EP0313516A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Kühlen von Walzen - Google Patents

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EP0313516A1
EP0313516A1 EP88810680A EP88810680A EP0313516A1 EP 0313516 A1 EP0313516 A1 EP 0313516A1 EP 88810680 A EP88810680 A EP 88810680A EP 88810680 A EP88810680 A EP 88810680A EP 0313516 A1 EP0313516 A1 EP 0313516A1
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EP
European Patent Office
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cooling medium
roll
hood
hoods
rolls
Prior art date
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EP88810680A
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EP0313516B1 (de
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Bruno Frischknecht
Rudolf Roder
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LAUENER ENGINEERING AG
Original Assignee
Lauener Engineering AG
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Publication date
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    • B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/06—Lubricating, cooling or heating rolls
    • B21B27/10—Lubricating, cooling or heating rolls externally
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    • B21B28/02—Maintaining rolls in effective condition, e.g. reconditioning
    • B21B28/04—Maintaining rolls in effective condition, e.g. reconditioning while in use, e.g. polishing or grinding while the rolls are in their stands
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    • B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
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    • B21B27/02—Shape or construction of rolls
    • B21B27/03—Sleeved rolls

Definitions

  • the invention relates to a device for cooling rolls, in particular in continuous strip casting and in the rolling of metals, the rolls being covered with a hood which is sealed against the roll and extends from the area of the roll gap over part of the roll surface and which means for feeding a cooling medium on parts of the roller surface and for its removal, and a drainage or suction device for liquid cooling medium collecting in the lower part of the hood are provided.
  • the invention further relates to a method for operating the device.
  • the casting mold is essentially formed by the casting gap between the rolls and by side end walls.
  • the action time of the rollers is relatively short, a large amount of heat has to be dissipated over a short distance, in particular the heat of solidification, friction and / or deformation.
  • the rolls are cooled using special devices or processes, namely by injection from the outside or by internal cooling.
  • the specialist in strip casting systems prefers the internal cooling of the rolls, in which cooling channels are generally arranged between a roll core and a roll jacket, through which a cooling medium flows.
  • This cooling medium usually water
  • This cooling medium extracts the heat absorbed from the roll shell.
  • Great attention must be paid to the arrangement of the cooling ducts, since they are not only responsible for the amount of heat that is extracted from the material to be cooled, but can also determine the shape or dimensions of the roller itself during operation. Will be a roller along its length ge or their circumference cooled differently, so stresses arise due to different thermal expansion. Among other things, this leads to a different deflection of the roll, which has a negative effect on the quality of the rolling stock.
  • the uniform or pre-programmed cooling of the casting material lengthways and crossways must be given the greatest attention.
  • An advantage of all known embodiments of the internal cooling is that the contact of water with the rolling stock is ruled out beforehand, which can be particularly important in the case of roll casting. For example, when aluminum is cast, contact with water leads to a violent reaction which leaves marks on the surface of the rolling stock or can even lead to accidents.
  • a roll with a cooling or heating device for the roll surface is known.
  • This apparatus has one or more chambers which are open against the roll surface.
  • the chambers have a substantially square cross section.
  • a fluid is introduced through the inlet channels.
  • Turbulence forms in the chambers when the roller in question is actuated. This turbulence causes the fluid to remain in the chambers for a longer period of time and thus to achieve a greater cooling or heating effect. Although this turbulence increases efficiency, this system is sufficient, among other things. not for efficient casting rolls. New materials and high production rates also require increased heat dissipation with low material stress.
  • JP-A 57-177863 describes a device for cooling a roll of a roll caster for vertical castings ne thin tapes known.
  • Spray nozzles for water and air supply nozzles are arranged in a hood arranged along the circumferential surface of the roller after the roll gap.
  • Scraper devices and compressed air prevent water residues from escaping from the hood and thus prevent water from coming into contact with the molten metal.
  • a suction device for the cooling medium is not provided.
  • separating plates arranged adjacent to the side walls of the hood are pressed onto the roller to prevent leakage by means of spring force.
  • the inventors have set themselves the task of creating a device and a method of the type mentioned, which can apply the advantages of effective external cooling with higher efficiency, but should work with simple means and - as with the internal cooling - no impairment of the cast or rolled strip.
  • the object is achieved according to the invention in that in a hood several spray devices extending in the axial direction over the entire roll length for the addition of an at least partially liquid cooling medium and means for removing the liquid cooling medium from the roll surface individually or in alternation are arranged, with means on both sides for removing the cooling medium.
