DD201155A1 - Einrichtung zur verzoegerten abkuehlung von walzdraht - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, mit der die verzoegerte Abkuehlung von hochkohlenstoffhaltigem und legiertem Walzdraht mit hoher Perfektion so erfolgen kann, dass eine nachtraegliche Eingangspatentierung bei der Weiterverarbeitung des Walzdrahtes in Drahtziehereien nicht erforderlich ist. Die Erfindung hat das Ziel, in einer Abkuehleinrichtung sowohl bei kontinuierlichem wie stoerungsbehaftetem Walzbetrieb eine hohe Temperaturgenauigkeit und Temperaturgleichmaessigkeit herzustellen, damit eine voellige Sorbitisierung des Walzdrahtes mit Sicherheit gewaehrleistet ist, da bei bereits stellenweisen Gefuegemaengeln die Verwendung des gesamten Drahtbundes bzw. der gesamten Materialcharge in Frage gestellt ist. Dies wird erreicht, in dem die Beheizung der Abkuehleinrichtung nicht, wie bisher, mittels materiell aufwendiger Strahlheizrohre sondern durch die Anwendung von Hochgeschwindigkeitsbrennern, deren Rauchgas mit hoher Geschwindigkeit in die Abkuehleinrichtung direkt eingeblasen wird, wodurch ein Umwaelzeffekt und zwangslaeufig auch hohe Temperaturgleichmaessigkeit entsteht. Fig. 1

Description

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Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur verzögerten Abkühlung von Walzdraht, insbesondere hochkohlenstoffhaltigem und legiertem Walzdraht. Sie ist anwendbar in Ziehereien, in denen Walzdraht gesteuert gleichmäßig ab-, gekühlt werden muß, um eine völlige Sorbitierung zu erreichen, so daß in diesen Produktionseinrichtungen ohne Eingangspatentierung gearbeitet werden kann.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bisher werden Abkühleinrichtungen für Stahldraht über 0,3 % G und legierten Stahldraht mit Strahlungskörpern, meist Strahlheizrohren, ausgerüstet. Für die Erreichung der erforderlichen hohen Temperaturgenauigkeit und Temperaturgleichmäßigkeit des Drahtes werden über die gesamte Breite der Abkühleinrichtung Strahlungskörper angeordnet, die es gestatten, durch unterschiedliche Temperatureinstellung die unterschiedliche Abstrahlung der über die Breite ungleich verteilten Drahtmassen zu kompensieren. Diese Beheizungsart ist relativ unökonomisch, da es sich um eine indirekte Beheizungsart handelt, bei der die Heizgase zunächst die Wände des Strahlungskörpers erwärmen, während bei der direkten Beheizungsart die heißen Rauchgase ungehindert direkt und mit hohem Wirkungsgrad das Wärmgut erwärmen können. Weiterhin ist bei dieser Beheizungsart die Temperaturgleichmäßigkeit dadurch in Frage gestellt, daß die Konzentration der Heizfläche nur für eine mittlere Überschneidung der Drahtwindungen ausgelegt werden kann. Bei Änderung der Walζgeschwindigkeit ändern sich zwangsläufig

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aber auch die Windungsabstände, so daß die Materialanhäufungen in der Abkühleinrichtung variieren, was durch eine Änderung der Brennstoffmenge nur ungenügend kompensiert werden kann und somit die erforderliche Temperaturgleichmäßigkeit nicht mehr eingehalten werden kann, so daß die gewünschte Gefügeausbildung nicht durchgängig erreicht wird.

Ein weiterer Nachteil der Beheizung mittels .Strahlungskörper ist deren unterschiedliche Oberflächentemperatur. Da die Strahlungskörper an den Längsseiten der Abkühleinrichtungen konzentriert sein müssen, können diese nur in Längsrichtung angeordnet werden, was aus konstruktiven Gründen größere Baulängen mit sich bringt. Die Brennstoffverbrennung auf die gesamte Länge der Strahlungskörper zu verteilen, ist problematisch, so daß unterschiedliche O'berflächentemperaturen und demzufolge auch Drahttemperaturen die Folge sind.

