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WO2010099925A1 - Verfahren und kühlvorrichtung zum kühlen der walzen eines walzgerüstes - Google Patents

Verfahren und kühlvorrichtung zum kühlen der walzen eines walzgerüstes Download PDF

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Publication number
WO2010099925A1
WO2010099925A1 PCT/EP2010/001275 EP2010001275W WO2010099925A1 WO 2010099925 A1 WO2010099925 A1 WO 2010099925A1 EP 2010001275 W EP2010001275 W EP 2010001275W WO 2010099925 A1 WO2010099925 A1 WO 2010099925A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cooling
pressure
roll
low
shell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2010/001275
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen Seidel
Matthias Kipping
Rolf Franz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Siemag AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=42270463&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=WO2010099925(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by SMS Siemag AG filed Critical SMS Siemag AG
Publication of WO2010099925A1 publication Critical patent/WO2010099925A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/06—Lubricating, cooling or heating rolls
    • B21B27/10—Lubricating, cooling or heating rolls externally

Definitions

  • the invention relates to methods and a cooling device for cooling the Wa zen, in particular the work rolls of a rolling mill.
  • the rollers involved in the rolling process are heated. To protect them from damage and to obtain as long as possible, the rollers are cooled.
  • Cooling systems are nowadays used in most rolling mills, which spray a cooling liquid onto the roll surface with the aid of nozzles (preferably flat-jet nozzles). Such cooling is referred to as spray cooling.
  • the selected pressure level is between 6 bar and 12 bar and, in exceptional cases, 20 bar.
  • the work roll cooling to keep the roller of dirt, oxide and scale particles free.
  • the cooling effect increases with higher coolant quantity and increasing coolant pressure. Disadvantage of the system is that it requires a large amount of energy and at higher pressure, the maintenance of the pump is more complex.
  • WO 2008/104037 A1 discloses a cooling device with highly turbulent cooling in the low-pressure region, in which a roll is cooled by means of nozzles or bores arranged on a concave cooling beam.
  • the cooling device works satisfactorily and reproducibly only when the diameter range of the roller resulting from the grinding is matched to the curvature of the cooling device.
  • the number of cooling devices required for different roller diameters which necessitates a sophisticated roller logistics, is necessary.
  • a low pressure cooling in the form of a flow cooling is described in DE 36 16 070 C2, wherein in a defined relatively narrow gap between the work roll surface and a cooling shell, the cooling liquid is guided in a directed manner and with external pressure on the roll surface.
  • the pressure level is lower and depends on the gap width and flow speed. Higher cooling effects are achieved here by higher flow velocities. Due to the lower pressure level, the system has no cleaning effect on the roll surface.
  • a disadvantage of this device is that a separate cooling block is necessary for each roller, since this is mounted on the roll chocks. For a conventional hot rolling mill, therefore, a large number of these cooling blocks is required.
  • the adaptation of the gap width to different work roll diameter and the consequences of the cooling block of the respective work roll position has also proved to be disadvantageous or very complicated, since the adjustment of the gap must be done manually and outside of the rolling mill.
  • rollers are cooled at least two partial areas along its circumference with the cooling liquid (7), wherein the partial areas by at least two cooling shell segments of the cooling shell, which are opposite one another and are connected to the regions of the roll surface, are represented.
  • the articulation axis of the articulated connection is preferably parallel to the longitudinal axis of the roller.
  • the rolls are also subjected to high-pressure cooling at the same time as the low-pressure cooling, the rolls being sprayed directly with a high-pressure cooling liquid during the high-pressure cooling.
  • the cooling liquid can be taken from a high tank, for example 7-12 m high, or generated directly by low-pressure pumps.
  • the required Pressure range for the cooling liquid of the low pressure roller cooling depends on the thermal load of the rollers and is between z. B. 0.5 to less than 5 bar.
  • a spray cooling, coolant curtain, gap cooling or flow cooling, highly turbulent cooling, or a combination of different low pressure systems can be used.
  • a single-row or double-row spray nozzle beam can be used, as in conventional systems.
  • the small amount of cooling liquid of about 20% of the total amount of cooling liquid is sufficient for this task, wherein a pressure range for the cooling liquid between 5 - 50 bar, preferably 12 bar is required.
  • the pressure range used for the cooling liquid of the high-pressure roll cooling depends on the rolling parameters thickness reduction, specific surface pressure in the roll gap, rolling speed, strip temperatures, roll material and rolled material.
  • the pressure level can be increased accordingly.
  • the roll surface can be observed to derive therefrom the pressure level change.
  • the pressure level can be adjusted individually in steps (for example by switching on or off of pumps) or steplessly.
  • the combined low-pressure high-pressure cooling is provided for example for the front stands of a hot strip mill. In the rear scaffolds, a pure low-pressure cooling can then be used.
  • the high pressure chilled beam can operate over almost the entire length of the bale or be movable in the width direction and with a localized cooling effect. If only a simple low-pressure shell cooling is used in an application, then a combination with the cooling according to the Japanese Patent Application JP 07290120 conceivable and provided. Here, with the help of an engine, two spray nozzle beam sections are moved axially or in the width direction, and the work roll is locally cooled differently.
  • an electric or hydraulic motor with threaded rod or according to two motors for separate adjustment on the left and right side are preferably alternatively also a hydraulically moving single or multi-link articulated rocker with spray bars mounted thereon or rotatable nozzle units executable to the coolant jets on the desired areas To steer the work roll (inside or next to the band area) to positively influence the band profile and the flatness.
  • short segment shell parts with a width of, for example, 150 mm can be axially adjustable in the width direction and only locally (eg symmetrically at two points of the work roll) for a segment of the low-pressure shell cooling be effective.
  • the low-pressure work roll cooling used in the invention has the task optimally and efficiently to cool, despite the low coolant pressure, the cooling effect (heat transfer from the roller to the coolant) should be high. This causes a lower roll temperature or can be used to reduce the amount of cooling liquid.
  • a flow cooling is preferably used, in which the cooling liquid is conducted in front of the roll surface in a relatively narrow gap between the work roll and an arc-shaped cooling shell.
  • the cooling device consists essentially of articulated interconnected movable cooling shell segments.
  • three, but usually two cooling shell segments are used. In special cases, however, only one cooling shell segment can be used.
  • the individual cooling shell segments preferably have laterally or on whose ends are joints or joint halves. At least one pivot point is present on the middle cooling-plate segment, which receives at least one, preferably two cylinders (hydraulic or pneumatic cylinders).
  • the cylinders have their second breakpoint on the other members of the adjacent cooling shell segments.
  • the cylinders can be arranged in the middle of the cooling beam or at the edges on both sides.
  • an adjustment with, for example, hydraulic motors or electric motors is conceivable.
  • the console or the cooling beam support with mounting holes On the middle cooling shell segment is the console or the cooling beam support with mounting holes. It is possible to move the middle cooling-plate segment and thus all components connected to it via the cooling-beam carrier, whereby a horizontal, vertical and rotating movement is possible.
  • the position adjustment is carried out with a multi-link linkage, which is operated pneumatically, hydraulically or electromechanically. Also, an advantageous employment of the central cooling beam carrier in the horizontal direction over, for example, a longitudinal or slot guide and pneumatic or hydraulic cylinder is possible.
  • the cylinders have position measuring systems and pressure transmitters.
  • the position of the cylinders and thus the gap setting or distance determination between the cooling shell segment and roller as well as the monitoring of the set positions can be determined and carried out in the following different ways, whereby a combination of the mentioned methods is also possible:
  • the cooling beam support position and the cooling shell segments with the associated cylinders and joint drives are pressed against the roll with a defined pressure.
  • the position encoders are set to zero. Based on this and with knowledge of the geometric relationships, a defined gap between the cooling shell segments and ment and roller are adjusted.
  • the calibration process of the cooling system may be performed during the framework calibration procedure.
  • the shell position or average gap width can be calculated to a good approximation. Any relative change in roll position (for example, tape thickness change) during the rolling process is thus convertible.
  • the gap can be measured directly and the cylinders and linkages adjusted accordingly with a control system.
  • the cooling device according to the invention adapts to the respective roller diameter and roller positions because the adjusting systems of the cooling beams are connected to the thickness control and follow the vertical movement of the work rolls, for example in the case of a thickness changeover , When driving up the scaffolding (for example, in an emergency on) the cooling shells are automatically pivoted back slightly.
  • the cooling device forms in a structural embodiment by means of a sealing function a space from which only a small amount of cooling liquid enters the environment.
  • the seal is made by conditioning the shell at the top and bottom of the work roll, which can be pressed with a predetermined pressure and / or by applying a dynamic pressure on the edge of the cooling shells.
  • the cooling bars can be fixed with cooling shells and conventional high and / or low pressure spray bars.
  • a gap is formed through which the coolant flows.
  • the gap widths between the cooling shell and the work roll are adjusted in a targeted and reproducible manner during operation, independently of the roll diameter, between 2 and 40 mm, for example to 5 mm.
  • the gap between the work roll and the cooling shell can be approximately equal to -tangential- or the shell is made narrowing toward the outlet.
  • the sectional flow cooling is divided into sections.
  • the cooling liquid flows from an eg funnel-shaped rectangular slot into the individual regions of the cooling shell against the roll and is deflected to either side (upwards or downwards) or even only to one side, whereby the cooling shell forces a flow along the roll.
  • the cooling liquid absorbs the heat of the roller efficiently.
  • the heated coolant then flows backwards making room for new cold coolant.
  • the chilled beams are designed in such a way that the cooling liquid flowing to the rear (away from the roller) can flow off well, especially on slopes.
  • baffles the returning coolant on the upper side is additionally directed to the side in order to reduce the pool effect over the wiper.
  • the individual cooling areas are separated from each other by mutual shielding so that the cooling liquids of the adjacent cooling bars hardly interfere with each other.
  • the cooling liquid is passed over a larger contiguous angular range of the roller.
  • a low adaptable gap width and high flow velocity are required to produce good heat transfer.
  • the gap width and cooling liquid quantity must therefore be coordinated.
  • the contiguous flow cooling can be operated in countercurrent or DC principle. Due to the long path between inlet and outlet side, a lateral sealing of the cooling shell is required.
  • an operating mode can also be carried out in which the cooling liquid is supplied to the upper and lower cooling beam pipelines. The process is then targeted to the pages.
  • the cooling fluid flowing tangentially to the roller absorbs the heat and is then deflected to the side.
  • the warm coolant heats the roller areas next to the belt running area and leads there to the desired positive influence of the thermal crowns.
  • This system is particularly effective when zone cooling is performed, where the areas next to the belt are not directly cooled.
  • a calculation model (process model or level 1 model) is used that fulfills the following tasks: - Adjustment of the coolant quantity and pressure level for the low pressure and possibly for the high pressure part depending on strip thickness decrease, specific surface pressure in the nip, rolling speed, strip temperatures, roll material and rolled material and the measured and / or calculated roller temperatures and / or observed roll surface and also dependent on the set
  • Fig. 2 is a highly turbulent flow cooling device according to the
  • FIG. 3 shows a cooling device according to the invention with a plurality of cooling shell segments, which are hinged together,
  • FIG. 4 shows the cooling device of FIG. 3 with an alternative coolant flow
  • Fig. 5 shows a cooling device according to the invention with radially divided
  • FIG. 7 shows a cooling device with cooling shell segments pressed on by springs
  • FIG. 8 shows a cooling device with roll gap cooling / roll gap lubrication and combined low-pressure high-pressure roll cooling
  • Fig. 16 bending springs as articulated / elastic connection between adjacent cooling shell segments.
  • FIG. 1 shows a prior art spray cooling in which a cooling liquid 7 is sprayed by means of nozzles 27 onto the roll surface of the work rolls 1, 2. Due to the relatively large distance between nozzle and roller, a higher coolant pressure range (eg 6 ... 15 bar) selected. Inlet and outlet side arranged scrapers 17 ensure that as little as possible cooling liquid can come into contact with the rolling stock 4.
  • FIG. 2 shows another known possibility for cooling the work rolls 1, 2. This is a highly turbulent cooling in the low-pressure range. Water is sprayed onto the roll surface of the work rolls 1, 2 with the aid of nozzles 27 arranged on the inlet side and through the holes introduced in the concavely curved contiguous cooling shell 11, and a water cushion with a turbulent and undirected flow is formed in front of the work roll. The replacement of the water is relatively slow in this construction, which adversely affects the cooling efficiency.