  • the terminal means for removing the cooling medium ensure that no liquid cooling medium reaches the cast or rolled strip. This is of fundamental importance, in particular when strip casting, with or without plating strips.
  • the end of the hood facing away from the roll gap is preferably designed as a drying chamber, with e.g. warm or cold drying air can be used.
  • the hoods can be assigned a cleaning and distributing device for release agents and / or lubricants, in particular a brush or a bar, which acts on the roller surface.
  • a spray device for applying a release agent and / or lubricant preferably a size or a rolling oil
  • the size can e.g. a graphite suspension.
  • the roll geometry and the strip profile transverse to the rolling direction can be influenced by the zone cooling by dividing the hoods by radial partitions.
  • the chambers formed in this way can have different amounts of cooling medium, cooling media with different heat capacities zity and / or cooling media are supplied at different temperatures.
  • the method for operating the device is characterized in that the roll surface is cooled with increasing intensity in the direction pointing away from the roll gap.
  • the cooling of the roll surface of both rolls with increasing intensity in the direction pointing away from the roll gap takes place, essentially analogously to the zone cooling, preferably by the following measures, which can also be used in combination: - The application of an increasing amount of cooling medium. - The application of cooling media with increasing heat capacity. - The application of cooling media with decreasing temperature.
  • the externally cooled rollers can additionally be internally cooled, with the process being carried out in a closed circuit in a known manner.
  • the release agent can be added to the coolant and applied together with it.
  • the plant for casting aluminum shown in FIG. 1 comprises two rollers 10, 12 which rotate in the direction of the arrows 14, 16.
  • the liquid metal 18 is fed into a casting trough 20 and flows into the roll gap 26 via a casting nozzle 24 carried by a nozzle holder 22.
  • each roller 10, 12 is partially covered with a device for cooling the rollers extending from the area of the roller gap 26.
  • This device essentially consists of a hood 30 with a combination of spray nozzles 32 for the cooling medium 56 and suction elements 34 and a drying chamber 36, all of which extend at least over the entire length of the rollers.
  • the suction elements 34 are designed as strips which are U-shaped in cross section and open towards the roller surface 28 and which are closed laterally.
  • the suction connection 38 opens into a peripheral jacket space 42, which is separated by an intermediate wall 40, in which the suction negative pressure is generated and in which the cooling medium, in particular water, which is drawn off collects and through drain pipe, not shown, is discharged.
  • the supply lines 44 to the spray nozzles 32 pass through the jacket space 42.
  • the supply of cooling medium to these supply lines takes place individually through one or common lines (not shown).
  • the device for cooling rolls shown in FIG. 1 with alternating spray nozzles and suction elements draws a lot of energy from the roll surface 28.
  • the effective sealing also ensures that no cooling medium, in particular water, comes into contact with the metal strip 52, which in the present case is made of aluminum.
  • a cleaning bar 46 pivotably connected to the drying chamber 36, in other words at the end of the hood 30 facing away from the roll gap 26, carries a felt 48. Instead of the felt, another material can also be applied to the cleaning bar 46. In addition to its function of cleaning residues from the roller, the cleaning bar also fulfills the task of regularly distributing any previously applied special release agents.
  • the cooling medium for example water, a rolling oil, an emulsion or a suspension
  • the cooling medium can be fed through all nozzles 32 in the same composition, the same amount and at the same temperature.
  • the parameters can also be freely combined with one another in such a way that the intensity of the cooling increases in the direction of the arrows 14, 16.
  • the plant shown in Fig. 2 for rolling a metal bands 52 differs from the system according to FIG. 1, apart from the metal supply, in that - After the drying chamber 36, a cleaning brush 54 for removing rolling stock particles is arranged on the roller, and - The release agent is sprayed onto the roller surface 28 together with the cooling medium 56.
  • the cleaning brush 54 does not remove or only partially removes the release agent applied with the cooling medium 56; rather, it is distributed regularly.
  • FIG. 3 shows a hood 30, in which - in contrast to FIGS. 1 and 2 - no negative pressure is generated.
  • the cooling medium 56 preferably water
  • the cooling medium 56 is fed via a feed line 44 to the nozzle 32, which — not shown in FIG. 3 — is designed as a spray tube.
  • a baffle acting as a scraper 58 which also extends over the entire length of the roller 10, directs the vast majority of the water to a drain 60.
  • Pressure chambers 62 with compressed air nozzles or slots 63 are arranged on both ends of the hood 30. By blowing compressed air 64 into these specially designed pressure chambers, the remaining cooling medium 56 is effectively prevented from escaping.
