EP0001770B1 - Process and apparatus for cooling billets - Google Patents

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EP0001770B1
EP0001770B1 EP78101138A EP78101138A EP0001770B1 EP 0001770 B1 EP0001770 B1 EP 0001770B1 EP 78101138 A EP78101138 A EP 78101138A EP 78101138 A EP78101138 A EP 78101138A EP 0001770 B1 EP0001770 B1 EP 0001770B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
billets
water jets
spray
billet
cooling device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
EP78101138A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP0001770A1 (en
Inventor
Horst Ganseuer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemag GmbH
Original Assignee
Siemag Transplan GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemag Transplan GmbH filed Critical Siemag Transplan GmbH
Publication of EP0001770A1 publication Critical patent/EP0001770A1/en
Application granted granted Critical
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Expired legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/02—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
    • B21B45/0203—Cooling
    • B21B45/0209—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants
    • B21B45/0215—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for cooling billets of square or rectangular cross-section, which are moved by means of a transport device, with water, in which the billets are simultaneously acted on from opposite sides by divergent, directed water jets.
  • This so-called spray cooling has the essential advantage over immersion cooling that the rolling stock or the continuous casting can be charged with precisely defined amounts of water on the way via the predetermined cooling section, so that the cooling process can easily be optimally adjusted.
  • a method and a device for cooling a single strand of rolling stock also belong to the prior art, in which or in which several, for example six, diverging beams arranged uniformly in the circumferential direction are directed onto the peripheral surfaces of the rolling stock .
  • the cooling water jets only hit limited peripheral areas of the roll train, while the intermediate peripheral areas are only wetted by the water flowing off.
  • several, for example two, cooling zones arranged one behind the other in the direction of passage of the roll strand are provided, within which the water jets hit the circumferential surface of the roll strand offset in the circumferential direction.
  • the purpose of the invention is that the known types of spray cooling for rolling or. Eliminating continuous casting billiards disadvantages.
  • this problem is essentially solved in that the billets are acted upon by water jets along or approximately along their cross-sectional diagonals and at the same time and uniformly on all the contours.
  • the billets are guided with their longitudinal axes at the height of the common bisector of the spray angle through the crossing plane of both water jets.
  • the billets are continuously guided in the direction of their longitudinal axis and with a predetermined diagonal plane in the crossing plane of the two water jets.
  • the billets can also be transported transversely to their longitudinal axis and with a predetermined diagonal plane, only in two phases lying in the crossing plane of the two water jets.
  • This cooling process can be used particularly where the billets, after they have left the roller mill or the continuous casting installation, are transported on a cross conveyor.
  • an essential feature of the method is that a distance is maintained between a plurality of billets moving in a direction parallel to one another. This distance should be adjusted to the cross-sectional dimension of the billet. Only in this way can it be ensured that all side surfaces of the billets are wetted with spray water simultaneously and in a targeted manner.
  • the billets can be guided horizontally past the water jets. In some cases, however, they can also be easily transported vertically hanging past the water jets.
  • a cooling device for carrying out the method according to the invention which is equipped with a transport device and spray nozzles for water arranged on opposite sides of the billet passage area, is mainly characterized in that the spray width of the spray nozzles is essentially matched to the total width of the billet surfaces facing them and the transport plane the transport device is at an acute angle or parallel to a certain diagonal plane of the billet cross section.
  • a further feature of the invention is that the spray width of the spray nozzles can be changed. According to the invention, this can be done in an advantageous manner in that, in the case of a diverging spray angle, the spray width can be varied by changing the distance of the spray nozzles from the stick passage area.
  • the transport device moving the billets in the direction of their longitudinal axis can be a roller table. It is particularly advantageous if the transport device has several billet conveyor tracks next to one another and each of the same spray nozzles is assigned.
  • the transport device which moves the billets transversely to their longitudinal axis can be a drag chain, walking beam or rake conveyor to which rows of spray nozzles are assigned over a width corresponding to the maximum billet length.
  • the spray nozzles of each row of nozzles can be operated individually or independently of one another, so that the operating range of the cooling device can be matched to the length of the billet to be cooled without difficulty.
  • billets 2 are transported lying on one of their side surfaces in the direction of their longitudinal axis on a roller table.
  • spray nozzles 4 and 5 are mounted in pipes 6 and 7 lying parallel to the transport direction, which are supplied with water by pipelines.
  • the arrangement of the spray nozzles 4 and 5 is drawn here so that their main spray axis each has a position inclined by 45 ° relative to the transport plane 3-3 and cuts the edge of the stick 2 running on the roller table 1 that faces them.
  • the inclination of the jet will be set somewhat differently than drawn. It is obvious that it must be ensured that, for example, more cooling water must be supplied to the lower surface of the stick 2 in order to achieve uniform cooling than the vertical side surfaces. Therefore one will z. B. arrange the spray nozzle 5 at a slightly larger angle than 45 ° against the transport plane 3-3 inclined.
  • the spray cooling device differs from that according to FIGS. 1 and 2 essentially in that the billets 2 are transported on the roller table 1 in a skewed position.
  • their distance 9 from the transport plane is set such that each of the spray nozzles 4 and 5 fully covers two side surfaces of the stick 2 which are at right angles to one another. Uniform cooling of all side surfaces of the stick 2 is thus ensured.
  • FIGS. 5 and 6 show a spray cooling device for billets 12, which are moved transversely to their longitudinal axis and lying on one of their side surfaces, for example step by step over the transport plane 13-13 with a walking beam transport device.
  • a plurality of rows of spray nozzles 14 are arranged one behind the other in the transport direction above the transport plane 13-13, while there is a corresponding number of rows of spray nozzles 15 below the transport plane 13-13.
  • the spray nozzles 14 and 15 of each row are aligned so that their main spray axis is at an adjustable angle to the transport plane 13-13.
  • the spray cooling device according to FIGS. 7 and 8 differs from that according to FIGS. 5 and 6 essentially only in that the billets 12 are transported in a spike edge position on the transport device 11, which is designed, for example, as a rake cooling bed.
  • the billets 12 are transported step by step in the direction transverse to their longitudinal axis and, after each transport step, pass between a different set of spray nozzle rows 14 and 15.
  • the spray cooling devices according to FIGS. 1 to 4 can, if necessary, also be designed without further notice so that at the same time several billets 2 lying next to one another and transported in the direction of their longitudinal axis can be treated.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kühlen von mittels einer Transportvorrichtung bewegten Knüppeln quadratischen oder rechteckigen Querschnitts mit Wasser, bei dem die Knüppel gleichzeitig von zueinander entgegengesetzten Seiten her von divergierenden, aufeinandergerichteten Wasserstrahlen beaufschlagt werden.The invention relates to a method and a device for cooling billets of square or rectangular cross-section, which are moved by means of a transport device, with water, in which the billets are simultaneously acted on from opposite sides by divergent, directed water jets.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung dieser Gattung ist bereits durch die DE-OS 2 263 755 bekanntgeworden.A method and a device of this type have already become known from DE-OS 2 263 755.

