EP1427549A1 - Spritzbalken für eine hydraulische entzunderungsanlage - Google Patents

Spritzbalken für eine hydraulische entzunderungsanlage

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EP1427549A1
EP1427549A1 EP02798705A EP02798705A EP1427549A1 EP 1427549 A1 EP1427549 A1 EP 1427549A1 EP 02798705 A EP02798705 A EP 02798705A EP 02798705 A EP02798705 A EP 02798705A EP 1427549 A1 EP1427549 A1 EP 1427549A1
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spray
spray bar
check valve
bar according
water
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Werner VÖLKEL
Helmut Stötzel
Bernd Niklas
Peter Kniesa
Achim Klein
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SMS Demag AG
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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
    • B21B45/04—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 de-scaling, e.g. by brushing
    • B21B45/08—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 de-scaling, e.g. by brushing hydraulically
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B9/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour
    • B05B9/03—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour characterised by means for supplying liquid or other fluent material
    • B05B9/035—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour characterised by means for supplying liquid or other fluent material to several spraying apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/30—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages
    • B05B1/3006—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages the controlling element being actuated by the pressure of the fluid to be sprayed
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    • 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

Definitions

  • the invention relates to a spray bar of a hydraulic descaling system with a plurality of spray nozzles arranged on its surface.
  • the scale generated in the furnace, during rolling or during casting leads to high tool and roller wear and also prevents the early detection of casting errors, which reduces the quality of the end product.
  • Tinder can be removed chemically, electrochemically or mechanically. Effective mechanical descaling is possible using hydraulic descaling systems that remove primary or secondary igniters with press water jets.
  • the press water jet hitting the glowing, scaled steel surface under high pressure ensures that the scale is removed.
  • the process-relevant parameters are the cooling effect and the breaking effect, the occurrence of which essentially depends on the amount of water per unit of time, the water pressure in front of the nozzle and the distance from the nozzle to the descaling material.
  • Known hydraulic descaling systems have a spray bar with several spray nozzles arranged on its surface.
  • a spray bar is known from DE 3733131 A1, in which the individual spray nozzles can be switched via separate spray valves. With such a spray bar, the energy and water consumption can be adapted to the width of the rolling stock to be descaled.
  • a spray bar with a group of spray nozzles arranged in a row is also known, in which the spray nozzles can be switched individually by actuating a common adjusting element.
  • the adjusting element can optionally be axially displaced, rotated or screwed or screwed into a distributor pipe for the spray water.
  • the invention is therefore based on the object of providing a spray bar with which high temperature constancy can be ensured from the beginning to the end of the rolling stock and cooling of its surface which is too rapid can be avoided.
  • the solution to this problem is based on the idea of enabling the splash water to be switched on and off exactly, particularly at the beginning and end of the band. For this, the leakage of residual water from the spray nozzles must be effectively prevented.
  • the object is achieved in that a check valve is assigned to a spray bar of the type mentioned at the beginning.
  • the spray bar has at least one distributor pipe for supplying water to the spray nozzles and branch off supply ducts to the spray nozzles from the distributor pipe, the undesired amount of residual water can be prevented particularly effectively by arranging the check valves in the supply ducts, preferably immediately before each spray nozzle. As soon as the hydraulic control of the descaling system switches off the water, the check valves ensure that no more water gets onto the rolling stock at the moment.
  • the spray nozzles can additionally be individually switched in a manner known per se in an advantageous embodiment of the invention.
  • Each check valve expediently has a closing spring which acts against the flow direction, so that the check valve opens against the spring force of the closing spring.
  • the spring force of the closing spring is matched to the water pressure in the spray bar. As soon as the water flow is stopped, the water pressure drops and the closing springs move the shut-off device of the check valve into the closed position.
  • each non-return valve is arranged in a block which is connected to the feed channel and which is detachably connected to the spray bar.
  • these advantageously consist of a corrosion-resistant material.
  • Fig. 1 shows a spray bar according to the invention in a cross-sectional view
  • Fig. 2 is a schematic representation of a spray bar according to the invention in a side view.
  • FIG. 1 shows the cross section of a spray bar 1 according to the invention with a plurality of spray nozzles 2 arranged in a row.
  • the spray bar 1 has a distributor pipe 3, from which feed ducts 4.1 to 4.8 branch off to the spray nozzles 2.1 to 2.8.
  • the spray nozzles 2.1. to 2.8 are arranged in a row (see. Fig. 2).
  • the water 4 is led to the spray nozzles 2.1 to 2.8 and sprayed there onto the rolling stock 5 to be descaled, which moves in the direction of the arrow 6 shown in FIG.
  • a supply line 8 is connected to a connection 7 of the distributor pipe 3 and connects the distributor pipe to a supply 9, 11 for high-pressure and low-pressure water. Via an electro-hydraulic control 12, the high-pressure water with a pressure of approximately 200 bar or the low-pressure water with a pressure of up to 10 bar is optionally fed into the feed line 8.
  • a check valve 13.1 to 13.8 is arranged immediately in front of each spray nozzle 2.1 to 2.8.
  • Each check valve 13.1 to 13.8 has a closing spring 16 which acts on the shut-off device 14 against the flow direction 15 and which has the effect that the shut-off device 14 closes the feed channel 4.1 to 4.8 as soon as the electrohydraulic control 12 stops supplying water from the supply 9, 11 in derogation.
  • check valve 13.1 to 13.8 Any residual water still present in the feed line 8 or the feed channels 4.1 to 4.8 is effectively retained by the check valve 13.1 to 13.8. Since, depending on whether the descaling system is operated with low-pressure or high-pressure water, different closing springs 16 are required, the check valves 13 are arranged in blocks 17 which can be screwed into the spray bar 1. The blocks 17 have corresponding inlets and outlets with the feed channels 4.1 to 4.8, so that the water flows through the check valves integrated in the blocks.
  • control shown only for a spray bar arranged above the belt 5 can be carried out in the same way for controls arranged below the belt.