  • the device for cooling rolls shown in FIG. 4 comprises a hood 30 with negative pressure and a jacket space 42 separated by an intermediate wall 40, in which the suction nozzle 38 of the suction elements 34 open.
  • a mixture of water and air is fed as cooling medium 56 into the two lower feed lines 44, and only water into the two upper feed lines 44.
  • the roll surface 28 will lead away from the roll gap render direction gently at first, then cooled more ruggedly.
  • the water supplied by the upper spray nozzles 32 is removed by the suction elements 34, the water in the lowermost spray nozzle 32 by a scraper 58 from the roller surface 28 and fed into the jacket space 42, from where it flows through an outlet 60.
  • Compressed air is supplied through terminal compressed air pipes 65 with nozzles 63 and the roller surface 28 is completely dried.
  • the roller 10, 12 shown in Fig. 5 for strip casting of metals is formed in two parts. It consists of a roller core 66 and a roller jacket 68.
  • the cooling medium is supplied or removed via the roller neck 70, through bores 72. In a closed circuit, the cooling medium is brought radially into the surface area, where it is guided into circumferential cooling grooves 74 in the roller core 66, which are delimited by the roller jacket 68.
  • the cast tape is labeled 76.
  • the cooling grooves 78 run in the axial direction and work in the counterflow principle.
  • the cooling medium is brought into the roll neck 70 in a pipe 80 and flows off in an annular space 82 delimited by this pipe 80 and a coaxial bore in the roll neck 70.
  • FIGS. 5 and 6 are known per se, they document, for example, usable exemplary embodiments of internally cooled rollers with the external cooling according to the invention.
  • the hoods 30 shown in FIG. 7 are designed as zone coolers, they subdivide the hood in the axial direction into the chambers 1-16.
  • the cooling medium can be supplied separately to each of the 16 chambers. This allows the temperature profile to be influenced in the axial direction. Because a temperature profile passes through the rollers Knife changed accordingly, the strip profile can be influenced transverse to the rolling or casting direction with the zone cooling shown. This type of strip influencing is known per se in rolling mills, but it corresponds to external cooling without sealing.
  • the effect of the cooling medium is varied by regulating the amount, the temperature and / or at most the heat capacity of the coolant. 7 further shows that the cleaning brush 54 can also be arranged in front of the drying chamber 36.
  • the device according to the invention and the method for cooling rolls are primarily used for roll casting, for dissipating the heat of solidification, and for rolling metals, for dissipating the heat of deformation and friction.
  • the device and the method can also be used in similar systems for processing non-metallic materials, e.g. Plastics, paper, rubber, etc. are used.

Abstract

Die Vorrichtung dient dem Kühlen von Walzen (10,12), insbesondere beim kontinuierlichen Bandgiessen und beim Walzen von Metallen. Die Walzen sind mit je einer sich vom Bereich des Walzspalts (26) über einen Teil der Walzenoberfläche (28) erstreckenden Haube (30) bedeckt. Weiter sind Mittel zum Zuführen eines Kühlmediums (56) auf Teile der Walzenoberfläche vorgesehen. Im unteren Teil der Haube (30) wird das flüssige Kühlmedium (56) gesammelt und abgeleitet. Die Hauben (30) sind gegen die betreffende Walze (10,12) abgedichtet. Mehrere Sprüheinrichtungen (32) in der Haube (30) dienen der Zugabe eines mindestens teilweise flüssigen Kühlmediums (56) und erstrecken sich in axialer Richtung über die ganze Walzenlänge. Mittel zum Entfernen des flüssigen Kühlmediums (56) von der Walzenoberfläche (28) leiten dieses in eine Abfluss- bzw. Absaugvorrichtung. Sprüheinrichtungen (32) und Mittel zum Entfernen des Kühlmediums (56) sind einzeln oder in Gruppen alternierend angeordnet, mit beidseits endständigen Mitteln zum Entfernen des Kühlmediums (56). Die Walzenoberfläche (28) wird vorzugsweise in vom Walzspalt (26) wegweisender Richtung mit zunehmender Intensität gekühlt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen von Wal­zen, insbesondere beim kontinuierlichen Bandgiessen und beim Walzen von Metallen, wobei die Walzen mit je einer sich vom Bereich des Walzspalts über einen Teil der Walzen­oberfläche erstreckenden, gegen die Walze abgedichtete Hau­be bedeckt sind, welche Mittel zum Zuführen eines Kühlmedi­ums auf Teile der Walzenoberfläche und zu dessen Entfernung sowie eine Abfluss- bzw. Absaugvorrichtung für sich im un­teren Teil der Haube sammelndes, flüssiges Kühlmedium vor­gesehen sind. Weiter bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung.
