EP0432531A1 - Kühleinrichtung für Walzdraht - Google Patents

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EP0432531A1
EP0432531A1 EP90122275A EP90122275A EP0432531A1 EP 0432531 A1 EP0432531 A1 EP 0432531A1 EP 90122275 A EP90122275 A EP 90122275A EP 90122275 A EP90122275 A EP 90122275A EP 0432531 A1 EP0432531 A1 EP 0432531A1
Authority
EP
European Patent Office
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cooling
winding
wire
transport system
cooling device
Prior art date
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Application number
EP90122275A
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English (en)
French (fr)
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EP0432531B1 (de
Inventor
Rolf Schöler
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.)
SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Schloemann Siemag AG
Schloemann Siemag AG
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Filing date
Publication date
Application filed by SMS Schloemann Siemag AG, Schloemann Siemag AG filed Critical SMS Schloemann Siemag AG
Publication of EP0432531A1 publication Critical patent/EP0432531A1/de
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Publication of EP0432531B1 publication Critical patent/EP0432531B1/de
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
    • C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
    • C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
    • C21D9/573—Continuous furnaces for strip or wire with cooling
    • C21D9/5732—Continuous furnaces for strip or wire with cooling of wires; of rods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C47/00—Winding-up, coiling or winding-off metal wire, metal band or other flexible metal material characterised by features relevant to metal processing only
    • B21C47/26—Special arrangements with regard to simultaneous or subsequent treatment of the material
    • B21C47/262—Treatment of a wire, while in the form of overlapping non-concentric rings

Definitions

  • the invention relates to a cooling device for the controlled cooling of a finished rolled wire from the rolling heat, in particular consisting of a cooling device arranged behind the finishing stand, for example water ramps, a winding layer for the wire and a cooling and transport system for the fanned wire windings.
  • the wire is rolled in a rolling mill, in which the starting material, for example a rod-shaped semi-finished product with a cross-sectional area of 100 mm to 150 mm, is fed from a holding furnace to the rolling stands of a roughing mill.
  • the rolling stock from the roughing mill is subsequently rolled out into round material in an intermediate mill and a finishing train, which is then thermomechanically formed in a multi-stand rolling block onto an endless rolling stock with a diameter of approx. 5.5 mm.
  • the finished wire emerging from the finishing block is fed directly from the rolling heat to the Stelmor cooling line that is predominantly used.
  • the wire In the Stelmor cooling line, the wire is cooled in a controlled manner in order to achieve certain material properties, uniform physical properties over the entire length of the wire rod and therefore a good pullability.
  • the wire first runs through a water cooling section behind the finished block and is then fanned out onto a conveyor belt by a winding device. During the transport to the winding collector, the wire is specifically cooled further by blown air.
  • the conveyor belt is either a chain conveyor or a roller conveyor, under which the cooling fans are arranged in spatially separated sections.
  • the cooling air is blown from below through slots in the conveyor belt.
  • the temperature of the incoming windings is 800 to 850 ° C for high-carbon steels and a maximum of 900 ° C for low-carbon steels. In the case of low-carbon steels, the windings are transported as slowly as possible and without cooling air, while in the case of high-carbon steels the material is conveyed at a high transport speed and with the highest cooling air supply.
  • a cooling and conveying device for a wire fanned out by a winding layer is known, the conveying device having individual transport sections with adjustable transport speeds.
  • the length of the successive transport sections of the conveying device is dimensioned in accordance with the temperature drop within a section that is desired for the largest wire dimension that occurs.
  • the temperature of the wire loops is measured with a radiation pyrometer at the end of each conveyor section.
  • the cooling of the wire is regulated with relatively great effort in order - as mentioned - to achieve certain material properties of the wire, in particular also with regard to the quality of the wire surface.
  • the winding layer with the finishing block of the rolling mill must run synchronously so that neither pull nor thrust occur and the wire can be fanned evenly in turns on the downstream conveyor belt by the laying head.
  • the downward inclined coil layer is therefore robustly constructed and has a particularly rigid housing to avoid natural vibrations.
  • the sturdy laying tube is shaped and mounted in such a way that it can be easily blown out and quiet wire guidance is ensured.
  • the object of the invention is to avoid the above-mentioned disadvantages in wire production and to take measures with a cooling device for wire rod according to the above-mentioned type with which the outside term storage of the wire windings on the cooling and transport belt is prevented so that the surface of the wire maintains the previously achieved rolling quality.
  • the solution takes place in a cooling device of the type mentioned with the characterizing features of patent claim 1. Further developments of the invention can be found in patent claims 2 to 10.
