EP0449003A2 - Vorrichtung zum Kühlen von Walzband - Google Patents

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EP0449003A2
EP0449003A2 EP91103452A EP91103452A EP0449003A2 EP 0449003 A2 EP0449003 A2 EP 0449003A2 EP 91103452 A EP91103452 A EP 91103452A EP 91103452 A EP91103452 A EP 91103452A EP 0449003 A2 EP0449003 A2 EP 0449003A2
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EP
European Patent Office
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spray
spray bars
roller table
shielding plates
bars
Prior art date
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EP91103452A
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English (en)
French (fr)
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EP0449003B1 (de
EP0449003A3 (en
Inventor
Jürgen Seidel
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SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Schloemann Siemag AG
Schloemann Siemag AG
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Publication date
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Publication of EP0449003A3 publication Critical patent/EP0449003A3/de
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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
    • B21B45/0233—Spray nozzles, Nozzle headers; Spray systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/74—Temperature control, e.g. by cooling or heating the rolls or the product
    • B21B37/76—Cooling control on the run-out table
    • 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
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62—Quenching devices
    • C21D1/667—Quenching devices for spray quenching
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2263/00—Shape of product
    • B21B2263/04—Flatness

Definitions

  • the invention relates to a device for cooling preferably rolled strips on cooling roller tables in rolling mills with at least two spray bars arranged one behind the other in the direction of movement of the strips and oriented transversely to the direction of movement, each having at least one coolant outlet opening, the total width provided with coolant openings essentially corresponding to the maximum rolled strip width .
  • Such cooling devices are already known in large numbers. They can be used to achieve temperature accuracies over the strip length of up to +/- 15 o C for approx. 95% of the strip length. However, temperature differences of more than 50 o C often occur across the bandwidth. The temperature differences across the strip are due to strip profile deviations, different coolant quantity distribution on the rolled strip, different coolant temperatures across the rolled strip width, different cooling effects below and above the rolled strip, different temperature profiles of the incoming strip and much more.
  • the object of the invention is to show a cooling device of the generic type with which the rolled strip can be cooled both in the longitudinal direction and in the transverse direction with very small temperature tolerances.
  • Fig. 1 the cooling device according to the invention is shown between the last stand 1 of the rolling mill and the driver 2 and the reel 3 for the rolled strip.
  • Eight groups of spray bars 4 to 11 are provided along the cooling section, of which two groups 4, 5; 6, 7; 8, 9; 10, 11 are nested.
  • Each group of spray bars 4 to 11 has a displacement drive 12, 12 'to 19, 19' at its two ends.
  • the groups of spray bars 4 to 11 can be displaced horizontally transversely to the belt running direction 20 via the displacement drives 12, 12 'to 19, 19'.
  • the two displacement drives 12, 12 'and .... or 19, 19' of a spray bar group 4 to 11 are acted upon equally.
  • the spray bar groups 4 to 11 can, however, be displaced from one another to the same extent or in opposite directions.
  • FIG. 2 shows the roller table 21 on which the rolled strip 22 is transported in the strip running direction 20.
  • the spray bar groups 4, 5 are interleaved in such a way that mutual displacement perpendicular to the tape running direction 20 is possible without hindrance, but that the openings of the spray tubes 25 and the spray bars 26 lie in a common horizontal plane above the cooling roller table 21, so that therefore none Differences in the coolant distribution can occur.
  • the spray bar groups 4, 5 can be displaced relative to one another via the displacement drives 12, 12 'or the displacement drives 13, 13' (not shown).
  • the roller table 21 In the extremely retracted position of the sliding drives 12, 12 '; 13, 13 ', the roller table 21 is freely accessible from above without the spray bars 26, 27 blocking access.
  • a pivoting of the spray bars, as was necessary according to the prior art, in order to access the rolling stock 22 in the event of a fault, is unnecessary in this mode of operation.
  • the movable spray bar groups can only be moved by small distances, thereby being constantly arranged above the roller table 22 and pivoted out of the area above the roller table 22 in the event of a fault will.
  • the coolant supply line 28 is also arranged next to the roller table 21.
  • the spray bar groups 4, 5 are connected to the supply line 28 via valves 29, 29 'and hose lines 30, 31.
  • FIG. 3 shows the spray bar groups 4, 5 and 6, 7 guided on the I-beams 24, 24 'and supported on the stands 23, 23' in a side view.
  • the spray bar group 4 is via rollers 32, 32 '; 33, 33 'on the I-beams 24, 24', while the spray bar group 5 over the rollers 34, 34 '; 35, 35 'is guided.
