EP0492227B1 - Device for cooling the pressing tools of a pressing machine and methods for its operation - Google Patents
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- EP0492227B1 EP0492227B1 EP91121014A EP91121014A EP0492227B1 EP 0492227 B1 EP0492227 B1 EP 0492227B1 EP 91121014 A EP91121014 A EP 91121014A EP 91121014 A EP91121014 A EP 91121014A EP 0492227 B1 EP0492227 B1 EP 0492227B1
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- B21B15/00—Arrangements for performing additional metal-working operations specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
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- B21B15/0035—Forging or pressing devices as units
- B21B15/005—Lubricating, cooling or heating means
Definitions
- the invention relates to a device for cooling the pressing tools of an upsetting press for reducing the width of slabs in hot broadband roughing mills with both sides of the slab edge, the mutually facing pressing tools receiving and mutually movable tool carriers and a method for operating the cooling device.
- the pressing tools of an upsetting press to reduce the width of slabs in hot wide strip roughing mills are exposed to extremely high mechanical and thermal loads. Since the temperature of the hot slab entering the upsetting press is approximately 1250 ° C and the pressing tool is exposed to direct thermal contact with the slab during the pressing and otherwise to the radiant heat emanating from the hot slab, the pressing tool must be cooled so that operationally acceptable tool life can be achieved will.
- Japanese patent application JP-A-2192805 proposes, for cooling the pressing tools of an upsetting press, to let in oval-shaped cooling channels in that edge region of the pressing tool which faces the slab edge in order to optimize the cooling of the pressing tools in these areas.
- the coolant supply consists of a distributor device, on which coolant nozzles aligned with the press edge of the press tool are arranged.
- the distributor device and the coolant nozzles are arranged horizontally above and below the slab edge.
- the same horizontal arrangement of the distributor device and the coolant nozzles has been proposed in Japanese Patent Laid-Open JP-A-63-132740 and JP-A-63-5837. Since the installation conditions in a compression press in the area of the pressing tools and the slab are sometimes very narrow, the external coolant supply of the previously known type is not always applicable.
- the object of the invention is to design a device for cooling the pressing tools of an upsetting press using the tightest of spaces, with which the pressing tool is cooled down reliably and sustainably to those maximum permissible material temperatures at which conventional temperature change-resistant materials can be used, which require multiple reworking allow the highly stressed pressing surfaces of the tool. Inexpensive materials should also be able to be used for the pressing tool; at the same time, the service life of these tools should be increased.
- the flat jet nozzles can be fixed in the nozzle bar, so that individual nozzles are assigned to certain working positions of the pressing tools in the upsetting press and are then switched off when the pressing tools are set to a new working position, for example because of a changed slab width; new, assigned nozzles are then switched on in accordance with the new working position of the pressing tools.
- the adaptation of the nozzles to the various working positions of the pressing tools is thereby considerably simplified.
- the ability to switch off or switch on entire rows of nozzles in the nozzle bar also allows the area of the front edge of each pressing tool to be acted upon from the outside and past the slab with a cooling medium in the form of spray cooling during the movement phase that is lifted from the slab edge.
- the control of the nozzle valves is expediently coupled to the control of the pressing tools.
- the coolant is largely kept away from the slab, in particular from the slab edge, so that the deformation energy introduced into the slab by the pressing tools is sufficient to compensate for the heat loss of the slab by heat radiation.
- the nozzle bar can be connected as a structural unit by means of a quick-connect connection to at least one coolant supply line, this considerably streamlines the maintenance of the Nozzles reached. Damage to individual nozzles can be remedied at a separate maintenance station, since the damaged nozzle bar can be replaced with a new or repaired nozzle bar.
- a further embodiment of the invention provides that in addition to the spray cooling of the pressing tool applied from the outside, this pressing tool is cooled internally.
- the coolant channels in the pressing tool can be moved back so far from the front edge of the tool that multiple reworking of the pressing surfaces of the pressing tool is ensured.
- FIG. 1 shows an upsetting press 1 with a press frame, consisting of two upper and two lower uprights 2, 3 and two crossbars 4, 5 connecting the uprights, the lower uprights 3 resting on a foundation 6.
- the upsetting press also has two crankcases 7, in which an eccentric drive (not shown in more detail) for the translational movement of the tool carrier 8 and the pressing tool 9 is arranged.
- the slab 10 to be compressed is located between the pressing tools 9 of the upsetting press 1.
- the slab 10 is moved through the upsetting press on a roller table (not shown in more detail).
- two hold-down rollers 11 In the area of the pressing tools 9, two hold-down rollers 11 (FIG. 2) are arranged above and below the slab.
- the eccentric drive for tool carrier 8 and pressing tool 9 located in the crankcase 7 is driven by an articulated shaft 12 which is connected to a drive motor 14 via a gear 13.
