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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Transportieren
und Kühlen
von Stangen, Metalldrähten,
Rundstäben
aus Stahl oder dergleichen in dem Segment zwischen einer Bundbildungsmaschine,
die an der Abstromseite des letzten Walzgerüsts eines Walzwerks angeordnet
ist, und einer Sammeleinrichtung, an der das gekühlte Erzeugnis zu Rollen oder
Bunden gewickelt wird.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Auf
dem Gebiet von Warmwalzwerken weist der Stand der Technik Vorrichtungen
zum Fördern und
gleichzeitigen Kühlen
von Walzerzeugnissen wie etwa Stangen, Drähten, Stäben Rundstäben oder dergleichen zwischen
dem Auslaß des
letzten Walzgerüsts
und der Sammeleinrichtung auf.
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Tatsächlich wird
das Walzerzeugnis, das an dem Auslaß aus dem letzten Walzgerüst eine
Temperatur zwischen 750 °C
und 1150 °C
hat, vor dem Wickeln zu Rollen oder Bunden zweckmäßig gekühlt und
möglicherweise
einer Wärmebehandlung
unterzogen, um ihm die gewünschte
Endstruktur und die gewünschten
mechanischen Eigenschaften zu verleihen.
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Dieses
Kühlen
wird gewöhnlich
unter Verwendung von Luft erzielt, die durch Gebläse, die
unter einem horizontalen Förderer
mit Rollen angeordnet sind, auf das durchlaufende Erzeugnis geblasen wird.
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Das
Walzerzeugnis an der Abstromseite des letzten Walzgerüsts läuft in einen
Bundbildungskopf ein.
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Da
die Dichte der Bunde in der seitlichen Zone des Förderers
höher ist
als in der zentralen Zone, ist es erforderlich, Mittel vorzusehen,
die ein im wesentlichen gleichmäßiges Kühlen des
Erzeugnisses ermöglichen.
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Der
Stand der Technik weist eine Vorrichtung auf, bei der sich zwischen
den Gebläsen,
die die Luft abblasen, und den Förderrollen
eine oder mehrere horizontale Platten mit unterschiedlichen Öffnungen befinden,
die aus Schlitzen oder Löchern
bestehen, um entsprechend den seitlichen Zonen des Förderers
eine größere Luftmenge
zu leiten.
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Diese
herkömmliche
Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß sie sehr sperrig, komplex
und deshalb teuer ist, und sie ist nicht vielseitig, da es dann, wenn
die mit Löchern
versehenen Platten dimensioniert und zwischen den Gebläsen und
den Walzen angeordnet worden sind, schwierig ist, sie zu modifizieren
oder durch andere zu ersetzen, bei denen die Öffnungen eine andere Konfiguration
haben. Dieser Nachteil ist nicht ohne Bedeutung, wenn man bedenkt,
daß es
wesentlich ist, die Kühlmethoden
entsprechend dem Typ des behandelten Erzeugnisses und dem zu erhaltenden
Endergebnis anzupassen. Man darf nicht vergessen, daß die Kühlkurve
des Erzeugnisses, d. h. das progressive Absenken der Temperatur,
eindeutig den Phasenübergang
und infolgedessen die endgültigen
mechanischen Charakteristiken des Erzeugnisses bewirkt.
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Das
Dokument JP-A-59-113918 beschreibt eine Vorrichtung zum Transponieren
und Kühlen
von zu Bunden gewickelten Walzsträngen, die eine Vielzahl von
Förderrollen
aufweist, die so angeordnet sind, daß ihre Drehachsen parallel
zueinander sind. Jede Förderrolle
hat einen zylindrischen zentralen Teil, der einen vorgegebenen Durchmesser
hat und imstande ist, das zu fördernde
Walzgut zu kontaktieren, und zwei seitliche Teile mit einem kleinerem Durchmesser
als demjenigen des zentralen Teils. Zwischen den Rollen, die in
gegenseitige Nähe
gebracht sind, sind Kanäle
für die
Kühlluft
gebildet, die von unten eingeblasen wird. Die Kanäle sind
in der Mitte schmaler und entsprechend den seitlichen Zonen breiter.
