DE3839092A1 - Anordnung zur temperierung von walzwerken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Temperierung von Walzwerken, bei der wenigstens eine Walze mittels eines an sie angeschlossenen, durch eine Pumpenein­ richtung angetriebenen Wasserkreislaufs beheizt und/oder gekühlt wird, der wahlweise durch die Primärseite eines Wärmetauschers geführt ist.

Die Temperierung von Walzwerken, unabhängig davon, ob sie nun aus einer oder mehreren Walzen bestehen, ist insbesondere in wirtschaftlicher Hinsicht bisher nicht optimal gelöst worden, d.h. dem Gesichtspunkt eines möglichst sparsamen Wärmeenergieeinsatzes und Wasserver­ brauchs wurde bisher zu wenig Rechnung getragen.

Darüberhinaus hat sich die Warmwasserversorgung der Walz­ werke insbesondere in den Fällen, in denen diese zur Ver­ arbeitung temperaturempfindlicher Materialien, beispiels­ weise Druckfarben und Kakaomassen, verwendet werden, als für die Produktqualität überaus kritischer Punkt erwiesen, da vor allem im Anfahrstadium des Walzenstuhles erhebliche Qualitätsminderungen am Reibprodukt auftreten, wenn die Warmwasserversorgung, also die notwendige Walzentemperatur nicht sichergestellt ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, die Anordnung zur Temperierung von Walzwerken der genannten Art so zu verbessern, daß sowohl den Wirtschaftlichkeits­ gesichtspunkten beim Energie- und Wasserverbrauch Rechnung getragen wird als auch dem Gesichtspunkt einer zufrieden­ stellenden Qualität des Reibproduktes.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Wasserkreislauf ein Heiz- und/oder Kühlaggregat installiert ist, das dem umgewälzten Wasser Wärme zuführt oder aus ihm Wärme abführt.

Grundgedanke des Erfindungsvorschlags ist somit die Verwendung eines zusätzlichen Heiz- und/oder Kühlaggregats im Wasserkreislauf des Walzwerks, das für eine direkte Temperaturerhöhung bzw. -minderung des Heiz- bzw. Kühlwassers sorgt, welches die Walze oder Walzen durchströmt und zweckmäßigerweise elektrisch betrieben wird.

In den Fällen, in denen in den Wasserkreislauf der Walze ein Wärmetauscher eingeschaltet ist, dessen Primärseite von dem Heizwasser durchströmt wird und dessen Sekundär­ seite in einem offenen Kreislauf von dem Kühlwasser durch­ strömt wird, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, das Heiz- und/oder Kühlaggregat in dem Wasserkreislauf hinter der Primärseite des Wärmetauschers anzuordnen, d.h. die Erwärmung des geschlossenen Wasserkreislaufs nur mit Hilfe dieses Aggregates zu bewirken und nicht mit Hilfe eines sekundärseitigen Warmwasserkreislaufs, so daß die Sekundärseite des Wärmetauschers nur von Kaltwasser durch­ strömt wird, falls eine Reduzierung der Walzentemperatur verlangt wird.

Anstelle der direkten Anordnung des Heiz- und/oder Kühl­ aggregats in der die Primärseite des Wärmetauschers ver­ lassenden Wasserleitung hat sich unter sonst gleichen, oben genannten Bedingungen die Einschaltung des Heiz­ und/oder Kühlaggregats in einen die Primärseite des Wärme­ tauschers überbrückenden Bypass ebenfalls als vorteilhaft erwiesen. Auch in diesem Fall wird demnach kein Warmwasser­ kreislauf auf der Sekundärseite des Wärmetauschers benötigt, sondern ein offener Kühlwasserkreis, falls das Heiz­ und/oder Kühlaggregat nicht bereits eine Kühlleistung erbringt, die ausreicht, um die gewünschten Walzen­ temperaturen einzustellen.