- the position of the crankcase 7 in the press frame and thus the position of the pressing tools with respect to the width of the slab is adjusted with the aid of the adjusting device 15.
- the drive devices of the upsetting press namely drive motor 14, gear 13, cardan shaft 11 and eccentric drive in the crankcase 7, the tool carrier 8 and the pressing tool 9 are moved in the direction of arrow 16 against the edges of the slab in the horizontal direction, whereby the slab by prescribed dimensions in the width is reduced. Since the slab temperature is around 1250 ° C and the pressing tool acts on the slab edge during the pressing period, it is subjected to high mechanical and thermal stress.
- the upsetting press with a plurality of coolant nozzle 18 directed against the regions of the front edge 17 of each pressing tool 9.
- the coolant nozzles 18 are designed as flat jet nozzles with a predetermined scattering angle 19 and a plurality of flat jet nozzles 18, 18 ', 18'',18''' are combined to form a nozzle bar 20, which is arranged above and below the slab center 21.
- FIG. 1 A special compression position for a slab is shown in FIG. 1, the axes of the flat jet nozzles 18 being directed above and below the slab 10 against the front edge 17 of the tool. If, in some cases, wider or narrower slabs are to be pressed in a reducing manner, the flat jet nozzles 18 in the nozzle bar 20 are switched off and, for example, the flat jet nozzles 18 ', the axes of which are now aligned with the new slab width, are switched on.
- the nozzles of the nozzle bar are supplied from a container 22 with cooling medium, preferably water, which is supplied by means of a pump 23.
- the connection and disconnection of the flat jet nozzles in the nozzle bar is carried out with the aid of switchable valves 24 which are arranged in the individual supply line 25 assigned to the respective flat jet nozzle.
- Figure 2 shows the arrangement of the nozzle bar 20 above and below the slab 10 between the hold-down rollers 11.
- the nozzle bar 20 can be seen as a unit with integrated flat jet nozzles in this unit, the nozzle bar being connected to the water supply lines 25 by means of quick-connect connections 26.
- FIG. 3 and FIG. 4 show the nozzle bar 20 and the flat jet nozzles 18 arranged in the nozzle bar, according to which the nozzle bar is equipped in sections with a plurality of nozzle rows 18, 18 ', 18' ', 18' '' and each row of nozzles has a separate connection bore 27, 27 '. , 27 '', 27 '' 'is connected. As described above, each row of nozzles can be switched off or on individually.
- the row of nozzles 18 is connected, for example, to the connection bores 27, in the nozzle bar and to the connection head 28 and the associated connection line (FIG. 4).
- the row of nozzles 18 '' ' is then connected to the connection bore 27' '' and to the connection head 28 '' 'and the associated connection line.
- the connecting lines 28 and 28 '' ' can each be quickly coupled or uncoupled via a flange 29 to the water supply line 25, so that the nozzle bar 20 as a structural unit can be quickly replaced by a new nozzle bar.
- the scattering angle 19 specified for each flat jet nozzle is indicated schematically, as are the axes 30 ° of the flat jet nozzles aligned at different angles 1 or 2, which are fixed according to the slab width and the distance of the pressing tool from the slab center.
- the best cooling of the pressing tools can be brought about if the area of the front edge of each pressing tool is continuously spray-cooled from the outside with the cooling medium, preferably water. After a short operating time, a thermal steady state has set in, so that the temperature of the front edge of the pressing tool remains below the maximum permissible material temperature. The temperature drops further towards the inside of the tool.
- a slightly better cooling effect for the press tool can be achieved if in addition to that Spray cooling applied from the outside internally cools the press tool, for example, by means of coolant channels (not shown in detail) which are additionally arranged in the press tool at a distance from its front edge 17 and are connected to a coolant supply.
- coolant channels not shown in detail
- temperature change-resistant materials can be used for the pressing tool, the manufacture of which is economically favorable and the pressing surfaces can be reworked several times with the expected effort. Satisfactory cooling results for the pressing tool can also be achieved if the pressing tool is spray-cooled only during the process of upsetting a slab and not in the pause times between two slabs to be processed, or if the area of the leading edge of each pressing tool during the movement phase lifted from the slab edge coolant in the form of a spray cooling is applied to the outside and past the slab.
- heat-resistant materials would have to be used, the cooling intensity of the spray cooling also being regulated in accordance with the maximum permissible temperatures for the heat-resistant material of the pressing tool.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Kühlen der Preßwerkzeuge einer Stauchpresse zur Breitenreduktion von Brammen in Warmbreitband-Vorstraßen mit beidseitig zur Brammenkante angeordneten, die aufeinander zuweisenden Preßwerkzeuge aufnehmenden und gegeneinander bewegbaren Werkzeugträgern und ein Verfahren zum Betreiben der Kühleinrichtung.The invention relates to a device for cooling the pressing tools of an upsetting press for reducing the width of slabs in hot broadband roughing mills with both sides of the slab edge, the mutually facing pressing tools receiving and mutually movable tool carriers and a method for operating the cooling device.