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Description

Spritzbalken für eine hydraulische Entzunderungsanlage
Die Erfindung betrifft einen Spritzbalken einer hydraulischen Entzunderungs- anläge mit mehreren auf dessen Oberfläche angeordneten Spritzdüsen.
Der im Ofen, während des Walzens oder beim Gießen entstehende Zunder, führt zu hohem Werkzeug- bzw. Walzenverschleiß und verhindert auch die Früherkennung von Gießfehlern, wodurch die Qualität des Endproduktes vermin- dert wird.
Zunder kann chemischen, elektrochemisch oder mechanisch entfernt werden. Eine wirksame mechanische Entzunderung ist mittels hydraulischen Entzunderungsanlagen möglich, die mit Presswasserstrahlen Primär- oder Sekundärzun- der entfernen.
Der unter hohem Druck auf die glühende, verzunderte Stahloberfläche auftreffende, Presswasserstrahl sorgt dabei für die Entfernung des Zunders. Als prozessrelevante Parameter sind der Abkühleffekt und der Brecheffekt zu nennen, deren Eintreten im wesentlichen von der Wassermenge pro Zeiteinheit, dem Wasserdruck vor der Düse und dem Abstand der Düse zu dem entzundernden Material abhängt.
Bekannte hydraulische Entzunderungsanlagen weisen einen Spritzbalken mit mehreren auf dessen Oberfläche angeordneten Spritzdüsen auf.
Aus der DE 3733131 A1 ist ein Spritzbalken bekannt, bei dem die einzelnen Spritzdüsen über separate Spritzventile schaltbar sind. Mit einem derartigen Spritzbalken lässt sich der Energie- und Wasserverbrauch der Breite des zu entzundernden Walzgutes anpassen. Aus der DE 198 05 377 A1 ist darüber hinaus ein Spritzbalken mit einer in einer Reihe angeordneten Gruppe von Spritzdüsen bekannt, bei dem die Spritzdüsen durch Betätigen eines gemeinsamen Verstellorgans einzeln schaltbar sind. Das Verstellorgan ist wahlweise in einem Verteilerrohr für das Spritzwasser axial verschiebbar, verdrehbar oder in dieses ein- bzw. ausschraubbar.
Neben der exakten Anpassung an die Breite spielt bei einem immer größer werdenden Bereich von zu walzenden SpezialStählen die Temperaturkonstanz vom Bandanfang bis zum Bandende eine entscheidende Rolle. Schließlich sind teilweise Walzverfahren erforderlich, bei denen nicht bei jedem Durchlauf des Walzgutes durch das Gerüst auch gleichzeitig Wasser aufgespritzt werden darf, da andernfalls die Oberflächen zu schnell abkühlen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrund, einen Spritzbalken zu schaffen, mit dem sich eine hohe Temperaturkonstanz vom Anfang bis zum Ende des Walzgutes sicherstellen und eine zu schnelle Abkühlung von dessen Oberfläche vermeiden lässt.
Die Lösung dieser Aufgabe beruht auf dem Gedanken, ein exaktes Zu- und Abschalten des Spritzwassers zu ermöglichen, insbesondere am Bandanfang und am Bandende. Hierzu muss wirksam der Austritt von Restwasser aus den Spritzdüsen unterbunden werden.
Im einzelnen wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass bei einem Spritzbalken der eingangs erwähnten Art jeder Spritzdüse ein Rückschlag- Ventil zugeordnet ist.
Wenn der Spritzbalken mindestens ein Verteilerrohr zum Zuführen von Wasser zu den Spritzdüsen aufweist und von dem Verteilerrohr Zuführkanäle zu den Spritzdüsen abzweigen, lässt sich die unerwünschte Restwassermenge besonders effektiv unterbinden, indem die Rückschlag-Ventile in den Zu- führungskanälen angeordnet sind, vorzugsweise unmittelbar vor jeder Spritzdüse. Sobald die hydraulische Steuerung der Entzunderungsanlage das Wasser abschaltet, bewirken die Rückschlag-Ventile, dass augenblicklich kein Wasser mehr auf das Walzgut gelangt.