  • Beim kontinuierlichen Bandgiessen von Metallen zwischen zwei Walzen beispielsweise wird die Giessform im wesent­lichen durch den Giesspalt zwischen den Walzen und durch seitliche Abschlusswände gebildet. Die Einwirkzeit der Wal­zen ist verhältnismässug kurz, auf einer kleinen Strecke muss eine grosse Wärmemenge abgeführt werden, insbesondere die Erstarrungs-, Reibungs- und/oder Verformungswärme. Hierzu werden die Walzen mit speziellen Einrichtungen bzw. Verfahren gekühlt, nämlich durch Anspritzen von aussen oder durch eine Innenkühlung.
  • Aus betrieblichen Gründen zieht der Fachmann bei Bandgiess­anlagen die Innenkühlung der Walzen vor, bei welcher in der Regel zwischen einem Walzenkern und einem Walzenmantel Kühlkanäle angeordnet sind, durch welche ein Kühlmedium strömt. Dieses Kühlmedium, in der Regel Wasser, entzieht dem Walzenmantel die aufgenommene Wärme. Der Anordung der Kühlkanäle muss grosse Aufmerksamkeit geschenkt werden, da sie nicht nur für die Wärmemenge, welche dem zu kühlenden Gut entzogen wird, verantwortlich sind, sondern während des Betriebs auch die Form bzw. die Abmessungen der Walze selbst bestimmen können. Wird eine Walze entlang ihrer Län­ ge oder ihres Umfangs unterschiedlich abgekühlt, so ent­stehen infolge unterschiedlicher Wärmeausdehnung Spannun­gen. Diese führen unter anderem zu einer unterschiedlichen Durchbiegung der Walze, welche sich negativ auf die Quali­tät des Walzguts auswirkt. Im speziellen ist aber auch der gleichmässigen oder vorprogrammierten Abkühlung des Giess­materials längs und quer grösste Beachtung zu schenken.
  • Ein Vorteil aller bekannten Ausführungsformen der Innenküh­lung besteht darin, dass der Kontakt von Wasser mit dem Walzgut zum vornherein ausgeschlossen ist, was insbesondere beim Walzgiessen wesentlich sein kann. So führt z.B. beim Bandgiessen von Aluminium der Kontakt mit Wasser zu einer heftigen Reaktion, die im Oberflächenbereich des Walzgutes Spuren hinterlässt oder sogar zu Unfällen führen kann.
  • Die Leistung durch Innenkühlung ist jedoch dadurch be­schränkt, dass der Wärmedurchgang von der Walzenoberfläche zum Kühlmedium durch den Walzenmantel erfolgen muss.
  • Aus der US-PS 4 422 318 ist eine Walze mit einem Kühl- oder Heizapparat für die Walzenoberfläche bekannt. Dieser Appa­rat hat eine oder mehrere Kammern, welche gegen die Walzen­oberfläche offen sind. Die Kammern haben einen im wesent­lichen quadratischen Querschnitt. Durch die Einlasskanäle wird ein Fluid eingeführt. Während der Betätigung der be­treffenden Walze bilden sich in den Kammern Turbulenzen. Diese Turbulenzen bewirken, dass das Fluid länger in den Kammern zurückbleiben und so einen grösseren Kühlungs- oder Heizeffekt erzielen können. Obwohl diese Turbulenzen den Wirkungsgrad erhöhen, genügt dieses System u.a. nicht für leistungsfähige Giesswalzen. Neue Materialien und hohe Pro­duktionsraten erfordern zudem eine erhöhte Wärmeabfuhr bei geringer Materialbeanspruchung.
  • Aus der JP-A 57-177863 ist eine Vorrichtung zum Aussenküh­len einer Walze einer Walzgiessanlage für vertikal gegosse­ ne dünne Bänder bekannt. In einer nach dem Walzspalt ent­lang der Mantelfläche der Walze angeordneten Haube sind Spritzdüsen für Wasser und Luftzufuhrdüsen angeordnet. Ab­streifvorrichtungen und Druckluft verhindern den Austritt von Wasserrückständen aus der Haube und damit den Kontakt von Wasser mit dem geschmolzenen Metall. Eine Absaugvor­richtung für das Kühlmedium ist nicht vorgesehen. Dagegen werden benachbart der Seitenwände der Haube angeordnete Trennplatten zur Leckverhinderung mittels Federkraft auf die Walze gedrückt.