  • the cooling device for controlled cooling of the fanned wire turns is characterized in that a swiveling and / or displaceable winding feeder is arranged between the winding layer and the cooling and transport system.
  • the winding feeder has a hinge design at the transition to the cooling and transport system, that a rolling or sliding support for the winding feeder is arranged at the transition to the winding feeder, and that a displacement device acts on at least one side of the winding feeder closest to the turnbuckle .
  • the fulcrum of the trailer is located at the transition area to the cooling and transport system, because there the first winding packages already lie firmly on the trailer and therefore a smooth transition of the winding packages from the trailer to the cooling and transport system is ensured.
  • the width of the winding feeder approximately corresponds to the width of the cooling and transport system and that the length of the winding feeder corresponds approximately to the throw-off length of the turns from the winding feeder to the first winding packages.
  • a measuring device preferably a photo-optical device, for example on the wire windings
  • a camera is arranged, which is connected to the displacement device in terms of control technology.
  • the winding feeder be designed as a roller conveyor.
  • This configuration of the winding trailer is particularly advantageous if the first section of the cooling and transport system is also designed as a roller conveyor.
  • the drive of the conveyor rollers of the winding trailer is a speed-controllable drive unit, for example a gear motor. This enables different transport speeds tailored to the respective wire quality.
  • the winding trailer is part of the cooling and transport system, whereby the winding trailer can be provided with its own controllable cooling device or can be incorporated into the cooling device of the first transport section in a constructive and procedural manner by means of suitable measures.
  • the cooling and transport system retains almost the same overall length in comparison to conventional systems, despite the swiveling turntable provided.
  • the winding feeder is at least partially height-adjustable, preferably at the transition to the cooling and transport system.
  • those which support the winding support Rollers are spherical, so that an unobstructed rolling of the support of the winding trailer on the foundation is guaranteed when the trailer is pivoted.
  • the cooling device for a rolled steel wire following a wire block is shown schematically, which consists of a water cooling 1, for example a water ramp, a winding device 2, a cooling and transport device 3 with fans 4, a winding collector 5 and a hook track 6 for finished wire bundles.
  • the wire 8 rolled out in the finished wire block is quenched in the water ramp 1 from the rolling heat of 900 to 1050 ° C. to temperatures which, depending on the alloy components, are intended to cause or influence certain properties of the wire rod.
  • the rolling stock is gradually cooled in this area if no martensite or bainite is allowed to form on the surface.
  • a uniform structure from the core to the surface is not desirable; In this case, the wire rod is cooled so much in the water ramps that martensite is formed on the surface of the wire the core heat is left on.
  • the laying temperature for Tempcore wire is around 500 ° C, while the other qualities are cooled to a temperature between 900 ° C and 750 ° C.
  • the quenched but still glowing wire rod is deposited in turns and fanned out on the cooling and transport device with the help of the winding layer 2.
  • the cooling and transport device 3 provided with driven transport rollers 9 has three cooling sections 3 ′, 3 ′′, 3 ′′ ′′ to be controlled differently, each cooling section below the transport rollers 9 having a flow housing 10 and the blower 4.
  • the fanned out windings are conveyed further on the cooling conveyor belt, on which they can be cooled down very quickly with blown air at a cooling speed of 15 to 200 ° C per second, in that the cooling air conveyed by the blowers is fed from below through the roller table to the wire windings to be cooled is, the wire windings are flowed around on all sides by the cooling air.
  • the optimal cooling and transport device for the wire windings must therefore be designed flexibly for a wide variety of cooling variants.
  • the wire rod is rolled out in modern rolling mills at speeds of 100m / s in the finishing block. It is therefore absolutely essential that the winding rack on the refrigerated transport system is carried out as precisely and centrally as possible so that the procedural objectives are achieved and surface damage to the wire due to the displacement of the winding pattern against the side walls of the transport system is avoided.
  • the pivotable winding support 11 is arranged between the winding layer 2 and the cooling and transport device 3.
  • the winding layer 11 is designed as a roller conveyor, the conveyor rollers 12 of which are driven by a speed-adjustable drive unit 13 are driven.
  • the individual conveyor rollers are driven in a manner known per se by a chain drive, which is not shown in detail, but runs in the chain case 14.
  • the winding feeder 11 has an articulation 15 at the transition to the cooling and transport system 3; furthermore, a rolling support 16 for the winding feeder is arranged at the transition to the winding feeder 2.
  • the rollers 17 supporting the winding trailer are spherical.
  • a displacement device 19 engages, which can consist, for example, of a piston-cylinder unit.