  • 4 shows the displacement principle on a single spray bar, not shown in a group.
  • 4 shows the roller table 21 on which the rolled strip 22 is transported.
  • a spray bar 27 can be seen above the belt and is guided on the I-beam 24 via the rollers 34, 35.
  • the I-beam 24 is supported on the stand 23, 23 ''.
  • the supply line 28 is shown here above the I-beam 24, so that the corridor between the stands 23, 23 '' remains free.
  • the displacement drive 12 acts on the one hand on the I-beam 24 and on the other hand on the roller 34.
  • the spray bar 27 can be moved to the left or right in FIG. 4. In the position shown, e.g. the left part of the belt 22 is not directly exposed to coolant. If, however, the spray bar 27 is moved all the way to the left, the roller table 21 from above is e.g. freely accessible with a crane for inspection or repair purposes.
  • coolant collecting boxes 36, 37 are provided, which collect the coolant from the spray pipes that protrude beyond the belt edge and return them to the coolant circuit.
  • FIG. 5a shows one of several possibilities of the spray tube arrangement.
  • the upper part of FIG. 5a shows the spray tube openings of the spray bar 26, while the lower part of FIG. 5a shows the spray tube openings of the spray bar 27 shows.
  • the tubes here have the same diameter, but are arranged at an uneven distance from one another.
  • the spray tubes of the spray bar 26 are distributed in mirror image to the spray tubes of the spray bar 27.
  • FIG. 5b shows the specific water quantity distribution of the spray bars as seen across their width.
  • the upper part of FIG. 5b shows the water quantity distribution of the spray bar 26 while in the lower part of FIG. 5b the cooling quantity distribution of the spray bar 27 is plotted.
  • the different distances between the spray pipes on the different spray bars can be clearly recognized by the different cooling quantity distribution.
  • the mirrored curve of the cooling quantity distribution can also be clearly recognized from the distribution curves shown here.
  • FIG. 5b shows, in addition to the middle position of the two spray bars shown with a solid line, a left-shifted position of the spray bar 26 (dash-dotted line) and a right-shifted position of the spray bar 26 (dashed line). A left-shifted position (dashed line) and a right-shifted position (dash-dotted line) are also shown for the spray bar 27.
  • the addition of the water quantities of both spray bars can be seen in the summation diagram according to FIG. 5c.
  • the solid line shows the total amount of water with the spray bar set in the center.
  • the dash-dotted line shows the total amount of water with the spray bar 26 shifted to the left and the spray bar 27 shifted to the right, while the dashed line shows the total amount of water with the spray bar 26 shifted to the right and the spray bar 27 shifted to the left.
  • FIGS. 5d and 5e correspond to FIGS. 5b and 5c. However, they show the water quantity distribution and water quantity total for a spray bar 26 with a continuously increasing number of spray tubes from left to right, while the water quantity distribution for the spray bar 27 is shown with a continuously decreasing number of spray tubes from left to right.
  • 5f shows spray bars 26 and 27 with continuous spray pipe distribution.
  • the distribution of the specific water exposure with these spray bars is constant.
  • a belt edge-oriented cooling can be achieved by moving the spray bar.
  • 5g shows another alternative with which optimal strip edge-oriented cooling is achieved.
  • the cooling device according to the invention with cooling bars displaceable transversely to the strip running direction can be combined with shielding plates which can cover spray pipes by corresponding displacement, so that the coolant of the covered spray pipes does not get onto the rolled strip.
  • FIG. 6a to 6c show shielding plates and their use in the cooling device according to the invention.
  • spray nozzle rows 38 are shown in FIG. 6b, which, as not shown here, can also be designed to be axially displaceable.
  • a shielding plate 39 can be seen between the roller table 21 and the spray nozzle rows 38.
  • 6a shows the roller table rollers 21 ', 21''... of the roller table 21, between which the spray nozzle rows or groups of spray nozzle rows 38, 38' ... are arranged. Between the spray nozzle rows 38, 38 '... and the Roller table rollers 21 ', 21''... shielding plates 39, 39' ... are shown.
  • the shielding plates 39 can have a shape as shown in FIG. 6c, for example a rectangular shape, on the one long side of which a substantially trapezoidal cutout or comb-like cutouts are provided.
  • 6a shows that the shielding plates 39, 39 '... are connected to one another at their ends projecting beyond the roller table 21. Each of the connected sides is provided with drives 40, 41 which can cause the shielding plates 39, 39 '... to be displaced in or against the direction of travel of the strip.