  • Die Erfinder haben sich die Aufgabe gestellt, eine Vorrich­tung und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaf­fen, welche die Vorteile einer wirksamen Aussenkühlung mit höherem Wirkungsgrad anwenden lassen, dabei soll jedoch mit einfachen Mitteln gearbeitet werden und - wie bei der In­nenkühlung - keinerlei Beeinträchtigung des gegossenen oder gewalzten Bandes erfolgen.
  • In bezug auf die Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsge­mäss dadurch gelöst, dass in einer Haube mehrere sich in axialer Richtung über die ganze Walzenlänge erstreckende Sprüheinrichtungen für die Zugabe eines mindestens teilwei­se flüssigen Kühlmediums und Mittel zum Entfernen des flüs­sigen Kühlmediums von der Walzenoberfläche einzeln oder in Gruppen alternierend angeordnet sind, mit beidseits end­ständigen Mitteln zum Entfernen des Kühlmediums.
  • Im wesentlichen werden zur Entfernung des flüssigen Kühlme­diums von der Walzenoberfläche drei an sich bekannte, sich über die ganze Längsrichtung der Walzen erstreckende Mittel verwendet, wobei diese einzeln oder beliebig miteinander kombiniert sein können.
    In Querschnitt U-förmig ausgebildete, seitlich geschlos­sene Absaugelemente mit gegen die Walze gerichteter Oeffnung,
    - Abstreifer bzw. Dichtleisten, welche auf der Walze auf­liegen oder - in Verbindung mit einem in der Haube er­zeugten Unterdruck - in einem Abstand von beispielsweise 0,1 mm angeordnet sind,
    - auf Leisten angeordnete Druckluftdüsen oder Druckluft­schlitze.
  • Die endständigen Mittel zum Entfernen des Kühlmediums ge­währleisten, dass kein flüssiges Kühlmedium zum gegossenen bzw. gewalzten Band gelangt. Dies ist insbesondere beim Bandgiessen, mit oder ohne Plattierstreifen, von grundle­gender Bedeutung.
  • Zur weiteren Sicherstellung des kühlmediumfreien Kontakts der Walzen mit dem Walzgut ist das vom Walzspalt abgewandte Ende der Haube vorzugsweise als Trocknungskammer ausgebil­det, wobei z.B. warme oder kalte Trocknungsluft eingesetzt werden kann.
  • In Drehrichtung der Walzen kann den Hauben eine Reinigungs- und Verteilvorrichtung für Trenn- und/oder Schmiermittel, insbesondere eine Bürste oder ein Balken zugeordnet sein, welche/r auf die Walzenoberfläche einwirkt/einwirken.
  • Weiter kann in Drehrichtung der Walzen nach den Hauben bzw. nach der Reinigungsbürste oder nach dem Reinigungsbalken eine Sprühvorrichtung zum Auftrag eines Trenn- und/oder Schmiermittels, vorzugsweise einer Schlichte oder eines Walzöls, angeordnet sein. Die Schlichte kann z.B. eine Gra­phitsuspension sein.
  • Die Walzengeometrie und das Bandprofil quer zur Walzrich­tung können durch die Zonenkühlung beeinflusst werden, in­dem die Hauben durch radiale Trennwände aufgeteilt sind. Den dadurch gebildeten Kammern können unterschiedliche Men­gen Kühlmedium, Kühlmedien mit unterschiedlicher Wärmekapa­ zität und/oder Kühlmedien mit unterschiedlicher Temperatur zugeführt werden.
  • Das Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung zeichnet sich da­durch aus, dass die Walzenoberfläche in vom Walzspalt weg­weisender Richtung mit zunehmender Intensität gekühlt wird.
  • Die Kühlung der Walzenoberfläche beider Walzen mit in vom Walzspalt wegweisender Richtung zunehmender Intensität er­folgt, im wesentlichen analog zur Zonenkühlung, vorzugswei­se durch folgende Massnahmen, die auch in Kombination ange­wendet werden können:
    - Die Aufbringung einer zunehmenden Menge von Kühlmedium.
    - Die Aufbringung von Kühlmedien mit zunehmender Wärmeka­pazität.
    - Die Aufbringung von Kühlmedien mit abnehmender Tempera­tur.
  • Als besonders günstig hat es sich erwiesen, in vom Walz­spalt wegweisender Richtung folgende Medien auf die Walzen­oberfläche aufzutragen: Ein Luft - Wassersprühgemisch, Was­ser und abschliessend Trocknungsluft, wobei zusätzlich zu Beginn trockene oder feuchte Luft aufgebracht werden kann.