Diese sogenannte Sprühkühlung hat gegenüber der Tauchkühlung den wesentlichen Vorteil, daß das Walzgut bzw. der Strangguß auf dem Weg über die vorgegebene Kühlstrekke mit genau definierten Wassermengen beaufschlagt werden kann, so daß sich der Kühlvorgang leicht optimal einstellen läßt.This so-called spray cooling has the essential advantage over immersion cooling that the rolling stock or the continuous casting can be charged with precisely defined amounts of water on the way via the predetermined cooling section, so that the cooling process can easily be optimally adjusted.

Wie sich aus der DE-OS 2 263 755 ergibt, hat jedoch die Praxis gezeigt, daß sich bei der Sprühkühlung von WalzStranggußknüppeln quadratischen oder rechteckigen Querschnitts beträchtliche Schwierigkeiten ergeben, und zwar insofern als diese Knüppel sich unter der Einwirking des aufgesprühten Wassers relativ krümmen und/oder verwinden und sich dann nur nach vorherigem Richten weiterverarbeiten lassen.As can be seen from DE-OS 2 263 755, however, practice has shown that there are considerable difficulties in the spray cooling of continuous cast billets of square or rectangular cross section, in that these billets are relatively curved under the action of the sprayed water and / or twist and can then only be further processed after straightening.

Das unerwünschte Krümmen und/oder Verwinden der Waltz-bzw. Stranggußknüppel ist offenbar auf die Tatsache zurückzuführen, daß versucht wurde, bei der Kühlbehandlung von Knüppeln die Sprühkühlung in der gleichen Art und Weise durchzuführen, wie bei der Kühlung von Brammen, Blöcken und Walzband.The undesirable curving and / or twisting of the Waltz or. Continuous casting billets appear to be due to the fact that attempts have been made to spray-cool billets in the same manner as to cool slabs, billets and strip.

Hierdurch ergibt sich eine unterschiedliche Beaufschlagung der verschiedenen Walzgut- bzw. Stranggußflächen mit Sprühwasser. Während die unterschiedlich starke Flächenbenetzung bei Blöcken, Brammen und Walzband zu keinen nachteiligen Folgen führt, weil dort ein optimaler Wärmeabtransport über die größeren Werkstückflächen stattfindet, hat die unterschiedliche Flächenbenetzung bei den im Querschnitt quadratischen oder rechteckigen Knüppeln die Entstehung erheblicher Wärmespannungen zur Folge, die dann zwangsläufig ein Krümmen und/oder Verwinden derselben nach sich zieht.This results in a different application of spray water to the various rolling stock or continuous casting surfaces. While the different degrees of surface wetting for blocks, slabs and rolled strips do not lead to any disadvantageous consequences because there is optimal heat dissipation over the larger workpiece surfaces, the different surface wetting of the billets, which are square or rectangular in cross-section, results in considerable thermal stresses, which inevitably result curling and / or twisting of the same entails.

Nach der DE-OS 2 263 755 soll nun diesen Nachteilen dadurch entgegengewirkt werden, daß zusätzlich zu den die parallel zur Transportebene der Knüppel liegenden Umrißflächen beaufschlagenden, divergierenden, aufeinandergerichteten Wasserstrahlen noch weitere Wasserstrahlen in die Abstandsspalte zwischen die nebeneinanderliegenden Knüppel gerichtet werden. Diese an die Abstandsspalte gerichteten Wasserstrahlen werden dabei nicht nur näher an der Transportebene erzeugt, sondern mit ihnen wird das Kühlmittel außerdem noch in einer größeren Menge gefördert, als sie dem Sättigungsbereich der Kühleffektkurve entspricht.According to DE-OS 2 263 755, these disadvantages are to be counteracted by the fact that, in addition to the diverging, directed water jets acting on the contour surfaces lying parallel to the transport plane of the billets, further water jets are directed into the gap between the adjacent billets. These water jets directed at the gap are not only generated closer to the transport plane, but also the coolant is conveyed with them in a larger amount than it corresponds to the saturation range of the cooling effect curve.