  • the spray nozzle rows 38, 38 '... are more or less covered, so that any influence on the water distribution is possible, especially in the edge region of the rolled strip.
  • the shielding plates 38 shown below the roller table can additionally or alternatively also be arranged above the roller table 21.
  • vertical walls and a drain in the shielding trough formed in this way would have to be provided at the edges of the shielding plates, so that the coolant cannot run off the edges of the shielding plates and get onto the rolled strip.
  • Vertical walls also make sense for shielding plates provided on the underside of the rolled strip. These vertical plates prevent the cooling medium striking the shielding plate from spreading sideways and from being able to obstruct neighboring rays.
  • the coolant distribution on the rolled strip can thus be achieved by the mutual displacement of the spray bars or spray nozzle rows, by the choice of the spacing of the spray tubes and spray nozzles, by the choice of the diameter of the spray tubes, by the position of the shielding plates and by adjust the position of the valves to any complexity, so that optimal cooling is achieved not only over the length of the rolled strip, but also over its width.
  • this control principle can be used to set the displacement of the spray bars or spray nozzle rows, the amount of coolant and the shielding plate displacement.
  • At least three temperature sensors 42, 42 ', 42''arranged transversely to the direction of travel 20 of the rolled strip 22 are provided behind the last roll stand 1.
  • An identical temperature sensor group 34, 34 ', 34'' is provided in the middle of the cooling section and a further temperature sensor group 44, 44', 44 '' in front of the driver 2.
  • the temperature sensors 42 to 44 '' work on a computer 45 which adjusts the displacement of the spray bars 26, 27 or the spray bar groups 4 to 11 and the spray nozzle rows or the groups of spray nozzle rows 38, 38 '... the setting of the valves 29 and the shielding plates 39 in dependence on predetermined temperature profiles and further parameters, as well as physical laws. Additionally or alternatively, the regulation can also take place as a function of the signals from strip flatness measuring devices 46, 47.

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Abstract

Es wird eine Kühlvorrichtung für Walzband vorgeschlagen, bei der durch gleichsinnig bzw. entgegengesetztes Verschieben mindestens zweier Spritzbalken sehr komplexe Kühlmittelbeaufschlagungen des Walzbands eingestellt werden können. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen von vorzugsweise Walzbändern auf Kühlrollgängen in Walzstraßen mit mindestens zwei in Bewegungsrichtung der Bänder hintereinander angeordneten, quer zur Bewegungsrichtung ausgerichteten Spritzbalken, die jeweils mindestens eine Kühlmittelaustrittsöffnung aufweisen, wobei die gesamte mit Kühlmittelöffnungen versehene Breite im wesentlichen der maximalen Walzbandbreite entspricht.
  • Derartige Kühlvorrichtungen sind bereits in großer Anzahl bekannt. Mit ihnen lassen sich Temperaturgenauigkeiten über die Bandlänge bis zu +/- 15oC für ca. 95% der Bandlänge erreichen. Über die Bandbreite treten jedoch nicht selten Temperaturdifferenzen von mehr als 50oC auf. Die Temperaturunterschiede über die Bandbreite haben ihre Ursache in Bandprofilabweichungen, in unterschiedlicher Kühlmittelmengenverteilung auf dem Walzband, in unterschiedlichen Kühlmitteltemperaturen über die Walzbandbreite, in unterschiedlicher Kühlwirkung unterhalb und oberhalb des Walzbandes in unterschiedlichen Temperaturprofilen des einlaufenden Bandes und in vielem mehr.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kühlvorrichtung der gattungsgemäßen Art aufzuzeigen, mit der Walzband sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung mit sehr kleinen Temperaturtoleranzen gekühlt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Kühlvorrichtung nach den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weiterführende Ausgestaltungsmerkmale lassen sich den Unteransprüchen 2 bis 23 entnehmen.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
    • Figur 1
    die Draufsicht auf die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung in schematischer Darstellung,
    Figur 2
    zwei Spritzbalkengruppen nach der Erfindung in perspektivischer Ansicht,
    Figur 3
    eine Seitenansicht nach Fig. 2,
    Figur 4
    die Prinzipdarstellung der Funktion der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung,
    Figur 5a bis 5g
    Möglichkeiten der Düsenverteilung auf den Spritzbalken sowie die jeweils resultierende Kühlmittel-verteilung,
    Figur 6a
    die Draufsicht auf einen Kühlrollgang mit darunter angeordneten Abweisblechen,
    Figur 6b
    einen Schnitt entlang der Linie A-A nach Fig. 5a,
    Figur 6c
    die Draufsicht auf ein Abschirmblech und
    Figur 7
    ein Regelschema zur erfindungsgemäßen Beeinflussung der Kühlmittelverteilung.
