SE464280B - Saett att kyla hetan i ett valsverk - Google Patents

Description

i 464 280 10 l5 20 25 BU 35 att nytt vatten når ytan på hetan. Detta innebär att dålig kylning erhålles. Kan man bryta ner ångfilmen periodvis så att ny ångfilm bildas som snabbt bryts ner igen kan däremot mycket god kylning erhållas. Om ingen ångfilm bildas, dvs. hetan går så snabbt genom vattnet att endast värmeledning mellan heta och vatten sker, erhålles dålig kylning, efter- som vatten leder värme dåligt.

För att uppnå bra kylning skall kylprocessen vara sådan att ångfilm bildas men spolas snabbt bort så att ny ångfilm kan bildas. Ett sätt att kyla hetan är att spola vatten på hetan med dysor (se exempelvis Pro conf “Mechanical working and steel processing", Cleveland, Oct. l979, pp 107-126.) Man kan även låta hetan gå igenom ett rör där man pressar in vatten i utrymmet mellan hetan och rörets innervägg enligt tysk Auslegeschrift 16 02 356. Kylröret brukar kallas ring- spaltskylrör och utrymmet mellan heta och rör materialspalt.

Vid lämplig relativhastighet mellan hetan och vattnet kommer en kraftig radiell och axiell turbulens att bryta ner ång- filmen och ge god kylning av hetan. En effekt som tidigt uppmärksammades är att en kallare yta (t.ex. 60ÜOC) är lät- tare att kyla än en varmare (t.ex. l000OC) beroende på att ytan som är GOOOC bildar ångfilmen långsammare än ytan som är l000oC. Detta innebär att samma kylhastighet (OC/S) kan uppnås för den kallare ytan med en lägre relativhastighet mellan heta och vatten. Se exempelvis Pro conf "Resources efficiency in iron and steel", G. Elsen: "Improved roll cooling practices for roll materials".

Föreliggande uppfinning har till ändamål att åstadkomma ett sätt att förbättra kylningen av hetan iett valsverk.

Det nya och kännetecknande för sättet enligt uppfin- ningen framgår av patentkraven.

Uppfinningen beskrivs i detalj i det följande under hänvisning till bifogade ritningsfigurer på vilka fig. 1 åskådliggör schematiskt en kylsträcka vid ett valsverk med tillämpning av sättet enligt uppfinningen, fig. 2 visar en längdsektion genom ett av kylrören vid kylsträckan enligt fig. l och fig. 3 är ett diagram som åskådliggör sambandet l0 l5 20 35 464 280 ' mellan vattentryck, vattenhastighet och tvärsektionsarea hos hetan vid sättet enligt uppfinningen.

Kylsträckan, som kan användas både för att kyla hetan mellan valsparen och efter färdigparet l, består av ett an- tal kylrör 2. Antalet varieras efter önskad kylning och ut- rymme. Kylrören består av ett hus 3 för vatten med utrör U och ett hus 5 för tryckluft med luftínlopp 6. Husen är fast- svetsade i en kylrörslåda 7.

I huset 3 för vatten fästs utledaren 8 från valsparet l.

Utledarens 8 längd bör vara så kort som möjligt för att så snabbt som möjligt leda in hetan i utröret 4. Till huset 3 för vatten leds högtrycksvatten (20-500 bar) in via röret 9.

Vattnet pressas därefter in i materialspalten, dvs. utrymmet mellan hetan (ej visad) och utrörets L: innervägg, där den egent- ligakylningenäger rmnochkætans yttemperatur kyls ned till ca lÛ0“C. En del av vattnet pressas också bakvägen ut från huset 3 in i utledaren 8 och mot valsarna l. Detta vatten hjälper till att hålla nere yttemperaturen på hetan sedan hetan släppt valsparet l. Vattnet som pressas ut från utröret H leds sedan in i huset 5 för tryckluft. Om liten kyleffekt önskas kopplas tryckluften (^*7 bar) till, varvid tryckluft blåses mot hetans rörelseriktning för att förhindra att vat- ten följer med hetan ut från kylröret 2. Önskas kraftig kyl- ning kopplas tryckluften ifrån. I stället leds då vattnet igenom huset 5 för tryckluft och vidare in i ledaren och vattenhuset för nästa kylrör l0.

Kylröret l0 och följande kylrör ll ser i längdsnitt likadana ut som kylröret 2. Vattnet från kylröret 2 kommer alltså att pressas in i vattenhuset och vidare in i utröret, dvs. hetan kommer att uppleva kylsträckan som ett enda långt utrör med vissa kortare avbrott. Dessa avbrott behövs för att ångan skall ha en möjlighet att komma ut ifrån vattnet.