Dieses bekannte Verfahren bzw. diese bekannte Vorrichtung hat aber beträchtliche Nachteile. So wird durch die Benutzung der zusätzlichen Spaltwasserstrahlen nicht nur eine beträchtlich größere Kühlwassermenge benötigt, sondern die Effektivität der Spaltwasserstrahlen mit Hinblick auf die Vermeidung übermäßiger Wärmespannungen ist auch davon abhängig, daß die Spaltbreite zwischen den einander benachbarten Knüppeln möglichst exakt auf ein Maß eingestellt wird, das immer einem bestimmten Bruchteil der Querschnittshöhe der Knüppel entspricht.However, this known method or device has considerable disadvantages. The use of the additional water jets not only requires a considerably larger amount of cooling water, but the effectiveness of the water jets with a view to avoiding excessive thermal stress also depends on the gap width between the adjacent billets being set as precisely as possible to a level that always corresponds to a certain fraction of the cross-sectional height of the billets.

Außerdem besteht hierbei die Notwendigkeit, den Abstand zwischen benachbarten Spaltwasserstrahlen immer möglichst exakt auf die Querschnittsbreite der zu kühlenden Knüppel einzustellen, so daß bei einem Wechsel des Walzprogrammes umfangreiche und aufwendige Justierarbeiten notwendig werden.In addition, there is always the need to set the distance between adjacent water jets as precisely as possible to the cross-sectional width of the billets to be cooled, so that extensive and complex adjustment work becomes necessary when changing the rolling program.

Durch die US-PS 3 889 507 gehören ferner ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kühlen eines einzelnen Walzgutstranges zum Stand der Technik, bei dem bzw. in der jeweils mehrere beispielsweise sechs gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordnete, divergierende Strahlen auf die Walzgut-Umfangsflächen gerichtet werden. Hierbei treffen jedoch die Kühlwasserstrahlen jeweils nur begrenzte Umfangsbereiche des Walzstranges, während die dazwischenliegenden Umfangsbereiche nur von dem abfließenden Wasser benetzt werden. Daher sind in diesem Falle mehrere, beispielsweise zwei, in Durchlaufrichtung des Walzstranges hintereinander angeordnete Kühlzonen vorgesehen, innerhalb derer die Wasserstrahlen in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt auf die Walzstrang-Umfangsfläche treffen.Through US Pat. No. 3,889,507, a method and a device for cooling a single strand of rolling stock also belong to the prior art, in which or in which several, for example six, diverging beams arranged uniformly in the circumferential direction are directed onto the peripheral surfaces of the rolling stock . Here, however, the cooling water jets only hit limited peripheral areas of the roll train, while the intermediate peripheral areas are only wetted by the water flowing off. In this case, therefore, several, for example two, cooling zones arranged one behind the other in the direction of passage of the roll strand are provided, within which the water jets hit the circumferential surface of the roll strand offset in the circumferential direction.

Die eigenartige Wirkungsweise dieser bekannten Art der Sprühkühlung kann aber das Entstehen von Wärmespannungen im Walzgutstrang ebenfalls nicht gänzlich vermeiden. Außerdem ist sie nur für das Kühlen von Rund-oder Polygonquerschnitten geeignet. Schließlich erfordert sie auch eine Kühlstrecke, deren Länge mindestens doppelt so groß wie die maximale Knüppellänge bemessen werden muß.However, the peculiar mode of operation of this known type of spray cooling cannot completely avoid the occurrence of thermal stresses in the rolling stock. In addition, it is only suitable for cooling round or polygonal cross sections. Finally, it also requires a cooling section, the length of which must be dimensioned at least twice as long as the maximum billet length.

Schließlich ist es für das Kühlen von Waltz-und Stranggußknüppeln unter Verwendung eines sogenannten Wendekühlbettes durch die DE-OS 2361 305 auch bekannt, neben Reihen von Luftdüsen auch noch Reihen von Wasserdüsen vorzusehen, aus denen Sprühstrahlen auf die Walzgut-Umrißflächen gerichtet werden, während die Knüppel durch den Betrieb des Wendekühlbettes um ihre Längsachse verlagert werden.Finally, for the cooling of Waltz and continuous casting billets using a so-called reversible cooling bed by DE-OS 2361 305, it is also known to provide rows of air nozzles as well as rows of water nozzles from which spray jets are directed onto the rolling stock contour surfaces while the Sticks are shifted about their longitudinal axis by the operation of the reversible cooling bed.

Auch in diesem Falle kann jedoch das Entstehen von Wärmespannungen nicht völlig vermieden werden, weil nämlich die Wasserstrahlen jeweils nur verhältnismäßig kurzzeitig und dann immer nur auf einen Teil der Knüppel-Umfangsflächen einwirken können. Ein optimales Kühlergebnis wird also auch hier nicht erreicht.Even in this case, however, the generation of thermal stresses cannot be completely avoided be avoided, because the water jets can only act for a relatively short time and then only ever on part of the circumference of the billet. An optimal cooling result is therefore not achieved here either.