  • the direction of movement of the displacement device is indicated by arrow 20.
  • the pivoting of the winding support 11 caused by the displacement device 19 is indicated by the arrow 21.
  • a height-adjustable support buffer 22 is arranged below the winding feeder 11.
  • a ge against heat protected camera 24 is arranged, with which the winding image of the wire windings deposited by the winding layer 2 is continuously detected.
  • the camera 24 is connected to the displacement device 19 in terms of control technology by means of a transducer and measuring amplifier 25.
  • the operating personnel will actuate the shifting device 19 remotely, whereby the winding clamp 11 rotates in the joint formation 15 and is moved on the support rollers 17 in the desired direction of movement 21.
  • the winding pattern that is to say the wire windings lying one above the other to form a fanned-out package, is directed into the center of the transport device 3 and the wire can, without touching the side walls 23 of the transport device 3, move to the winding collector 5 according to the movement arrow 26 at the end of the cooling and transport device can be transported.
  • the correction of the winding pattern or the correction of the direction of movement of the wire windings on the cooling and transport device 3 can be automated in that the displacement device 19 is actuated by the optical measuring device 24 with the aid of the measuring amplifier and the transducer 25 as soon as a predetermined setpoint or a predetermined permissible center deviation is exceeded.
  • the width Bw of the winding feeder 11 corresponds almost to the width Bk of the cooling and transport system 3, and the length Lw of the winding feeder corresponds approximately to the length of the windings from the winding feeder to the first winding packets of the fanned wire 8.
  • the support buffer 22 is adjusted in accordance with the movement arrow 27.
  • the winding feeder 11 is also intended to be a cooling device for the wire rod and is thus to be incorporated as a cooling section in the cooling and transport device 3, the winding feeder 11 according to FIG. 1 can be equipped with a separate flow housing 10 and the corresponding blower 4.
  • the winding feeder can have a heat-insulating hood for other reasons.

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Abstract

Bei einer Kühleinrichtung zur kontrollierten Abkühlung eines fertiggewalzten Drahtes aus der Walzhitze, insbesondere bestehend aus hinter dem Fertiggerüst angeordnete Abkühlvorrichtung 1, bspw. Wasserrampen, einem Windungsleger 2 für den Draht sowie einem Kühl- und Transportsystem 3 für die aufgefächerten Drahtwindungen 8 wird zwecks permanent zentrischer Ablage der Drahtwindungen auf dem Kühl- und Transportsystem 3 vorgeschlagen, daß zwischen dem Windungsleger 2 und dem Kühl- und Transportsystem 3 ein schwenkbarer und/oder verschiebbarer Windungsaufleger 11 angeordnet ist. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung zur kontrollierten Abkühlung eines fertiggewalzten Drahtes aus der Walzhitze, insbesondere bestehend aus hinter dem Fertiggerüst angeordneter Abkühlvorrichtung , bspw. Wasserrampen, einem Windungsleger für den Draht sowie einem Kühl- und Transportsystem für die aufgefächerten Drahtwindungen.
  • Das Walzen von Draht erfolgt in einer Walzstraße, in der das Ausgangsmaterial bspw. ein stangenformiges Halbzeug mit 100 mm bis 150 mm Querschnittsfläche aus einem Halteofen den Walzgerüsten einer Vorstraße zugeführt wird. Das Walzgut aus der Vorstraße wird nachfolgend in einer Zwischenstraße und einer Fertigstraße zu Rundmaterial ausgewalzt, welches anschließend in einem mehrgerüstigen Walzblock auf ein Endlos-Walzgut von ca. 5,5 mm Durchmesser thermomechanisch umgeformt wird. Der aus dem Fertigwalzblock austretende fertige Draht wird direkt aus der Walzhitze der vorherrschend eingesetzten Stelmor-Kühllinie zugeführt. In der Stelmor-Kühllinie wird der Draht kontrolliert gekühlt, um bestimmte Materialeigenschaften zu erzielen, über die gesamte Walzdrahtlänge gleichmäßige physikalische Beschaffenheit und damit eine gute Ziehfähigkeit. Der Draht durchläuft hinter dem Fertigblock zunächst eine Wasserkühlstrecke und wird danach durch einen Windungsleger auf ein Transportband ausgefächert. Während des Transports zum Windungssammler wird der Draht durch Gebläseluft gezielt weiter abgekühlt. Das Transportband ist entweder ein Kettenförderer oder ein Rollenförderer, unter dem in voneinander räumlich getrennten Abschnitten die Kühlgebläse angeordnet sind. Die Kühlluft wird von unten durch Schlitze im Transportband geblasen. Die Temperatur der einlaufenden Windungen beträgt bei hochgekohlten Stählen 800 bis 850°C, bei niedriggekohlten Stählen maximal 900°C. Bei niedriggekohlten Stählen werden die Windungen möglichst langsam und ohne Kühlluft transportiert, während bei hochgekohlten Stählen mit hoher Transportgeschwindigkeit und höchster Kühlluftzufuhr gefördert wird.