Vid klena hetdimensioner, dvs. när materialspaltens tvärsnitt är litet, krävs ingen påspädning med vatten i efterkommande kylrör. Efter ett antal kylrör kommer vattnet att värmas upp och förångas bort, dvs. kyleffekten sjunker.

Det är då lämpligt att koppkapå tryckluften i något kylrör och blåsa bort vattnet från kylröret 2, varefter processen 464 280 (fl 10 15 20 25 35 4 från kylrör 2 upprepas. Man behöver därvid dock inte använda lika högt tryck (vattenhastighet) som användes i kylrör 2, såsom framgår av fig. 3, eftersom yttemperaturen nu är ca 1oo°c mot tidigare soo°c.

Vid grövre hetdimensioner måste de efterföljande kyl- rören matas med lågtrycksvatten (^1l0 bar). Vattnet från kyl- rör 2 späs alltså på i efterkommande kylrör för att kompense- ra den kraftiga förångningen av vatten. Eftersom nytt vatten hela tiden späs på behöver man inte blåsa bort vattnet förrän vid sista kylröret.

Hetans hastighet i ett kontinuerligt valsverk ökar hela tiden och ut från färdigparet kan hastigheten vara så hög som 150 m/s. Detta innebär att tiden mellan stick i färdigvals- verket är mycket kort, vilket medför att valsarna i färdig- valsverket kommer att ha en kylande effekt på hetans yta. Om valsen exempelvis håller en yttemperatur på ca l00°C och hetan l000oC innan den går in i valsparet kommer temperaturen i kontaktpunkten mellan vals och heta, och en kortstund efteråt, att vara ca 65000. Detta innebär att det blir lättare att kyla hetans yttemperatur ned till ca 10000. Med anledning härav har man enligt uppfinningen placerat kylröret så nära vals- paret som möjligt, varjämte en del vatten pressas ut baklänges från kylröret för att hålla nere hetans yttemperatur. Då nu hetans yttemperatur är ca 10000 när den lämnar kylröret 2 är det inte intressant att sänka yttemperaturen ytterligare utan man vill endast hålla yttemperaturen konstant så att värme inifrån hetans centrum leds ut och kyls bort. Eftersom yttemperaturen nu är låg krävs det endast en låg relativhas- tighet mellan hetan och vattnet för att bibehålla yttempera- turen. Om kylrör förekommer mellan paren i färdigvalsverken för att exempelvis sänka hetans slutvalsningstemperatur blir effekten densamma, ehuru lägre relativhastighet kan användas f för att sänka hetans yttemperatur i kylröret 2.

Vid utförda försök har konstaterats att vattenhastig- å heten bör vara 5 till 15 ggr större än hetans hastighet för att man skall kunna kyla hetans yttemperatur ned till ca l00°C i kylröret 2. Lägre relativhastighet mellan vatten och 10 l5 464 280' 5 heta än 5 ger för liten turbulens i materialspalten, genom att ângskiktet inte bryts ner, och högre relativhastighet än 15 ger för kraftig turbulens i materialspalten på grund av att inget ångskikt bildas och endast värmeledning mellan hetan och vattnet förekommer.

Eftersom hetans hastighet är hög kommer en punkt på hetan att befinna sig en mycket kort tid i utröret i kyl- rör 2. Detta innebär att endast hetans yttemperatur kommer att kylas ned till ca l00OC, dvs. endast en liten del av tillförd vattenmängd i kylröret 2 kommer att värmas upp och förångas bort, övrigt vatten är "onödigt". Genom att man då låter vattnet från kylröret 2 tryckas in i efterkommande kylrör kan vattnet "återanvändas" och på så sätt kan vatten- förbrukningen sänkas.

Claims (3)

P A T E N T K R A V

1. l. Sätt att kyla hetan i ett valsverk efter valspar, varvid den valsade hetan leds in i ett kylrör (2) med kyl- vatten, som pressas från kylrörets vattenhus (3) in i utledaren (8) och vidare in i valsspalten i motsatt rikt- ning mot hetans rörelseriktning och in i utröret (4) i samma riktning som hetans rörelseriktning, k ä n n e - t e c k n a t av att hetan leds direkt efter valsparet (1) in i ett första kylrörs utledare (8) från valsparet, vilken anordnas i direkt anslutning till valsparet så att vattnet kan pressas från vattenhuset (3) in i utledaren (8) och vidare in i valsspalten samtidigt som vattnet pressas från samma vattenhus (3) in i utröret (4).

2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att kylvattnet tilldelas en rörelsehastighet som är mel- lan 5 och 15 gånger större än hetans hastighet.

3. Sätt enligt krav 1 eller 2, varvid för kylningen användes samma kylvatten flera gånger, k ä n n e t e c k- n a t av att flera kylrör placeras efter varandra så att kylvatten medföljer hetan in i efterföljande kylrör. II