Zweck der Erfindung ist es, die den bekannten Arten der Sprühkühlung für Walz-bzw. Stranggußknüppel anhaftenden Nachteile zu beseitigen.The purpose of the invention is that the known types of spray cooling for rolling or. Eliminating continuous casting billiards disadvantages.

Daher ist es Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Sprühkühlung von mittels einer Transportvorrichtung bewegten Knüppeln aufzufinden, das bzw. die dem Entstehen unterschiedlicher Wärmespannungen im Walzgut optimal entgegenwirken.It is therefore the object of the invention to find a generic method and a generic device for spray cooling of billets moved by means of a transport device, which optimally counteract the occurrence of different thermal stresses in the rolling stock.

In verfahrenstechnischer Hintsicht wird dieses Problem im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Knüppel entlang oder annähernd entlang ihrer Querschnittsdiagonalen sowie gleichzeitig und gleichmäßig an allen Umrißflächen von Wasserstrahlen beaufschlagt werden.From a procedural point of view, this problem is essentially solved in that the billets are acted upon by water jets along or approximately along their cross-sectional diagonals and at the same time and uniformly on all the contours.

Es wird also dafür gesorgt, daß die von entgegengesetzten Seiten herkommenden Wasserstrahlen richtungsmäßig so eingestellt sind, daß sich für sämtliche Knüppelflächen gleiche Kontaktzeiten (Berührungszeit des Wassers mit der jeweiligen Knüppelfläche) ergeben. Deshalb kann es angezeigt sein, daß die Strahlneigung gegenüber den Knüppel-Umrißflächen etwas von 45° abweicht.It is therefore ensured that the water jets coming from opposite sides are set in such a way that the same contact times (contact time of the water with the respective billet surface) result for all billet surfaces. It can therefore be indicated that the jet inclination deviates somewhat from 45 ° in relation to the billet outline surfaces.

Auf diese Weise wird ein optimaler Wärmeabtransport gewährleistet, und den Verzugs- und/oder Verwindungserscheinungen wird so sicher entgegengewirkt.In this way, optimal heat dissipation is ensured, and the signs of warping and / or twisting are reliably counteracted.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, wenn erfindungsgemäß die Knüppel mit ihren Längsachsen in Höhe der gemeinsamen Winkelhalbierenden der Sprükwinkel durch die Kreuzeungsebene beider Wasserstrahlen geführt werden.It has proven to be expedient if, according to the invention, the billets are guided with their longitudinal axes at the height of the common bisector of the spray angle through the crossing plane of both water jets.

Nach der Erfindung besteht ohne weiteres die Möglichkeit, daß die Knüppel in Richtung ihrer Längsachse und mit einer vorbestimmten Diagonalebene kontinuierlich in der Kreuzungsebene beider Wasserstrahlen geführt werden.According to the invention, there is the possibility that the billets are continuously guided in the direction of their longitudinal axis and with a predetermined diagonal plane in the crossing plane of the two water jets.

Andererseits können aber nach der Erfindung die Knüppel auch quer zu ihrer Längsachse und mit einer vorbestimmten Diagonalebene lediglich zeitzweilig in der Kreuzungsebene beider Wasserstrahlen liegend transportiert werden. Dieses Kühlverfahren ist besonders dort einsetzbar, wo die Knüppel nach dem Auslaufen aus der Walzenstraße oder aber der Stranggußanlage auf einen Quertransport gelangen. In diesem Zusammenhang besteht ein wesentliches Verfahrensmerkmal darin, daß zwischen mehreren parallelachsig zueinander gerichtet bewegten Knüppeln ein Abstand aufrechterhalten wird. Dieser Abstand soll dabei etwa auf das Querschnittsmaß der Knüppel eingestellt werden. Nur auf diese Art und Weise kann nämlich sichergestellt werden, daß sämtliche Seitenflächen der Knüppel gleichzeitig und gezielt mit Sprühwasser benetzt werden.On the other hand, however, according to the invention, the billets can also be transported transversely to their longitudinal axis and with a predetermined diagonal plane, only in two phases lying in the crossing plane of the two water jets. This cooling process can be used particularly where the billets, after they have left the roller mill or the continuous casting installation, are transported on a cross conveyor. In this context, an essential feature of the method is that a distance is maintained between a plurality of billets moving in a direction parallel to one another. This distance should be adjusted to the cross-sectional dimension of the billet. Only in this way can it be ensured that all side surfaces of the billets are wetted with spray water simultaneously and in a targeted manner.

Erfindungsgemäß können die Knüppel horizontal liegend an den Wasserstrahlen vorbeigeführt werden. Sie lassen sich jedoch in manchen Fällen auch ohne weiteres vertikal hängend an den Wasserstrahlen vorbeitransportieren.According to the invention, the billets can be guided horizontally past the water jets. In some cases, however, they can also be easily transported vertically hanging past the water jets.

Besonders sinnvoll ist es, wenn die Knüppel relativ zu den Wasserstrahlen in Spießkantlage transportiert oder die Wasserstrahlen in Richtung des Spießkants auf die auf einer ihrer Flächen liegend transportierten Knüppel gerichtet werden.It is particularly useful if the billets are transported relative to the water jets in a spike edge position or if the water jets are directed in the direction of the spike edges onto the billets transported lying on one of their surfaces.