  • Aus der DE-PS 25 36 236 ist eine Kühl- und Fördervorrichtung für einen von einem Windungsleger aufgefächerten Draht bekannt, wobei die Fördervorrichtung einzelne Transportabschnitte mit einstellbaren Transportgeschwindigkeiten hat. Die aufeinanderfolgenden Transportabschnitte der Fördervorrichtung sind in ihrer Länge jeweils auf den bei der größten vorkommenden Drahtabmessung gewünschten Temperaturabfall innerhalb eines Abschnitts bemessen. Mit einem Strahlungs-Pyrometer am Ende eines jeden Förderabschnitts wird die Temperatur der Drahtschlingen erfaßt.
  • In den bisher bekannten Kühl- und Fördereinrichtungen für von einem Windungsleger aufgefächerten Fertigdraht wird mit relativ großem Aufwand die Abkühlung des Drahtes reguliert, um - wie gesagt - bestimmte Materialeigenschaften des Drahtes zu erzielen, insbesondere auch hinsichtlich der Qualität der Drahtoberfläche. Eine der Voraussetzungen hierfür ist, daß der Windungsleger mit dem Fertigblock der Walzstraße synchron laufen muß, damit weder Zug noch Schub auftreten und der Draht durch den Legekopf gleichmäßig in Windungen auf das nachgeordnete Transportband gefächert werden kann. Der nach unten geneigte Windungsleger ist deshalb robust konstruiert und hat ein besonders steifes Gehäuse, um Eigenschwingungen zu vermeiden. Das stabile Legerohr ist so geformt und montiert, daß es leicht ausgeblasen werden kann und eine ruhige Drahtführung gesichert ist.
  • Es hat sich allerdings in einigen Fällen herausgestellt, daß gewisse Toleranzen im Legerohr des Windungslegers, unterschiedliche Legegeschwindigkeiten, verschiedene Drahtqualitäten, verschiedene Drahtabmessungen und anderes mehr zu einem seitlich verschobenen Auffächern des Drahtes führt mit der Folge, daß die Drahtwindungen nicht mehr mittig auf dem Transportband abgelegt sind. Dies kann eine Mittenabweichung der abgelegten Drahtwindungen von 50 bis 150 mm nach sich ziehen. Die Drahtwindungen schieben sich dann gegen die seitlichen Begrenzungsflächen des Förderers. Der Draht wird auf diese Weise oberflächlich beschädigt und die Drahtwindungen werden in die Ovalität gedrückt mit allen negativen Folgen beim nachgeordneten Windungssammler. Es ist zwar in einigen Walzwerken versucht worden, diesem Mangel dadurch zu begegnen, daß teilweise bewegbare Begrenzungsflächen am Förderband vorgesehen wurden, mit deren Hilfe die abgelegten Drahtwindungen auf die Förderbandmitte zurückgedrückt werden sollten. Beschädigungen der Drahtoberfläche und Ovalitäten der Drahtwindungen konnten aber durch diese Maßnahmen nur unvollständig beseitigt werden.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die oben erläuterten Nachteile bei der Drahtherstellung zu vermeiden und bei einer Kühleinrichtung für Walzdraht gemäß der eingangs genannten Bauart Maßnahmen zu treffen, mit denen die außermit tige Ablage der Drahtwindungen auf dem Kühl- und Transportband nachhaltig verhindert wird, so daß die Oberfläche des Drahtes die zuvor erreichte Walzqualität beibehält. Die Lösung erfolgt bei einer Kühleinrichtung der genannten Gattung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Patentansprüchen 2 bis 10.
  • Nach Patentanspruch 1 zeichnet sich die Kühleinrichtung zur kontrollierten Abkühlung der aufgefächerten Drahtwindungen dadurch aus, daß zwischen dem Windungsleger und dem Kühl-und Transportsystem ein schwenkbarer und/oder verschiebbarer Windungsaufleger angeordnet ist. Diese Maßnahmen stellen sicher, daß trotz der Vielzahl von zu walzenden Qualitäten und Drahtabmessungen und trotz unterschiedlicher Geschwindigkeiten die Drahtwindungen immer zentrisch auf dem Transportband abgelegt werden. Stellt die Bedienungsmannschaft auf dem Steuerstand fest, daß eine Tendenz zur außermittigen Ablage der Drahtwindungen auf dem Kühl- und Transportband besteht, wird der gesondert angeordnete Windungsaufleger um bestimmte Beträge verschwenkt. Die Drahtwindungen folgen dann der Verschwenkung des Windungsauflegers im Sinne einer erneut gewährleisteten mittigen Ablage auf dem Transportband.