Die Vorrichtung hat jedoch zumindest die folgenden zwei Nachteile:
Die seitlichen Enden der Förderrollen
sind geschwächt,
da ihr Durchmesser in bezug auf denjenigen des zentralen Teils verringert ist;
außerdem
tendieren die Bunde entsprechend den seitlichen Enden dazu, sich
zu verformen, da nichts zu ihrer Abstützung vorgesehen ist.
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Die
Anmelderin hat die Vorrichtung zum Transportieren und Kühlen von
Walzerzeugnissen wie etwa Stangen, Drähten, Rundstäben oder
dergleichen gemäß der Erfindung
entwickelt, umgesetzt und mit ausgezeichneten Ergebnissen geprüft, um diese
Nachteile des Stands der Technik zu überwinden.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Vorrichtung zum Transportieren und Kühlen von Walzerzeugnissen gemäß der Erfindung ist
in dem Hauptanspruch angegeben und gekennzeichnet, während die
Unteransprüche
andere innovative Merkmale der Erfindung beschreiben.
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Die
Vorrichtung gemäß der Erfindung,
die an der Abstromseite eines Bundbildungskopfs in einem Walzwerk
angeordnet sein kann, weist folgendes auf: Transportrollen, von
denen mindestens einige motorisiert und parallel so angeordnet sind,
daß sie
eine im wesentlichen horizontale Transportebene definieren, auf
der das in Bunden angeordnete Walzerzeugnis liegen kann, Luftzufuhreinrichtungen,
die in Übereinstimmung
mit den Transportrollen angeordnet sind, um Luft auf das Walzerzeugnis
zu blasen, und Fördereinrichtungen,
um auf die Seitenränder
der Bunde eine Luftmenge zu fördern,
die größer als
die auf die zentrale Zone der Bunde geförderte Luftmenge ist.
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Ein
Ziel der Erfindung ist es, Einrichtungen zum Fördern der Luft zu erhalten,
die zulassen, daß das
Walzerzeugnis homogen gekühlt
wird, während es
von den Transportrollen transportiert wird, und die gleichzeitig
einfach, zuverlässig
und leicht zu ersetzen sind.
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Entsprechend
diesem Ziel weisen die Einrichtungen zum Fördern der Luft eine Vielzahl
von Elementen auf, die in Abständen
zwischen den Transportrollen angeordnet und so geformt sind, daß sie Durchgangskanäle oder
Abströmzwischenräume definieren,
die mindestens einen ersten Querschnitt haben, der in bezug auf
die Enden der Transportrollen größer ist,
und mindestens einen zweiten Querschnitt haben, der in bezug auf
die Mittelzone der Transportrollen kleiner ist.
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Die
Zwischenelemente bestehen bevorzugt aus Rollen, die geringfügig niedriger
als die Zugrollen angeordnet sind, so daß sie mit dem darüber befindlichen
Walzerzeugnis nicht in Konflikt kommen; deshalb werden sie "Blindrollen" genannt.
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Das
allgemeine Konzept sieht zwar vor, daß der Durchmesser der Zwischenrollen
variabel ist; die Gestalt der letzteren kann jedoch nach Wunsch
in Abhängigkeit
von den Charakteristiken des zu kühlenden Erzeugnisses, der Dichte
der Bunde, der Transportgeschwindigkeit des Erzeugnisses und jedem
anderen Parameter gewählt
werden, der die Kühlkurve
beeinflussen könnte.