Eine Kühlvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche mit einer Transportvorrichtung und an entgegengesetzten Seiten des Knüppeldurchlaufbereichs angeordneten Spritzdüsen für Wasser ausgestattet ist, zeichnet sich hauptsächlich dadurch aus, daß die Spritzbreite der Spritzdüsen im wesentlichen auf die Gesamtbreite der ihnen zugewendeten Knüppelflächen abgestimmt ist und die Transportebene der Transportvorrichtung spitzwinklig oder parallel zu einer bestimmten Diagonalebene des Knüppelquerschnitts verläuft.A cooling device for carrying out the method according to the invention, which is equipped with a transport device and spray nozzles for water arranged on opposite sides of the billet passage area, is mainly characterized in that the spray width of the spray nozzles is essentially matched to the total width of the billet surfaces facing them and the transport plane the transport device is at an acute angle or parallel to a certain diagonal plane of the billet cross section.

Da es oft vorkommt, daß die Kühlvorrichtung nacheinander mit unterschiedlichen Knüppelquerschnitten beschickt wird, besteht ein weiteres Erfindungsmerkmal darin, daß die Spritzbreite der Spritzdüsen veränderbar ist. Das kann nach der Erfindung in vorteilhafter Weise dadurch geschehen, daß bei divergierendem Spritzwinkel die Spritzbreite durch Abstandsänderung der Spritzdüsen zum Knüppeldurchlaufbereich variierbar ist.Since it often happens that the cooling device is fed in succession with different billet cross sections, a further feature of the invention is that the spray width of the spray nozzles can be changed. According to the invention, this can be done in an advantageous manner in that, in the case of a diverging spray angle, the spray width can be varied by changing the distance of the spray nozzles from the stick passage area.

Nach der Erfindung kann die die Knüppel in Richtung ihrer Längsachse bewegende Transportvorrichtung ein Rollgang sein. Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn die Transportvorrichtung mehrere Knüppelförderbahnen nebeneinander aufweist und jeder derselben Spritzdüsen zugeordnet sind.According to the invention, the transport device moving the billets in the direction of their longitudinal axis can be a roller table. It is particularly advantageous if the transport device has several billet conveyor tracks next to one another and each of the same spray nozzles is assigned.

Andererseits kann nach einem weiteren Erfindungsmerkmal die die Knüppel quer zu ihrer Längsachse bewegende Transportvorrichtung ein Schleppketten-, Hubbalken-oder Rechenförderer sein, dem Reihen von Spritzdüsen über eine der maximalen Knüppellänge entsprechende Breite zugeordnet sind. In diesem Falle ist es dann zweckmäßig, wenn die Spritzdüsen jeder Düsenreihe einzeln oder unabhhängig voneinander betriebsfähig sind, so daß sich der Betriebsbereich der Kühlvorrichtung ohne Schwierigkeiten auf die jeweils zu kühlende Knüppellänge abistimmen läßt.On the other hand, according to a further feature of the invention, the transport device which moves the billets transversely to their longitudinal axis can be a drag chain, walking beam or rake conveyor to which rows of spray nozzles are assigned over a width corresponding to the maximum billet length. In this case it is expedient if the spray nozzles of each row of nozzles can be operated individually or independently of one another, so that the operating range of the cooling device can be matched to the length of the billet to be cooled without difficulty.

Schließlich kann es sich nach der Erfindung als besonders zweckmäßig erweisen, die Transportvorrichtungen mit Auflageflächen für Spießkantlage der Knüppel zu versehen.Finally, it can prove to be particularly expedient according to the invention to provide the transport devices with support surfaces for the spiked edge position of the billets.

Anhand einer Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung nunmehr ausführlich beschrieben werden.On the basis of a drawing, an out management example of the subject of the invention will now be described in detail.

Dabei zeigen

  • Figuren 1 und 2 in schematisch vereinfachter Stirn- und Seitenansicht den Grundaufbau einer Sprühkühlvorrichtung für einzeln in Richtung ihrer Längsachse auf einer ihrer Seitenflächen liegend transportierte Knüppel,
  • Figuren 3 und 4 ebenfalls in Stirn- und Seitenansicht den Grundaufbau einer Sprüh- Kühlvorrichtung für einzeln in Richtung ihrer Längsachse und in Spießkantlage transportierte Knüppel,
  • Figuren 5 und 6 in Seiten- und Stirnansicht den Grundaufbau einer Sprüh-Kühlvorrichtung für quer zu ihrer Längsachse und auf einer ihrer Seitenflächen liegend transportierte Knüppel und
  • Figuren 7 und 8 in Seiten- und Stirnansicht eine SprühKühlvorrichtung für quer zu ihrer Längsachse und in Spießkantlage transportierte Knüppel.
Show
  • FIGS. 1 and 2 in a schematically simplified front and side view the basic structure of a spray cooling device for billets transported individually lying on one of their side surfaces in the direction of their longitudinal axis,
  • FIGS. 3 and 4, also in front and side view, the basic structure of a spray cooling device for billets transported individually in the direction of their longitudinal axis and in the skewed edge position,
  • Figures 5 and 6 in side and front view of the basic structure of a spray cooling device for billets and transported transversely to their longitudinal axis and lying on one of their side surfaces
  • Figures 7 and 8 in side and front view of a spray cooling device for billets transported transversely to their longitudinal axis and in the spiked edge position.