Ziel der Erfindung

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur verzögerten Abkühlung von Walzdraht soll die Mängel des bisherigen Standes der Technik weitgehendst beseitigen. Sie soll die Abkühlung mit hoher Temperaturgenauigkeit und Temperaturgleichmäßigkeit ermöglichen, so daß mit hoher Perfektion Walzdraht mit sorbitischem Gefüge erzielt wird, der eine weitere Verwendung in Ziehereien ohne Eingangspatentierung ermöglicht. Darüber hinaus soll durch Übergang auf eine direkte Beheizung bzw. Kühlung der Energieverbrauch gesenkt und durch Wegfall der Strahlungskörper der Materialaufwand gesenkt sowie die Speicherwärme reduziert werden.

Das Ziel -der Anwendung der direkten Beheizung oder Kühlung besteht im Prinzip darin, daß durch intensive Umwälzung, verbunden mit einem hohen Wärmeübergang, der gesamte Innenraum der Abkühleinrichtung auf so geringe Temperaturunterschiede gebracht wird, daß kein nennenswerter Strahlungswärmeaustausch zwischen den Drahtwindungen und Umgebung erfolgt. Der für die langsame Abkühlung erforderliche Wärmeentzug erfolgt im wesentlichen

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durch die Konvektion der umgewälzten Gase in Verbindung mit der jeweils eingestellten Temperatur.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die von der Erfindung zu lösende Aufgabe besteht darin, daß eine Einrichtung vorgeschlagen wird, mit der auftretende Temperaturungenauigkeiten, Temperaturungleichmäßigkeiten sowie ein ungenügender thermischer Wirkungsgrad beseitigt wird. Die zweckentsprechend angeordnete Einrichtung muß mit großer Genauigkeit die für eine völlige Sorbätisierung-des Drahtgefüges erforderlichen Temperaturen und Temperaturgleichmäßigkeiten mit hoher Perfektion gewährleisten, unabhängig von dem jeweils gewählten Windungsabstand und der jeweiligen Walzstraßenleistung. Der Energie- und Materialverbrauch ist durch Anwendung der direkten Beheizungsart und Verzicht auf Strahlungskörper zu senken.

Merkmale der Erfindung

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem in einer oder in beiden Seitenwänden der Abkühleinrichtung oberhalb der Drahtwindungen Hochgeschwindigkeitsbrenner mit ca. 60 m/s Austrittsgeschwindigkeit und impulsartiger Verbrennung mit Gleichdruckregelung und Flammenüberwachung angeordnet werden. Die Abführung der Rauchgase erfolgt an beliebiger Stelle der Abkühleinrichtung mittels Pendelklappe oder Zugunterbrecher, so daß ein gleichbleibender Druck innerhalb der Abkühleinrichtung gewährleistet ist.

Die Hochgeschwindigkeitsbrenner werden durch einen oder mehrere Temperaturregler über ein Wechseltaktsteuergerät so geregelt, daß der Temperatursollwert in dem entsprechenden Bereich des Abkühltunnels eingehalten wird. Dabei werden durch das Wechseltaktsteuergerät die einzelnen Hochgeschwindigkeitsbrenner nacheinander je nach vom Temperaturregler angeforderter Heizleistung mit einer voreingestellten Brennzeit und einer variablen Pause eingeschaltet, so daß der gesamte Bereich einer Brennergruppe praktisch pausenlos, impulsartig beheizt wird und eine größtmögliche Rauchgasumwälzung ständig gewährleistet ist. Das Gasluftverhältnis wird über Gleichdruckregler geführt.