  • FIG. 1 A coherent flow cooling according to the invention with a coherent cooling shell 11 is shown in FIG.
  • the cooling device 10 essentially consists of cooling shell segments 13 connected in an articulated manner, which enclose the work roll 1, 2 at a distance, forming a gap 30 in a larger angular range. Via a feed tube 25 and the inlet opening 29, the cooling liquid 7 flows in countercurrent to the rolling direction 5 in the gap 30 to then flow through the outlet opening 24 and the discharge pipe 26 again. If the discharge pipe 26 or the outlet opening 24 is closed or not carried out in a special case, it is possible to selectively generate a coolant outlet transverse to the roll. Side seals are then only partially available here.
  • the segment lengths of the cooling-cup segments 13 forming the gap 30 should be approximately the same, so that when the diameter of the work-roll 1 changes, the cooling-cup segments 13 can follow the change in curvature of the roll-jacket surface 6 optimally.
  • the individual cooling-cup segments 13 have at their ends joints or joint halves which, connected to one another, form a corresponding number of pivot pivots 22 and pivot points 21, which are connected to one another by cylinders 20, for example hydraulic or pneumatic cylinders.
  • the cooling beam support 16 On the middle cooling Lensegment 13 is the cooling beam support 16 with a pivot point 23, through which it is possible, thedeschalensegmente13 and all components that are connected to this, in the illustrated (horizontal, vertical and rotating) adjustment directions 45 of the cooling beam support with a multi-membered not shown here To move linkage.
  • a stripping device 17 arranged below the cooling shell 11 ensures that as little cooling liquid 7 as possible reaches the rolling stock 4.
  • FIG. 3 An alternative flow guidance of the cooling liquid 7 within the gap 30 formed by the cooling shell segments 13 of the cooling shell 11 and the roll shell surface 6 with respect to the flow described in FIG. 3 is shown in the cooling device 10 of FIG.
  • the supply pipes 25 for the low pressure ND to be used cooling liquid 7 are arranged here respectively at the upper and lower cooling shell segment 13, so that here thedefactkeitsteilmengen in countercurrent and in cocurrent, based on the Walzencard 5, are guided through the gap 30.
  • the flow directions are indicated by arrows 43.
  • the upper and lower edges of the cooling shell 11 are formed with a contact surface 46, for example a hard tissue plate, which is sealingly guided against the roll shell surface 6.
  • each work roll 1, 2 is also cooled on the inlet side. Since the achievable cooling is not the main focus here ranges for. B. spray cooling with low pressure ND by means of nozzles 27th
  • FIG. 5 shows a cooling device 10 with a section-wise low-pressure flow cooling.
  • the cooling shells 11 are composed of cooling shell segments 13 but form a coherent, self-contained cooling shell 11
  • the cooling shell segments are 13 of the now radially divided cooling shell 12 are also spatially separated from each other and form separate Strömungskühl Schemee s1, s2, s3.
  • ND low pressure
  • the cooling liquid flows through a funnel-shaped discharge slot 44 in the central region of a cooling shell segment 13 from an outlet opening 24 against the work roll 1, 2 and is deflected upwards and downwards on both sides.
  • mechanical side seals can be arranged.
  • Each cooling shell segment 13 forces a flow according to the arrows 43 along the roll surface 6 and then back to the rear.
  • the cooling-cup segments 13 are designed so that the cooling liquid flowing to the rear (away from the roller) can flow off well with a gradient. By (not shown) deflecting the back-flowing cooling liquid is additionally directed on the top in addition to the side in order to reduce the pool effect on the scraper 17.
  • the outlet openings 24 of the cooling-plate segments 13 can be provided with an exchangeable mouthpiece (for example a rectangular nozzle) so that, if required, the cross-section and the shape can be adapted to slightly changed conditions.
  • high pressure (HD) nozzles are arranged in this embodiment, by means of which the inventions According to the combined low pressure high pressure cooling is realized.
  • the high-pressure spray bar can be arranged separately on the cooling beam carrier 16 or attached to a cooling shell segment, so that it can be adjusted with it.
  • cooling shells of a flow cooling area can also be divided into two, so that the outlet opening 24 can be easily adjusted by relative displacement and subsequent fixing of the two halves. Furthermore, slightly different shell thicknesses or gap widths per cooling beam can be set and the amount of coolant flowing upwards and downwards can be influenced.
  • the cooling beam support 16 is positioned with the middle cooling shell segment 13 in front of the roll.
  • the other two cooling-plate segments 13 are laid against the work rolls 1, 2 with the aid of a straight or curved crossbar 48, which can be rotated in a small defined area, with a corresponding spring contact pressure of the spring 8.
  • coil springs 8 with corresponding holders can be attached to the ends.
  • the gap 30 is determined by spacer plates 49 between the cooling shell 13 and the work roll 1, 2. As a material for the spacer plates z.
  • the spacer plates 49 are arranged only in the chilled beam edge region so as not to disturb the coolant flow in the middle.
  • Optional spacer plates 49 are also conceivable over the cooling beam length. These can be used as distance setting or for influence the flow direction of the coolant serve.
  • These spacer plates may also be mounted on the middle cooling cup segment 13 (not shown).
  • a rigid cooling system is a special case. H. provided with immobile cooling shells (without cylinders between the shells and without springs 8). Also, then advantageously use of rigid spacer rods instead of movable cylinder 20 is possible.
  • the gaps between the roller and the cooling pan then vary somewhat, but the system with the partial flow cooling is still effective and the system is easier to manufacture. It must only be positioned depending on the work roll diameter and the work roll position in front of the roller so that the gap optimally, so the outlet openings are arranged relatively close in front of the roller depending on the work roll diameter.
  • the design can be carried out the same for multiple scaffolding and the adaptation to the different framework diameter ranges of a rolling train is carried out only on the length-adjustable rods.
  • cooling device 10 of FIG. 8 in addition to the previously described combined low-pressure high-pressure cooling, there is also arranged a low-pressure flow cooling with integrated roll gap lubrication 19 and roll gap cooling 18 on the inlet side.
  • a low-pressure flow cooling with integrated roll gap lubrication 19 and roll gap cooling 18 on the inlet side.
  • FIG. 8 it is disclosed in FIG. 8 how different high-pressure and low-pressure systems can be combined with one another.
  • the flow of the cooling liquid 7 can share under a cooling shell or, as shown here for example on the inlet side and outlet side, a larger amount of coolant are preferably directed in one direction. In order to increase the heat transfer, a flow against the direction of rotation is advantageous.
  • the area in which the nip lubrication 19 is arranged, is largely kept dry by the generated flow direction of the work roll cooling and / or provided with an elastic plastic surface cooling shells 50 or cooling shells 51 with elastic plastic or hard tissue plates, including the cooling beam support mechanism, a slight contact pressure is generated over the plates on the roller.
  • the plates themselves are designed to be continuous across the width and have by their structural design (not shown) an elastic effect.
  • the area of the roll surface (seen in the direction of rotation) prior to the application of the rolling gap lubricant is optionally carried out with a (not shown) compressed air spraying in order to blow the roll surface defined dry.
  • the cooling device 10 of FIG. 9 it is also possible, according to the cooling device 10 of FIG. 9, to carry out the three chilled beams with interchangeable cooling shells 47, into which many staggered holes 52 are bored, from which individual coolant jets are blown against them from a short distance Rollers 1, 2 inject. Even so, a partial flow cooling can be established.
  • the holes are arranged offset in the width direction so that a uniform cooling effect across the width.
  • the cross-sectional size and distances of the holes 52 can be designed differently over the bale width, so that a coolant crown can also be produced with this system.
  • the holes 52 can be aligned perpendicular to the rollers 1, 2 or allow an oblique injection of the cooling liquid against the rollers 1, 2.
  • FIGS. 10a to 10f Further details on the nozzle and shell design can be found in FIGS. 10a to 10f, wherein the arrangement of the nozzle in the center of the bowl or alternatively in FIG asymmetric arrangement with one side, for example, above shortened executed shell takes place.
  • the cooling shell may additionally be provided on the side facing the rollers smoothly or with grooves or webs 9 in order to positively influence the cooling effect by causing turbulences shown:
  • Fig. 10a shows a symmetrical arrangement of the lower part of the cooling beam 54 on the cooling shell 11, 12 with replaceable nozzle 27, Fig. 10b coolant exit from the nozzle 27 with angle ⁇ oblique to the roller, Fig. 10c nozzle 27 with alternative cross-sectional shape and possible embodiments of Webs or grooves 9,
  • the funnel-shaped outlet opening formed in the flow direction can be designed with baffles in order to direct the coolant inwardly, outwardly or straightforwardly, so that ultimately a closed and uniform coolant-liquid jet emerges over the length of the cooling-bar.
  • a funnel-shaped design ofdestattkeitszu Crystalkanals to the chilled beam broadsides is possible to reduce the under the shell transverse to the side (beam edges) flowingdeunderkeitmenge.
  • the cooling shell in sections over the length of the cooling bar with a gap width adjustment in the cooling liquid feed channel and thus to control the coolant distribution and the cooling effect via the roller length to influence.
  • bendable spring plates 53 are arranged within the funnel-shaped feed channel 55 in accordance with the example of FIGS. In the normal position, the spring plates lie on the side surfaces of the outlet opening here. If the middle is turned on one side, the gap is reduced there. The edges are held in a slot guide. When the spring plate is set at the two edges, alternatively the gap width is reduced there.
  • FIG. 10e and FIG. 10f only represents the principle. Other constructions with the same effect are also possible.
  • FIGS. 11a to 11c Details for an exemplary embodiment of the gap adjustment in the feed channel 55 are shown in FIGS. 11a to 11c in a side view and in FIG. 12 in the corresponding plan view.
  • the elongated outlet cross-section 58 of the cooling bar is divided into individual width sections 59.
  • the flow opening b and thus the volume flow of the cooling liquid can be adjusted individually.
  • the width section 59 can be designed, for example, 50-500 mm wide.
  • a paired, symmetrically arranged to the frame center control of the zone cooling (gap setting) is possible.
  • All the cooling bars of a scaffold can be provided with zone-by-zone control of the cooling cross-sections and the zones can be correspondingly connected, or the individual bars of a scaffold can be controlled separately.
  • a closing mechanism of the outlet cross section a system operated with air pressure or liquid pressure is provided for the embodiment in FIG.
  • the flow opening b can be adjusted from open to partially open or closed.
  • stretchable plastic bottles 60 arranged in sections it is also possible to use rotatable or displaceable flaps or tappets, eccentric adjustments or other mechanical actuators for segment-wise influencing of the cross section of the outlet opening.
  • a pressure chamber 56 is arranged laterally on the feed channel 55 as the closure member, the expandable plastic tube 60 of which forms part of the feed channel 55.
  • the air chamber 56 In the initial state of FIG. 11a, the air chamber 56 is in the pressureless state, so that, as shown in FIG. 12 at the width section 59a, the flow opening b is fully opened.
  • the pressure chamber 56 was partially filled with compressed air or a liquid via a pressure line 57, whereby the plastic tube 60 was partially pressed into the feed channel 55 and the flow opening b is now partially closed, as in FIG. 12 at the width section 59b is shown.
  • a completely closed flow opening b is shown in FIG. 12 at the width section 59c.
  • FIG. 1 Another mode of operation of the zone cooling is shown in FIG.
  • narrow cooling shells 14 are arranged side by side in roll length, the columns 31, 32, 33 can be adjusted with different gap widths W1, W2, W3.
  • a different specific cooling liquid flow 41 per unit time over the roll length can thus be generated.
  • a barrier cooling liquid generating a dynamic pressure can be introduced into the gap 34 existing between the cooling shells 14.
  • a cooling shell without adjusting device can be designed such that the gap between the cooling shell and the roll is arbitrarily different over the length of the roll.
  • cooling shells 13,14 can be used with advantage a material which may rest against the roller without damaging it and is elastic.
  • a material which may rest against the roller without damaging it and is elastic may be, for example, a sand-free cast iron, lubricious plastic, self-lubricating metals, aluminum or hard tissue.
  • FIG. 14 shows a possibility for sealing the gap 30 formed between the work roll 1 and the cooling shell 14 at its edges.
  • a fluid jet 28 for example air or coolant, is selectively blown into the opening of the gap 30.
  • the fluid jet 28 thus generates a back pressure, which prevents the escape of the cooling liquid 7 from the gap 30.
  • FIGS. 15a and 15b A spatially acting, axially adjustable work roll spray cooling, which can be designed as high-pressure or low-pressure cooling, is shown in FIGS. 15a and 15b.