Um eine Anpassung an die Breite des Walzgutes zu ermöglichen, sind in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung die Spritzdüsen in an sich bekannter Weise zusätzlich einzeln schaltbar.
Jedes Rückschlag-Ventil weist zweckmäßigerweise eine gegen die Durchfluss- richtung wirkende Schließfeder auf, so dass das Rückschlag-Ventil gegen die Federkraft der Schließfeder öffnet. Die Federkraft der Schließfeder ist auf den in dem Spritzbalken herrschenden Wasserdruck abgestimmt. Sobald der Wasser- fluss unterbunden wird, fällt der Wasserdruck ab und die Schließfedern bewegen das Absperrorgan des Rückschlag-Ventils in die Schließstellung.
Die Wartung und/oder der Austausch der Rückschlag-Ventile lässt sich vereinfachen, wenn jedes Rückschlag-Ventil in einem in den Zuführkanal eingeschalteten Block angeordnet ist, der lösbar mit dem Spritzbalken verbunden ist.
Um Fehlfunktionen der Rückschlag-Ventile zu vermeiden, bestehen diese vorteilhafterweise aus einem korrosionsbeständigen Material.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles.
Es zeigen in prinzipieller Darstellung:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Spritzbalken in Querschnittsdarstellung sowie Fig. 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Spritzbalkens in einer Seitenansicht.
Figur 1 zeigt den Querschnitt eines erfindungsgemäßen Spritzbalkens 1 mit mehreren in einer Reihe angeordneten Spritzdüsen 2. Der Spritzbalken 1 weist ein Verteilerrohr 3 auf, von dem Zuführkanäle 4.1 bis 4.8 zu den Spritzdüsen 2.1 bis 2.8 abzweigen. Die Spritzdüsen 2.1. bis 2.8 sind in einer Reihe angeordnet (vgl. Fig. 2).
Mittels des Verteilerrohrs 3 wird das Wasser 4 zu den Spritzdüsen 2.1 bis 2.8 geführt und dort auf das zu entzundernde Walzgut 5 gespritzt, das sich in Richtung des in Figur 1 dargestellten Pfeiles 6 bewegt.
An einem Anschluss 7 des Verteilerrohrs 3 ist eine Zuführleitung 8 angeschlossen, die das Verteilerrohr mit einer Versorgung 9, 11 für Hochdruck- und Nie- derdruckwasser verbindet. Über eine elektrohydraulische Steuerung 12 wird wahlweise das Hochdruckwasser mit einem Druck von etwa 200 bar oder das Niederdruckwasser mit einem Druck von bis zu 10 bar in die Zuführleitung 8 eingespeist.
Unmittelbar vor jeder Spritzdüse 2.1 bis 2.8 ist ein Rückschlag-Ventil 13.1 bis 13.8 angeordnet. Jedes Rückschlag-Ventil 13.1 bis 13.8 weist eine auf das Absperrorgan 14 gegen die Durchflussrichtung 15 wirkende Schließfeder 16 auf, die bewirkt, dass das Absperrorgan 14 den Zuführkanal 4.1 bis 4.8 unmittelbar schließt, sobald die elektrohydraulische Steuerung 12 die Wasserzufuhr aus der Versorgung 9, 11 unterbindet.
Etwa noch in der Zuführleitung 8 oder den Zuführkanälen 4.1 bis 4.8 vorhandenes Restwasser wird wirksam von den Rückschlag-Ventil 13.1 bis 13.8 zurückgehalten. Da abhängig davon, ob die Entzunderungsanlage mit Niederdruck- oder Hochdruckwasser betrieben wird, unterschiedlich starke Schließfedern 16 erforderlich sind, sind die Rückschlag-Ventile 13 in Blöcken 17 angeordnet, die in den Spritzbalken 1 einschraubbar sind. Die Blöcke 17 weisen mit den Zuführkanälen 4.1 bis 4.8 korrespondierende Ein- bzw. Ausgänge auf, sodass der Durchfluss des Wassers durch die in die Blöcke integrierten Rückschlag-Ventile erfolgt.
Die lediglich für einen oberhalb des Bandes 5 angeordneten Spritzbalken dargestellte Steuerung kann in gleicher Weise für unterhalb des Bandes angeordnete Steuerungen ausgeführt sein.
Bezugszeichenliste