Nach den Figuren 1 und 2 der Zeichnung werden auf einem Rollgang 1 Knüppel 2 auf einer ihrer Seitenflächen liegend in Richtung ihrer Längsachse transportiert.According to FIGS. 1 and 2 of the drawing, billets 2 are transported lying on one of their side surfaces in the direction of their longitudinal axis on a roller table.

Oberhalb und unterhalb der durch den Rollgang 1 bestimmten Transportebene 3-3 sind Sprühdüsen 4 und 5 in parallel zur Transportrichtung liegenden Rohren 6 und 7 montiert, die durch Rohrleitungen mit Wasser versorgt werden.Above and below the transport level 3-3 determined by the roller table 1, spray nozzles 4 and 5 are mounted in pipes 6 and 7 lying parallel to the transport direction, which are supplied with water by pipelines.

Die Anordnung der Sprühdüsen 4 und 5 ist hier der Einfachheit halber so gezeichnet, daß ihre Hauptsprühachse jeweils eine um 45° gegen die Transportebene 3-3 geneigte Lage hat und die ihnen zugewendete Kante des auf dem Rollgang 1 laufenden Knüppels 2 schneidet. In der Praxis wird man die Strahlneigung etwas anders einstellen als gezeichnet. Es liegt auf der Hand, daß dafür gesorgt werden muß, daß beispielsweise der unteren Fläche des Knüppels 2 zur Erzielung einer gleichmäßigen Kühlung mehr Kühlwasser zugeführt werden muß als den vertikalen Seitenflächen. Deshalb wird man z. B. die Sprühdüse 5 in einem etwas größeren Winkel als 45° gegen die Transportebene 3-3 geneigt anordnen.For the sake of simplicity, the arrangement of the spray nozzles 4 and 5 is drawn here so that their main spray axis each has a position inclined by 45 ° relative to the transport plane 3-3 and cuts the edge of the stick 2 running on the roller table 1 that faces them. In practice, the inclination of the jet will be set somewhat differently than drawn. It is obvious that it must be ensured that, for example, more cooling water must be supplied to the lower surface of the stick 2 in order to achieve uniform cooling than the vertical side surfaces. Therefore one will z. B. arrange the spray nozzle 5 at a slightly larger angle than 45 ° against the transport plane 3-3 inclined.

Bei qegebenem Sprühwinkel 8 der Sprühdüsen 4 und 5 ist deren vertikaler Abstand 9 zur Transportebene 3-3 so eingestellt, daß die aus den Sprühdüsen 4 und 5 austretenden Wasserstrahlen gleichzeitig zwei im rechten Winkel zueinander liegende Flächen des auf dem Rollgang 1 ablaufenden Knüppels 2 bestreichen und diese entsprechend mit Kühlwasser benetzen.Given the spray angle 8 of the spray nozzles 4 and 5, their vertical distance 9 to the transport plane 3-3 is set such that the water jets emerging from the spray nozzles 4 and 5 simultaneously coat two surfaces of the stick 2 running on the roller table 1 at right angles to one another and Wet them with cooling water accordingly.

Da die Sprühdüsenreihen 4 und 5 sich, bezogen auf den Querschnitt des Knüppels 2, gegenüberliegen, werden damit sämtliche Seitenflächen des Knüppels 2 gleichzeitig und gleichmäßig gekühlt, und es wird dem Entstehen ungleichmäßiger Wärmespannungen innerhalb des Knüppelquerschnitts in optimaler Weise entgegengewirkt.Since the spray nozzle rows 4 and 5, based on the cross-section of the stick 2, are opposite each other, all side surfaces of the stick 2 are cooled simultaneously and uniformly, and the occurrence of uneven thermal stresses within the cross-section of the stick is counteracted in an optimal manner.

Die Sprüh-Kühlvorrichtung nach den Figuren 3 und 4 unterscheidet sich von derjenigen nach den Figuren 1 und 2 im wesentlichen dadurch, daß die Knüppel 2 auf dem Rollgang 1 in Spießkantlage transportiert werden. Hierdurch ist es möglich, die beiden Reihen von Sprühdüsen 4 und 5 oberhalb und unterhalb der Transportebene 3-3 senkrecht übereinander anzuordnen und mit ihrer Hauptsprühachse so auszurichten, daß diese mit der nach oben bzw. nach unten gerichteten Kante des Knüppels 2 zusammenfällt. Auch hier ist bei gegebenem Sprühwinkel 8 der Sprühdüsen 4 und 5 deren Abstand 9 zur Transportebene so eingestellt, daß jede der Sprühdüsen 4 und 5 zwei rechtwinklig zueinander liegende Seitenflächen des Knüppels 2 voll bestreicht. Eine gleichmäßige Kühlung sämtlicher Seitenflächen des Knüppels 2 ist damit gewährleistet.The spray cooling device according to FIGS. 3 and 4 differs from that according to FIGS. 1 and 2 essentially in that the billets 2 are transported on the roller table 1 in a skewed position. This makes it possible to arrange the two rows of spray nozzles 4 and 5 vertically one above the other above and below the transport plane 3-3 and to align them with their main spray axis so that this coincides with the upward or downward edge of the stick 2. Here too, given the spray angle 8 of the spray nozzles 4 and 5, their distance 9 from the transport plane is set such that each of the spray nozzles 4 and 5 fully covers two side surfaces of the stick 2 which are at right angles to one another. Uniform cooling of all side surfaces of the stick 2 is thus ensured.