  • This cooling is an additional cooling and can be operated in combination with the low-pressure shell cooling, not shown.
  • the local positioning of the spray nozzles or application of the cooling liquid 7 preferably takes place as a function of the profile and flatness control or regulation.
  • the spray nozzle bar sections 40 ' are moved on a guide rod 63 for this purpose.
  • FIG. 15b A similar arrangement of a spatially acting work roll cooling is shown in FIG. 15b.
  • a hydraulic cylinder 61 is used here for articulated rods and articulated rockers 62 with injection nozzle beam sections 40 'attached thereto via a pivot point 66 moves on a circular path 64 and so the cooling jet 7 directed to different positions within or adjacent to the band area on the work roll 1.
  • Swing the two spray nozzle bar sections 40 ' can each be moved with a coupling gear (4-joint arc) when a movement on a circular path 64 is to be avoided.
  • the use of electric or hydro-stepping motors at the positions of the pivot points 66 for the direct movement of the nozzle units on the spray nozzle bar sections 40 'via a bar on the circular path 64 are also possible.
  • the low pressure cooling system is also alone, i. not usable in combination with the high pressure cooling system.
  • FIG. 16 shows bending springs 8 as an elastic connection between the adjacent cooling shell segments 13.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

Abstract

Zur Lösung der Aufgabe, ein Verfahren und eine Kühlvorrichtung (10) anzugeben, mit dem bzw. der die Walzen (1, 2) eines Walzgerüstes optimal gekühlt werden, wobei energetische Gesichtspunkte, wie die Minimierung des benötigten Kühlflüssigkeitsstroms und des Kühlflüssigkeitsdrucks sowie anfallende Konstruktions- und Fertigungskosten zu berücksichtigen sind, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, eine Kühlschale (11, 12) aus mindestens zwei gelenkig miteinander verbundenen beweglichen Kühlschalensegmenten zu bilden.

Description

Verfahren und Kühlvorrichtung zum Kühlen der Walzen eines Walzgerüstes
Die Erfindung betrifft Verfahren und eine Kühlvorrichtung zum Kühlen der WaI- zen, insbesondere der Arbeitswalzen eines Walzgerüstes.
Beim Walzen von Metallen werden die am Walzprozess beteiligten Walzen, die Arbeitswalzen, erwärmt. Um sie vor Beschädigungen zu schützen und um eine möglichst lange Standzeit zu erlangen, werden die Walzen gekühlt. In den meisten Walzwerken werden heutzutage Kühlsysteme verwendet, die mit Hilfe von Düsen (vorzugsweise Flachstrahldüsen) eine Kühlflüssigkeit auf die Walzenoberfläche sprühen. Eine solche Kühlung wird als Sprühkühlung bezeichnet. Das gewählte Druckniveau liegt je nach Walzanlage zwischen 6 bar und 12 bar und in Ausnahmefällen bei 20 bar. Neben der Aufgabe, die Arbeitswalzen mög- liehst intensiv zu kühlen, um deren thermische Belastung und geometrische Ausdehnung zu begrenzen, soll die Arbeitswalzenkühlung die Walze von Schmutz, Oxid- und Zunderpartikeln frei halten. Die Kühlwirkung steigt mit höherer Kühlmittelmenge und zunehmendem Kühlmitteldruck. Nachteil des Systems ist, dass dabei eine hohe Energiemenge benötigt wird und bei höherem Druck die Wartung der Pumpen aufwändiger ist.
Eine andere Möglichkeit zur Kühlung der Arbeitswalzen ist die Niederdruckkühlung. Aus der WO 2008/104037 A1 ist eine Kühlvorrichtung mit hochturbulenter Kühlung im Niederdruckbereich bekannt, bei der mit Hilfe von Düsen bzw. Boh- rungen, die auf einem konkav geformten Kühlbalken angeordnet sind, eine Walze gekühlt wird. Durch die Anordnung des Kühlbalkens sowie mit Hilfe von Seitenplatten, die am Kühlbalken stirnseitig angebracht sind, wird ein gleichmäßig ausgebildetes Wasserkissen mit einer turbulenten und ungerichteten Strömung gebildet. Die Kühlvorrichtung arbeitet jedoch nur dann zufriedenstellend und reproduzierbar, wenn der Durchmesserbereich der Walze, der sich durch den Abschliff ergibt, auf die Krümmung der Kühlvorrichtung abgestimmt ist. Da der heute übliche Abschliffbereich einer Walze ca. 10 % des maximalen Walzendurchmessers beträgt, sind mehrere Kühlvorrichtungen für unterschiedliche Walzendurchmesser notwendig, was eine ausgefeilte Walzenlogistik erforderlich macht. Es ist als Nachteil festzuhalten, dass keine Einstellung der Krümmung der Kühlvorrichtung zum veränderten Walzendurchmesser für jedes Ge- rüst und nach jedem Arbeitswalzenwechsel möglich ist und sich somit der Abstand der Düsen bzw. Bohrungen zur Walzenoberfläche und damit die Kühlwirkung während des Walzprozesses von Walzenwechsel zu Walzenwechsel verändert.
Eine Niederdruckkühlung in Form einer Strömungskühlung wird in der DE 36 16 070 C2 beschrieben, wobei in einem definierten relativ engen Spalt zwischen der Arbeitswalzenoberfläche und einer Kühlschale die Kühlflüssigkeit in gerichteter Art und Weise und mit äußerem Druck an der Walzenoberfläche vorbeigeführt wird. Das Druckniveau ist geringer und hängt von Spaltbreite und Strö- mungsgeschwindigkeit ab. Höhere Kühlwirkungen werden hier durch höhere Strömungsgeschwindigkeiten erzielt. Infolge des niedrigeren Druckniveaus hat das System keine reinigende Wirkung auf die Walzenoberfläche. Nachteilig an dieser Vorrichtung ist, dass für jede Walze ein eigener Kühlblock nötig ist, da dieser an den Walzeneinbaustücken montiert ist. Für ein konventionelles Warmwalzwerk ist daher eine hohe Anzahl dieser Kühlblöcke erforderlich. Die Anpassung der Spaltbreite an verschiedene Arbeitswalzendurchmesser sowie das Folgen des Kühlblocks der jeweiligen Arbeitswalzenposition hat sich ebenfalls als nachteilig bzw. sehr aufwändig erwiesen, da das Einstellen des Spaltes manuell und außerhalb des Walzgerüstes erfolgen muss.
Ausgehend vom geschilderten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Kühlvorrichtung anzugeben, mit dem bzw. mit der die Walzen eines Walzgerüstes optimal gekühlt werden, um sie vor thermomecha- nischer Ermüdung und vor Verschleiß zu schützen, wobei energetische Ge- Sichtspunkte wie die Minimierung des benötigten Kühlflüssigkeitsstroms und des Kühlflüssigkeitsdrucks sowie anfallende Konstruktions- und Fertigungskosten zu berücksichtigen sind.
Die gestellte Aufgabe wird verfahrensmäßig mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie vorrichtungsmäßig mit den Merkmalen des Anspruchs 25 dadurch ge- löst, dass die Walzen an mindestens zwei partiellen Bereichen entlang ihres Umfanges mit der Kühlflüssigkeit (7) gekühlt werden, wobei die partiellen Bereiche durch mindestens zwei den Bereichen der Walzenoberfläche gegenüberliegende gelenkig miteinander verbundene Kühlschalensegmente der Kühlschale repräsentiert werden.
Grundsätzlich können alle Arten von Walzen eines Walzgerüstes mit der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung gekühlt werden; insbesondere findet die Erfindung jedoch Anwendung bei den Arbeitswalzen.
Durch die beansprucht gelenkige Verbindung zwischen den einzelnen Kühlsegmenten einer Kühlschale ist vorteilhafterweise eine optimale Anpassung der Kühlschale an die individuellen Durchmesser der Walzen und damit eine energetisch günstigere und sehr wirksame Kühlung der Walzen möglich. Die Gelenkachse der gelenkigen Verbindung liegt vorzugsweise parallel zur Längs- achse der Walze.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die Walzen zeitgleich zu der Niederdruckkühlung auch einer Hochdruckkühlung unterzogen, wobei die Walzen bei der Hochdruckkühlung direkt mit einer unter hohem Druck ste- henden Kühlflüssigkeit besprüht werden.
Zweckmäßigerweise werden ca. 20 % der gesamten Kühlflüssigkeitsmenge dem Hochdruckkühlsystem und ca. 80 % der gesamten Kühlflüssigkeitsmenge dem die Hauptkühlwirkung erzeugenden Niederdruckkühlsystem zugeführt. Die Kühlflüssigkeit kann einem beispielsweise 7-12 m hohen Hochbehälter entnommen oder von Niederdruckpumpen direkt erzeugt werden. Der erforderliche Druckbereich für die Kühlflüssigkeit der Niederdruckwalzenkühlung ist abhängig von der thermischen Belastung der Walzen und liegt zwischen z. B. 0,5 bis kleiner 5 bar. Als konstruktive Ausführungsform können auch eine Sprühkühlung, Kühlmittelvorhang, Spaltkühlung bzw. Strömungskühlung, hochturbulente Kühlung, oder eine Kombination der verschiedenen Niederdrucksysteme eingesetzt werden.
Für die Hochdruckwalzenkühlung, die gleichzeitig die Aufgabe einer Walzenoberflächenreinigung bzw. Entfernung von Zunder erfüllt, kann wie bei konventionellen Systemen ein einreihiger oder zweireihiger Spritzdüsenbalken einge- setzt werden. Die geringe Kühlflüssigkeitsmenge von ca. 20 % der gesamten Kühlflüssigkeitsmenge reicht für diese Aufgabe aus, wobei ein Druckbereich für die Kühlflüssigkeit zwischen 5 - 50 bar, vorzugsweise 12 bar erforderlich ist. Der eingesetzte Druckbereich für die Kühlflüssigkeit der Hochdruckwalzenkühlung ist abhängig von den Walzparametern Dickenabnahme, spezifische Flä- chenpressung im Walzspalt, Walzgeschwindigkeit, Bandtemperaturen, Walzenwerkstoff und gewalztem Material.
Aus Umweltgesichtspunkten ist eine Verminderung der Gesamtenergie, die die Pumpen verbrauchen, bei gleichzeitiger Erfüllung aller Systemaufgaben im Sin- ne der „Green-Plant-Technology" von Vorteil. Vergleicht man die aufgewendete Pumpenenergie der konventionellen Walzenkühlung mit höherem Druck mit dem vorgeschlagenen kombinierten Niederdruck-Hochdruck-Kühlsystem, so ergeben sich folgende Unterschiede:
Energiebedarf der Pumpe (ohne Berücksichtigung des Pumpenwirkungsgrades) am Beispiel für eine 2m-Warmbandstraße mit 5000 m3/h Gesamt- Walzenkühlmittelstrom (Pumpenleistung = Volumenstrom * Druckerhöhung (Hinweis: 36 ist ein Umrechnungsfaktor)
Konventionelle Walzenkühlung:
Druckniveau z. B. 12 bar Pumpenleistung = 5000 m3/h * 12 bar/36
Pumpenleistung = 1667 KW
Kombinierte Niederdruck-Hochdruck-Kühlung: Druckniveau z. B. 12 bar Hochdruckkühlmittelmenge 1000 m3/h und
Druckniveau z. B. 2 bar Niederdruckkühlmittelmenge 4000 m3/h
Pumpenleistung = 1000 m3/h * 12 bar/36 + 4000 m3/h * 2 bar/36 Pumpenleistung = 333 KW + 222 KW = 555 KW.
Mit der kombinierten Niederdruck-Hochdruck-Kühlung wird eine wesentlich geringere Energiemenge benötigt. Für obiges Beispiel ergibt sich demnach eine Verminderung der Antriebsleistung für die Pumpen von ca. 1 ,1 MW.
Bei erhöhtem Schmutz oder Zunderpartikeln sowie bei beispielsweiser rauer Walzenoberfläche oder bei einem Brandrissmuster kann das Druckniveau entsprechend erhöht werden. Durch eine Kamera kann die Walzenoberfläche beobachtet werden, um daraus die Druckniveauveränderung abzuleiten. Weiterhin kann zur Beeinflussung der Oxidschichtdicke auf der Walze das Druckniveau in Stufen (durch beispielsweise Zu- oder Wegschalten von Pumpen) oder stufenlos individuell angepasst werden.