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Gemäß einem
anderen charakteristischen Merkmal, das die Vorteile der Zwischenelemente
ergänzt
und integriert, sind in der Mittelzone der Förderleitung der Luftzufuhreinrichtung
zwei Schalter vorgesehen; ihre gesteuerte Neigung läßt zu, daß mehr oder
weniger Luft auf die Enden von sowohl den Zug- als auch den Zwischenrollen
geleitet wird.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Diese
und weitere Charakteristiken der Erfindung ergeben sich aus der
nachstehenden Beschreibung von einigen bevorzugten Ausführungsbeispielen,
die als ein nicht beschränkendes
Beispiel angegeben sind, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.
Diese zeigen in:
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1 eine
schematische Seitenansicht einer Transport- und Kühlvorrichtung
gemäß der Erfindung;
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2 eine
vergrößerte Teilansicht
von oben auf die Vorrichtung in 1;
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3 ein
vergrößertes Detail
von 1;
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4 eine
schematische Teilansicht in Querrichtung der in 1 gezeigten
Vorrichtung;
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5a bis 5d schematische
Darstellungen eines Details der in 1 gezeigten
Vorrichtung gemäß vier verschiedenen
Ausführungsformen;
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6 eine
Diagramm der mittleren Geschwindigkeit der Luft in den verschiedenen
Zone der in 1 gezeigten Vorrichtung im Vergleich
mit derjenigen von herkömmlichen
Vorrichtungen;
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7a bis 7d die
vier Ausführungsformen
der 5a bis 5d in
einer Abwandlung.
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GENAUE BESCHREIBUNG
VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Es
wird auf 1 Bezug genommen. Eine Vorrichtung 10 zum
Transportieren und Kühlen
von Walzerzeugnissen 11 wie etwa Drähten, Rundstäben, Stangen
oder dergleichen gemäß der Erfindung ist
zwischen einem Bundbildungskopf 12, der sich an der Abstromseite
des letzten Walzgerüsts 13 befindet,
und einer Sammeleinrichtung 15 eines herkömmlichen
Typs angeordnet.
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Der
Bundbildungskopf 12 ist imstande, das Walzerzeugnis 11,
das mit einer Temperatur zwischen ungefähr 750 °C und 1150 °C aus dem Walzgerüst 13 austritt,
zu biegen, um eine Vielzahl von Bunden 16 zu bilden (1 und 2),
die kontinuierlich und von im wesentlichen kreisförmiger Gestalt sind
und die imstande sind, sich selbst auf einer im wesentlichen horizontalen
Ebene anzuordnen, wobei jeder in bezug auf den benachbarten Bund
geringfügig
versetzt ist.
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Die
Vorrichtung 10 weist eine Vielzahl von Transportrollen 20 auf,
die an einer Stützkonstruktion 21 drehbar
angebracht und parallel zueinander so angeordnet sind, daß sie eine
im wesentlichen horizontale Stützebene
oder ein Transportband für
die Bunde 16 bilden. Das Transportband hat eine Breite "1" (2), die
geringfügig
größer als
der Durchmesser "d" der Bunde 16 ist
und definiert zwei Seitenbereiche A1 und
A2 zwischen den Bunden 16 und den Querseiten
der Konstruktion.
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Die
Zonen A1 und A2 dienen
dazu zu verhindern, daß die
Bunde 16 an den Seiten der Konstruktion 21 gestaut
werden.
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Zumindest
einige der Transportrollen 20 werden durch Motoren und Übertragungselemente
eines herkömmlichen
Typs motorisch angetrieben, was in den Zeichnungen nicht gezeigt
ist.
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Unter
den Transportrollen 20 ist eine Vielzahl von Gebläsen 22 angeordnet
(1 und 3), von denen jedes imstande
ist, einen Luftstrom von unten nach oben zu erzeugen, der Bunde 16 treffen
kann, die auf den darüber
befindlichen Transportrollen 20 vorbeilaufen.
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Gemäß einem
Merkmal der Erfindung sind Zwischenrollen 23 in Abständen zwischen
den Transportrollen 20 angeordnet. Die Rollen 23 liegen
auf abnehmbare Weise auf entsprechenden V-förmigen Lagern 25,
die auf Stangen 26 ausgebildet sind, welche die Konstruktion 21 stützen.