  • In Fig. 1 ist zwischen dem letzten Gerüst 1 der Walzstraße sowie dem Treiber 2 und dem Haspel 3 für das Walzband die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung gezeigt. Entlang der Kühlstrecke sind acht Gruppen von Spritzbalken 4 bis 11 vorgesehen, von denen jeweils zwei Gruppen 4, 5; 6, 7; 8, 9; 10, 11 ineinander verschachtelt sind. Jede Gruppe von Sprühbalken 4 bis 11 weist an ihren beiden Enden jeweils einen Verschiebeantrieb 12, 12' bis 19, 19' auf. Über die Verschiebeantriebe 12, 12' bis 19, 19' lassen sich die Gruppen von Spritzbalken 4 bis 11 horizontal quer zur Bandlaufrichtung 20 verschieben. Dabei werden jeweils die beiden Verschiebeantriebe 12, 12' bzw. .... bzw. 19, 19' einer Spritzbalkengruppe 4 bis 11 gleich beaufschlagt. Die Spritzbalkengruppen 4 bis 11 können jedoch gegeneinander unterschiedlich weit gleich bzw. gegensinnig verschoben werden.
  • Fig. 2 zeigt den Rollgang 21, auf dem Walzband 22 in Bandlaufrichtung 20 transportiert wird. Neben dem Rollgang 21 sind Ständer 23, 23' angeordnet, die über I-Träger 24, 24' kopfseitig miteinander verbunden sind. Zwischen den I-Trägern 24, 24' sind zwei Spritzbalkengruppen 4, 5 vorgesehen, die an den I-Trägern 24, 25 geführt sind. Die Spritzbalkengruppen 4, 5 sind derart ineinander verschachtelt, daß ein gegenseitiges Verschieben rechtwinklig zur Bandlaufrichtung 20 ohne Behinderungen möglich ist, daß jedoch die Öffnungen der Spritzrohre 25 und die Spritzbalken 26 in einer gemeinsamen waagerechten Ebene über dem Kühlrollgang 21 liegen, so daß von daher keine Unterschiede in der Kühlmittelverteilung auftreten können.
  • Über die Verschiebeantriebe 12, 12' bzw. die nicht dargestellten Verschiebeantriebe 13, 13' können die Spritzbalkengruppen 4, 5 gegeneinander verschoben werden. In der äußerst eingezogenen Stellung der Verschiebeantriebe 12, 12'; 13, 13' ist der Rollgang 21 von oben frei zugänglich, ohne daß die Spritzbalken 26, 27 den Zugang versperren. Ein Verschwenken der Spritzbalken, wie es nach dem Stand der Technik notwendig war, um an das Walzgut 22 im Falle einer Störung heranzukommen, erübrigt sich bei dieser Betriebsweise. Bei sehr beschränktem Raumangebot neben dem Rollgang 21 oder auch aus Kostengründen besteht jedoch die Möglichkeit, daß die verschiebbaren Spritzbalkengruppen nur um kleine Wege verschiebbar ausgeführt werden, dadurch ständig über dem Rollgang 22 angeordnet sind und im Falle einer Störung aus dem Bereich über dem Rollgang 22 herausgeschwenkt werden.
  • Ebenfalls neben dem Rollgang 21 angeordnet ist die Kühlmittelversorgungsleitung 28. Über Ventile 29, 29' und Schlauchleitungen 30, 31 sind die Spritzbalkengruppen 4, 5 mit der Versorgungsleitung 28 verbunden.
  • Fig. 3 zeigt die auf den I-Trägern 24, 24' geführten und auf den Ständern 23, 23' abgestützten Spritzbalkengruppen 4, 5 sowie 6, 7 in der Seitenansicht. Die Spritzbalkengruppe 4 ist über Rollen 32, 32'; 33, 33' an den I-Trägern 24, 24' geführt, während die Spritzbalkengruppe 5 über die Rollen 34, 34'; 35, 35' geführt ist.
  • Jeweils zwei benachbarte Spritzbalken 26, 27 der beiden Spritzbalkengruppen 4, 5 sind über Schlauchleitungen 30, 31; 30', 31' ... über ein Ventil 29; 29'; ... an die Versorgungsleitung 28 angeschlossen. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, mehrere Spritzbalken 26, 26' ... 27, 21' ... an eine Schlauchleitung 30; 31 anzuschließen. In Fig. 2 ist bspw. gezeigt, daß je eine gesamte Spritzbalkengruppe 4; 5 über eine Schlauchleitung 30; 31 über die Ventile 29, 29' mit der Versorgungsleitung 28 verbunden sind.