Die Preßwerkzeuge einer Stauchpresse zur Reduzierung der Breite von Brammen in Warmbreitband-Vorstraßen sind einer außerordentlich hohen mechanischen und thermischen Belastung ausgesetzt. Da die Temperatur der in die Stauchpresse einlaufenden heißen Bramme ungefähr 1250° C beträgt und das Preßwerkzeug während des Pressens dem unmittelbaren Wärmekontakt mit der Bramme und ansonsten der von der heißen Bramme ausgehenden Strahlungswärme ausgesetzt ist, muß das Preßwerkzeug gekühlt werden, damit betrieblich vertretbare Werkzeugstandzeiten erreicht werden.The pressing tools of an upsetting press to reduce the width of slabs in hot wide strip roughing mills are exposed to extremely high mechanical and thermal loads. Since the temperature of the hot slab entering the upsetting press is approximately 1250 ° C and the pressing tool is exposed to direct thermal contact with the slab during the pressing and otherwise to the radiant heat emanating from the hot slab, the pressing tool must be cooled so that operationally acceptable tool life can be achieved will.
Bei einer bekannten Einrichtung zum Ändern des Querschnittes von aus einer Brammengießanlage kommenden hießen Brammen gemäß der DE-A-25 31 591 wird deshalb vorgeschlagen, die Kühlung der Preßwerkzeuge durch inneren Umlauf eines Mediums stattfinden zu lassen, wobei dafür gesorgt wird, daß die arbeitenden Seiten der Preßwerkzeuge sich auf oder nahe der höchstens zulässigen Temperatur befinden, um der Bramme die geringste Wärmemenge zu entziehen und eine übernormale Abnutzung der Werkzeuge zu vermeiden.In a known device for changing the cross section of slabs coming from a slab caster, according to DE-A-25 31 591, it is therefore proposed to cool the pressing tools by allowing internal circulation of a medium to take place, ensuring that the working sides of the pressing tools are at or near the maximum permissible temperature, in order to extract the least amount of heat from the slab and to avoid abnormal wear of the tools.
In der japanischen Offenlegungsschrift JP-A-2192805 wird zur Kühlung der Preßwerkzeuge einer Stauchpresse vorgeschlagen, in demjenigen Kantenbereich des Preßwerkzeugs, welcher der Brammenkante gegenübersteht, ovalförmig ausgebildete Kühlkanäle einzulassen, um die Kühlung der Preßwerkzeuge in diesen Bereichen zu optimieren.Japanese patent application JP-A-2192805 proposes, for cooling the pressing tools of an upsetting press, to let in oval-shaped cooling channels in that edge region of the pressing tool which faces the slab edge in order to optimize the cooling of the pressing tools in these areas.
Es ist jedoch erkannt worden, daß der Wärmefluß von der mit der heißen Bramme in Berührung kommenden Vorderkante des Preßwerkzeugs zu den Materialbereichen des Preßwerkzeugs, wo aus Festigkeitsgründen die Kühlmittelkanäle eingelassen sind, zu langsam erfolgt, und daß deshalb durch einen inneren Umlauf eines Kühlmediums vom Preßwerkzeug nicht genügend Wärme abgeführt werden kann mit der Folge, daß die Werkzeugtemperatur nach einer gewissen Betriebszeit weit oberhalb der höchstens zulässigen Temperaturen einpendelt. Eine Verlegung der Kühlmittelkanäle im Werkzeug in einem geringeren Abstand zu den zu kühlenden Preßflächen hat zur Folge, daß die Preßflächen des Preßwerkzeugs nur noch bedingt nachgearbeitet werden können und dessen Einsatzzeiten deshalb in einem wirtschaftlich nicht vertretbaren Ausmaß vermindert werden. Ferner ist es aus Kostengründen nicht vertretbar, die Preßflächen des Werkzeugs mit solch hochwertigen Materialien - bspw. durch Auftragsschweißen - zu beschichten, welche den extrem hohen Betriebstemperaturen standhalten. Auch lassen solche hochwertigen Metallegierungen eine Nacharbeit der Preßflächen nur mit erheblichem technischen Aufwand zu.However, it has been recognized that the heat flow from the front edge of the pressing tool, which comes into contact with the hot slab, to the material areas of the pressing tool, where the coolant channels are embedded for reasons of strength, takes place too slowly, and therefore because of an internal circulation of a cooling medium from the pressing tool not enough heat can be dissipated, with the result that after a certain operating time the tool temperature settles far above the maximum permissible temperatures. A relocation of the coolant channels in the tool at a smaller distance from the press surfaces to be cooled has the consequence that the press surfaces of the press tool can only be reworked to a limited extent and its operating times are therefore reduced to an economically unacceptable extent. Furthermore, for cost reasons, it is not justifiable to coat the pressing surfaces of the tool with such high-quality materials - for example by cladding - that can withstand the extremely high operating temperatures. Such high-quality metal alloys also allow reworking of the pressing surfaces only with considerable technical effort.
