DE4009771C2 - Endstück für eine Einrichtung zum Kühlen von langgestrecktem Walzgut und zum Abstreifen des Kühlmittels - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Endstück für eine Einrichtung zum Kühlen von langgestrecktem Walzgut und zum Abstreifen des Kühlmittels, die in Feinstahl- und Drahtwalzwerken zur Anwendung kommt.

In Feinstahl- und Drahtwalzwerken wird im Anschluß an den Walzprozeß und zunehmend auch zwischen einzelnen Walzstichen die Walzgutoberfläche forciert gekühlt, um durch eine gezielte Temperaturführung unter Ausnutzung der Walzhitze optimale Eigenschaften im Walzgut für die weitere Umformung bzw. den späteren Verwendungszweck zu erreichen. Weiterhin ermöglicht eine entsprechende Kühlung die Reduzierung des Sekundärzunderanteiles sowie eine Schonung nachfolgender Ausrüstungen. Im wesentlichen werden dadurch jedoch Wärmebehandlungsvorgänge bei der Weiterverarbeitung eingespart. Die Kühlung des Walzgutes erfolgt in Kühlstrecken, die sich gewöhnlich aus einer Anzahl von Kühlrohren oder -rinnen zusammensetzen. Um die Abkühlung reproduzierbar einem bestimmten Anwendungszweck entsprechend gestalten zu können, ist es notwendig, eine undefinierte Abkühlung außerhalb der speziellen Kühlrohre oder -rinnen durch aus diesen austretendes und in andere Anlageteile gelangendes Kühlmittel zu unterbinden, wodurch außerdem der störungsfreie Durchlauf des Walzgutes, insbesondere der Stabanfänge, behindert würde.

Zu diesem Zweck werden beispielsweise Kühlrohre eingesetzt, in denen von beiden Enden her zwei Kühlmittelteilströme zur Mitte gerichtet sind und dort gemeinsam abfließen. Solche Kühlrohre sind aus der Patentschrift DD-WP 92 216 bekannt. Nachteilig bei diesem Prinzip ist die starke Bremswirkung des entgegen der Walzrichtung fließenden Kühlmittelstromes auf das Walzgut, die insbesondere bei kleinen Walzgutabmessungen, gerippter Walzgutoberfläche und den in modernen Walzwerken üblichen hohen Endwalzgeschwindigkeiten von teilweise über 100 m/s eine häufige Havarieursache wäre.

Austrittsseitig an Kühlrohren und -rinnen vorgesehene Diffusoren zur Aufweitung des Kühlmittelstrahls können wegen der erforderlichen Baulänge und der Notwendigkeit der Walzgutführung nicht optimal für ihre Aufgabe ausgelegt werden. Besondere, den Kühlrohren oder -rinnen nachgeordnete oder in diese auslaufseitig integrierte Abstreifdüsen haben die Aufgabe, den das Walzgut begleitenden Kühlmittelstrahl durch entgegen oder mehr oder weniger quer gerichtete Medienströme, zum Einsatz kommen dabei sowohl Wasser als auch Luft, aufzuhalten, zu zerstreuen und vom Walzgut abzuscheiden. Derartige Lösungen sind z. B. im SU-UR 2 05 860 enthalten. Diese Abstreifdüsen haben einen zum Teil recht komplizierten Aufbau und benötigen eine relativ große Menge an unter hohem Druck zugeführten Abstreifmedien. Beschrieben sind solche Düsen im SU-UR 2 69 183 und in DD-WP 2 53 581.

Mit einer geringen Menge Abstreifmedium kommen Abstreifdüsen aus, die den nach Durchlaufen von Abstreifrinnen gemäß DD-WP 2 53 581 noch am Walzgut befindlichen Reststrom von Kühlmittel zurückhalten sollen, wobei sie auch durch nach dem Injektorprinzip arbeitende Absaugdüsen, die jedoch ebenfalls ein unter Druck zugeführtes Betriebsmedium benötigen, ersetzt werden können. Der Nachteil der erwähnten Abstreifrinnen, die aus einer abwechselnden Folge von relativ engen, mit Einführtrichtern und Auslaufdiffusoren versehenen Führungszylindern und stufenförmig erweiterten Abflußkammern zur Auflösung und Ableitung des Kühlmittelstromes bestehen, liegt in der fertigungstechnisch aufwendigen Gestaltung, der relativ großen Baulänge und der nicht vollständigen Zurückhaltung des Kühlmediums, so daß zusätzlich noch die erwähnten Abstreif- bzw. Absaugdüsen notwendig sind.

Eine im SU-UR 2 05 860 beschriebene Lösung, wonach der Kühlmittelstrom durch ein gekrümmtes Kühlrohrendstück, welches eine in der Walzlinie liegende Walzgutdurchtrittsöffnung besitzt, aus der Längsachse ausgelenkt wird, erreicht nur eine unzureichende Trennung des Kühlmittels vom Walzgut.

Ein Versuch, ohne zusätzliche Medienzuführung auszukommen, ist bekannt durch die DE-AS 23 15 482. Danach wird ein Teil des Kühlmittels nach Umlenkung schräg gegen den aus dem Kühlrohr austretenden Kühlmittelstrom gelenkt, um diesem vom Walzgut wegzudrücken. Die Druckverhältnisse beider Ströme schränken jedoch die Wirkung dieser Variante stark ein. Auch die bekannte Anordnung mehrerer Walzgutführungsbuchsen hintereinander mit Zwischenräumen löst den Kühlmittel­ strahl nur unzureichend auf.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Endstück für eine Einrichtung zum Kühlen von langgestrecktem Walzgut und zum Abstreifen des Kühlmittels zu schaffen, mit dem das Abstreifen des Kühlmittels kostengünstiger und mit geringerem Aufwand für die Ausrüstungen durchgeführt wird.