Die Figuren 5 und 6 zeigen eine Sprüh- Kühlvorrichtung für Knüppel 12, die quer zu ihrer Längsachse und auf einer ihrer Seitenflächen liegend beispielsweise mit einer Hubbalken-Transportvorrichtung schrittweise über die Transportebene 13-13 bewegt werden. Oberhalb der Transportebene 13-13 sind in Transportrichtung hintereinander mehrere Reihen von Sprühdüsen 14 angeordnet, während sich unterhalb der Transportebene 13-13 eine entsprechende Anzahl Reihen von Sprühdüsen 15 befindet.FIGS. 5 and 6 show a spray cooling device for billets 12, which are moved transversely to their longitudinal axis and lying on one of their side surfaces, for example step by step over the transport plane 13-13 with a walking beam transport device. A plurality of rows of spray nozzles 14 are arranged one behind the other in the transport direction above the transport plane 13-13, while there is a corresponding number of rows of spray nozzles 15 below the transport plane 13-13.

Die Sprühdüsen 14 und 15 jeder Reihe sind so ausgerichtet, daß ihre Hauptsprühachse unter einem einstellbaren Winkel zur Transportebene 13-13 liegt.The spray nozzles 14 and 15 of each row are aligned so that their main spray axis is at an adjustable angle to the transport plane 13-13.

Damit bei vorgegebenem Sprühwinkel 18 der Sprühdüsen 14 und 15 und richtig eingestelltem Abstand 19 derselben von der Transportebene 13-13 sämtliche Seitenflächen der Knüppel 12 gleichzeitig mit Sprühwasser benetzt werden, ist es einerseits notwendig, zwischen aufeinanderfolgenden Knüppeln 12 immer einen genügenden Abstand 20 aufrechtzuerhalten. Andererseits müssen aber auch jeweils die in einer Reihe nebeneinanderliegenden Sprühdüsen 14 beziehungsweise 15 so ausgelegt werden, daß die Knüppel 12 gleichzeitig auf ihrer ganzen Länge benetzt werden.So that with a given spray angle 18 of the spray nozzles 14 and 15 and a correctly set distance 19 of the same from the transport plane 13-13 all side surfaces of the billets 12 are wetted simultaneously with spray water, it is necessary on the one hand to maintain a sufficient distance 20 between successive billets 12. On the other hand, the spray nozzles 14 and 15 lying next to each other in a row must also be designed such that the sticks 12 are simultaneously wetted over their entire length.

Die Sprüh-Kühlvorrichtung nach den Figuren 7 und 8 unterscheidet sich von derjenigen nach den Figuren 5 und 6 im wesentlichen nur dadurch, daß die Knüppel 12 auf der beispielsweise als Rechenkühlbett ausgebildeten Transportvorrichtung 11 in Spießkantlage transportiert werden.The spray cooling device according to FIGS. 7 and 8 differs from that according to FIGS. 5 and 6 essentially only in that the billets 12 are transported in a spike edge position on the transport device 11, which is designed, for example, as a rake cooling bed.

Hierdurch wird wiederum erreicht, daß die Reihen von Sprühdüsen 14 und 15 bezogen auf die Transportebene 13-13 jeweils senkrecht übereinanderliegend vorgesehen werden können, damit sie bei gegebenem Sprühwinkel 18 jeweils gleichzeitig zwei im rechten Winkel zueinander liegende Seitenflächen der Knüppel 12 benetzen.This in turn ensures that the rows of spray nozzles 14 and 15 can be provided vertically one above the other in relation to the transport plane 13-13, so that for a given spray angle 18 they simultaneously wet two side surfaces of the stick 12 which are at right angles to one another.

Vorteilhaft ist hierbei auch, daß zwischen aufeinanderfolgenden Knüppeln 12 nur ein kleiner Zwischenraum freigehalten zu werden braucht, um eine gleichmäßige Kühlung aller Seitenflächen der Knüppel 12 sicherzustellen.It is also advantageous here that only one between successive billets 12 Small space needs to be kept clear to ensure uniform cooling of all side surfaces of the stick 12.

Auch mit Hilfe der Transportvorrichtung 11 nach den Figuren 7 und 8 werden die Knüppel 12 in Richtung quer zu ihrer Längsachse schrittweise transportiert und gelangen dabei nach jedem Transportschritt zwischen einen anderen Satz von Sprühdüsenreihen 14 und 15.With the aid of the transport device 11 according to FIGS. 7 and 8, the billets 12 are transported step by step in the direction transverse to their longitudinal axis and, after each transport step, pass between a different set of spray nozzle rows 14 and 15.

Erwähnenswert ist noch, daß die Sprüh-Kühlvorrichtungen nach den Figuren 1 bis 4 im Bedarfsfall auch ohne weiteres so ausgelegt werden können, daß sich gleichzeitig mehrerere nebeneinanderleigende und in Richtung ihrer Längsachse transportierte Knüppel 2 behandeln lassen. Im Falle der Sprüh-Kühlvorrichtung nach den Figuren 1 und 2 ist es dabei erforderlich, zwischen den benachbarten Knüppeln 2 einen genügenden seitlichen Abstand aufrechtzuerhalten und außerdem jedem einzelnen KnüppelDurchlaufbereich einen Satz von Düsenreihen 4 und 5 zuzuordnen, und zwar in ähnlicher Weise, wie das nach Figur 5 in Verbindung mit einer Quertransportvorrichtung angedeutet ist.It is also worth mentioning that the spray cooling devices according to FIGS. 1 to 4 can, if necessary, also be designed without further notice so that at the same time several billets 2 lying next to one another and transported in the direction of their longitudinal axis can be treated. In the case of the spray cooling device according to FIGS. 1 and 2, it is necessary to maintain a sufficient lateral distance between the adjacent billets 2 and also to assign a set of nozzle rows 4 and 5 to each individual billet passage area, in a manner similar to that shown in FIG Figure 5 is indicated in connection with a transverse transport device.