  • In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Windungsaufleger am Übergang zum Kühl- und Transportsystem eine Gelenkausbildung aufweist, daß am Übergang zum Windungsleger eine rollende oder gleitende Abstützung für den Windungsaufleger angeordnet ist und daß zumindest an einer dem Windungsleger nächstgelegenen Seite des Windungsauflegers eine Verschiebeeinrichtung angreift. Hierdurch wird ein korrigierendes Eingreifen bezüglich der Richtung der gelegten Windungen bereits im Bereich des Windungslegers ermöglicht. Der bisher beobachteten Mittenabweichung der Windungen, die aus unterschiedlichen Ursachen bis zu 150 mm beträgt, kann durch beidseitiges Verschwenken des Auflegers um entsprechend angepaßte Beträge begegnet werden. Der Drehpunkt des Auflegers ist an den Übergangsbereich zur Kühl- und Transportsystem gelegt, weil dort die ersten Windungspakete auf dem Aufleger bereits fest aufliegen und deshalb für einen problemlosen Übergang der Windungspakete von Aufleger zum Kühl- und Transportsystem gesorgt ist. Aus diesem Grunde wird vorteilhafterweise vorgeschlagen, daß die Breite des Windungsauflegers annähernd der Breite des Kühl- und Transportsystems entspricht und daß die Länge des Windungsauf legers etwa der Abwurflänge der Windungen vom Windungsleger bis zu den ersten Windungspaketen entspricht.
  • Mit den zuvor erläuterten Maßnahmen kann auf die bisher eingesetzten bewegbaren Seitenführungen, mit denen die Drahtwindungen unter Inkaufnahme von Oberflächenbeschädigungen des Drahtes mechanisch in die Transportmitte gedrückt wurden, vollständig verzichtet werden. Besonders vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang, wenn nach einem anderen Vorschlag der Erfindung an dem Kühl- und Transportsystem eine auf die Drahtwindungen gerichtete Meßeinrichtung, vorzugsweise ein Foto-optisches Gerät,bspw. eine Kamera, angeordnet ist, welche mit der Verschiebeeinrichtung regeltechnisch in Verbindung steht. Diese Maßnahmen lassen eine automatisch auf die Mitte des Kühl- und Transportsystems ausgeregelte Ablage der Drahtwindungen zu. Allgemeine Bedienungsfehler, die unter Umständen durch unaufmerksames Betriebspersonal entstehen können und ein Verlaufen der Drahtwindungen aus der Transportmitte nach sich ziehen kann, werden nachhaltig vermieden. Die Kontrolle der Windungsablage und die korrigierenden Maßnahmen z.B. durch entsprechendes Verschwenken des Windungsauflegers, kann jetzt vollständig vom Leitstand aus erfolgen. Auch kann hierdurch das Bedienungspersonal aus dem Gefährdungsbereich der Anlage weitgehend abgezogen werden.
  • Zur weiteren Einflußnahme auf eine optimale Ablage der Drahtwindungen auf das Kühl- und Transportsystem wird vorgeschlagen, daß der Windungsaufleger als Rollenförderer ausgebildet ist. Diese Ausbildung des Windungsauflegers ist dann besonders vorteilhaft, wenn der erste Abschnitt des Kühl-und Transportsystems ebenfalls als Rollenförderer ausgestaltet ist. In diesem Fall ist es ferner zweckmäßig, wenn der Antrieb der Förderrollen des Windungsauflegers ein drehzahlregelbares Antriebsaggregat bspw. ein Getriebemotor ist. Dies ermöglicht unterschiedliche auf die jeweilige Drahtqualität abgestimmte Transportgeschwindigkeiten.
  • Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Windungsaufleger Teil des Kühl- und Transportsystems ist, wodurch der Windungsaufleger mit einer eigenen regelbaren Kühleinrichtung versehen sein kann oder durch geeignete Maßnahmen in die Kühleinrichtung des ersten Transportabschnittes konstruktiv und verfahrenstechnisch einbezogen wird. Das Kühl- und Transportsystem behält hierdurch trotz des vorgesehenen schwenkbaren Windungsauflegers eine im Vergleich zu herkömmlichen Anlagen annähernd gleiche Baulänge.