Die kombinierte Niederdruck-Hochdruck-Kühlung wird beispielsweise für die vorderen Gerüste einer Warmbandstraße vorgesehen. In den hinteren Gerüsten kann dann auch eine reine Niederdruckkühlung zum Einsatz kommen.
Der Hochdruck-Kühlbalken kann über nahezu der gesamten Ballenlänge wirken oder im Breitenrichtung beweglich und mit einer örtlichen Kühlwirkung ausge- führt sein. Werden in einem Einsatzfall nur eine einfache Niederdruckschalenkühlung verwendet, so ist eine Kombination mit der Kühlung entsprechend der japanischen Patentanmeldung JP 07290120 denkbar und vorgesehen. Hier werden mit Hilfe eines Motors zwei Spritzdüsenbalkenabschnitte axial bzw. in Breitenrichtung bewegt und die Arbeitswalze lokal unterschiedlich gekühlt. Statt eines Elektro- oder Hydraulikmotors mit Gewindestange oder entsprechend zwei Motoren für separate Verstellung auf linker und rechter Seite sind bevor- zugt alternativ auch eine hydraulisch bewegte ein- oder mehrgliedrige Gelenkschwinge mit darauf befestigten Spritzbalken oder drehbare Düseneinheiten ausführbar, um die Kühlmittelstrahlen auf die gewünschten Bereiche der Arbeitswalze (innerhalb oder neben dem Bandbereich) zu lenken, um das Bandprofil und die Planheit positiv zu beeinflussen.
Analog zu der Ausführungsform mit den in Breiten richtung verfahrbaren Spritzbalkenabschnitten, können beispielsweise für ein Segment der Niederdruck- Schalenkühlung kurze Segmentschalenteile mit einer Breite von beispielsweise 150 mm axial in Breiten richtung verstellbar und nur lokal (z. B. symmetrisch an zwei Stellen der Arbeitswalze) wirkend ausgeführt sein.
Die erfindungsgemäß verwendete Niederdruck-Arbeitswalzenkühlung hat die Aufgabe, optimal und effizient zu kühlen, wobei trotz niedrigem Kühlflüssigkeitsdruck die Kühlwirkung (Wärmeübergang von der Walze zur Kühlflüssigkeit) hoch sein soll. Dies bewirkt eine niedrigere Walzentemperatur oder kann zur Verminderung der Kühlflüssigkeitsmenge genutzt werden. Als effiziente Niederdruckwalzenkühlung wird vorzugsweise eine Strömungskühlung eingesetzt, bei der die Kühlflüssigkeit in einem relativ engen Spalt zwischen der Arbeitswalze und einer bogenförmig ausgebildeten Kühlschale an der Walzenoberfläche vor- bei geleitet wird.
Erfindungsgemäß besteht die Kühlvorrichtung im Wesentlichen aus gelenkig miteinander verbundenen beweglichen Kühlschalensegmenten. Vorzugsweise kommen drei, in der Regel aber zwei Kühlschalensegmente zum Einsatz. In Sonderfällen kann aber auch nur ein Kühlschalensegment verwendet werden. Die einzelnen Kühlschalensegmente besitzen vorzugsweise seitlich bzw. an deren Enden Gelenke oder Gelenkhälften. Auf dem mittleren Kühlschalensegment ist mindestens ein Drehpunkt vorhanden, der mindestens einen, vorzugsweise zwei Zylinder (Hydraulik- oder Pneumatikzylinder) aufnimmt. Die Zylinder haben ihren zweiten Haltepunkt an den anderen Gliedern der benachbarten Kühlschalensegmente. Die Zylinder können in Kühlbalkenmitte oder beidseitig an den Kanten angeordnet sein. Statt der Schalenverstellung mit Zylindern ist eine Verstellung mit zum Beispiel Hydraulikmotoren oder Elektromotoren denkbar. Auf dem mittleren Kühlschalensegment befindet sich die Konsole bzw. der Kühlbalkenträger mit Befestigungsbohrungen. Über den Kühlbalkenträger ist es möglich, das mittlere Kühlschalensegment und somit alle Bauteile, die mit die- sem verbunden sind, zu bewegen, wobei eine horizontale, vertikale und drehende Bewegung möglich ist. Die Positionsverstellung wird mit einem mehr- gliedrigen Gelenkgetriebe durchgeführt, welches pneumatisch, hydraulisch oder elektromechanisch betätigt wird. Auch ist eine vorteilhafte Anstellung des mittleren Kühlbalkenträgers in horizontaler Richtung über beispielsweise eine Längs- oder Langlochführung und Pneumatik- oder Hydraulikzylinders möglich.
Die Zylinder besitzen Wegmesssysteme und Druckmessgeber. Die Position der Zylinder und damit die Spalteinstellung bzw. Abstandsbestimmung zwischen Kühlschalensegment und Walze sowie die Überwachung der eingestellten Posi- tionen lässt sich auf folgende unterschiedliche Weise ermitteln und durchführen, wobei auch eine Kombination der angeführten Methoden möglich ist:
Kalibrieren der Kühlschalen
Zum Einstellen der Positionen der Kühlschalensegmente werden die Kühlbalkenträgeranstellung und die Kühlschalensegmente mit den zugeordneten Zylindern und Gelenkgetrieben mit definiertem Druck gegen die Walze angedrückt. In dieser Position werden die Weggeber auf Null gesetzt. Ausgehend hiervon und mit Kenntnis der geometrischen Zusammenhänge kann danach ein definierter Spalt zwischen Kühlschalenseg- ment und Walze eingestellt werden. Der Kalibrierprozess des Kühlsystems kann während der Gerüstkalibrierprozedur durchgeführt werden.
Berechnen der Positionen
Da die geometrischen Zusammenhänge (Walzendurchmesser, Walzen- Positionen in vertikaler Richtung, Zylinderpositionen, Abstände der Gelenke und Drehpunkte, Position des mehrgliedrigen Gelenkgetriebes etc.) bekannt sind, kann in guter Näherung die Schalenposition bzw. mittlere Spaltbreite errechnet werden. Jede relative Änderung der Walzenposition (bei zum Beispiel Banddickenänderung) während des Walzprozesses ist so umrechenbar.
Einsatz von Sensoren
Durch Einsatz von Abstandssensoren kann der Spalt direkt gemessen und die Zylinder und Gelenkgetriebe entsprechend mit einem Regelsys- tem eingestellt werden.
Gegenüber einer Kühlvorrichtung nach dem Stand der Technik passt sich die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung durch die vorhandenen Gelenkmechanis- men dem jeweiligen Walzendurchmesser und den Walzenpositionen an, da die Anstellsysteme der Kühlbalken mit der Dickenregelung verbunden sind und der vertikalen Bewegung der Arbeitswalzen, beispielsweise bei einer Dickenumstellung, folgen. Beim Auffahren der Gerüste (beispielsweise bei einem Not-Auf) werden die Kühlschalen automatisch etwas zurück geschwenkt.
Die Kühlvorrichtung bildet in einer konstruktiven Ausführungsform mit Hilfe einer Abdichtfunktion einen Raum, aus dem nur wenig Kühlflüssigkeit in die Umgebung gelangt. Die Abdichtung erfolgt durch Anlage der Schale oben und unten an die Arbeitswalze, die mit einem vorbestimmten Druck angedrückt werden kann und/oder durch Aufbringen eines Staudrucks am Rande der Kühlschalen. Durch diese Anordnung wird es möglich, einen fast geschlossenen Kühlkreislauf auszubilden.
An der Kühlvorrichtung können die Kühlbalken mit Kühlschalen und konventionellen Hoch- und/oder Niederdruck Sprühbalken befestigt sein. Durch eine Po- sitionierung der Schalen kurz vor der Walze wird ein Spalt gebildet, durch den das Kühlmittel strömt. Die Spaltbreiten zwischen Kühlschale und Arbeitswalze werden während des Betriebs gezielt und reproduzierbar unabhängig vom Walzendurchmesser zwischen 2 und 40 mm, beispielsweise auf 5 mm, eingestellt. Der Spalt zwischen Arbeitswalze und Kühlschale kann -tangential gesehen- ca. gleich sein oder die Schale wird zum Auslauf hin verengend angestellt.
Bei der Verwendung der erfindungsgemäß vorgesehenen Strömungskühlung sind zwei sich unterscheidende Kühlvarianten möglich, die abschnittsweise Strömungskühlung und die zusammenhängende Strömungskühlung.
Die abschnittsweise Strömungskühlung ist in Abschnitte unterteilt. Die Kühlflüssigkeit strömt aus einem beispielsweise trichterförmigen Rechteckschlitz in die einzelnen Bereiche der Kühlschale gegen die Walze und wird nach beiden Seiten (nach oben bzw. unten) oder auch nur vornehmlich nach einer Seite umge- lenkt, wobei die Kühlschale eine Strömung entlang der Walze erzwingt. Durch die Strömungsumlenkung und durch Strömung mit höherer Relativgeschwindigkeit entlang der Walze nimmt die Kühlflüssigkeit die Wärme der Walze effizient auf. Die erwärmte Kühlflüssigkeit strömt danach nach hinten zurück und macht so Platz für neue kalte Kühlflüssigkeit. Die Kühlbalken sind dabei so ausgeführt, dass die nach hinten (von der Walze weg) fließende Kühlflüssigkeit vornehmlich mit Gefälle gut abfließen kann. Durch Umlenkbleche wird das zurückfließende Kühlmittel auf der Oberseite zusätzlich zur Seite gelenkt, um den Pooleffekt über dem Abstreifer zu reduzieren. Die einzelnen Kühlbereiche sind durch eine gegenseitige Abschirmung voneinander getrennt, so dass sich die Kühlflüssig- keiten der benachbarten Kühlbalken kaum gegenseitig stören. Bei einer zusammenhängenden Strömungskühlung wird die Kühlflüssigkeit über einen größeren zusammenhängenden Winkelbereich der Walze geführt. Eine geringe anpassbare Spaltbreite und eine hohe Strömungsgeschwindigkeit sind gefordert, um einen guten Wärmeübergang zu erzeugen. Spaltbreite und Kühl- flüssigkeitsmenge müssen deshalb aufeinander abgestimmt sein. Die zusam- menhängende Strömungskühlung kann im Gegenstromprinzip oder Gleichstromprinzip betrieben werden. Durch den langen Weg zwischen Ein- und Austrittsseite ist eine seitliche Abdichtung der Kühlschale erforderlich. Alternativ zum Gegen- oder Gleichstromprinzip ist auch eine Betriebsweise durchführbar, bei der an der oberen und unteren Kühlbalkenrohrleitung die Kühlflüssigkeit zugeführt wird. Der Ablauf erfolgt dann gezielt zu den Seiten. Bei diesem Prinzip nimmt zunächst die tangential zur Walze strömende Kühlflüssigkeit die Wärme auf und wird anschließend zur Seite umgelenkt. Die warme Kühlflüssigkeit erwärmt so die Walzenbereiche neben dem Bandlaufbereich und führt dort zur gewünschten positiven Beeinflussung der thermischen Crowns. Besonders effektiv ist dieses System, wenn eine Zonenkühlung durchgeführt wird, bei der die Bereiche neben dem Band nicht direkt gekühlt werden.
Bei der Zonenkühlung sind in Walzenlänge im Kühlmittelzuführkanal des Kühlbalkens nur bestimmte Bereiche für den Durchfluss freigegeben oder schmale Kühlschalen mit unterschiedlich eingestellten Spaltweiten beabstandet nebeneinander angeordnet. Bedingt durch die unterschiedlichen Spaltweiten ergeben sich für die schmalen Kühlschalen ein entsprechender unterschiedlicher spezifischer Kühlflüssigkeitsdurchfluss und damit je Kühlschale eine unterschiedliche Kühlung der Arbeitswalze. Zur Abtrennung der unterschiedlichen Kühlflüssig- keitsdurchflüsse wird je nach Konstruktion zwischen den schmalen Kühlschalen eine Sperrkühlflüssigkeit oder eine Spaltdichtung eingebracht.