Aus der japanischen Offenlegungsschrift JP-A-61-33730 ist eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Außenkühlung der Preßwerkzeuge bekannt, wobei fluide Kühlmittel der vorderen Kante der Preßwerkzeuge zugeführt werden, wenn diese von der Brammenkante abgehoben sind. Die Kühlmittelzuführung besteht aus einer Verteilervorrichtung, an der zur Preßkante des Preßwerkzeugs ausgerichtete Kühlmitteldüsen angeordnet sind. Die Verteilervorrichtung und die Kühlmitteldüsen sind horizontal oberhalb und unterhalb der Brammenkante angeordnet. Dieselbe horizontale Anordnung der Verteilervorrichtung und der Kühlmitteldüsen ist in der japanischen Offenlegungsschrift JP-A-63-132740 sowie JP-A-63-5837 vorgeschlagen worden. Da die Einbauverhältnisse bei einer Stauchpresse im Bereich der Preßwerkzeuge und der Bramme teilweise sehr eng sind, ist die äußere Kühlmittelzuführung der vorbekannten Art nicht immer anwendbar.From JP-A-61-33730 a generic device for external cooling of the pressing tools is known, whereby fluid Coolant are fed to the front edge of the pressing tools when they are lifted off the slab edge. The coolant supply consists of a distributor device, on which coolant nozzles aligned with the press edge of the press tool are arranged. The distributor device and the coolant nozzles are arranged horizontally above and below the slab edge. The same horizontal arrangement of the distributor device and the coolant nozzles has been proposed in Japanese Patent Laid-Open JP-A-63-132740 and JP-A-63-5837. Since the installation conditions in a compression press in the area of the pressing tools and the slab are sometimes very narrow, the external coolant supply of the previously known type is not always applicable.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zum Kühlen der Preßwerkzeuge einer Stauchpresse unter Ausnutzung engster Platzverhältnisse zu konzipieren, mit welcher das Preßwerkzeug zuverlässig und nachhaltig auf solche höchstens zulässigen Materialtemperaturen heruntergekühlt wird, bei welchen herkömmliche temperaturwechsel-beständige Werkstoffe einsetzbar sind, welche ein mehrfaches Nacharbeiten der hochbeanspruchten Preßflächen des Werkzeuges zulassen. Auch sollen für das Preßwerkzeug preiswerte Werkstoffe eingesetzt werden können; gleichwohl sollen die betrieblichen Standzeiten dieser Werkzeuge erhöht werden.The object of the invention is to design a device for cooling the pressing tools of an upsetting press using the tightest of spaces, with which the pressing tool is cooled down reliably and sustainably to those maximum permissible material temperatures at which conventional temperature change-resistant materials can be used, which require multiple reworking allow the highly stressed pressing surfaces of the tool. Inexpensive materials should also be able to be used for the pressing tool; at the same time, the service life of these tools should be increased.
Diese Aufgabe wird ausgehend vom Stand der Technik nach dem Obergriff des Anspruchs 1 in einer für den Fachmann unvermutet einfachen Weise dadurch gelöst, daß die Flachstrahldüsen übereinanderliegend zu einem senkrecht angeordneten Düsenbalken zusammengefaßt sind, und daß der Düsenbalken zwischen zwei die Bramme niederhaltenden Druckrollen angeordnet ist, daß die Achsen der Flachstrahldüsen nach Maßgabe der Brammenbreite und des Abstandes des Preßwerkzeuges von der Brammenmitte mit unterschiedlichen Winkeln α gegen die Vorderkante des Preßwerkzeugs ausgerichtet sind, und daß jede einzelne Düse von einem Ventil abschaltbar bzw. zuschaltbar ausgestaltet ist und daß der Düsenbalken abschnittsweise mit mehreren Düsenreihen ausgerüstet ist, und daß jede Düsenreihe mit einer separaten Kühlmittelleitung verbunden ist, und daß jede Düsenreihe mittels Ventil abschaltbar bzw. zuschaltbar ausgestaltet ist. Entgegen der allgemeinen Erwartung stellt sich bereits nach kurzer Betriebszeit ein fast stationärer Temperaturverlauf ein, der im Bereich der Preßfläche deutlich unterhalb der zulässigen Werkstofftemperatur bleibt und zum Inneren des Werkzeugs weiter abnimmt. Ferner wird unter Ausnutzung engster Platzverhältnisse die Versorgung und Verteilung des Kühlmediums erleichtert. Die Flachstrahldüsen können in dem Düsenbalken fest eingestellt werden, so daß einzelne Düsen bestimmten Arbeitspositionen der Preßwerkzeuge in der Stauchpresse zugeordnet sind und dann abgeschaltet werden, wenn die Preßwerkzeuge auf eine neue Arbeitsposition z.B. wegen geänderter Brammenbreite eingestellt werden; der neuen Arbeitsposition der Preßwerkzeuge entsprechend werden dann neue, zugeordnete Düsen zugeschaltet. Insgesamt wird hierdurch die Anpassung der Düsen an die verschiedenen Arbeitspositionen der Preßwerkzeuge ganz erheblich vereinfacht.This object is achieved on the basis of the prior art according to the preamble of claim 1 in an unexpectedly simple manner for the person skilled in the art in that the flat jet nozzles are combined one above the other to form a vertically