  • Die aussengekühlten Walzen können zusätzlich innengekühlt werden, wobei in bekannter Weise in geschlossenem Kreislauf gearbeitet wird.
  • Das Trennmittel kann dem Kühlmittel beigegeben und zusammen mit diesem aufgetragen werden.
  • Die Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispie­le näher erläutert. Es zeigen schematisch:
    • - Fig. 1 eine Anlage zum Bandgiessen von Aluminium mit einer Haube,
    • - Fig. 2 eine Anlage zum Walzen von Stahl mit einer Haube,
    • - Fig. 3 eine Vorrichtung zum Kühlen von Walzen, bei wel­cher die Walzenoberfläche in vom Walzspalt weg­weisender Richtung mit zunehmender Intensität ge­kühlt wird,
    • - Fig. 4 eine Variante von Fig. 3,
    • - Fig. 5 eine Walze mit radialer Innenkühlung,
    • - Fig. 6 eine Walze mit axialer Innenkühlung, und
    • - Fig. 7 in radialer Richtung in je 16 Kammern unterteilte Hauben von Vorrichtungen zum Kühlen von Walzen.
  • Die in Fig. 1 dargestellte Anlage zum Giessen von Alumin­ium umfasst zwei Walzen 10, 12, welche sich in Richtung der Pfeile 14, 16 drehen. Das flüssige Metall 18 wird in einer Giessrinne 20 zugeführt und fliesst über eine von einem Düsenhalter 22 getragene Giessdüse 24 in den Walzspalt 26.
  • Die Oberfläche 28 jeder Walze 10, 12 ist teilweise mit einer sich vom Bereich des Walzspalts 26 erstreckenden Vor­richtung zum Kühlen der Walzen bedeckt. Diese Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einer Haube 30 mit einer Kombi­nation von Spritzdüsen 32 für das Kühlmedium 56 und Absaug­elementen 34 sowie einer Trocknungskammer 36, welche sich alle mindestens über die ganze Länge der Walzen erstrecken.
  • Die Absaugelemente 34 sind als im Querschnitt U-förmige, gegen die Walzenoberfläche 28 offene Leisten ausgebildet, welche seitlich verschlossen sind. Die Absaugstutzen 38 münden in einen durch eine Zwischenwand 40 abgetrennten, peripheren Mantelraum 42, in welchem der absaugende Unter­druck erzeugt wird, und in welchem sich das abgezogene Kühlmedium, insbesondere Wasser, sammelt und durch ein nicht dargestelltes Abflussrohr abgeführt wird.
  • Die Zufuhrleitungen 44 zu den Spritzdüsen 32 durchgreifen den Mantelraum 42. Die Zufuhr von Kühlmedium zu diesen Zu­fuhrleitungen erfolgt einzeln durch eine oder gemeinsame, nicht dargestellte Leitung/en.
  • Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung zum Kühlen von Walzen mit alternierend angeordneten Spritzdüsen und Absaugelemen­ten entzieht der Walzenoberfläche 28 viel Energie. Durch die wirksame Abdichtung ist zudem gewährleistet, dass kein Kühlmedium, insbesondere Wasser, mit der im vorliegenden Fall aus Aluminium bestehenden Metallband 52 in Kontakt treten.
  • Ein schwenkbar an der Trocknungskammer 36, mit andern Wor­ten am vom Walzspalt 26 abgewandten Ende der Haube 30, ver­bundener Reinigungsbalken 46 trägt einen Filz 48. Anstelle des Filzes kann auch ein anderer Werkstoff auf dem Reini­gungsbalken 46 aufgebracht sein. Der Reinigungsbalken er­füllt neben seiner Funktion, der Reinigung der Walze von Ruckständen, noch die Aufgabe, ggf. vorgängig aufgetragene spezielle Trennmittel regelmässig zu verteilen.
  • Im vorliegenden Beispiel werden spezielle Trenn- und/oder Schmiermittel nach dem Reinigungsbalken 46 mit Düsen 50 aufgetragen.
  • Das Kühlmedium, beispielsweise Wasser, ein Walzöl eine Emulsion oder eine Suspension, kann durch alle Düsen 32 in gleicher Zusammensetzung, gleicher Menge und mit gleicher Temperatur zugeführt werden. Wie oben gezeigt, können die Parameter auch frei derart miteinander kombiniert werden, dass die Intensität der Kühlung in Richtung der Pfeile 14, 16, zunimmt.