Obwohl anhand der Zeichnung nur Sprüh-Kühlvorrichtungen beschrieben wurden, bei denen die Knüppel 2 beziehungsweise 12 in horizontaler Lage bewegt werden, besteht nach der Erfindung ohne weiteres die Möglichkeit, die SprühKühlung in ähnlicher Weise auch dort zu Verwenden, wo die Knüppel 2 beziehungsweise 12 vertikal hängend bewegt werden. Unter Beibehaltung des Grundprinzips bedarf es dann lediglich einer auf die Vertikalausrichtung der Knüppel abgestimmten Anordnung der Sprühdüsen 4, 5 beziehungsweise 14, 15.Although only spray cooling devices have been described with the aid of the drawing, in which the billets 2 and 12 are moved in a horizontal position, according to the invention, it is readily possible to use the spray cooling in a similar manner where the billets 2 and 12 are vertical hanging hanging. While maintaining the basic principle, all that is required is an arrangement of the spray nozzles 4, 5 and 14, 15 that is matched to the vertical orientation of the billets.

Claims (15)

1. Method of cooling billets, which are of square or rectangular cross-section and moved by means of a transport device, by water, in which the billets are acted on simultaneously from two mutually opposed sides by divergent water jets directed towards one another, characterised thereby, that the billets (2 or 12) are acted on by the water jets (4, 5 or 14, 15) along or approximately along their cross-sectional diagonals as well as simultaneously and uniformly (8 or 18) on all outline surfaces.
2. Method according to claim 1, characterised thereby, that the billets (2 or 12) are guided with their longitudinal axis at the height of the common angle bisector of the spray angles (8 or 18) through the plane of intersection of both water jets (4 and 5 or 14 and 15).
3. Method according to the claims 1 or 2, characterised thereby, that the billets (2) are guided in direction of their longitudinal axis and with a predetermined diagonal plane continuously in the plane of intersection of both water jets (4 and 5).
4. Method according to the claims 1 or 2, characterised thereby, that the billets (12) are transported transversely to their longitudinal axis and with a predetermined diagonal plane merely temporarily lying in the plane of intersection of both water jets (14 and 15).
5. Method according to one of the claims 1 to 4, in which a spacing is maintained between several billets moved with their axis directed parallelly to one another, characterised thereby, that the billets (2 or 12) are moved at a spacing (20) from one another about corresponding to their cross-sectional dimension.
6. Method according to one of the claims 1 to 5, characterised thereby, that the billets (2 or 12) are guided lying horizontally past the water jets (4, 5 or 14, 15).
7. Method according to one of the claims 1, 2, 4, and 5, characterised thereby, that the billets (12) are guided hanging vertically past the water jets (14, 15).
8. Method according to one of the claims 1 to 7, characterised thereby, that the billets (2 or 12) are transported in diamond position (1 or 11; figures 3 and 7) relative to the water jets (4, 5 or 14, 15) or the water jets (4, 5 or 14, 15) are directed (figures 1 and 5) in the direction of the diamond on to the billets (2 or 12) transported lying on one of their flat sides.
9. Cooling device for the performance of the method according to one of the claims 1 to 8, with a transport device and spray nozzles for water arranged at opposite sides of the billet transit region, characterised thereby, that the spraying width of the spray nozzles (4, 5 or 14, 15) is matched substantially to the entire width of the billet surfaces facing them and the transport plane (3 or 13) of the transport device (1 or 11) extends at an acute angle (figures 1 and 5) or parallel (figures 3 and 7) to a certain diagonal plane of the billet cross-section.
10. Cooling device according to claim 9, characterised thereby, that the spraying width of the spray nozzle (4, 5 or 14, 15) is variable.
11. Cooling device according to the claims 9 or 10, characterised thereby, that the spraying width in the case of divergent spraying angle (8 or 18) is, variable through change of spacing (9 or 19) of the spray nozzles (4, 5 or 14, 15) from the billet transit region (3 or 13).
12. Cooling device according to one of the claims 9 to 11, characterised thereby, that the transport device (1) moving the billets (2) in direction of their longitudinal axis is a roller bed.
13. Cooling device according to one of the claims 9 to 12, characterised thereby, that the transport device (1) displays several billet conveying tracks beside one another and spray nozzles (4 and 5) are allotted to each of the same.
14. Cooling device according to one of the claims 9 to 13, characterised thereby, that the transport device (11) moving the billets (12) transversely to their longitudinal axis is a drag chain, lifting beam or rake conveyor, to which rows of spray nozzles (14 and 15) are allotted over a width corresponding to the maximum billet length (figures 6 and 8).
15. Cooling device according to one of the claims 9 to 14, characterised thereby, that the transport devices (1 to 11) are provided with support surfaces for diamond position of the billets (2 or 12) (figures 3 and 7).
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