arranged nozzle bar and in that the nozzle bar is arranged between two pressure rollers holding down the slab, that the axes of the flat jet nozzles are aligned according to the slab width and the distance of the pressing tool from the slab center with different angles α to the front edge of the pressing tool, and that each individual nozzle can be switched off or switched on by a valve and that the nozzle bar is sectionally with several Rows of nozzles is equipped, and that each row of nozzles is connected to a separate coolant line, and that each row of nozzles is designed to be switched off or on by means of a valve. Contrary to the general expectation, an almost steady temperature curve occurs after a short operating time, which remains significantly below the permissible material temperature in the area of the pressing surface and decreases further towards the inside of the tool. Furthermore, the supply and distribution of the cooling medium is facilitated by using the tightest of spaces. The flat jet nozzles can be fixed in the nozzle bar, so that individual nozzles are assigned to certain working positions of the pressing tools in the upsetting press and are then switched off when the pressing tools are set to a new working position, for example because of a changed slab width; new, assigned nozzles are then switched on in accordance with the new working position of the pressing tools. Overall, the adaptation of the nozzles to the various working positions of the pressing tools is thereby considerably simplified.
Die Abschaltbarkeit bzw. die Zuschaltbarkeit ganzer Düsenreihen im Düsenbalken läßt es auch zu, daß der Bereich der Vorderkante jedes Preßwerkzeugs während der von der Brammenkante abgehobenen Bewegungsphase von außen und an der Bramme vorbei mit einem Kühlmedium in Form einer Sprühkühlung beaufschlagt wird. Die Steuerung der Düsenventile ist in diesem Falle zweckmäßigerweise mit der Steuerung der Preßwerkzeuge gekoppelt. Das Kühlmittel wird weitgehend von der Bramme, insbesondere von der Brammenkante ferngehalten, so daß die von den Preßwerkzeugen in die Bramme eingebrachte Verformungsenergie ausreicht, um den Wärmeverlust der Bramme durch Wärmestrahlung auszugleichen.The ability to switch off or switch on entire rows of nozzles in the nozzle bar also allows the area of the front edge of each pressing tool to be acted upon from the outside and past the slab with a cooling medium in the form of spray cooling during the movement phase that is lifted from the slab edge. In this case, the control of the nozzle valves is expediently coupled to the control of the pressing tools. The coolant is largely kept away from the slab, in particular from the slab edge, so that the deformation energy introduced into the slab by the pressing tools is sufficient to compensate for the heat loss of the slab by heat radiation.
Wenn nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung der Düsenbalken als eine Baueinheit mittels einer Schnellschlußverbindung mit mindestens einer Kühlmittel-Versorgungsleitung verbindbar ist, so wird hierdurch eine erhebliche Rationalisierung der Wartung der Düsen erreicht. Beschädigungen einzelner Düsen können auf einem separaten Wartungsplatz behoben werden, da der beschädigte Düsenbalken insgesamt gegen einen neuen bzw. reparierten Düsenbalken ausgetauscht werden kann.If, according to another embodiment of the invention, the nozzle bar can be connected as a structural unit by means of a quick-connect connection to at least one coolant supply line, this considerably streamlines the maintenance of the Nozzles reached. Damage to individual nozzles can be remedied at a separate maintenance station, since the damaged nozzle bar can be replaced with a new or repaired nozzle bar.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß zusätzlich zu der von außen aufgebrachten Sprühkühlung des Preßwerkzeugs eine Innenkühlung dieses Preßwerkzeugs erfolgt. In diesem Fall können die Kühlmittelkanäle im Preßwerkzeug so weit von der Werkzeugvorderkante zurückverlegt werden, daß ein mehrfaches Nacharbeiten der Preßflächen des Preßwerkzeugs gewährleistet ist.A further embodiment of the invention provides that in addition to the spray cooling of the pressing tool applied from the outside, this pressing tool is cooled internally. In this case, the coolant channels in the pressing tool can be moved back so far from the front edge of the tool that multiple reworking of the pressing surfaces of the pressing tool is ensured.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels einer Kühleinrichtung für die Preßwerkzeuge einer Stauchpresse näher beschrieben. Es zeigen
- Figur 1
- die Anordnung von gegen die Preßwerkzeuge gerichteten Kühldüsen oberhalb und unterhalb der Brammenmitte,
- Figur 2
- die Anordnung eines mit mehreren Kühldüsen versehenen Düsenbalkens zwischen den Niederhalterollen der Stauchpresse in einer Seitenansicht,
Figur 3- der Düsenbalken mit Flachstrahldüsen in vergrößerter Darstellung.