Bei einer anderen vorteilhaften Variante der erfindungs­ gemäßen Anordnung zur Walzwerktemperierung läßt sich das Heiz- und/oder Kühlaggregat in einen die Sekundärseite und damit den offenen Kühlwasserkreis des Wärmetauschers überbrückenden Bypass einschalten und über eine Rücklauf­ schaltung zur indirekten Erwärmung bzw. Abkühlung des die Primärseite des Wärmetauschers zuströmenden Wasser­ kreislaufs verwenden.

Schließlich hat sich auch bewährt, auf die Verwendung eines Wärmetauschers in dem Wasserkreislauf, an dem die Walze oder die Walzen des Walzwerks angeschlossen sind, überhaupt zu verzichten und stattdessen über die oben erwähnten ersten Variante das Heiz- und/oder Kühlaggregat in einen Leitungsabschnitt des Wasserkreislaufs einzu­ schalten, der wahlweise auch von dem Kühlwasser durch­ strömt wird, wobei die alternative Verwendung dieses Leitungsabschnitts für Warmwasser und Kühlwasser mit Hilfe von geeigneten Ventilen gesteuert wird.

In diesem Zusammenhang ist generell darauf hinzuweisen, daß das sogenannte Heiz- und/oder Kühlaggregat nicht un­ bedingt eine einteilige Aggregatkombination sein muß, sondern auch aus zwei in Reihe hintereinander geschalteten Aggregaten bestehen kann, von denen das eine Heizzwecken und das andere Kühlzwecken dient.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 das Schaltbild eines Walzwerks mit geschlossenem Wasserkreislauf, in dem ein Wärmetauscher und ein Heizaggregat liegen,

Fig. 2 ein dem Schaltbild von Fig. 1 ähnliches Schalt­ bild, bei dem das Heizaggregat in einem die Primärseite des Wärmetauschers überbrückenden Bypass angeordnet ist,

Fig. 3 ein dem Schaltbild von Fig. 1 ähnliches Schalt­ bild, bei dem das Heizaggregat in einem die Sekundärseite des Wärmetauschers überbrückenden Bypass angeordnet ist und

Fig. 4 ein Schaltbild ohne Wärmetauscher mit einem Heiz- und/oder Kühlaggregat, das in einem Teil des Wasserkreislaufs für das Walzwerk angeordnet ist, der auch von Kühlwasser durchströmt werden kann.

Das in Fig. 1 dargestellte Schaltbild zeigt eine Anlage zur Temperierung von Walzwerken, bei der die Walze 1, die beispielsweise ein Dreiwalzwerk verkörpert, an einen geschlossenen Wasserkreislauf 2 angeschlossen ist, der durch die Primärseite 7 eines Wärmetauschers 3 führt, dessen Sekundärseite 8 Bestandteil eines offenen Kühl­ wasserkreises 4 ist. Der Warmwasserkreislauf 2 wird von einer Umwälzpumpe 16 angetrieben, die Kühlwasserzufuhr zur Sekundärseite des Wärmetauschers wird mit Hilfe des Ventils 13 gesteuert bzw. geregelt.

Zwischen der Primärseite des Wärmetauschers und der Walze 1 ist in den Wasserkreislauf ein Heiz- und/oder Kühlaggregat 5 eingeschaltet, das das umgewälzte Wasser auf eine Temperatur erwärmt, die an der Walze bzw. auf der Walzenoberfläche erforderlich ist, um das mit der Walze zu behandelnde Produkt entsprechend zu temperieren.

Auf diese Weise wird auf der Sekundärseite 8 des Wärme­ tauschers 3 kein Warmwasser erforderlich, wodurch der bisherige Aufwand zur Herbeiführung der erforderlichen Warmwassermenge sowie Wasserkosten eingespart werden, die für den Fall aufgetreten sind, daß das Warmwasser nach dem Durchlauf der Sekundärseite weggeleitet wurde. Außerdem wird durch die direkte Beheizung des Wasser­ kreislaufs 2 mit Hilfe des Aggregats 5, die beispielsweise auf elektrischem Wege geschehen kann, eine erhebliche Energieeinsparung dadurch erreicht, daß Isolationsverluste wegfallen.