  • Zur bessseren Anpassung des Windungsauflegers an das Kühl- und Transportsystem für die aufgefächerten Drahtwindungen ist außerdem vorgesehen, daß der Windungsaufleger zumindest teilweise, vorzugsweise am Übergang zum Kühl- und Transportsystem höhenverstellbar ausgebildet ist. Für diesen Fall ist es zweckmäßig, daß die den Windungsaufleger abstützenden Rollen ballig ausgebildet sind, so daß ein ungehindertes Abrollen der Abstützung des Windungsauflegers auf dem Fundament gewährleistet ist, wenn der Aufleger verschwenkt wird.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels für einen schwenkbaren Windungsaufleger näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1:
    Die schematische Darstellung der Kühleinrichtung für Walzdraht mit einem verschwenkbaren Windungsaufleger.
    Figur 2:
    Die Anordnung des Windungsauflegers zwischen Windungsleger und Kühl- und Transportsystem.
  • In Fig. 1 ist die einem nicht näher dargestellten Drahtfertigblock folgende Kühleinrichtung für einen Walzstahldraht schematisch dargestellt, die aus einer Wasserkühlung 1, bspw. einer Wasserrampe, einem Windungsleger 2, einer Kühl- und Transporteinrichtung 3 mit Gebläsen 4, einem Windungssammler 5 sowie einer Hakenbahn 6 für fertige Drahtbunde besteht.
  • Der in dem Drahtfertigblock ausgewalzte Draht 8 wird in der Wasserrampe 1 aus der Walzhitze von 900 bis 1050°C auf solche Temperaturen abgeschreckt, die in Abhängigkeit der Legierungsbestandteile bestimmte Eigenschaften des Walzdrahtes hervorrufen bzw. beeinflussen sollen. In diesem Bereich wird das Walzgut stufenweise abgekühlt, wenn an der Oberfläche kein Martensit oder Bainit entstehen darf. Bei der Erzeugung von Tempcore-Draht ist dagegen ein gleichförmiges Gefüge vom Kern zur Oberfläche nicht erwünscht; in diesem Fall wird der Walzdraht in den Wasserrampen so stark gekühlt, daß an der Oberfläche des Drahtes Martensit gebildet wird, der durch die im Kern vorhandene Wärme angelassen wird. Die Legetemperatur für Tempcore-Draht liegt bei ca. 500°C, während die anderen Qualitäten auf eine Temperatur zwischen 900°C und 750°C abgekühlt werden. Der abgeschreckte aber noch glühende Walzdraht wird mit Hilfe des Windungslegers 2 auf der Kühl- und Transporteinrichtung in Windungen und aufgefächert abgelegt. Die mit angetriebenen Transportrollen 9 versehene Kühl- und Transporteinrichtung 3 hat drei unterschiedlich zu regelnde Kühlabschnitte 3', 3'', 3''', wobei jeder Kühlabschnitt unterhalb der Transportrollen 9 ein Strömungsgehäuse 10 und das Gebläse 4 aufweist. Die aufgefächerten Windungen werden auf dem Kühltransportband weiter befördert, auf dem sie mit Gebläseluft sehr rasch mit einer Kühlgeschwindigkeit von 15 bis 200°C pro Sekunde weiter abgekühlt werden können, indem die von den Gebläsen geförderte Kühlluft von unten durch den Rollgang den zu kühlenden Drahtwindungen zugefördert wird, wobei die Drahtwindungen von der Kühlluft allseitig umströmt sind.
  • Hohe Kühlgeschwindigkeiten werden für hochgekohlte Stähle und Austenitstähle benötigt, die die Umwandlungszone relativ schnell durchschreiten müssen. Dagegen ist eine langsame Abkühlung bei weichen und extraweichen Stählen zur Erzielung einer niedrigen und gleichmäßigen Festigkeit erforderlich. Auch für die Wärmebehandlung legierter Stähle, die eine sehr niedrige Umwandlungstemperatur haben, wird eine langsame Abkühlung benötigt.
  • Die optimale Kühl- und Transporteinrichtung für die Drahtwindungen muß deshalb flexibel für die verschiedensten Kühlvarianten ausgelegt werden. Ferner ist zu beachten, daß der Walzdraht in neuzeitlichen Walzwerken mit Geschwindigkeiten von 100m/s im Fertigblock ausgewalzt wird. Es ist also unbedingt erforderlich, daß die Windungsablage auf dem Kühl-Transportsystem möglichst genau und mittig erfolgt, damit die verfahrenstechnischen Zielvorgaben erreicht werden und Oberflächenbeschädigungen des Drahtes infolge des Verschiebens des Windungsbildes gegen die Seitenwandungen des Transportsystems vermieden werden. Zu diesem Zweck wird zwischen den Windungsleger 2 und der Kühl-und Transporteinrichtung 3 der verschwenkbare Windungsaufleger 11 angeordnet.