  • Die Fig. 4 zeigt das Verschiebeprinzip an einem einzelnen, nicht in einer Gruppe dargestellten Spritzbalken. Der Fig. 4 ist der Rollgang 21 zu entnehmen, auf dem das Walzband 22 transportiert wird. Über dem Band ist ein Spritzbalken 27 zu erkennen, der an dem I-Träger 24 über die Rollen 34, 35 geführt ist. Der I-Träger 24 stützt sich auf den Ständer 23, 23'' ab. Die Versorgungsleitung 28 ist hier oberhalb des I-Trägers 24 gezeigt, so daß der Flur zwischen den Ständern 23, 23'' freibleibt. Der Verschiebeantrieb 12 greift einerseits am I-Träger 24 und andererseits an der Rolle 34 an.
  • Zur Veränderung der Kühlmittelverteilung auf dem Walzband 22 kann der Spritzbalken 27 in der Fig. 4 nach links bzw. rechts verfahren werden. In der gezeigten Stellung wird z.B. der linke Teil des Bandes 22 nicht direkt von Kühlmittel beaufschlagt. Wird der Spritzbalken 27 dagegen ganz nach links verfahren, so ist der Rollgang 21 von oben z.B. mit einem Kran für Inspektions- bzw. Reparaturzwecke frei zugänglich.
  • Neben dem Rollgang 21 sind Kühlmittel-Auffangkästen 36, 37 vorgesehen, die das Kühlmittel aus den Spritzrohren, die über die Bandkante hinausstehen, auffangen und dem Kühlmittelkreislauf zurückführen.
  • Fig. 5a zeigt eine von mehreren Möglichkeiten der Spritzrohr-Anordnung. Dabei zeigt z.B. der obere Teil der Fig. 5a die Spritzrohröffnungen des Spritzbalkens 26 während der untere Teil der Fig. 5a die Spritzrohröffnungen des Spritzbalken 27 zeigt. Die Rohre haben hier gleiche Durchmesser, sind jedoch mit ungleichmäßigem Abstand voneinander angeordnet. Die Spritzrohre des Spritzbalken 26 sind spiegelbildlich zu den Spritzrohren des Spritzbalken 27 verteilt.
  • In Fig. 5b ist die spezifische Wassermengenverteilung der Spritzbalken über deren Breite gesehen, aufgetragen. Der obere Teil der Fig. 5b zeigt die Wassermengenverteilung des Spritzbalkens 26 während im unteren Teil der Fig. 5b die Kühlmengenverteilung des Spritzbalkens 27 aufgetragen ist. Die unterschiedlichen Abstände der Spritzrohre auf den unterschiedlichen Spritzbalken sind deutlich durch die unterschiedliche Kühlmengenverteilung zu erkennen. An den hier geklettet dargestellten Verteilungskurven ist auch der spiegelbildliche Verlauf der Kühlmengenverteilung deutlich zu erkennen.
  • In der Fig. 5b ist neben der mit durchgezogenem Strich dargestellten Mittelstellung beider Spritzbalken eine linksverschobene Stellung des Spritzbalkens 26 (strichpunktiert) sowie eine rechtsverschobene Stellung des Spritzbalkens 26 (gestrichelt) dargestellt. Für den Spritzbalken 27 ist ebenfalls eine linksverschobene Stellung (gestrichelt) sowie eine rechtsverschobene Stellung (strichpunktiert) gezeigt.
  • Die Addition der Wassermengen beider Spritzbalken ist im Summenschaubild nach Fig. 5c erkennbar. Die durchgezogene Linie zeigt die Wassermengensumme bei mittig eingestellten Spritzbalken. Die strichpunktierte Linie zeigt die Wassermengensumme bei linksverschobenem Spritzbalken 26 und rechtsverschobenem Spritzbalken 27 während die gestrichelte Linie der Summe der Wassermenge bei rechtsverschobenem Spritzbalken 26 und linksverschobenem Spritzbalken 27 zeigt.
  • Die Fig. 5d und 5e entsprechen den Fig. 5b und 5c. Sie zeigen jedoch die Wassermengenverteilung und Wassermengensumme für einen Spritzbalken 26 mit von links nach rechts kontinuierlich ansteigender Spritzrohrzahl während die Wassermengenverteilung für den Spritzbalken 27 mit von links nach rechts kontinuierlich abnehmender Spritzrohrzahl dargestellt ist.