Claims

Patentansprüche:
1. Spritzbalken einer hydraulischen Entzunderungsanlage mit mehreren Spritzdüsen, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Spritzdüse (2) ein Rückschlagventil (13) zugeordnet ist.
2. Spritzbalken nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,
- dass der Spritzbalken (1) mindestens ein Verteilerrohr (3) zum Zuführen von Wasser zu den Spritzdüsen (2) aufweist,
- dass von dem Verteilerrohr (3) Zuführkanäle (4) zu den Spritzdüsen (2) abzweigen und - dass die Rückschlag-Ventile (13) in den Zuführungskanälen (4) angeordnet sind.
3. Spritzbalken nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlag-Ventile (13) unmittelbar vor jeder Spritzdüse (2) angeordnet sind.
4. Spritzbalken nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzdüsen (2) einzeln schaltbar sind.
5. Spritzbalken nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlag-Ventil (13) gegen eine Rückstellkraft, insbesondere eine Federkraft und/oder Gewichtsbelastung öffnet.
Spritzbalken nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Rückschlag-Ventil (13) eine gegen die Durchflussrichtung auf das Absperrorgan des Rückschlag-Ventils wirkende Schließfeder (16) aufweist.
7. Spritzbalken nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Rückschlag-Ventil (13) in einem in den Zuführkanal (4) eingeschalteten Block (17) angeordnet ist, der lösbar mit dem Spritzbalken (1) verbunden ist.
8. Spritzbalken nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Rückschlag-Ventile (13) aus einem korrosionsbe- ständigen Material bestehen.
EP02798705A 2001-09-19 2002-09-03 Spritzbalken für eine hydraulische entzunderungsanlage Expired - Lifetime EP1427549B1 (de)

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