Zur optimalen Steuerung der Kühleinrichtung wird ein Rechenmodell (Prozessmodell bzw. Level 1 -Modell) verwendet, das folgende Aufgaben erfüllt: - Einstellung der Kühlmittelmenge und Druckniveau für den Niederdruck- und ggf. für den Hochdruckteil abhängig von Banddickenabnahme, spezifische Flächenpressung im Walzspalt, Walzgeschwindigkeit, Bandtemperaturen, Walzenwerkstoff und gewalztes Material sowie der gemessenen und/oder der berechneten Walzentemperaturen und/oder beobach- teten Walzenoberfläche und ebenfalls abhängig von der eingestellten
Kühlmittel-Beaufschlagungsbreite,
- Einstellung der Kühlmittelmenge über der Bandbreite durch Verstellung der Austrittsöffnungen des Zuführkanals (parabolisch, Kurve höherer Ordnung oder zonenweise) oder/und Verstellung der Spaltbreite zwi- sehen Kühlschale und Arbeitswalze in Abhängigkeit der Bandbreite und/oder Einstellung der Position der in Breitenrichtung verstellbaren Spritzdüsenbalkenabschnitte und/oder gemessenem Profil- und Plan- heitszustand über der Bandbreite,
- Austausch von Signalen mit der Dickenregelung (Gerüstanstellung), - Beschreibung der geometrischen Zusammenhänge der beweglichen Teile der Kühleinrichtung sowie Berücksichtigung der Anstellposition, Passlineposition und Arbeitswalzendurchmesser zwecks optimaler Positionsermittlung bzw. Berechnung der Positionsänderungen,
- Festlegung der Anschwenkposition von Kühlbalkenträger sowie Kühl- schalenanstellposition mit Hilfe der Zylinder unter ggf. Verwendung der
Druck- und Weggebersignalen,
- Steuerung der Kalibrierprozedur für die Kühlschalenpositionen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend an in schematischen Zeichnungsfiguren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 eine Sprühkühlung nach dem Stand der Technik,
Fig. 2 eine hochturbulente Strömungskühlvorrichtung nach dem
Stand der Technik,
Fig. 3 eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung mit mehreren Kühl- Schalensegmenten, die gelenkig miteinander verbunden sind,
Fig. 4 die Kühlvorrichtung der Fig. 3 mit alternativer Kühlflüssigkeits- strömung,
Fig. 5 eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung mit radial geteilter
Kühlschale Fig. 6 die Kühlvorrichtung der Fig. 5 mit austauschbarer Kühlschale bzw. Kühlplatte,
Fig. 7 eine Kühlvorrichtung mit durch Federn angepresste Kühlschalensegmente,
Fig. 8 eine Kühlvorrichtung mit Walzspaltkühlung / Walzspaltschmie- rung und kombinierter Niederdruck-Hochdruckwalzenkühlung,
Fig. 9 eine Kühlvorrichtung mit in den Kühlschalen eingebrachte
Löcher,
Fig. 10a-f Düsen- und Schalenausbildungen,
Fig. 11a-c eine Spaltbreitenverstellung, Fig.12 eine Spaltbreitenverstellung,
Fig. 13 eine Zonenkühlung,
Fig. 14 eine Spaltabdichtung,
Fig. 15a, b eine örtlich wirkende axial verstellbare Walzenkühlung,
Fig. 16 Biegefedern als gelenkige / elastische Verbindung zwischen benachbarten Kühlschalensegmenten.
In der Figur 1 ist eine Sprühkühlung nach dem Stand der Technik dargestellt, bei der eine Kühlflüssigkeit 7 mittels Düsen 27 auf die Walzenoberfläche der Arbeitswalzen 1 , 2 gesprüht wird. Durch den relativ großen Abstand zwischen Düse und Walze wird ein höherer Kühlmittel-Druckbereich (z. B. 6 ... 15 bar) gewählt. Ein- und auslaufseitig angeordnete Abstreifer 17 sorgen dafür, dass möglichst wenig Kühlflüssigkeit mit dem Walzgut 4 in Kontakt geraten kann.
Die Figur 2 zeigt eine andere bekannte Möglichkeit zur Kühlung der Arbeitswalzen 1 , 2. Es handelt sich hierbei um eine hochturbulente Kühlung im Nieder- druckbereich. Mit Hilfe von einlaufseitig angeordneten Düsen 27 und durch die auslaufseitig in der konkav gebogenen zusammenhängenden Kühlschale 11 eingebrachten Bohrungen wird Wasser auf die Walzenoberfläche der Arbeitswalzen 1 , 2 gespritzt und ein Wasserkissen mit einer turbulenten und ungerich- teten Strömung vor der Arbeitswalze gebildet. Der Austausch des Wassers ge- schieht bei dieser Konstruktion relativ langsam, was die Kühleffizienz negativ beeinflusst.
Eine zusammenhängende Strömungskühlung nach der Erfindung mit einer zusammenhängenden Kühlschale 11 ist in der Figur 3 dargestellt. Die erfindungs- gemäße Kühlvorrichtung 10 besteht hier im Wesentlichen aus gelenkig miteinander verbundenen Kühlschalensegmenten 13, die die Arbeitswalze 1 , 2 mit Abstand unter Ausbildung eines Spaltes 30 in einem größeren Winkelbereich umschließen. Über ein Zuführrohr 25 und der Eintrittsöffnung 29 strömt die Kühlflüssigkeit 7 im Gegenstrom zur Walzendrehrichtung 5 in den Spalt 30, um dann durch die Austrittsöffnung 24 und das Abführrohr 26 wieder auszuströmen. Wird das Abführrohr 26 oder die Austrittsöffnung 24 in einem Sonderfall verschlossen oder nicht ausgeführt, kann gezielt ein Kühlmittelablauf quer zur Walze erzeugt werden. Seitliche Abdichtungen sind dann hier nur teilweise vorhanden. Die den Spalt 30 bildenden Segmentlängen der Kühlschalensegmente 13 sollten annähernd gleich groß sein, so dass bei sich änderndem Durchmesser der Arbeitswalze 1 die Kühlschalensegmente 13 der Krümmungsänderung der Walzenmantelfläche 6 optimal folgen können. Die einzelnen Kühlschalensegmente 13 besitzen an ihren Enden Gelenke oder Gelenkhälften, die miteinander verbunden eine entsprechende Anzahl Gelenkdrehpunkte 22 bilden so- wie Drehpunkte 21 , die durch Zylinder 20, beispielsweise Hydraulik- oder Pneumatikzylinder, miteinander verbunden sind. Auf dem mittleren Kühlscha- lensegment 13 befindet sich der Kühlbalkenträger 16 mit einem Anlenkpunkt 23, durch den es möglich ist, das Kühlschalensegmente13 und alle Bauteile, die mit diesem verbunden sind, in die dargestellten (horizontal, vertikal und drehend) Verstellrichtungen 45 des Kühlbalkenträgers mit einem hier nicht dargestellten mehrgliedrigen Gelenkgetriebe zu bewegen. Eine unterhalb der Kühl- schale 11 angeordnete Abstreifvorrichtung 17 sorgt dafür, dass möglichst wenig Kühlflüssigkeit 7 auf das Walzgut 4 gelangt.
Über Sensoren 37 zur Abstandsmessung, Druckmesser 36 in den Zylinderanschlussleitungen sowie an bzw. in den Zylindern 20 angeordnete Wegmesser 39 kann eine Positionierung der gesamten Kühlschale 11 durchgeführt werden. Mit Temperatursensoren 38 (in Walzenmitte oder über der Breite) wird kontinuierlich die Walzentemperatur gemessen, um zur Erhaltung der gewünschten Kühlwirkung die Größe des Spaltes 30 entsprechend zu regeln.
Die nachfolgend beschriebenen Kühlvorrichtungen sind in ähnlicher Weise konstruktiv aufgebaut, weshalb die die Konstruktion betreffenden gleichwertigen Einzelheiten nicht mehr beschrieben werden, sondern fallweise nur die bereits vorstehend angeführten Bezugszeichen eingezeichnet sind.
Eine alternative Strömungsführung der Kühlflüssigkeit 7 innerhalb des von den Kühlschalensegmente 13 der Kühlschale 11 und der Walzenmantelfläche 6 gebildeten Spaltes 30 gegenüber der in der Figur 3 beschriebenen Strömung ist in der Kühlvorrichtung 10 der Figur 4 dargestellt. Die Zuführrohre 25 für die mit Niederdruck ND zu verwendende Kühlflüssigkeit 7 sind hier jeweils am oberen und am unteren Kühlschalensegment 13 angeordnet, so dass hier die Kühlflüssigkeitsteilmengen im Gegenstrom und im Gleichstrom, bezogen auf die Walzendrehrichtung 5, durch den Spalt 30 geführt werden. Die Strömungsrichtungen sind durch Pfeile 43 gekennzeichnet. Zur Abdichtung des Spaltes 30 sind die oberen und unteren Ränder der Kühlschale 11 mit einer Anlagefläche 46, beispielsweise einer Hartgewebeplatte, ausgebildet, die dichtend gegen die Walzenmantelfläche 6 geführt ist. Da somit nur ein seitlicher Ablauf der Kühl- flüssigkeit 7 aus dem Spalt 30 möglich ist (Abführrohre sind nicht vorhanden), ist der Spalt 30 gegenüber der Spaltweite der Fig. 3 vergrößert. Die Verstellung der einzelnen Kühlschalen erfolgt wie bei Figur 3 mittels Zylinder 20. Statt Zylinder können auch vereinfacht dort Schraubenfedern eingesetzt werden. Zusätzlich zu der auf der Auslaufseite durchgeführten Kühlung mit der dort ange- ordneten Kühlschale 11 wird jede Arbeitswalze 1 , 2 auch auf der Einlaufseite gekühlt. Da hier die erzielbare Kühlung nicht im Vordergrund steht, reicht hier z. B. Sprühkühlung mit Niederdruck ND mittels Düsen 27.
Eine Kühlvorrichtung 10 mit einer abschnittsweisen Niederdruck-Strömungs- kühlung zeigt die Figur 5. Im Gegensatz zu den Figuren 3 und 4, bei denen die Kühlschalen 11 zwar aus Kühlschalensegmenten 13 zusammengesetzt, aber zusammenhängend eine einheitliche in sich bewegliche Kühlschale 11 bilden, sind die Kühlschalensegmente 13 der nun radial geteilten Kühlschale 12 auch örtlich voneinander getrennt und bilden getrennte Strömungskühlbereiche s1 , s2, s3. Aus Niederdruck (ND)-Zuführrohren 25 strömt hier die Kühlflüssigkeit über einen trichterförmigen Ausgabeschlitz 44 im mittleren Bereich eines Kühlschalensegmentes 13 aus einer Austrittöffnung 24 gegen die Arbeitswalze 1 , 2 und wird nach beiden Seiten nach oben und unten umgelenkt. Um die quer (in Breitenrichtung) fließende Wassermenge zu begrenzen, können mechanische Seitenabdichtungen angeordnet sein. Jedes Kühlschalensegment 13 erzwingt eine Strömung entsprechend der eingezeichneten Pfeile 43 entlang der Walzenmantelfläche 6 und dann nach hinten zurück. Die Kühlschalensegmente 13 sind dabei so ausgeführt, dass die nach hinten (von der Walze weg) fließende Kühlflüssigkeit mit Gefälle gut abfließen kann. Durch (nicht dargestellte) Um- lenkbleche wird die zurück fließende Kühlflüssigkeit auf der Oberseite zusätzlich zur Seite gelenkt, um den Pooleffekt über dem Abstreifer 17 zu reduzieren. Die Austrittsöffnungen 24 der Kühlschalensegmente 13 können mit einem austauschbaren Mundstück (z. B. Rechteckdüse) versehen werden, so dass bei Bedarf der Querschnitt und die Form leicht geänderten Bedingungen anzupas- sen ist. Zwischen den Abstreifern 17 und den Kühlschalen 12 sind bei diesem Ausführungsbeispiel Hochdruck(HD)-Düsen angeordnet, mittels derer die erfin- dungsgemäß kombinierte Niederdruck-Hochdruck-Kühlung realisiert wird. Der Hochdruckspritzbalken kann wie dargestellt separat am Kühlbalkenträger 16 angeordnet oder an einem Kühlschalensegment befestigt sein, so dass er mit diesem verstellbar ist.
In der Figur 6 ist angedeutet, dass auf den Kühlbalken der Kühlvorrichtung 10 eine komplett austauschbare Kühlschalenplatte 47 befestigt ist. Da auch hier die Mundstücke der Düsenöffnungen der Austrittsöffnungen 24 ausgetauscht werden können, ist also die Wechselmöglichkeit der gesamten Kühlschale mit Mundstück oder auch separat möglich. Die Kühlschalen eines Strömungskühl- bereiches können auch zweigeteilt sein, so dass durch relatives Verschieben und anschließendes Fixieren der beiden Hälften die Austrittsöffnurig 24 leicht einstellbar ist. Weiterhin können leicht unterschiedliche Schalendicken bzw. Spaltbreiten pro Kühlbalken eingestellt und die Kühlflüssigkeitsmenge, die nach oben und unten fließen, beeinflusst werden.