Zur Abkühlung der Walze 1 ist die Sekundärseite des Wärmetauschers an den offenen Kühlwasserkreis 4 ange­ schlossen, dem über das Ventil 13 Kaltwasser zugeleitet wird. Für den Fall, daß die Kühlkapazität dieses Kreis­ laufs nicht ausreicht, könnte das Aggregat 5 auch als Kühlaggregat eingesetzt werden, und zwar entweder in Kombination mit dem Heizaggregat, also als eine Geräte­ einheit, oder als separates Aggregat, das mit dem Heizaggregat in Reihe geschaltet ist.

Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Anordnung zur Temperierung von Walzwerken unter­ scheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 1 darin, daß das Heiz- und/oder Kühlaggregat 5 nicht direkt im Wasserkreislauf 2 liegt, sondern in einem Bypass 6, der die Primärseite 7 des Wärmetauschers 3 überbrückt und mit Hilfe eines Dreiwegeventils 15 an den Vorlauf des Wärmetauschers angeschlossen ist.

Auch hier ist aber die Heizung bzw. Kühlung des Wasser­ kreislaufs 2 für die Walze 1 bzw. das bezügliche Walz­ werk in den Wasserkreislauf voll integriert, woraus sich die oben bezeichneten Vorteile ergeben. Die Bypassanordnung der Heizung bzw. Kühlung ermöglicht es aber, vor dem Wärmetauscher einen Teil der Wassermenge abzuzweigen und nur diese der Heizung bzw. Kühlung zuzuführen und dann dem die Primärseite des Wärmetauschers verlassenden Wasser wieder zuzumischen. Diese Anordnung ist damit in den Fällen besonders vorteilhaft, in denen es darauf an­ kommt, durch eine besondere Durchflußsteuerung auf der Primärseite des Wärmetauschers dessen Wärmeübertragungs­ kapazität an sich ändernde Betriebsbedingungen anzupassen bzw. eine generelle Abschaltung des Wärmetauschers ohne Stillegung des gesamten Wasserkreislaufes 2 zu ermöglichen.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage zur Walzwerktemperierung wird auf der Sekundärseite des Wärmetauschers 3 ein Bypass 9 vorgesehen, der den offenen Kühlwasserkreislauf 4 über­ brückt und in den das Heiz- und/oder Kühlaggregat 5 ein­ geschaltet ist. Die Heizung des Wasserkreislaufs 2 erfolgt auf diese Weise indirekt über den Wärmetauscher 3, wobei mit Hilfe des am Ausgang der Sekundärseite des Wärmeaus­ tauschers 3 vorhandenen Dreiwegeventils 14 eine Rück­ laufschaltung des Kaltwasserstroms zu Erwärmungszwecken verwirklicht werden kann. Wenn nämlich das Ventil 13 geschlossen und das Dreiwegeventil in Richtung des Durch­ gangs 1-2 ebenfalls geschlossen, jedoch in Richtung des Durchgangs 1-3 geöffnet wird, dann zirkuliert der Kühl­ wasserstrom 4 über den Bypass 9 durch das Heiz- und/oder Kühlaggregat 5, wodurch je nach-dem, wie das Aggregat 5 arbeitet, also als Heizvorrichtung oder als Kühlvorrichtung, das zirkulierende Bypasswasser ständig aufgeheizt oder abgekühlt wird, um dann im Wärmetauscher 3 zur Primär­ seite 7 hin entweder Wärme abzugeben oder von dort Wärme zu entziehen.