  • Die in Fig. 2 dargestellte Anlage zum Walzen eines Metall­ bands 52, im vorliegenden Fall eines Stahlbands, unter­scheidet sich, abgesehen von der Metallzufuhr, von der An­lage gemäss Fig. 1 dadurch, dass
    - nach der Trocknungskammer 36 eine Reinigungsbürste 54 zum Entfernen von Walzgutpartikeln auf der Walze ange­ordnet ist, und
    - das Trennmittel zusammen mit dem Kühlmedium 56 auf die Walzenoberfläche 28 gespritzt wird.
  • Die Reinigungsbürste 54 entfernt mit dem Kühlmedium 56 auf­getragenes Trennmittel nicht oder nur zu einem geringen Teil, vielmehr wird es regelmässig verteilt.
  • Fig. 3 zeigt eine Haube 30, in welcher - im Gegensatz zu Fig. 1 und 2 - kein Unterdruck erzeugt wird. Das Kühlmedium 56, vorzugsweise Wasser, wird über eine Zufuhrleitung 44 zur Düse 32 geführt, welche - aus Fig. 3 nicht ersichtlich - als Spritzrohr ausgebildet ist. Ein als Abstreifer 58 wirkendes Leitblech, welches sich ebenfalls über die ganze Länge der Walze 10 erstreckt, leitet den weitaus grössten Teil des Wassers einem Abfluss 60 zu. Beidends der Haube 30 sind Druckkammern 62 mit Druckluftdüsen oder -schlitzen 63 angeordnet. Durch Einblasen von Druckluft 64 in diese spe­ziell gestalteten Druckkammern wird ein Austreten von restlichem Kühlmedium 56 wirkungsvoll verhindert.
  • Die in Fig. 4 dargestellte Vorrichtung zum Kühlen von Wal­zen umfasst eine Haube 30 mit Unterdruck und einem durch eine Zwischenwand 40 abgetrennten Mantelraum 42, in welchen die Absaugstutzen 38 der Absaugelemente 34 münden.
  • In die beiden unteren Zufuhrleitungen 44 wird als Kühlmedi­um 56 ein Gemisch aus Wasser und Luft zugeführt, in die beiden oberen Zufuhrleitungen 44 ausschliesslich Wasser. Damit wird die Walzenoberfläche 28 in vom Walzspalt wegfüh­ render Richtung vorerst sanfter, dann schroffer abgekühlt. Das von den oberen Spritzdüsen 32 zugeführte Wasser wird von den Absaugelementen 34, das Wasser der untersten Spritzdüse 32 von einem Abstreifer 58 von der Walzenober­flache 28 entfernt und in den Mantelraum 42 geführt, von wo es durch einen Abfluss 60 abfliesst. Durch endständige Druckluftrohre 65 mit Düsen 63 wird Druckluft zugeführt und die Walzenoberfläche 28 vollständig getrocknet.
  • Die in Fig. 5 dargestellte Walze 10, 12 zum Bandgiessen von Metallen ist zweiteilig ausgebildet. Sie besteht aus einem Walzenkern 66 und einem Walzenmantel 68. Das Kühlmedium wird über den Walzenzapfen 70, durch Bohrungen 72, zu- bzw. abgeführt. In einem geschlossenen Kreislauf wird das Kühl­medium radial in den Oberflächenbereich gebracht, wo es in umlaufende Kühlnuten 74 im Walzenkern 66, welche durch den Walzenmantel 68 begrenzt sind, geführt wird. Das gegossene Band ist mit 76 bezeichnet.
  • Im Gegensatz zu Fig. 5 verlaufen gemäss Fig. 6 die Kühlnu­ten 78 in axialer Richtung und arbeiten im Gegenstromprin­zip. Das Kühlmedium wird in einem Rohr 80 in den Walzen­stutzen 70 gebracht und fliesst in einem durch dieses Rohr 80 und eine koaxiale Bohrung im Walzenzapfen 70 berenzten Ringraum 82 ab.
  • Die in Fig. 5 und 6 dargestellten Varianten für eine Innen­kühlung sind an sich bekannt, sie dokumentieren mit der er­findungsgemässen Aussenkühlung beispielsweise verwendbare Ausführungsbeispiele von innengekühlten Walzen.