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Die
Zwischenrollen 23 sind auf einer niedrigeren Ebene als
die Transportrollen 20 angeordnet, so daß sie niemals
mit dem zu transportierenden und zu kühlenden Erzeugnis 11 in
Kontakt gelangen.
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Die
Zwischenrollen 23 sind so geformt, daß sie gemeinsam mit den Transportrollen 20 Durchgangskanäle oder
Abströmzwischenräume 27 (5a bis 5d)
für die
von den Gebläsen 22 ankommende
Luft definieren. Genauer gesagt, der Querschnitt der Kanäle 27 ist
in bezug auf die Enden der Transportrollen 20 größer und
in bezug auf die Mittelzone der letzteren kleiner. Dadurch sollen
eine größere Kühlluftmenge
auf die seitlichen Enden der Bunde 16, wo die Dichte größer ist,
gefördert
und ein im wesentlichen homogenes Kühlen des Walzerzeugnisses 11 ermöglicht werden.
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Damit
diese Querschnittsänderung
in den Kanälen 27 erhalten
wird, können
die Zwischenrollen 23 jede geeignete Gestalt haben; sie
können
haben: einen konstanten Durchmesser D1 in der Mittelzone und einen
Durchmesser D2 in den Umfangszonen, der kleiner als D1 ist, mit
einer abrupten Durchmesseränderung
zwischen den beiden Zonen (5a); eine
Gestalt, die mit der vorhergehenden identisch ist, jedoch mit einer
allmäh lichen
Verbindungszone zwischen der Mittelzone und der Umfangszone (5b);
eine trommelförmige
Gestalt (5c); oder eine sinusförmige Gestalt
(5d). Offensichtlich können die Rollen 23 viele
andere Gestalten haben, die hier nicht gezeigt sind.
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Um
die Zufuhr von Luft auf die Zonen zu optimieren, wo die Bunde 16 am
dichtesten sind, und um gleichzeitig zu verhindern, daß eine große Luftmenge
nutzlos auf die Zonen A1 und A2 des
Transportbands gefördert
wird, sind gemäß einer
Abwandlung die Zwischenrollen 23 zweckmäßig so geformt, daß ihre Enden 23a und 23b (7a bis 7d) nahe
der Konstruktion 21 den gleichen Durchmesser D1 haben,
den sie in ihrer zentrale Zone haben. Vorteilhafterweise ist die
Distanz zwischen den Innenrändern
der zwei Enden 23a und 23b gleich wie der Durchmesser "d" der Bunde 16.
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Vorteilhafterweise
ist das Verhältnis
zwischen dem Durchmesser D2 und dem Durchmesser D1 zwischen 0,1
und 0,7.
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Außerdem ist
das Verhältnis
zwischen der Länge
der Mittelzone "m" (5a und 7a)
und dem Durchmesser "d" der Bunde 16,
der in 7a im wesentlichen der Distanz
zwischen den Innenrändern
der zwei Enden 23a und 23b entspricht, vorteilhafterweise
zwischen 0,5 und 0,9.
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Jede
Zwischenrolle 23 kann, da sie auf dem entsprechenden V-förmigen Lager 25 liegt,
auf einfache Weise ausgebaut und ersetzt werden, auch durch eine
andere Rolle einer anderen Gestalt, um den Querschnitt der Kanäle 27 zu ändern.
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Außerdem können die
Zwischenrollen 23 durch jede herkömmliche Einrichtung, die nicht
in den Zeichnungen gezeigt ist, auch hinsichtlich ihrer Höhe reguliert
werden, um die Vorrichtung 10 an die verschiedenen Bedingungen
und Walzmaterialien anzupassen, ohne die Rollen 23 selbst ändern zu
müssen.
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Gemäß einer
Abwandlung, die nicht in den Zeichnungen gezeigt ist, können zwischen
zwei benachbarten Transportrollen 20 zwei oder mehr Zwischenrollen 23 angeordnet
sein, um Kanäle 27 unterschiedlicher
Gestalt zu definieren.