Figur 4- Der Düsenbalken gem.
Figur 3 teilweise im Schnitt.
- Figure 1
- the arrangement of cooling nozzles directed against the pressing tools above and below the center of the slab,
- Figure 2
- the arrangement of a nozzle bar provided with a plurality of cooling nozzles between the hold-down rollers of the upsetting press in a side view,
- Figure 3
- the nozzle bar with flat jet nozzles in an enlarged view.
- Figure 4
- The nozzle bar acc. Figure 3 partially in section.
Figur 1 zeigt eine Stauchpresse 1 mit einem Pressengerüst, bestehend aus zwei oberen und zwei unteren Ständerholmen 2, 3 sowie aus zwei die Ständerholme verbindenden Querholmen 4,5, wobei die unteren Ständerholme 3 auf einem Fundament 6 aufliegen. Die Stauchpresse weist ferner zwei Kurbelgehäuse 7 auf, in denen ein nicht näher dargestellter Exzenterantrieb für die translatorische Bewegung der Werkzeugträger 8 und des Preßwerkzeugs 9 angeordnet sind. Zwischen den Preßwerkzeugen 9 der Stauchpresse 1 befindet sich die zu stauchende Bramme 10. Die Bramme 10 wird auf einem nicht näher dargestellten Rollgang durch die Stauchpresse bewegt. Im Bereich der Preßwerkzeuge 9 sind oberhalb und unterhalb der Bramme je zwei Niederhalterollen 11 (Figur 2) angeordnet. Der im Kurbelgehäuse 7 befindliche Exzenterantrieb für Werkzeugträger 8 und Preßwerkzeug 9 wird von einer Gelenkwelle 12 angetrieben, die über ein Getriebe 13 mit einem Antriebsmotor 14 in Verbindung steht. Die Lage des Kurbelgehäuses 7 im Pressengerüst und damit die Stellung der Preßwerkzeuge in Bezug auf die Breite der Bramme wird mit Hilfe der Anstellvorrichtung 15 eingestellt. Mittels der Antriebseinrichtungen der Stauchpresse, nämlich Antriebsmotor 14, Getriebe 13, Gelenkwelle 11 sowie Exzenterantrieb im Kurbelgehäuse 7 wird der Werkzeugträger 8 und das Preßwerkzeug 9 in Richtung des Pfeiles 16 gegen die Kanten der Bramme in horizontaler Richtung bewegt, wodurch die Bramme um vorgeschriebene Maße in der Breite reduziert wird. Da die Brammentemperatur bei etwa 1250° C liegt und das Preßwerkzeug während der Preßdauer an der Brammenkante angreift wird es mechanisch und thermisch hoch beansprucht. Erfindungsgemäß wird deshalb vorgeschlagen, zum Zweck des Kühlens der Preßwerkzeuge die Stauchpresse mit mehreren gegen die Bereiche der Vorderkante 17 eines jeden Preßwerkzeuges 9 gerichteten Kühlmitteldüse 18 zu versehen. Die Kühlmitteldüsen 18 sind als Flachstrahldüsen mit einem vorgegebenen Streuwinkel 19 ausgebildet und mehrere Flachstrahldüsen 18, 18',18'',18''' sind zu einem Düsenbalken 20 zusammgefaßt, der oberhalb und unterhalb zur Brammenmitte 21 angeordnet ist.FIG. 1 shows an upsetting press 1 with a press frame, consisting of two upper and two
In Figur 1 ist eine spezielle Stauchposition für eine Bramme dargestellt, wobei die Achsen der Flachstrahldüsen 18 oberhalb und unterhalb der Bramme 10 gegen die Werkzeugvorderkante 17 gerichtet sind. Sollen fallweise breitere bzw. schmalere Brammen reduzierend gepreßt werden, so sind die Flachstrahldüsen 18 im Düsenbalken 20 abgeschaltet und bspw. die Flachstrahldüsen 18', deren Achsen nunmehr auf die neue Brammmenbreite ausgerichtet sind, sind zugeschaltet. Die Düsen des Düsenbalkens werden aus einem Behälter 22 mit Kühlmedium, vorzugsweise Wasser versorgt, welches mittels einer Pumpe 23 zugefördert wird. Die Zuschaltung und Abschaltung der Flachsstrahldüsen im Düsenbalken wird mit Hilfe von schaltbaren Ventilen 24 vorgenommen, die in der einzelnen der jeweiligen Flachstrahldüse zugeordneten Versorgungsleitung 25 angeordnet sind.A special compression position for a slab is shown in FIG. 1, the axes of the
Figur 2 zeigt die Anordnung des Düsenbalkens 20 oberhalb und unterhalb der Bramme 10 zwischen den Niederhalterollen 11. Erkennbar ist der Düsenbalken 20 als eine Baueinheit mit in dieser Baueinheit intergrierten Flachstrahldüsen ausgebildet, wobei der Düsenbalken mittels Schnellschlußverbindungen 26 an die Wasser-Versorgungsleitungen 25 angeschlossen ist.Figure 2 shows the arrangement of the
