebracht werden, wie bei der im \

Querschnitt in Fig. 4 zu sehenden Anordnung. Bei dieser |'

Konfiguration richten Führungswandungen 12 und 13 nicht nur |

die Strömung zur Bildung des sogenannten Wasserblatts; sie |

bilden auch die Außenwand der Vorrichtung zusammen mit der |

Wandung 19, auf der die Wasserzuführungsleitung 20 getragen * ist. Leitungen 21 gehen von dieser Leitung ab und stellen
die Verbindung zu Durchlässen oder Leitungen 14 her. Diese

Zweigleitungen verfugen über Ventile 22, um die Wasser- «

strömung zu steuern. f

Durch die Mahnahme nach der Erfindung läßt sich der von jeder |

der kleineren Kammern gelieferte Wasserdurchsatz leicht |

steuern; es wird auch möglich, ein sogenanntes Wasserblatt |

zu erhalten, das durch die einzelnen Ströme gebildet ist, j,;

die durch die verschiedenartigen kleineren Kammern geliefert ^

sind. Dieses sogenannte Wasserblatt ist kompakt und verfügt ;■ über einen Strömungsdurchsatz, der vom Rand zur Mitte hin

variabel ist. _}

Abhängig von den Querschnittsabmessungen des Walzwerks und
den Anforderungen an die Kühlung lassen sich die Anzahl der
kleineren Kammern 18 sowie die Größe des Schlitzes 16 zweck- \- mäßig modifizieren, um eine sehr feine Kontrolle der Strö- % mungen sicherzustellen, was mit den bekannten Einrichtungen | völlig unmöglich ist, während der hohe Kühlwirkungsgrad |

aufrechterhalten wird, der typisch für solche Einrichtungen
ist.

Versuche im Pilotmaßstab zeigen, daß zwei benachbarte
kleinere Kammern 18 Wasserströme liefern können, die um
wenigstens 33 % sich unterscheiden, ohne daß irgendeine Verschlechterung in Kompaktheit und Wirkungsgrad des sogenannten Wasserblattes als Ganzes eintreten.

Aufgrund konstruktiver Begrenzungen der Pilotanlage war es
bisher nicht möglich/ die experimentelle Stufe zu überwinden.

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Claims

European Patent Attorneys·' '"" ^: "··"···" Deutsche Patentanwälte

Dt. MUl«-Bor« and Pittnir · FOB » 02 47 - MOOO Mfindtn M _, , _

Dlpl.-Cnem.

Dr.W.Mflller-Bore't

Dr. Paa! Denfel

Dipl.-Chem., Dipl.-WiTtsch.-Ing.

Dr. Alfred Sdiön

Werner Hertel

Dipl.-Phys.

Dletrldo. Lewald

Dipl.-Ing.

Dr.-Ing. Dister Otto

Dipl.-Ing.

Brit. Chartered Patent Agent

B. David P. Wetters

M. A. (Oxon) Ch. Chem. M. R. S. C.

C 3552 - Case Lw/nc

CENTRO SPERIMENTALE METALLURGICO S.P.A., Rom, Italien

Vorrichtung zum Kühlen warmgewalzter flacher Produkte

■nsprüche

Vorrichtung zum Kühlen warmgewalzter flacher Produkte, die mit Einrichtungen zum Zuführen von Wasser und mit einer Wasserlieferkammer, die über einen linearen Schlitz verfügt, senkrecht zur Bewegungsrichtung von zu kühlender Platte oder Blech versehen ist, durch welchen ein Wasserstrahl in Form eines relativ langen, sehr dünnen Blatts niedriger Turbulenz auf Platte oder Band gerichtet wird,

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dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserstrahlerzeugungskammer getrennt von diesen Einrichtungen für die Kühlwasserzuführung ist, in Längsrichtung durch Führungswandungen begrenzt ist, die gegen den Wasserstrahllieferschlitz konvergieren und quer in, eine Vielzahl kleinerer Kammern durch eine Vielzahl von Leitblechen unterteilt ist, die quer zur Vorrichtung selbst angeordnet sind, wobei jede dieser kleineren Kammern in Verbindung mit der Wasserzuführungseinrichtung über wenigstens eine komplett mit Strömungsvariator ausgestattete Einrichtung verbunden ist.
2. Vorrichtung zum Kühlen warmgewalzter flacher Produkte nach Anspruch i&ldquor; dadurch gekennzeichnet, daß diese quer zur Vorrichtung selbst angeordneten Leitbleche integral mit den Wandungen der Wasserstrahlerzeugerkammer angeordnet sind und gegen diesen Wasserstrahllieferschlitz vor dieser Sehlitzaußenkante enden.

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