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Der einzelne Hochgeschwindigkeitsbrenner hat die beiden Stellungen Grundlast und Vollast. Bei Grundlast ist das Gasventil zwar voll geöffnet, jedoch fließt nur eine Grundlastrtienge über eine Bohrung im Gl.eichdruckregler. Die Luftmenge wird über eine Grundlastbohrung im Luftventil zugegeben. Erst beim Ansteuern des Luftventils wird der Luftdruck auf den Gleichdruckregler geschaltet, welcher je nach Druck in der Impulsleitung den Gleichdruckregler öffnet und somit eine entsprechende Gasmenge freigibt.

Die Hochgeschwindigkeitsbrenner werden mittels Ionisation überwacht und über Elektroden selbständig gezündet. Die Freigabe erfolgt von der Meß- und Regelwarte durch Schalter. Nach Zündung und Rückmeldung von einem Gasfeuerungsautomaten leuchtet der Schalter und meldet, daß der Hochgeschwindigkeitsbrenner in Grundlastbetrieb ist. Hat der Zündungsvorgang durch den Gasfeuerungsautomaten nicht zum Erfolg geführt, leuchtet der Leuchttaster Störung auf. Durch Drücken dieses Tasters kann der Gasfeuerungsautomat wieder entriegelt und der Zündvorgang wiederholt werden. Vom Wechseltaktsteuergerät wird bei Anforde· rung Heizen jetzt nur noch das_Luftventil angesteuert. Zusätzlich wird im Meß- und Regeltabeau eine Signallampe angesteuert die das jeweils eingeschaltete Luftventil signalisiert. Bei Anforderung durch das Wechseltakt steuergerät Kühlen wird die Spannung zum Gasfeuerungsautomat abgeschaltet; damit fällt das Gasventil zu und jetzt wird nur noch das Luftventil beaufschlagt.

Über eine Verriegelungsschaltung kann vorgewählt werden, ob beim Automatikbetrieb und Anforderung durch das Wechseltaktsteuergerät gekühlt wird, oder nicht gekühlt wird. Diese Vorwahl kann nochmals unterschieden werden in Abschaltung Kühlen von Hand und Abschaltung Kühlen automatisch. Bei Abschaltung Kühlen von Hand werden die Kühlimpulse vom Wechseltakt steuergerät nicht freigegeben, d. h., falls das Wechseltaktsteuergerät Kühlen anfordert, wird dieses Signal nicht freigegeben. Bei der Stellung Abschaltung Kühlen automatisch wird über einen einstellbaren Signalpunkt im gesamten Sollwertbereich verstellbar die Abschaltung automatisch durchgeführt, d. h., z. B. im Bereich von 0-600 ⁰G werden die Impulse des Wechseltaktsteuergerätes, zum Kühlen freigegeben, im Bereich von größer als 600 C werden· die Impulse des Wechseltaktsteuergerätes zum Kühlen gesperrt.

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Ebenfalls kann vorgewählt werden, ob die Hochgeschwindigkeitsbrenner im Grundlast/Vollastbetrieb bzw. im Aus/Vollastbetrieb betrieben werden. Bei Vorwahl Grundlastbetrieb wird der Hochgeschwindigkeitsbrenner bei Impuls vom Wechseltaktsteuergerät Heizen von Grundlast auf Vollast eingeschaltet. Bei; Vorwahl Aus/Vollastbetrieb wird bei Impuls vom Wechseltaktateuergerät der Hochgeschwindigkeitsbrenner direkt auf Vollast eingeschaltet. Durch den impulsartigen Eintritt der Heizgase in den Ofen erfolgt zwangsläufig eine intensive Umwälzung der Atmosphäre in der Abkühleinrichtung, wodurch sich in Verbindung mit der Temperaturregeleinrichtung sowie einem automatischen wechselseitigen Betrieb der einzelnen Hochgeschwindigkeitsbrenner eine hohe Temperaturgenauigkeit sowie Temperaturgleichmäßigkeit innerhalb der Abkühleinrichtung unabhängig von der Material belegung ergibt. Im Gegensatz zur Beheizung mittels Strahlungskörper erfolgt eine dauernde Umwälzung der Rauchgase auch bei niedrigerer Temperatur der Abkühleinrichtung, wodurch ein schneller Ausgleich zwischen Material und Ofenraum gegeben ist. Darüber hinaus kann jederzeit eine beliebige Änderung der Zonenaufteilung durch Umklemmen der elektrischen Anschlüsse auf einer Rangier-klemmenleiste erfolgen.