Figur 3 und Figur 4 zeigen den Düsenbalken 20 und die im Düsenbalken angeordneten Flachstrahldüsen 18, wonach der Düsenbalken abschnittsweise mit mehreren Düsenreihen 18, 18', 18'', 18''' ausgerüstet ist und jede Düsenreihe mit einer separaten Anschlußbohrung 27, 27', 27'', 27''' verbunden ist. Wie zuvor beschrieben ist jede Düsenreihe für sich genommen abschaltbar bzw. zuschaltbar. Die Düsenreihe 18 steht bspw. mit den Anschlußbohrungen 27, im Düsenbalken in Verbindung sowie mit dem Anschlußkopf 28 und der zugehörigen Anschlußleitung (Figur 4). Die Düsenreihe 18''' steht sodann mit der Anschlußbohrung 27''' in Verbindung sowie mit dem Anschlußkopf 28''' und der zugehörigen Anschlußleitung. Die Anschlußleitungen 28 und 28''' sind jeweils über einen Flansch 29 mit der Wasser-Versorgungsleitung 25 schnell koppelbar bzw. entkoppelbar, so daß der Düsenbalken 20 als eine Baueinheit schnell durch einen neuen Düsenbalken auswechselbar ist. In Figur 4 ist der für jede Flachstrahldüse vorgegebene Streuwinkel 19 schematisch angedeutet sowie die unter verschiedenen Winkeln 1 bzw 2 ausgerichteten Achsen 30° der Flachstrahldüsen, die nach Maßgabe der Brammenbreite und des Abstandes des Preßwerkzeuges von der Brammenmitte fest eingestellt werden.FIG. 3 and FIG. 4 show the
Im Betrieb der Stauchpresse läßt sich die beste Kühlung der Preßwerkzeuge dann bewirken, wenn der Bereich der Vorderkante jedes Preßwerkzeuges von außen mit dem Kühlmedium, vorzugsweise Wasser ständig sprühgekühlt wird. Nach einer kurzen Betriebszeit hat sich ein thermische stationärer Zustand eingestellt, so daß die Temperatur der Vorderkante des Preßwerkzeugs unterhalb der maximal zulässigen Werkstofftemperatur bleibt. Zum Innern des Werkzeugs fällt die Temperatur weiter ab. Eine geringfügig bessere Kühlwirkung für das Preßwerkzeug läßt sich dann erreichen, wenn zusätzlich zu der von außen aufgebrachten Sprühkühlung eine Innenkühlung des Preßwerkzeugs erfolgt bspw. durch in dem Preßwerkzeug mit Abstand zu dessen Vorderkante 17 zusätzlich angeordneten Kühlmittelkanäle (nicht näher dargestellt), die an eine Kühlmittelversorgung angeschlossen werden. Dies ist allerdings mit einem technisch höheren Aufwand verbunden. In diesen Fällen lassen sich temperaturwechselbeständige Werkstoffe für das Preßwerkzeug einsetzen, deren Herstellung wirtschaftlich günstig ist und deren Preßflächen sich mit erwartungsgemäßen Aufwand mehrfach nachbearbeiten lassen. Befriedigende Kühlergebnisse für das Presswerkzeug lassen sich auch dann erzielen, wenn das Preßwerkzeug nur während des Vorgangs des Stauchens einer Bramme und nicht in den Pausenzeiten zwischen zwei zu bearbeitenden Brammen sprühgekühlt wird oder wenn der Bereich der Vorderkante jedes Preßwerkzeugs während der von der Brammenkante abgehobenen Bewegungsphase von außen und an der Bramme vorbei mit einem Kühlmittel in Form einer Sprühkühlung beaufschlagt wird. Hier müßten allerdings hochwarmfeste Werkstoffe eingesetzt werden, wobei die Kühlintensität der Sprühkühlung ebenfalls nach Maßgabe der maximal zulässigen Temperaturen für den hochwarmfesten Werkstoff des Preßwerkzeugs geregelt wird.In the operation of the upsetting press, the best cooling of the pressing tools can be brought about if the area of the front edge of each pressing tool is continuously spray-cooled from the outside with the cooling medium, preferably water. After a short operating time, a thermal steady state has set in, so that the temperature of the front edge of the pressing tool remains below the maximum permissible material temperature. The temperature drops further towards the inside of the tool. A slightly better cooling effect for the press tool can be achieved if in addition to that Spray cooling applied from the outside internally cools the press tool, for example, by means of coolant channels (not shown in detail) which are additionally arranged in the press tool at a distance from its
- 11
- StauchpresseUpset press
- 2, 32, 3
- StänderholmStand spar
- 4, 54, 5
- QuerholmQuerholm
- 66
- Fundamentfoundation
- 77
- KurbelgehäuseCrankcase
- 88th
- WerkzeugträgerTool carrier
- 99
- PreßwerkzeugPress tool
- 1010th
- BrammeSlab