Anstelle einer Kühlung durch einen offenen Kreislauf 4 wird im letztgenannten Fall eine Kühlung oder Heizung im geschlossenen Kreislauf sichergestellt.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform zur Walzwerktemperierung wird auf die Verwendung des Wärme­ tauschers 3 ganz verzichtet und stattdessen von dem Wasserkreislauf 2 mit Hilfe des in den Wasserkreislauf 2 eingeschalteten Dreiwegeventils 14 und des in den Kühl­ wasserzulauf 11 eingeschalteten Ventils 13 eine Strecke 10 abgeteilt, in der das Heiz- und/oder Kühlaggregat 5 an­ geordnet ist, wodurch erreicht wird, daß zum Heizen oder Kühlen der Walze 1 über das genannte Aggregat ein Kreis­ lauf geschlossen werden kann, der andererseits durch entsprechendes Steuern der Ventile 13 und 14 auch so geöffnet werden kann, daß die Walze 1 zur Abkühlung in einem offenen Kreislauf liegt. Letzterer kennzeichnet sich dadurch, daß das Kühlwasser 11 dem offenen Kreislauf 2 zuströmt, durch die Walze hindurchgelangt und mit Hilfe des Dreiwegeventils 14 in Richtung des Durchgangs 1-2 in den Ablauf 12 gelangt.

Zum Heizen der Walze wird aber das Ventil 13 geschlossen und der Durchgang 1-3 des Dreiwegeventils 14 über das Heizaggregat 5 und dann den Umlauf 10 geöffnet.

Bei allen genannten Ausführungsformen der erfindungs­ gemäßen Anlage zur Walzwerktemperierung ist also kein separater Warmwasserkreislauf erforderlich, wodurch eine bessere Energieausnutzung und ein geringerer Wasser­ verbrauch erreicht werden. Abgesehen davon sind solche Walzwerke auch dort einsetzbar, wo bei den Betreibern keine Warmwasserversorgung zur Verfügung steht.

Schließlich ist darauf hinzuweisen, daß sich sämtliche Ausführungsvarianten nicht nur zur Kühlung bzw. Heizung von Einzelwalzen eignen, sondern auch zur Komplettkühlung bzw. -heizung ganzer Maschinenanlagen.

Claims (6)

1. Anordnung zur Temperierung von Walzwerken, bei der wenigstens eine Walze mittels eines an sie ange­ schlossenen, durch eine Pumpeneinrichtung angetriebenen Wasserkreislaufs beheizt und/oder gekühlt wird, der wahlweise durch die Primärseite eines Wärmetauschers geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Wasserkreislauf (2) ein Heiz- und/oder Kühl­ aggregat (5) installiert ist, das dem umgewälzten Wasser Wärme zuführt oder aus ihm Wärme abführt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Heiz- und/oder Kühlaggregat (5) elektrisch betrieben wird.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der geschlossene Wasserkreislauf (2) der Walze (1) an die Primärseite (7) des Wärmetauschers (3) angeschlossen ist, dessen Sekundär­ seite (8) mit einem offenen Kühlkreislauf (4) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Heiz- und/oder Kühlaggregat (5) hinter den Wärmetauscher (3) in den Wasserkreislauf (1) einge­ schaltet ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der geschlossene Wasserkreislauf (2) der Walze (1) an die Primärseite (7) des Wärmetauschers (3) angeschlossen ist, dessen Sekundärseite (8) mit einem offenen Kühlkreislauf (4) in Verbindung steht, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Heiz- und/oder Kühlaggregat (5) in einem Bypass (6) der Primärseite (7) des Wärme­ tauschers (3) angeordnet ist.

5. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der geschlossene Wasserkreislauf (2) der Walze (1) an die Primärseite (7) des Wärmetauschers (3) angeschlossen ist, dessen Sekundär­ seite (8) mit einem offenen Kühlkreislauf (4) in Ver­ bindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Heiz- und/oder Kühlaggregat (5) in einem Bypass (9) der Sekundärseite (8) angeordnet ist, welcher Bypass (8) über dem offenen Kühlwasserkreislauf (4) einen ventilgesteuerten Rücklauf bildet.

6. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Wasser­ kreislauf (2) nicht mit einem Kühlwasserkreislauf über einen Wärmeaustauscher in Wärmeaustausch steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Heiz- und/oder Kühlaggregat (5) an einer Stelle in dem Wasserkreislauf (2) angeordnet ist, die alternativ gesteuert über Ventile (13, 14) Bestandteil des offenen Kühlwasserkreislaufs (11, 12) ist.