  • Fig. 2 zeigt in perspektivischer Ansicht und in vergrößerter Darstellung den Windungsleger 2, den verschwenkbaren Windungsaufleger 11 sowie den ersten Abschnitt der mit Transportrollen 9 versehenen Kühl- und Transporteinrichtung 3. Der Windungsaufleger 11 ist als Rollenförderer ausgebildet, dessen Förderrollen 12 von einem drehzahlregelbaren Antriebsaggregat 13 angetrieben werden. Der Antrieb der einzelnen Förderrollen erfolgt in ansich bekannter Weise durch einen Kettentrieb, der nicht näher dargestellt ist, aber in dem Kettenkasten 14 verläuft. Der Windungsaufleger 11 weist am Übergang zum Kühl- und Transportsystem 3 eine Gelenkausbildung 15 auf; ferner ist am Übergang zum Windungsleger 2 eine rollende Abstützung 16 für den Windungsaufleger angeordnet. Die den Windungsaufleger abstützenden Rollen 17 sind ballig ausgebildet. An der dem Windungsleger 2 nächst gelegenen Seitenwandung 18 des Windungsauflegers 11 greift eine Verschiebeeinrichtung 19 an, die bspw. aus einer Kolben-Zylinder-Einheit bestehen kann. Die Bewegungsrichtung der Verschiebeeinrichtung ist mit dem Pfeil 20 bezeichnet. Das von der Verschiebeeinrichtung 19 bewirkte Verschwenken des Windungsauflegers 11 ist mit dem Pfeil 21 bezeichnet. Im Bereich des Übergangs vom Windungsaufleger 11 zum ersten Abschnitt der Fördereinrichtung 3 ist unterhalb des Windungsauflegers 11 ein höhenverstellbarer Abstützpuffer 22 angeordnet. Ferner ist an der Seitenwandung 23 des ersten Abschnitts der Fördereinrichtung 3 eine gegen Wärme ge schützte Kamera 24 angeordnet, mit der das Windungsbild der vom Windungsleger 2 abgelegten Drahtwindungen ständig erfaßt wird. Die Kamera 24 ist mit Hilfe eines Meßumwandlers und Meßverstärkers 25 regeltechnisch mit der Verschiebeeinrichtung 19 verbunden.
  • Wird von der Kamera 24 optisch ein Verschieben des Windungsbildes der Drahtwindungen aus der Mitte der Kühl-und Transporteinrichtung 3 registriert und auf einem Monitor im Leitstand sichtbar gemacht, so wird das Bedienungspersonal ferngesteuert die Verschiebeeinrichtung 19 betätigen, wodurch der Windungsaufleger 11 in der Gelenkausbildung 15 gedreht und auf den Abstützrollen 17 in die gewünschte Bewegungsrichtung 21 bewegt wird. Durch dieses Verschwenken des Windungsauflegers wird das Windungsbild, d.h. die zu einem aufgefächerten Paket übereinanderliegenden Drahtwindungen in die Mitte der Transporteinrichtung 3 gelenkt und der Draht kann ohne Berührung mit den Seitenwänden 23 der Transporteinrichtung 3 gemäß dem Bewegungspfeil 26 zu dem Windungssammler 5 am Ende der Kühl- und Transporteinrichtung transportiert werden. Die Korrektur des Windungsbildes bzw. die Korrektur der Bewegungsrichtung der Drahtwindungen auf der Kühl- und Transporteinrichtung 3 kann dadurch automatisiert werden, daß durch die optische Meßeinrichtung 24 mit Hilfe des Meßverstärkers und des Meßumwandlers 25 die Verschiebeeinrichtung 19 betätigt wird, sobald ein vorgegebener Sollwert bzw. eine vorgegebene zulässige Mittenabweichung überschritten wird. Die Breite Bw des Windungsauflegers 11 entspricht nahezu der Breite Bk des Kühl- und Transportsystems 3 und die Länge Lw des Windungsauflegers entspricht etwa der Abwurflänge der Windungen vom Windungsleger bis zu den ersten Windungspaketen des aufgefächerten Drahtes 8. Ist eine Höhenanpassung der Förderrollen 12 des Windungsauflegers 11 mit den Transportrollen 9 der Kühl- und Transporteinrichtung 3 erforderlich, so wird der Abstützpuffer 22 entsprechend dem Bewegungspfeil 27 verstellt. Soll der Windungsaufleger 11 zugleich Kühleinrichtung für den Walzdraht sein und damit als ein Kühlabschnitt in die Kühl- und Transporteinrichtung 3 einbezogen werden, so kann der Windungsaufleger 11 gemäß Fig. 1 mit einem separaten Strömungsgehäuse 10 und dem entsprechenden Gebläse 4 ausgestattet sein. Andererseits kann der Windungsaufleger aus anderen Gründen eine wärmedämmende Haube aufweisen.