  • Fig. 5f zeigt Spritzbalken 26 und 27 mit kontinuierlicher Spritzrohrverteilung. Die Verteilung der spezifischen Wasserbeaufschlagung bei diesen Spritzbalken ist konstant. Durch Verschieben der Spritzbalken läßt sich ein bandkantenorientiertes Kühlen erreichen.
  • Eine weitere Alternative mit der ein optimales bandkantenorientiertes Kühlen erreicht wird, zeigt die Fig. 5g.
  • Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung mit quer zur Bandlaufrichtung verschiebbaren Kühlbalken kann mit Abschirmblechen kombiniert werden, die durch entsprechendes Verschieben Spritzrohre abdecken können, so daß das Kühlmittel der abgedeckten Spritzrohre nicht auf das Walzband gelangt.
  • Die Fig. 6a bis 6c zeigen Abschirmbleche sowie deren Einsatz in der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung. Unterhalb des Rollgangs 21 sind in Fig. 6b Spritzdüsenreihen 38 gezeigt, die, wie hier nicht gezeigt, auch axial verschiebbar ausgeführt sein können. Zwischen dem Rollgang 21 und den Spritzdüsenreihen 38 ist ein Abschirmblech 39 zu erkennen.
  • In der Fig. 6a sind die Rollgangsrollen 21', 21'' ... des Rollgangs 21 zu erkennen, zwischen denen die Spritzdüsenreihen bzw. Gruppen von Spritzdüsenreihen 38, 38' ... angeordnet sind. Zwischen den Spritzdüsenreihen 38, 38' ... und den Rollgangsrollen 21', 21'' ... sind Abschirmbleche 39, 39' ... gezeigt. Die Abschirmbleche 39 können eine nach Fig. 6c gezeigte Form, z.B. eine Rechteckform aufweisen, an dessen einen Längsseite ein im wesentlichen trapezförmiger Ausschnitt bzw. kammartige Ausschnitte vorgesehen sind. Fig. 6a zeigt, daß die Abschirmbleche 39, 39' ... an ihren über den Rollgang 21 hinausragenden Enden miteinander verbunden sind. Jede der verbundenen Seiten ist mit Antrieben 40, 41 versehen, die ein Verschieben der Abschirmbleche 39, 39' ... in bzw. entgegen der Bandlaufrichtung bewirken können. Dadurch werden die Spritzdüsenreihen 38, 38' ... mehr oder weniger abgedeckt, so daß eine beliebige Beeinflussung der Wasserverteilung vor allem im Randbereich des Walzbandes möglich ist.
  • Die unterhalb des Rollgangs gezeigten Abschirmbleche 38 können zusätzlich oder ersatzweise auch oberhalb des Rollgangs 21 angeordnet werden. Hier müßten jedoch an den Kanten der Abschirmbleche senkrechte Wände sowie ein Ablauf in dieser so gebildeten Abschirmwanne vorgesehen werden, damit das Kühlmittel nicht über die Ränder der Abschirmbleche ablaufen und auf das Walzband gelangen kann. Auch bei Abschirmblechen, die an der Unterseite des Walzbandes vorgesehen sind, sind senkrechte Wände sinnvoll. Diese senkrechten Bleche verhindern, daß das auf das Abschirmblech treffende Kühlmedium sich nicht seitlich ausbreiten und dabei nicht Nachbarstrahlen behindern kann.
  • Die Kühlmittelverteilung auf dem Walzband läßt sich damit durch die gegenseitige Verschiebung der Spritzbalken bzw. Spritzdüsenreihen, durch die Wahl der Abstände der Spritzrohre und Spritzdüsen, durch die Wahl des Durchmessers der Spritzrohre, durch die Stellung der Abschirmbleche und durch die Stellung der Ventile sehr beliebig komplex einstellen, so daß eine optimale Kühlung nicht nur über die Länge des Walzbandes, sondern auch über dessen Breite bewirkt wird.
  • Der Fig. 7 ist ein Prinzip zur Regelung der Kühlmittelverteilung in der Kühlvorrichtung zu entnehmen.
  • In Abhängigkeit von der Temperaturverteilung in Längs- und in Querrichtung des Bandes und/oder in Abhängigkeit von der Bandplanheit kann mittels dieses Regelprinzips die Verschiebung der Spritzbalken bzw. Sprühdüsenreihen, die Kühlmittelmenge, sowie die Abschirmblechverschiebung eingestellt werden.