Statt wie bei den bisherigen Ausführungsbeispielen der Figuren 3 bis 6 Zylinder zur Anstellung der Einzelschalen einzusetzen, ist in der Kühlvorrichtung 10 der Figur 7 eine alternative Lösung offenbart und dargestellt. Hier wird der Kühlbalkenträger 16 mit dem mittleren Kühlschalensegment 13 vor die Walze positio- niert. Die beiden anderen Kühlschalensegmente 13 legen sich mit Hilfe eines in einem kleinen definierten Bereich drehbaren geraden oder gekrümmten Querbalkens 48 mit entsprechendem Federanpressdruck der Feder 8 an die Arbeitswalzen 1 , 2 an. Alternativ können auch im Bereich der Zylinder (siehe Figuren 3 - 6) Schraubenfedern 8 mit entsprechenden Halterungen an den Enden angebracht sein. Der Spalt 30 wird dabei durch Abstandsplatten 49 zwischen der Kühlschale 13 und der Arbeitswalze 1 , 2 bestimmt. Als Material für die Abstandsplatten eignet sich z. B. Hartgewebe, Aluminium, Gusseisen, selbst schmierende Metalle oder Kunststoff. Die Abstandsplatten 49 sind nur im Kühlbalkenkantenbereich angeordnet, um die Kühlmittelströmung in der Mitte nicht zu stören. Optional sind auch über die Kühlbalkenlänge durchgehende Abstandsplatten 49 denkbar. Diese können als Abstandseinstellung oder zur Be- einflussung der Strömungsrichtung des Kühlmittels dienen. Diese Abstandsplatten können auch auf dem mittleren Kühlschalensegment 13 (nicht dargestellt) angebracht sein. Durch einen erzeugten Kühlmittelstrom zur Seite hin werden die Randbereiche der Arbeitswalze (neben dem Band) durch das erwärmte Kühlmittel gezielt aus der Mitte erwärmt.
Sind die Arbeitswalzen-Durchmesserbereiche, bei denen die Kühlung betrieben wird, klein oder pro Gerüst im gleichen Bereich, so ist als Sonderfall ein starres Kühlsystem, d. h. mit unbeweglichen Kühlschalen (ohne Zylinder zwischen den Schalen und ohne Federn 8) vorgesehen. Auch ist dann in vorteilhafter weise ein Einsatz von starren Abstandsstangen statt beweglicher Zylinder 20 möglich. Die Spalte zwischen der Walze und der Kühlschale variieren dann etwas, jedoch ist das System mit der abschnittsweisen Strömungskühlung noch wirksam und das System einfacher in der Herstellung. Es muss lediglich der Kühlbalkenträger abhängig vom Arbeitswalzendurchmesser und der Arbeitswalzenposition vor die Walze positioniert werden, so dass die Spalte optimal, also die Austrittsöffnungen relativ dicht vor der Walze angeordnet sind. Die Konstruktion kann so für mehrere Gerüste gleich ausgeführt werden und die Anpassung an die verschiedenen Gerüst-Durchmesserbereiche einer Walzstraße erfolgt lediglich über die in der Länge verstellbaren Stangen.
In der Kühlvorrichtung 10 der Figur 8 ist zusätzlich zu der bisher beschriebenen kombinierten Niederdruck-Hochdruck-Kühlung auch eine Niederdruck- Strömungs-kühlung mit integrierter Walzspaltschmierung 19 und Walzspaltkühlung 18 auf der Einlaufseite angeordnet. Gleichzeitig wird in der Fig. 8 offenbart, wie verschiedene Hoch- und Niederdruck-Systeme miteinander kombinierbar sind. Die Strömung der Kühlflüssigkeit 7 kann sich unter einer Kühlschale teilen oder, wie hier beispielhaft einlaufseitig und auslaufseitig dargestellt ist, eine größere Kühlmittelmenge bevorzugt in eine Richtung gelenkt werden. Zwecks Vergrößerung des Wärmeübergangs ist eine Strömung gegen die Drehrichtung vorteilhaft. Der Bereich, in dem die Walzspaltschmierung 19 angeordnet ist, wird durch die erzeugte Strömungsrichtung der Arbeitswalzenkühlung und/oder durch mit einer elastischen Kunststoffoberfläche versehene Kühlschalen 50 oder Kühlschalen 51 mit elastischer Kunststoff- oder Hartgewebeplatten weitgehend trocken gehalten, wozu vom Kühlbalkenträger-Mechanismus ein leichter Anpressdruck über die Platten auf die Walze erzeugt wird. Die Platten selbst sind über der Breite durchgehend ausgeführt und haben durch ihre konstruktive Gestaltung (nicht dargestellt) eine elastische Wirkung. Der Bereich der Walzenoberfläche (in Drehrichtung gesehen) vor der Applizierung des Walzspaltschmiermittels ist optional mit einer (nicht dargestellten) Druckluft-Bedüsung ausgeführt, um die Walzenoberfläche definiert trocken zu blasen.
Statt des Einsatzes von beispielsweise drei Kühlbalken mit rechteckförmiger Düse ist es entsprechend der Kühlvorrichtung 10 der Figur 9 auch möglich, die drei Kühlbalken mit austauschbaren Kühlschalen 47 auszuführen, in die viele versetzt angeordnete Löcher 52 gebohrt sind, aus denen einzelne Kühlmittelstrahlen aus kurzer Entfernung gegen die Walzen 1 , 2 spritzen. Auch so kann eine abschnittsweise Strömungskühlung aufgebaut werden. Die Löcher sind dabei so in Breitenrichtung versetzt angeordnet, dass eine möglichst gleichmäßige Kühlwirkung über der Breite entsteht. Die Querschnittsgröße und Abstände der Löcher 52 können über der Ballenbreite unterschiedlich ausgeführt sein, damit auch mit diesem System ein Kühlmittelcrown erzeugbar ist. Die Löcher 52 können dabei senkrecht gegen die Walzen 1 , 2 ausgerichtet sein oder auch ein schräges Spritzen der Kühlflüssigkeit gegen die Walzen 1 , 2 ermöglichen.
In einer nicht dargestellten speziellen Variante ist vorgesehen, die Kühlschalen so zu gestalten, dass die Kühlmittelaustrittsöffnung durch einen Rechteckschlitz 24 bzw. 44 kombiniert mit Löchern 52 in der Platte gleichzeitig ausgeführt sind, um Turbulenzen im Fließspalt zu erhöhen.
Weitere Details zur Düsen- und Schalengestaltung sind den Figuren 10a bis 10f zu entnehmen, wobei die Anordnung der Düse in Schalenmitte oder alternativ in asymmetrischer Anordnung mit einseitig beispielsweise oben verkürzt ausgeführter Schale erfolgt. Durch Änderung des Anstellungswinkels der Düse oder unterschiedlicher Kühlschalendicken oben/unten (nicht dargestellt) lässt sich die Verteilung des Kühlflüssigkeitsstroms nach oben und unten ebenfalls beeinflussen. Auch sind verschiedene Düsenformen (Strahl fokussierend oder „zerstäu- bend") angedeutet. Die Kühlschale kann zusätzlich auf der den Walzen zugewandten Seite glatt oder mit Rillen bzw. Stegen 9 versehen sein, um den Kühleffekt durch verursachende Turbolenzen positiv zu beeinflussen. Im Einzelnen sind dargestellt:
Fig. 10a eine symmetrische Anordnung des unteren Teils des Kühlbalkens 54 auf der Kühlschale 11 , 12 mit austauschbarer Düse 27, Fig. 10b Kühlflüssigkeitsaustritt aus der Düse 27 mit Winkel α schräg zur Walze, Fig. 10c Düse 27 mit alternativer Querschnittsform sowie mögliche Ausführungsformen der Stege bzw. Rillen 9,
Fig. 10d asymmetrisch zur Düse 27 verkürzte bzw. verlängerte Kühlschale 11 , 12.
Die trichterförmige in Strömungsrichtung geformte Austrittsöffnung kann bei Bedarf mit Leitblechen ausgeführt sein, um das Kühlmittel gezielt nach innen, außen oder geradeaus zu lenken, so dass letztlich ein geschlossener und gleichmäßiger Kühlflüssigkeitsstrahl über der Kühlbalkenlänge austritt. Auch eine trichterförmige Ausbildung des Kühlflüssigkeitszuführkanals an den Kühlbalken-Breitseiten ist möglich, um die unter der Schale quer zur Seite (Balkenkanten) fließende Kühl-flüssigkeitsmenge zu reduzieren.
Weiterhin ist es möglich, die Kühlschale abschnittsweise über der Kühlbalken- länge mit einer Spaltbreitenverstellung im Kühlflüssigkeitszuführkanal auszubilden und somit die Kühlmittelverteilung sowie die Kühlwirkung über die Walzen- länge zu beeinflussen. Um vereinfacht eine parabolische Veränderung der Spaltbreite der Austrittsöffnung über der Breite durchführen zu können, sind entsprechend dem Beispiel der Figuren 1 Oe (Seitenansicht) und 1Of (Draufsicht) mit einem Verstellmechanismus (nicht dargestellt) verbiegbare Federbleche 53 innerhalb des trichterförmigen Zuführkanals 55 angeordnet. In der Normalposi- tion liegen hier die Federbleche an den Seitenflächen der Austrittsöffnung an. Wird auf einer Seite die Mitte angestellt, so reduziert sich dort der Spalt. Die Kanten werden dabei in einer Langlochführung festgehalten. Bei Anstellung des Federblechs an den beiden Kanten verringert sich alternativ die Spaltbreite dort. Die Ausführungsform nach Figur 10e und Figur 10f stellt nur das Prinzip dar. Es sind auch andere Konstruktionen mit gleicher Wirkung möglich.
Details für ein exemplarisches Ausführungsbeispiel der Spalteinstellung im Zuführkanal 55 sind in den Figuren 11a bis 11c in Seitenansicht und in der Figur 12 in der entsprechenden Draufsicht dargestellt. Hier ist der längliche Austritts- querschnitt 58 des Kühlbalkens in einzelne Breitenabschnitte 59 aufgeteilt. Für jeden Breitenabschnitt 59 kann die Strömungsöffnung b und damit der Volumenstrom der Kühlflüssigkeit individuell eingestellt werden. Der Breitenabschnitt 59 kann beispielsweise 50 - 500 mm breit ausgeführt sein. Alternativ ist eine paarweise, symmetrisch zur Gerüstmitte angeordnete Ansteuerung der Zonenkühlung (Spalteinstellung) möglich. Es können alle Kühlbalken eines Gerüstes mit einer zonenweisen Ansteuerung der Kühlquerschnitte versehen und die Zonen entsprechend verbunden sein oder die einzelne Balken eines Gerüstes werden separat angesteuert. Als Verschließmechanismus des Austrittsquerschnittes ist für das Ausführungsbeispiel in Figur 11 ein mit Luftdruck oder Flüssigkeitsdruck betriebenes System vorgesehen. Abhängig vom Druckniveau des Systems oder vom gemessenen Volumenstrom kann die Strömungsöffnung b von offen bis zu teilweise geöffnet oder geschlossen eingestellt werden. Statt abschnittsweise angeordneten dehnbaren Kunststofflaschen 60 können zum segmentweisen Beeinflussen des Querschnitts der Austrittsöffnung auch dreh- oder verschiebbare Klappen bzw. Stößel, Exzenter-Anstellungen oder andere mechanische Stellglieder eingesetzt werden. Im Ausführungsbeispiel der Figuren 11a bis 11c ist seitlich am Zuführkanal 55 als Verschlussorgan eine Druckkammer 56 angeordnet, deren dehnbarer Kunststoffschlauch 60 einen Teil des Zuführkanals 55 bildet. Im Ausgangszustand der Figur 11a ist die Luftkammer 56 im drucklosen Zustand, so dass, wie in der Figur 12 am Breitenabschnitt 59a dargestellt, die Strömungsöffnung b voll geöffnet ist. In der Figur 11 b wurde über eine Druckleitung 57 die Druckkammer 56 mit Druckluft oder einer Flüssigkeit teilweise gefüllt, wodurch der Kunststoffschlauch 60 teilweise in den Zuführkanal 55 hineingedrückt wurde und die Strömungsöffnung b nun teilweise geschlossen ist, wie in Figur 12 am Breiten- abschnitt 59b dargestellt ist. Eine völlig geschlossene Strömungsöffnung b zeigt die Figur 12 am Breitenabschnitt 59c. Hier wurde entsprechend der Figur 11c die Druckkammer 56 vollständig gefüllt und damit der Zuführkanal 55 in diesem Bereich abgesperrt. Durch Verschließen der Zonen kann die thermische Ausdehnung der Walze und damit das Bandprofil und die Bandplanheit positiv be- einflusst werden. Ein Verschließen der Kühlzonen neben dem Band bei gleichzeitiger Anpassung (Reduktion) der Wasserfördermenge kann zur weiteren Energieverminderung vorteilhaft beitragen.