Dabei soll ein Endstück für eine Einrichtung zum Kühlen von langgestrecktem Walz­ gut und zum Abstreifen des Kühlmittels geschaffen werden, das die Funktions­ mängel bekannter Kühleinrichtungen, die durch unzureichendes Abstreifen ver­ brauchten Kühlmittels entstehen, beseitigt. Der das Endstück verlassende Kühl­ mittelstrom soll dabei so beeinflußt werden, daß nur ein äußerst geringer Anteil des Kühlmittels zusammen mit dem Walzgut in die nachfolgenden Ausrüstungen gelangt und der überwiegende Teil vom Walzgut abgetrennt wird, wobei die Abtrennung ohne energetisch aufwendige Zuführung eines Abstreifmediums erfolgen soll.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch Schaffung eines Endstückes gelöst, das sich dadurch auszeichnet, daß der Walzgutführungskanal des Endstückes über mindestens einen Luftkanal mit dem das Kühlrohr umgebenden Luftraum verbunden ist und der Luftkanal in einem solchen Abstand vom auslaufseitigen Ende des Kühlrohres angeordnet ist, daß Luft L durch den Luftkanal hindurch in den Walz­ gutführungskanal eingesaugt wird.

Zweckmäßigerweise schneiden sich die Mittelachsen der Luftkanäle mit der Mittel­ achse des Walzgutführungskanals.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist, daß die Querschnittsfläche jedes einzelnen Luftkanals 5 bis 30% der Querschnittsfläche des Walzgutführungskanals beträgt.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles und einer Figur, die das Endstück im Schnitt darstellt, erläutert werden.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel umschließt ein Kühlrohr 1 einen Walzgutführungskanal 2, der auslaufseitig eine trichterförmige Erweiterung 3 besitzt. Der Winkel α, den die Innenwand der trichterförmigen Erweiterung 3 mit der Längsachse des Kühlrohres 1 einschließt, ist nach dem Diffusorkriterium ausgewählt und beträgt 6°. Die Länge a der trichterförmigen Erweite­ rung 3 ist 2,5mal so groß wie die lichte Weite b des Walzgutführungskanals 2. Direkt vor dem Beginn der trichterförmigen Erweiterung 3 mündet ein Luftkanal 4 in den Walzgutführungskanal 2, welcher durch diesen Luftkanal 4 mit dem das Kühlrohr 1 umgebenden luftgefüllten Raum in Verbindung steht. Der Luftkanal 4 hat die Form eines Zylinders, dessen Mittelachse die Mittelachse des Walzgutführungskanals 2 unter einem Winkel von 90° schneidet. Die Querschnittsfläche des Luftkanals 4 beträgt 16 % der Querschnittsfläche des Walzgutführungskanals 2.

Der parallel und richtungsgleich zum Walzgut 5 den Walzgutführungskanal 2 des Kühlrohres 1 durchfließende Strom des Kühlmittels W saugt durch den Luftkanal 4 aus der Umgebung des Kühlrohres 1 unter atmosphärischem Druck stehende Luft L in den Walzgutführungskanal 2, welche, bevor sie sich mit dem Kühlmittel W vermischen kann, in den Bereich der trichterförmigen Erweiterung 3 gelangt und dort infolge Strömungsablösung einen lokalen Strömungswiderstand bildet. Dieser lokale Strömungswiderstand bewirkt ein Ablenken des die trichterförmige Erweiterung 3 passierenden Stromes des Kühlmittels W in eine der Mündung des Luftkanals 4 in den Walzgutführungskanal 2 gegenüberliegende Richtung. Der abgelenkte, aus der trichterförmigen Erweiterung 3 austretende Strahl des Kühlmittels W dehnt sich fächerartig aus und hat einen annähernd kreissegmentförmigen Querschnitt. Seine resultierende Richtung weicht so stark von der Walzrichtung ab, daß zwischen walzgutseitiger Mantelfläche des Strahls und der Walzgutrichtung ein spitzer Winkel β eingeschlossen wird, der größer als der Erweiterungswinkel α der trichterförmigen Erweiterung 3 ist. Dadurch ist der Strom des Kühlmittels W bereits wenige Zentimeter hinter dem Ende des Kühlrohres 1 nahezu vollständig vom Walzgut 5 abgetrennt.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1 - Kühlrohr
2 - Walzgutführungskanal
3 - trichterförmige Erweiterung
4 - Luftkanal
5 - Walzgut
W - Kühlmittel
L - Luft

Claims (3)

1. Endstück für eine Einrichtung zum Kühlen von langgestrecktem Walzgut und zum Abstreifen des Kühlmittels, wobei das flüssige Kühlmittel unter Druck zugeführt wird und richtungsgleich mit dem Walzgut ein Kühlrohr durchströmt und der Walzgutführungskanal des Endstückes auslaufseitig mit einer nach dem Diffusorkriterium ausgewählten trichterförmigen Erweiterung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzgutführungskanal (2) des Endstückes über mindestens einen Luftkanal (4) mit dem das Kühlrohr (1) umgebenden Luftraum verbunden ist und der Luftkanal (4) in einem solchen Abstand vom auslaufseitigen Ende des Kühlrohres (1) angeordnet ist, daß Luft L durch den Luftkanal (4) hindurch in den Walzgutführungskanal (2) eingesaugt wird.

2. Endstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachse der Luftkanäle (4) die Mittelachse des Walzgutführungskanals (2) schneiden.

3. Endstück nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Quer­ schnittsfläche jedes Luftkanals (4) 5 bis 30% der Querschnittsfläche des Walzgutführungskanals (2) beträgt.