- 1111
- NiederhalterolleHold-down roll
- 1212th
- GelenkwellePTO shaft
- 1313
- Getriebetransmission
- 1414
- AntriebsmotorDrive motor
- 1515
- AnstellvorrichtungAdjusting device
- 1616
- BewegungspfeilMovement arrow
- 1717th
- Vorderkante des PreßwerkzeugsFront edge of the press tool
- 1818th
- Kühlmitteldüse/FlachstrahldüseCoolant nozzle / flat jet nozzle
- 1919th
- StreuwinkelScattering angle
- 2020th
- DüsenbalkenNozzle bar
- 2121
- BrammenmitteSlab center
- 2222
- H2O-BehälterH2O container
- 2323
- Pumpepump
- 2424th
- VentilValve
- 2525th
- Versorgungsleitungsupply line
- 2626
- SchnellschlußverbindungQuick connect
- 2727
- Anschlußbohrung im DüsenbalkenConnection hole in the nozzle bar
- 2828
- Anschlußkopf/AnschlußleitungConnection head / connecting cable
- 2929
- Flanschflange
- 3030th
- DüsenachseNozzle axis
Claims (5)
- Equipment for the cooling of the press tool (9) of an upsetting press (1) for the width reduction of slabs (10) in roughing trains for hot rolled strip, with tool carriers (8) which are arranged at both sides with respect to the slab edge are movable towards one another and receive the press tools (9), which face each other, wherein the upsetting press (1) comprises several coolant nozzles (18) directed towards the region of the front edge (17) of each press tool (9) and arranged above and below the slab centre (21), wherein these nozzles are constructed as flat-section jet nozzles with a predetermined scatter angle (19), characterised thereby that the flat-section jet nozzles (18) are combined one disposed above the other into a vertically arranged nozzle bar (20), that the nozzle bar (20) is arranged between two presser rollers (21) holding down the slab, that the axes (30) of the flat-section jet nozzles (18) are oriented at different angles α relative to the front edge (17) of the press tool (9) according to the slab width and the spacing of the press tool (9) from the slab centre (21), that each individual nozzle (18) is designed to be switchable off or switchable on by a valve, that the nozzle bar (20) is equipped section-by-section with several nozzle rows (18, 18', 18'', 18'''), that each nozzle row is connected with a separate coolant line (27, 28), and that each nozzle row is designed to be switchable off or switchable on by means of a valve (24).
- Cooling equipment for the press tool according to claim 1, characterised thereby that the nozzle bar (20) is connectible as a constructional unit with at least one coolant supply line (25) by means of a quick-locking connection (26).
- Cooling equipment for the press tool according to claim 1 or 2, characterised thereby that additional coolant channels are arranged in each press tool (9) at a spacing from the front edge (17) thereof.
- Operating method for the equipment for the cooling of the press tools (9) of the slab upsetting press (1) according to claims 1 to 3, characterised thereby that the region of the front edge (17) of each press tool (9) is constantly acted on, during the movement phase lifted up from the slab edge, by a coolant in the form of a spray cooling from outside and along the slab (10) and that the region of the front edge (17) of the press tool (9) is not spray-cooled in the interval between the upsetting of individual slabs (10), that the coolant is a cluster of fluid coolant jets, wherein the individual coolant jet is conducted at a predetermined scatter angle from at least one side towards the front edge (17) of the press tool (9) and individual coolant jets are switchable on or switchable off in accordance with the width of the slab (10) as well as the setting of the press tool relative to the slab edge, and that the cooling intensity of the coolant jets is regulated in accordance with the maximum permissible temperature for the material of the press tool (9).
- Operating method according to claim 4, characterised thereby that an internal cooling of the press tool (9) is carried out in addition to the externally applied spray cooling of the press tool (9).
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