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Gemäß einem
anderen charakteristischen Merkmal der Erfindung sind jedem Gebläse 22 zwei Schalter 29 und 30 zugeordnet
(3 und 4) und im Inneren der Leitung 31 zum
Fördern
der Luft angeordnet. Die Schalter 29 und 30 sind
auf entsprechende horizontale Stifte 32 und 33 gesteckt
und durch ein Paar von Zahnrädern 35 und 36 verbunden,
so daß ihre
Drehungen sowohl im Uhrzeiger- als auch im Gegenuhrzeigersinn synchronisiert
sind. Jeder Schalter 30 ist mit einer Betätigungseinrichtung 37 verbunden,
die einen fluiddynamischen Kolben 39 aufweist, der imstande
ist, die gleichzeitige Neigung der beiden Schalter 29 und 30 zu
regulieren.
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Mit
jeder Einrichtung 37 ist es also möglich, die Verteilung der Luftmenge,
die durch das jeweilige Gebläse 22 nach
oben geblasen wird, auf die Enden der Rollen 20 und 23 zu
regulieren.
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Praktische
Versuche haben gezeigt, daß bei der
Vorrichtung 10 gemäß der Erfindung
die mittlere Geschwindigkeit der Luft in den verschiedenen Zonen
des Transportbands von der Mitte zu dem Umfangsrand der Rollen 20 oder
zu den Seiten der Stützkonstruktion 21 einen
Verlauf hat, die durch eine Vollinie in dem in 6 gezeigten
Diagramm dargestellt ist, wobei die x-Achse das Verhältnis zwischen dem
Wert "X", gemessen von der
Mitte des Transportbands, und der Distanz "X1" von der Mitte des Transportbands
bis zum Außenrand
des letzteren anzeigt. Wie ersichtlich ist, hat der Verlauf der
mittleren Luftgeschwindigkeit, ausgedrückt in Metern pro Sekunde,
ein Maximum genau in Übereinstimmung
mit der Zone, in der die Bunde 16 des Walzerzeugnisses 11 ihre
größte Dichte
haben, was im Gegensatz zu dem steht, was bei herkömmlichen
Vorrichtungen geschieht, bei denen die mittlere Luftgeschwindigkeit
in den entsprechenden Zonen des Transportbands im wesentlichen konstant
ist, wie aus der in 6 gezeigten Strichlinie ersichtlich
ist.
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Bei
der Vorrichtung 10 gemäß der Erfindung wird
die Luft zwischen dem Rand und der Mitte des Transportbands in der
Tat von dem Abströmbereich zwischen
der Zugrolle 20 und der Zwischenrolle 23 verteilt.
Die Gestalt der Zwischenrolle 23 dient dazu, das Geschwindigkeitsprofil
auf der Breite "1" des Bands auch dann
zu managen, wenn das Luftgeschwindigkeitsverhältnis an dem Rand und der Mitte gleich
ist.
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Es
ist offensichtlich, daß Modifikationen
und Ergänzungen
an der vorstehend beschriebenen Vorrichtung 10 durchgeführt werden
können,
diese sollen jedoch innerhalb des Gebiets und des Umfangs der Erfindung
bleiben. Beispielsweise könnten
die Zwischenrollen 23 durch Elemente mit einer nichtzylindrischen
Gestalt wie etwa Platten mit einem variablen Querschnitt oder dergleichen
ersetzt werden.
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Es
ist ferner offensichtlich, daß die
Erfindung zwar unter Bezugnahme auf ein spezielles Beispiel beschrieben
worden ist, daß jedoch
der Fachmann mit Sicherheit in der Lage ist, viele andere äquivalente
Formen davon zu erhalten; diese solle jedoch sämtlich vom Umfang der Erfindung
gemäß der Definition
in den beigefügten
Ansprüchen
umfaßt
sein.