Ein anderes Wirkprinzip der Zonenkühlung ist in Figur 13 dargestellt. Hierbei sind in Walzenlänge schmale Kühlschalen 14 nebeneinander angeordnet, deren Spalten 31 , 32, 33 mit unterschiedlichen Spaltweiten W1 , W2, W3 eingestellt werden können. Durch unterschiedliche Spaltweiten und einer unterschiedlichen Beaufschlagung der Spalten 31 , 32, 33 mit Druck und Volumenstrom der Kühlflüssigkeit kann so ein unterschiedlicher spezifischer Kühlflüssig- keitsdurchfluss 41 pro Zeiteinheit über der Walzenlänge erzeugt werden. Zum Trennen der einzelnen Zonen mit unterschiedlichem Kühlflüssigkeitsdurchfluss 41 pro Zeiteinheit kann in den zwischen den Kühlschalen 14 bestehenden Spalt 34 eine einen Staudruck erzeugende Sperrkühlflüssigkeit eingebracht sein. Vereinfacht lässt sich auch eine Kühlschale ohne Verstelleinrichtung der Art ausführen, dass der Spalt zwischen Kühlschale und Walze über der Walzenlänge beliebig unterschiedlich groß ist. Als Material für die Kühlschalen 13,14 kann mit Vorteil ein Werkstoff eingesetzt werden, welcher an der Walze anliegen darf ohne sie zu beschädigen und elastisch ist. Dies können beispielsweise ein sandfreies Gusseisen, gleitfähiger Kunststoff, selbst schmierende Metalle, Aluminium oder Hartgewebe sein.
In der Figur 14 ist eine Möglichkeit zum Abdichten des zwischen der Arbeitswalze 1 und der Kühlschale 14 gebildeten Spaltes 30 an seinen Rändern dargestellt. Über ein Rohr 25 und eine Düse 27 wird ein Fluidstrahl 28, beispielsweise Luft oder Kühlmittel, gezielt in die Öffnung des Spaltes 30 eingeblasen. Der Fluidstrahl 28 erzeugt so einen Staudruck, der das Austreten der Kühlflüssigkeit 7 aus dem Spalt 30 verhindert.
Eine örtlich wirkende axial verstellbare Arbeitswalzen-Sprühkühlung, die als Hochdruck- aber auch als Niederdruckkühlung ausgeführt werden kann, zeigen Figur 15a und 15b. Diese Kühlung stellt eine Zusatzkühlung dar und kann in Kombination mit der nicht dargestellten Niederdruck-Schalenkühlung betrieben werden. Die örtliche Positionierung der Sprühdüsen bzw. Applizierung der Kühlflüssigkeit 7 erfolgt vorzugsweise in Abhängigkeit der Profil- und Planheitssteuerung oder -regelung. In Figur 15a werden hierzu die Spritzdüsenbalkenab- schnitte 40' auf einer Führungsstange 63 bewegt. Die Positionierung der beiden Spritzdüsenbalkenabschnitte 40' erfolgt hier symmetrisch zur Walzenmitte mit Hilfe eines Hydraulikzylinders 61 , Gelenkstangen 62 und Düsenbalkenträger 64. Alternativ sind auch zwei Hydraulikzylinder 61 denkbar, die beide Seiten 65 individuell positionieren. Die Speisung der Spritzdüsenbalkenabschnitte 40' er- folgt rechts und links individuell über die jeweilige Zuführleitung 25. Eine ähnliche Anordnung einer örtlich wirkenden Arbeitwalzenkühlung stellt Figur 15b dar. Mit einem Hydraulikzylinder 61 werden hier Gelenkstangen und Gelenkschwingen 62 mit darauf befestigten Spritzdüsenbalkenabschnitte 40' über einen Drehpunkt 66 auf einer Kreisbahn 64 bewegt und so der Kühlstrahl 7 auf unter- schiedliche Positionen innerhalb oder neben dem Bandbereich auf die Arbeitswalze 1 gelenkt. Als nicht dargestellte Alternativen zur angelenkten Gelenk- schwinge können die beiden Spritzdüsenbalkenabschnitte 40' jeweils mit einem Koppelgetriebe (4-Gelenk-Bogen) bewegt werden, wenn eine Bewegung auf einer Kreisbahn 64 vermieden werden soll. Auch der Einsatz von Elektro- oder Hydro-Schrittmotoren an den Positionen der Drehpunkte 66 zur direkten Bewegung der Düseneinheiten auf den Spritzdüsenbalkenabschnitte 40' über eine Stange auf der Kreisbahn 64 sind möglich.
Das Niederdruck-Kühlsystem ist auch alleine, d.h. nicht in Kombination mit dem Hochdruck-Kühlsystem verwendbar.
Fig. 16 zeigt Biegefedern 8 als elastische Verbindung zwischen den benachbarten Kühlschalensegmenten 13.
Bezugszeichenliste
1 , 2 Arbeitswalze
3 Walzenbreite
4 Walzgut
5 Walzendrehrichtung
6 Walzenmantelfläche
7 Kühlflüssigkeit
8 Feder
9 Rillen bzw. Stege
10 Kühlvorrichtung
11 zusammenhängende Kühlschale
12 radial geteilte Kühlschale
13 Kühlschalensegmente
14 schmale Kühlschalen
15 Anlenkpunkt der Kühlschale
16 Kühlbalkenträger
17 Abstreifer
18 Walzspaltkühlung
19 Walzspaltschmierung
20 Zylinder
21 Drehpunkt der Zylinder
22 Gelenkdrehpunkt der Kühlschalensegmente
23 Anlenkpunkt des Kühlbalkenträgers
24 Austrittsöffnung
25 Zuführrohr
26 Abführrohr
27 Düse
28 Fluidstrahl
29 Eintrittsöffnung
30 Spalt zwischen Walzenmantelfläche und Kühlschale 31 Spalt mit Spaltweite W1
32 Spalt mit Spaltweite W2
33 Spalt mit Spaltweite W3
34 Spalt zwischen den schmalen Kühlschalen 36 Druckmesser 37 Sensor zur Abstandsmessung
38 Temperatursensor
39 Wegmesser
40 Spritzdüsenbalken für Hochdruckkühlung 40' Spritzdüsenbalkenabschnitt 41 spezifischer Kühlflüssigkeitsdurchfluss pro Zeiteinheit
42 Sperrkühlflüssigkeit zur Trennung der Kühlschalenstreifen
43 Strömungsrichtung der Kühlflüssigkeit
44 trichterförmiger Ausgabeschlitz
45 mögliche Verstellrichtungen des Kühlbalkenträgers 46 Anlagefläche
47 austauschbare Kühlplatte
48 Querbalken
49 Abstandsplatte
50 Kühlschale mit elastischer Kunststoffoberfläche 51 Kühlschale mit elastischer Kunststoffplatte
52 Kühlschale mit Löchern
53 Federblech
54 unterer Teil des Kühlbalkens
55 trichterförmiger Zuführkanal 56 Druckkammer
57 Druckleitung
58 Austrittsquerschnitt
59 Breitenabschnitt des Austrittsquerschnitts
60 dehnbarer Kunststoffschlauch 61 Zylinder
62 Gelenkstangen 63 Führungsstange
64 Bewegungsbahn
65 beweglicher Düsenbalkenträger
66 Drehpunkt b Strömungsöffnung ND Kühlflüssigkeitszulauf Niederdruckkühlung
HD Kühlflüssigkeitszulauf Hochdruckkühlung s1-s3 Kühlbereich der Kühlschalensegmente

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Kühlen der Walzen (1 , 2) eines Walzgerüstes mit einer Kühlvorrichtung (10), bestehend aus einem Niederdruckkühlsystem mit einer Kühlschale, wobei eine Kühlflüssigkeit (7) als Niederdruck-
Strömungskühlung in einem engen Spalt zwischen der Walzenoberfläche und der Kühlschale (30, 31 , 32, 33) an der Walzenoberfläche entlang geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzen an mindestens zwei partiellen Bereichen entlang ihres Umfan- ges mit der Kühlflüssigkeit (7) gekühlt werden, wobei die partiellen Bereiche durch mindestens zwei den Bereichen der Walzenoberfläche gegenüberliegende gelenkig miteinander verbundene Kühlschalensegmente der Kühlschale repräsentiert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass optional die Walzen zeitgleich zu der Niederdruck-Strömungskühlung auch einer Hochdruckkühlung unterzogen werden, wobei die Walzen bei der Hochdruckkühlung direkt mit einer unter hohem Druck stehenden Kühlflüssig- keit besprüht werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die unter niedrigem Druck stehende Kühlflüssigkeit und die unter hohem Druck stehende Kühlflüssigkeit stofflich gleichartig ausgebildet sind.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ca. 20 % der gesamten Kühlflüssigkeitsmenge der Hochdruckkühlung und ca. 80 % der gesamten Kühlflüssigkeitsmenge der die Hauptkühlwirkung erzeugenden Niederdruckkühlung zugeführt werden.
5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von den Walzparametern Dickenabnahme, spezifische Flächenpressung im Walzspalt, Walzgeschwindigkeit, Bandtemperatur, Walzenwerkstoff und gewalztes Material für die Niederdruckwalzenkühlung bevorzugt ein Druckbereich für die Kühlflüssigkeit (7) zwi- sehen 0,5 bis < 5 bar und für die Hochdruckwalzenkühlung ein Druckbereich für die Kühlflüssigkeit (7) zwischen 5 - 50 bar, vorzugsweise 12 bar, mit Hilfe eines Prozessmodells eingestellt wird.
6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass neben der Niederdruck Strömungskühlung auch eine
Niederdruck-Sprühkühlung, eine hochturbolente Niederdruckkühlung, ein Niederdruck-Kühlvorhang oder eine Kombination der genannten Kühlarten zur Kühlung der Walzen vorgesehen sein kann.
7. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Anpassung der Position des Kühlschalensegments (13) an die jeweiligen Walzendurchmesser und / oder Walzenpositionen zur Erzeugung eines reproduzierbaren Kühleffekts erfolgt.
8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Niederdruck-Strömungskühlung eine zusammenhängende Strömungskühlung verwendet wird, bei welcher die Kühlflüssigkeit (7) über einen von mehreren Kühlschalensegmenten abgedeckten größeren zusammenhängenden Winkelbereich der Walzenman- telfläche (6) der Walze (1 , 2), bezogen auf die Drehrichtung (5) der Walze
(1 , 2) im Gegenstrom und/oder im Gleichstrom zugeführt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Niederdruck-Strömungskühlung eine abschnittsweise Strö- mungskühlung verwendet wird, bei welcher die Kühlflüssigkeit (7) in den von den einzelnen Kühlschalensegmenten (13) gebildeten Kühlbereichen (44) getrennt gegen die Walzen (1 , 2) geführt und jeweils nach beiden
Seiten umgelenkt oder vornehmlich nach einer Richtung, vorzugsweise gegen die Walzendrehrichtung geleitet wird, wobei das entsprechende Kühlschalensegment (13) eine Strömung entlang jeder Walze (1 , 2) erzwingt.
10. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Kühlschalen (13) vornehmlich ein Kühlmittelstrom (43) tangential entlang der Walzenoberfläche (1 , 2) erzeugt wird oder mit Hilfe von in tangentialer Richtung dichten Abstandsplatten bzw. Abstandsleisten (49) optional ein Kühlmittelstrom bzw. Kühlmittelabfluss bevorzugt zur Seite durchgeführt wird, um den Walzenbereich an den Rändern neben dem Bandbereich in der Mitte der mit warmer Kühlflüssigkeit (7) zu erwärmen.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem bevorzugt parallel zur Walzenachse geführten Kühlmittelabfluss die Kühlmittelzufuhr neben dem Bandbereich durch die Merkmale der Zonenkühlung, beispielsweise dem Kühlschalenabstand zur Walze (1 , 2) bzw. zum Kühlmittelzuführkanal (55), abgesperrt wird.
12. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die kombinierte Niederdruck-Hochdruckkühlung für einen Teil der Walzgerüste, beispielsweise die vorderen Gerüste einer mehrgerüstigen Warmbandstraße verwendet wird, während in den ande- ren Gerüsten auch eine reine Niederdruckwalzenkühlung eingesetzt wird.
13. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlintensität der Niederdruck-Kühlung, insbesondere der Strömungskühlung, über der Walzenlänge unterschiedlich eingestellt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Kühlmitte Izuführka na I (55) ein zonenweises Verschließen der Austrittsöffnung für das Kühlmittel über der Kühlbalkenlänge vorgesehen ist.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Austritts- Öffnung des Kühlmittelzuführkanals (55) über der Kühlbalkenlänge unterschiedlich breit ausgebildet ist oder/und kontinuierlich verstellt werden kann.
16. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Abstand zwischen der Walzenoberfläche (6) und einer Kühlschale (12, 47) über der Breite der Kühlschale (12, 47) unterschiedlich ausgebildet ist und/oder kontinuierlich auch über der Breite des Kühlschale (12, 47) eingestellt werden kann.
17. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optional in Breitenrichtung beweglichen Spritzdüsenbalken des Hochdruckkühlsystems zur Zonenkühlung herangezogen werden und axial mit Hilfe von Elektro- oder Hydromotoren mit Gewindestangen oder durch hydraulisch bewegte ein- oder mehrgliedrigen Ge- lenkgetriebe (62) mit darauf befestigten Spritzdüsenbalkenabschnitt (401) oder drehbaren Düseneinheiten ausgeführt werden, um die Kühlflüssigkeit (7) mit gerichtetem Strahl auf den gewünschten Bereich der Walze (1 , 2) zu lenken.
18. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederdruck-Strömungskühlung mit den axial in Breitenrichtung bevorzugt symmetrischen verstellbaren Kühlschalensegmenten ausgeführt ist, um einen Zonenkühleffekt zu erzeugen.
19. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere der Kühlschalensegmente (14) in schmaler Ausführungsform mit optional unterschiedlich eingestelltem Spaltabstand
(31 , 32, 33) zur Walzenoberfläche und mit optional unterschiedlichem spezifischen Kühlflüssigkeitsdurchfluss (41) über die Walzenlänge nebeneinander angeordnet werden, um pro Zeiteinheit eine Zonenkühlung über die Walzenlänge durchzuführen.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abtrennung der unterschiedlichen Kühlflüssigkeitsdurchflüsse (41) der Spalten (31 , 32, 33) voneinander zwischen den Kühlschalen (14) eine Sperrkühlflüssigkeit (42) eingebracht wird.
21. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rechenmodell (Prozessmodell, Level 1 -Modell) eingesetzt wird, das folgende Aufgaben erfüllt:
Einstellung der Kühlmittelmenge und Druckniveau für den Niederdruck- und den Hochdruckteil abhängig von Banddickenabnahme, spezifische
Flächenpressung im Walzspalt, Walzgeschwindigkeit, Bandtemperaturen, Walzenwerkstoff und gewalztes Material sowie der gemessenen oder/und der berechneten Walzentemperaturen und/oder beobachteten Walzenoberfläche und ebenfalls abhängig von der eingestellten Kühlmittel- Beaufschlagungsbreite,
Einstellung der Kühlmittelmenge über der Bandbreite durch Verstellung der Austrittsöffnungen des Zuführkanals (parabolisch, andere Kurve oder zonenweise) oder/und Verstellung der Spaltbreite zwischen Kühlschale und Walze in Abhängigkeit der Bandbreite und/oder Einstellung der Posi- tion der in Breitenrichtung verstellbaren Spritzdüsenbalkenabschnitte und/oder gemessenem Profil- und Planheitszustand über der Bandbreite, Austausch von Signalen mit der Dickenregelung (Gerüstanstellung), Beschreibung der geometrischen Zusammenhänge der beweglichen Teile der Kühleinrichtung sowie Berücksichtigung der Anstellposition, Passline- position und Walzendurchmesser zwecks optimaler Positionsermittlung bzw. Berechnung der Positionsänderungen, und Festlegung der Anschwenkposition von Kühlbalkenträger sowie Kühlscha- lenanstellposition mit Hilfe der Zylinder unter ggf. Verwendung der Druck- und Weggebersignalen.
22. Verfahren nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstel- lung der genauen Position des Kühlbalkenträgers (16) und der Kühlschalensegmente (13) vor der Walzenoberfläche (6) ein Kalibriervorgang durchgeführt wird.
23. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Temperatur der Walze, insbesondere der Walzenoberfläche, und/oder die Temperatur des Kühlmittels im Rahmen einer Temperaturregelung geregelt wird, wobei ein oder mehrere Ist- bzw. Messwerte von einem oder mehreren Temperatursensoren (38) an der Walze oder/und von Temperaturmessungen des Kühlmittels in der Kühl- mittelzufuhr und/oder der Kühlmittelabfuhr mit vorgegebenen Temperatursollwerten verglichen werden und zwecks Ausgleich einer eventuell festgestellten Regelabweichung zwischen den Soll- und Ist-Temperaturen eine Einstellung des Abstandes der Kühlschalen oder der Kühlschalensegmente (13) von der Walzenoberfläche (6) oder/und der Öffnungsweite der Austrittsöffnung (24, b) nach Maßgabe der Größe der Regelabweichung erfolgt.
24. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Kühlflüssigkeit des Hochdruck- Kühlsystems und des Niederdruckkühlsystems zum Beispiel um eine
Emulsion, eine Disperson, Kerosin oder um Wasser, handelt.
25. Kühlvorrichtung in Form eines Niederdruckkühlsystems (10) zum Kühlen der Walzenballen der Arbeitswalzen (1 , 2) eines Walzgerüstes, bestehend aus einer bogenförmigen Kühlschale (11 , 12), die mit der zu kühlenden
Arbeitswalze (1 , 2) einen einstellbaren, mit Kühlflüssigkeit (7) befüllbaren Spalt (20) zur Niederdruckwalzenkühlung in Form einer Strömungskühlung ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlschale (11 , 12) aus mindestens zwei gelenkig miteinander verbundenen beweglichen Kühlschalensegmenten (13, 52) gebildet ist.
26. Kühlvorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Niederdruckkühlsystem zusätzlich zur Erzeugung der Niederdruck Strömungskühlung auch ausgebildet ist zur Erzeugung einer Niederdruck- Sprühkühlung, eines Niederdruck-Kühlvorhanges, eine hochturbulenten Niederdruckkühlung (Figur 2), oder einer Kombination der genannten
Kühlungsarten.
27. Kühlvorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Spaltbreite in Form des Abstandes der Kühlsegmente zur WaI- zenoberfläche - vorzugsweise pro Segment individuell - einstellbar ist.
28. Kühlvorrichtung nach Anspruch 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem Niederdruckkühlsystem ein Hochdruckkühlsystem vorgesehen ist, welches einen ein- oder mehrreihigen Spritzdüsenbalken (40, 40') mit Düsen zur Hochdruckkühlung der Walzen aufweist.
29. Kühlvorrichtung (10) nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühlbalkenträger (16), welcher an einem, vorzugsweise dem mittleren der Kühlschalensegmente befestigt ist, und alle Bauteile, die mit dem Kühlbalkenträger zum Beispiel über Verstellelemente verbunden sind, insbesondere benachbarte Kühlschalensegmente oder die Spritzdüsenbalken, in Pfeilrichtung (45) horizontal, vertikal und drehend bewegbar sind.
30. Kühlvorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem kombinierten Niederdruck-Hochdruck-Kühlsystem die Spritzdüsen- balken (40, 40') des Hochdruckkühlsystems oberhalb und/oder unterhalb und/oder innerhalb des Niederdruckkühlsystems feststehend oder in Breitenrichtung beweglich angeordnet sind.
31. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 30, dadurch gekenn- zeichnet, dass die bewegliche Verbindung zwischen den Kühlschalensegmenten in Form eines Drehgelenks und/oder einer Feder und/oder einer elastischen Verbindung und/oder einer mehrgliedrigen Gelenkgetriebeanordnung ausgeführt ist.
32. Kühlvorrichtung (10) nach Anspruch 30 oder 31 , dadurch gekennzeichnet, dass die bogenförmigen einzelnen Kühlschalensegmente (13) vorzugsweise seitlich bzw. an ihren Enden Gelenke oder Gelenkhälften aufweisen, die miteinander verbunden eine entsprechende Anzahl Gelenkdrehpunkte bzw. Anlenkpunkte (22, 15) bilden; und dass die einzelnen Kühlschalensegmente (11 , 52) jeweils einen Anlenk- punkt in Form eines Drehpunktes (21) aufweisen, wobei die Drehpunkte der einzelnen Kühlschalensegmente durch mindestens ein in seiner Länge variables Verstellelement (20) miteinander verbunden sind.
33. Kühlvorrichtung (10) nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellelement mit einem Wegmesssystem und/oder Druckmessgebern versehen ist.
34. Kühlvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 32 oder 33, dadurch ge- kennzeichnet, dass durch das Verstellelement (20) die Kühlschalensegmente (13) individuell zueinander gekippt werden können, so dass eine Anpassung an den jeweiligen Walzendurchmesser möglich ist.
35. Kühlvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 32 bis 34, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Verstellelement (20) in Form eines Zylinders, z.B. eines Hydraulik- oder Pneumatikzylinders, oder in Form einer Stange ausgebildet ist, deren Länge unter Berücksichtigung des Walzendurchmesserbereichs des jeweiligen Walzgerüstes manuell oder zum Beispiel mit Hilfe eines Hydraulik- oder Elektromotors geeignet einstellbar ist.
36. Kühlvorrichtung (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 28 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Kühlschalensegmente (13, 52), z.B. das Mittlere, durch den Kühlbalkenträger (16) vor die Walze (1 , 2) positionierbar ist und die anderen Kühlschalensegmente (13, 52) beabstandet durch Abstandsplatten (49) über Federn (8) gegen die Walze (1 , 2) drückbar sind.
37. Kühlvorrichtung (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 25 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlschale bzw. das Kühlschalensegment (13) eine quasi rechteckige Düsen- bzw. Austrittsöffnung (24) und/oder Löcher bzw. Bohrungen (52) in der Kühlschale vorgesehen sind, aus denen die Kühlflüssigkeit (7) gegen die Walze (1 , 2) strömt.
38. Kühlvorrichtung (10) nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass Mundstücke der Düsen- bzw. Austrittsöffnungen (24) und/oder Kühlschalenplatten (47) wechselbar ausgeführt sind.
39. Kühlvorrichtung (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 25 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlschalensegmente (47) eines Strömungskühlbereiches zweigeteilt sind, so dass durch relatives Verschieben und anschließendes Fixieren der beiden Hälften die Düsen- bzw. Aus- trittsöffnung (24) und damit die Kühlmittelmenge leicht einstellbar ist.
40. Kühlvorrichtung (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 25 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe einer Abdichtfunktion bzw. eines Abdichtmittels und durch einen vorbestimmten Druck gegen die Walzen (1 , 2) ein Raum zwischen den Kühlschalen (11 , 12) bzw. den Kühlscha- lensegmenten (13) und den Walzenoberflächen (1 , 2) gebildet ist, aus dem wenig Kühlflüssigkeit (7) in die Umgebung gelangt.
41. Kühlvorrichtung (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 25 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlschalen (11 , 12) aus mehreren, in Walzenlängsrichtung nebeneinander beabstandet angeordneten schmalen Kühlschalen (14) bzw. Kühlschalensegmenten (13) gebildet sind, die mit unterschiedlichen Spalten (31, 32, 33) und daraus resultierend mit unterschiedlichem spezifischen Kühlflüssigkeitsdurchfluss (41) pro Zeiteinheit beaufschlagbar sind.
42. Kühlvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 25 bis 41 , dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen des Hochdruck-Kühlsystems als Flachstrahldüsen ausgebildet sind.
43. Kühlvorrichtung (30) nach einem der Ansprüche 25 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochdruck-Kühlsystem auf der Gerüstauslaufseite angeordnet ist.
44. Kühlvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 25 bis 43, dadurch ge- kennzeichnet, dass es sich bei den Walzen des Walzgerüstes um dessen
Arbeitswalzen handelt.
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