  • Mit dem beanspruchten und weiter oben erläuterten verschwenkbaren Windungsaufleger zwischen einem Kühl- und Transportsystem und dem Windungsleger für den Walzdraht wird die eingangs gestellte Aufgabe, nämlich die Drahtwindungen immer zentrisch auf den Transportrollen abzulegen oder zu fördern in überzeugender Weise gelöst.
    • Liste der Bezugszeichen
    • 1
    Wasserkühlung
    2
    Windungsleger
    3
    Kühl- und Transporteinrichtung
    4
    Gebläse
    5
    Windungssammler
    6
    Hakenbahn
    7
    Drahtbund
    8
    Walzdraht
    9
    Transportrolle
    10
    Strömungsgehäuse
    11
    Windungsaufleger
    12
    Förderrollen
    13
    Antriebsaggregat
    14
    Kettentrieb
    15
    Gelenkausbildung
    16
    rollende Abstützung
    17
    Abstützrollen
    18
    Seitenwandung
    19
    Verschiebeeinrichtung
    20, 21
    Bewegungspfeil
    22
    Abstützpuffer
    23
    Seitenwand
    24
    Meßeinrichtung/Kamera
    25
    Meßverstärker/Meßumwandler
    26, 27
    Bewegungspfeil

Claims (10)

  1. Kühleinrichtung zur kontrollierten Abkühlung eines fertiggewalzten Drahtes aus der Walzhitze, insbesondere bestehend aus hinter dem Fertiggerüst angeordneter Abkühlvorrichtung, bspw. Wasserrampen, einem Windungsleger für den Draht sowie einem Kühl- und Transportsystem für die aufgefächerten Drahtwindungen,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zwischen den Windungsleger (2) und dem Kühl- und Transportsystem (3) ein schwenkbarer und/oder verschiebbarer Windungsaufleger (11) angeordnet ist.
  2. Kühleinrichtung nach Anmspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Windungsaufleger (11) Teil des Kühl- und Transportsystems (3) ist.
  3. Kühleinrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Windungsaufleger (11) eine wärmedämmende Haube aufweist.
  4. Kühleinrichtung nach Anspruch 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Windungsaufleger (11) als Rollenförderer (12) ausgebildet ist.
  5. Kühleinrichtung nach Anspruch 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Windungsaufleger (11) am Übergang zum Kühl- und Transportsystem (3) eine Gelenkausbildung (15) aufweist, daß am Übergang zum Windungsleger (2) eine rollende oder gleitende Abstützung (16) für den Windungaufleger (11) angeordnet ist und daß zumindest an einer dem Windungsaufleger nächst gelegenen Seitenwand (18) des Windungsauflegers eine Verschiebeeinrichtung (19) angreift.
  6. Kühleinrichtung nach Anspruch 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Windungsaufleger (11) zumindest teilweise, vorzugsweise am Übergang zum Kühl- und Transportsystem (3) höhenverstellbar (Abstützpuffer 22) ausgebildet ist.
  7. Kühleinrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die den Windungsaufleger (11) abstützenden Rollen (17) ballig ausgebildet sind.
  8. Kühleinrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Antrieb der Förderrollen (12) des Windungsauflegers (11) ein drehzahlregelbares Antriebsaggregat (13) ist.
  9. Kühleinrichtung nach Anspruch 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Breite (Bw) des Windungslegers (11) annähernd der Breite (Bk) des Kühl- und Transportsystems (3) entspricht und daß die Länge (Lw) des Windungsauflegers (11) etwa der Abwurflänge der Windungen vom Windungsleger (2) bis zu den ersten Windungspaketen entspricht.
  10. Kühleinrichtung nach Anspruch 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß an dem Kühl- und Transportsystem (3) eine auf die Drahtwindungen gerichtete Meßeinrichtung (24), vorzugsweise ein Foto-optisches Meßgerät, angeordnet ist, welches mit der Verschiebeeinrichtung (19) regeltechnisch in Verbindung steht.
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