  • Dazu sind hinter dem letzten Walzgerüst 1 mindestens drei quer zur Durchlaufrichtung 20 des Walzbandes 22 angeordnete Temperatursensoren 42, 42', 42'' vorgesehen. Eine gleiche Temperatursensorgruppe 34, 34', 34'' ist in der Mitte der Kühlstrecke und eine weitere Temperatursensorgruppe 44, 44', 44'' vor dem Treiber 2 vorgesehen. Die Temperatursensoren 42 bis 44 '' arbeiten auf einen Rechner 45, der die Einstellung der Verschiebung der Spritzbalken 26, 27 bzw. der Spritzbalkengruppen 4 bis 11 sowie der Spritzdüsenreihen bzw. der Gruppen von Spritzdüsenreihen 38, 38' ... die Einstellung der Ventile 29 sowie der Abschirmbleche 39 in Abhängigkeit von vorgegebenen Temperaturprofilen und weiteren Parametern, sowie physikalische Gesetzmäßigkeiten festlegt. Zusätzlich bzw. alternativ kann die Regelung auch in Abhängigkeit der Signale von Bandplanheitsmeßgeräten 46, 47 erfolgen.
    • Bezugszeichenübersicht
    • 1
    Letztes Gerüst
    2
    Treiber
    3
    Haspel
    4-11
    Gruppe von Spritzbalken
    12-19'
    Verschiebeantriebe
    20
    Bandlaufrichtung
    21
    Kühlrollgang
    22
    Walzband
    23
    Ständer
    24
    I-Träger
    25
    Spritzrohre
    26
    Spritzbalken
    27
    Spritzbalken
    28
    Versorgungsleitung
    29
    Ventil
    30
    Schlauchleitung
    31
    Schlauchleitung
    32
    Rolle
    33
    Rolle
    34
    Rolle
    35
    Rolle
    36
    Kühlmittelauffangkasten
    37
    Kühlmittelauffangkasten
    38
    Spritzdüsenreihe
    39
    Abschirmblech
    40
    Antrieb
    41
    Antrieb
    42-44''
    Temperatursensoren
    45
    Rechner
    46
    Planheitsmeßgerät
    47
    Planheitsmeßgerät

Claims (23)

  1. Vorrichtung zum Kühlen von vorzugsweise Walzbändern auf Kühlrollgängen in Walzstraßen mit mindestens zwei in Bewegungsrichtung der Bänder hintereinander angeordneten quer zur Bewegungsrichtung ausgerichteten Spritzbalken, die jeweils mindestens eine Kühlmittelaustrittsöffnung aufweisen, wobei die gesamte mit Kühlmittelöffnungen versehene Breite im wesentlichen der maximalen Walzbandbreite entspricht,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Spritzbalken (26, 27) quer zur Bewegungsrichtung (20) verschiebbar gelagert sind.
    daß jedem Spritzbalken ein Verschiebeantrieb (12, 12'; 13, 13' bis 19, 19') zugeordnet ist und daß vorgebbare Verschiebestellungen einstellbar sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Spritzbalken (26, 27) gegensinnig verschiebbar sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Spritzbalken gleichsinnig verschiebbar sind.
  4. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß mehrere Spritzbalken (26, 26', 26'' ...; 27, 27', 27'' ...) zu Gruppen (4 bis 11) zusammengefaßt sind und jeder Gruppe (4 bis 11) ein Verschiebeantrieb (12, 12' bis 19, 19') zugeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Gruppen (4 bis 11) von Spritzbalken (26, 27) ineinander verschachtelt sind, und daß die Spritzbalken (26, 27) vorzugsweise zweier Gruppen (4, 5; 6, 7; 8, 9; 10,11) jeweils alternieren.
  6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, mit an den Spritzbalken beidseitig jeweils versetzt zueinander angeordneten Spritzrohren,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Spritzrohre einer Spritzbalkenseite gleiche Durchmesser und gleiche Abstände zueinander aufweisen.
  7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, mit an den Spritzbalken beidseitig jeweils versetzt zueinander angeordneten Spritzrohren,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Spritzrohre einer Spritzbalkenseite gleiche Durchmesser jedoch unterschiedliche Abstände zueinander aufweisen.
  8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, mit an den Spritzbalken beidseitig, jeweils versetzt zueinander angeordneten Spritzrohren,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Spritzrohre einer Spritzbalkenseite unterschiedliche Durchmesser und vorzugsweise gleiche Abstände zueinander aufweisen.
  9. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4 mit an den Spritzbalken angeordneten Schlitzdüsen,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Weite des Düsenspaltes an der Auslauföffnung über die Spaltbreite konstant ist.