  • Die in Fig. 7 dargestellten Hauben 30 sind als Zonenkühler ausgebildet, sie unterteilen die Haube in axialer Richtung in die Kammern 1 - 16. Das Kühlmedium kann zu jeder einzel­nen der 16 Kammern separat zugeführt werden. Dadurch kann eine Beeinflussung des Temperaturprofils in Axialrichtung erreicht werden. Da ein Temperaturprofil den Walzendurch­ messer entsprechend verändert, kann mit der gezeigten Zo­nenkühlung das Bandprofil quer zur Walz- bzw. Giessrichtung beeinflusst werden. Diese Art der Bandbeeinflussung ist bei Walzwerken an sich bekannt, sie entspricht jedoch einer Aussenkühlung ohne Abdichtung. Die Variation der Wirkung des Kühlmediums erfolgt durch Regulierung der Menge, der Temperatur und/oder allenfalls der Wärmekapazität des Kühl­mittels. Weiter zeigt Fig. 7, dass die Reinigungsbürste 54 auch vor der Trocknungskammer 36 angeordnet sein kann.
  • Die erfindungsgemässe Vorrichtung und das Verfahren zum Kühlen von Walzen werden in erster Linie für das Walzgies­sen, zum Abführen der Erstarrungswärme, und zum Walzen von Metallen, zum Abführen der Deformations- und Reibungswärme, verwendet. Die Vorrichtung und das Verfahren können jedoch auch bei ähnlichen Anlagen zur Verarbeitung von nichtme­tallischen Werkstoffen, z.B. Kunststoffe, Papier, Gummi usw., angewendet werden.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Kühlen von Walzen (10,12), insbesondere beim kontinuierlichen Bandgiessen und beim Walzen von Metallen, wobei die Walzen mit je einer sich vom Bereich des Walzspalts (26) über einen Teil der Walzenoberfläche (28) erstreckenden, gegen die Walze abgedichtete Haube (30) bedeckt sind, in welcher Mittel zum Zuführen eines Kühlmediums (56) auf Teile der Walzenoberfläche und zu dessen Entfernung sowie eine Abfluss- bzw. Absaugvor­richtung für sich im unteren Teil der Haube (30) sam­melndes, flüssiges Kühlmedium (56) vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
in einer Haube (30) mehrere sich in axialer Richtung über die ganze Walzenlänge erstreckende Sprüheinrichtun­gen (32) für die Zugabe eines mindestens teilweise flüs­sigen Kühlmediums (56) und Mittel zum Entfernen dieses Kühlmediums (56) von der Walzenoberfläche (28) einzeln oder in Gruppen alternierend angeordnet sind, mit beid­seits endständigen Mitteln zum Entfernen des Kühlmediums (56).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Entfernen des flüssigen Kühlmediums (56) von der Walzenoberfläche (28) sich in Längsrichtung der Walzen (10,12) erstreckende im Querschnitt U-förmig ausgebildete, seitlich geschlossene Absaugelemente (34), Abstreifer (58) und/oder Druckluftdüsen bzw. wenigstens ein Druckluftschlitz (63) sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­net, dass das vom Walzspalt (26) abgewandte Ende der Hauben (30) als gegen die Walze (10,12) offene Trock­nungskammer (36) ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch ge­kennzeichnet, dass den Hauben (30), in Drehrichtung (14,16) der Walzen (10,12), eine auf die Walzenoberflä­che (28) einwirkende Reinigungs- und Verteilvorrichtung, vorzugsweise eine Bürste (54) oder ein Balken (46), nachgeordnet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch ge­kennzeichnet, dass nach den Hauben (30) bzw. der Bürste (54) oder dem Balken (46), in Drehrichtung (14,16) der Walzen (10,12), eine Sprühvorrichtung (50) zum Auftragen eines Trenn- und/oder Schmiermittels, vorzugsweise einer Schlichte oder eines Walzöls, angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Anspüche 1 - 4, dadurch ge­kennzeichnet, dass die Hauben (30) in radialer Richtung unterteilt sind, vorzugsweise in wenigstens drei Kam­mern.
7. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach einem der An­sprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzen­oberfläche (28) in vom Walzspalt (26) wegweisender Rich­tung mit zunehmender Intensität gekühlt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in vom Walzspalt (26) wegweisender Richtung zunehmend mehr Kühlmedium (56) und/oder Kühlmedium mit zunehmender Wärmekapazität und/oder Kühlmedium mit abnehmender Tem­peratur eingesetzt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeich­net, dass in vom Walzspalt (26) wegweisender Richtung Luft, ein Luft-Wassersprühgemisch, Wasser und Trock­nungsluft eingesetzt werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 - 9, dadurch ge­kennzeichnet, dass die Walzen (10, 12) auch innengekühlt werden.
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