  10. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4 mit an den Spritzbalken angeordneten Schlitzdüsen,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Weite des Düsenspaltes an der Auslauföffnung über die Spaltbreite ungleichmäßig ist.
  11. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, mit an den Spritzbalken angeordneten Schlitzdüsen,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Seitenwand der Schlitzdüsen derart zueinander verstellbar sind, daß die Weite des Düsenspaltes zur Auslauföffnung hin variierbar ist.
  12. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Spritzbalken (26, 27) über Ventile (29, 29' ...) und die Bewegung der Spritzbalken (26, 27) ausgleichende Schlauchleitungen (30, 31; 30', 31' ...) mit einer ortsfesten Versorgungsleitung (28) verbunden sind.
  13. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Spritzbalken (26, 27, 38) oberhalb und/oder unterhalb des Kühlrollgangs (21) vorgesehen sind.
  14. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, mit im Bereich zwischen dem das Walzband tragende Kühlrollgang und den Spritzbalken angeordneten Abschirmblechen,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Abweisbleche (39) über den Rand des Kühlrollgangs (21) herausragen, daß an den beiden herausragenden Seiten der Abschirmbleche (39) jeweils ein Verschiebeantrieb (40, 41) angreift, die jedes Abschirmblech (39, 39' ...) in bzw. entgegen Bandlaufrichtung (20) zu bewegen vermögen.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Abschrimbleche (39, 39' ...) rechtwinklig ausgebildet sind, an mindestens einer ihrer beiden Längsseiten im wesentlichen trapezförmige Ausschnitte aufweisen und quer zum Kühlrollgang (21) angeordnet sind.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Abschirmbleche rechtwinklig ausgebildet sind und an mindestens einer ihrer beiden Längsseiten Kammform aufweisen.
  17. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 14 bis 16,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Abschirmbleche (39, 39' ...) oberhalb und/oder unterhalb des Kühlrollgangs (21) vorgesehen sind.
  18. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 14 bis 17,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die zumindest oberhalb des Rollgangs (21) angeordneten Abschirmbleche an ihren Rändern senkrechte Wände aufweisen, die zusammen mit dem Abschirmblech eine Wanne bilden, daß an den oberhalb des Rollgangs angeordneten Abschirmblechen mindestens je eine Ablauföffnung vorgesehen ist und daß die Ablauföffnung außerhalb des Bereichs des Rollgangs (21) liegt.
  19. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 12 bis 18,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß mehrere Abschirmbleche (39, 39' ...) an ihren über den Kühlrollgang (21) hinausragenden Enden fest miteinander verbunden sind, daß diese Gruppen von Abschirmblechen vorzugsweise der Größe der Gruppen von Spritzbalken (4 bis 11) entsprechen und daß diese Gruppen gemeinsam mittels beidseitig angeordneter Verschiebeantriebe (40, 41) verschiebbar sind.
  20. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 19,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß mindestens drei Temperatursensoren quer zur Bewegungsrichtung (20) des Walzbandes (22) im Bereich des Kühlrollgangs (21) vorgesehen sind und daß in Bewegungsrichtung hintereinander mindestens zwei dieser Temperaturmeßbereiche angeordnet sind.
  21. Vorrichtung nach Anspruch 20,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Temperatursensoren bandkantenorientiert ausrichtbar vorzugsweise verschiebbar bzw. verdrehbar sind.
  22. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 21,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß Rechner (45) bzw. Regler vorgesehen sind, die in Abhängigkeit der sowohl in Quer- als auch in Längsrichtung des Walzbandes (22) ermittelten Temperaturen bzw. deren Differenzen die Antriebe (12 bis 19') für die Spritzbalken (4 bis 11, 26, 27) und/oder die Antriebe für die Spritzdüsenreihen (38, 38' ...) und/oder die Antriebe (40, 41) für die Abschirmbleche (39, 39' ...) und/oder die Anstellung der Ventile (29) für das Kühlmittel steuern und/oder regeln.
  23. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 22,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in Bandlaufrichtung (20) vor und hinter dem Kühlrollgang (21) Planheitsmeßgeräte (46, 47) vorgesehen sind, die auf den Rechner (45) bzw. Regler arbeiten, und daß in Abhängigkeit der ermittelten Planheitswerte und/oder der ermittelten Temperaturen bzw. Temperaturdifferenzen die Antriebe für die Spritzbalken/Spritzdüsen und/oder die Antriebe für die Abschirmbleche und/oder die Ventile für die Kühlmittelzufuhr gesteuert und/oder geregelt werden.
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