Zusammenfassend ergeben sich, folgende Vorteile:

- Höchste Temperaturgenauigkeit sowie Temperaturgleichmäßig-. keit, unabhängig von der Materialbelegung, auch bei extrem niedrigen Temperaturen.

Regelbereich: bis nahe Raumtemperatur

- Elektronische Begrenzung der minimalen Brenndauer.

- Elektronische Begrenzung der maximalen Schalthäufigkeit [ pro Brenner.

- Höchste Rauchgasumwälzung auch bei extrem niedrigen Temperaturen.

- Wahlweise automatischer Heiz-Kühlbetrieb. Kühlen über Luftventile.

- Stufenlose Leistungsbedarfs-Steuerung.

- Schnellstes ausregeln von Störeinflüssen.

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- Vermeidung von Gas- und Luftdruckstößen im Rohrleitungssystem.

- Höchste Betriebssicherheit.

- Hohe Störsicherheit gegen induktive und kapazitive Einstreuungen.

- Geringe Kosten.

Ausführungsbeispiel

Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden.

In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Pig. 1 Querschnitt der Einrichtung zur verzögerten Abkühlung von Walzdraht mit Hochgeschwindigkeitsbrenner.

Fig. 2 Draufsicht auf den Herd der Einrichtung bei geöffneter Decke.

Das Ausführungsbeispiel soll die Einrichtung in ihrer Anordnung und Wirkungsweise erläutern:

Durch eine oder beide Seitenwände 1 der Einrichtung zur verzögerten Abkühlung von Walzdraht sind über der Oberfläche des in Windungen gefächerten Drahtes 2 auf dem Transportrollgang die flammenüberwachten Hochgeschwindigkeitsbrenner 4 angeordnet. Durch den Brennerstein 5 werden die heißen Rauchgase mit hoher Geschwindigkeit in die Abkühlanlage gedrückt, so daß diese die Zirkulationsbewegungen 6 ausführen kann. Durch Abzugsöffnungen 7 werden die abgekühlten Rauchgase abgeführt. Über Gasleitung 8 und Luftleitung 9 erfolgt die Zuführung des Brennstoffluftgemisches, welches über den Gleichdruckregler 1 und die Impulsleitung 11 im erforderlichen Verhältnis konstan gehalten wird. Die Zündung des Brenners erfolgt von einem Feuerungsautomaten 14 über Leitung 15 zur Zündelektrode im Brenner 4. Die Flammenüberwachung erfolgt mittels Ionisation über Leitung 16. Bei zu niedriger Temperatur in der Abkühleinrichtung wird ein Signal über Thermoelemente 17 dem Tempe-

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raturregler 18 zugeführt, der seinerseits das Wechseltaktsteuergerät 19 betätigt, welches eine vorher programmierte Einsatzfolge und Einsatzdauer der einzelnen Hochgeschwindigkeitsbrenner auswählt und über den Gasfeuerungsautomaten und das Luftventil 12 den jeweiligen unter Grundlast gezündeten Hochgeschwindigkeitsbrenner mit zusätzlicher Verbrennungsluft versorgt. Gleichzeitig wird über die Impulsleitung 11 der Luftdruck auf den Gleichdruckregler 10 geschaltet, welcher diesen öffnet und je nach Druckhöhe die erforderliche Gasmenge freigibt. Bei zu hoher Temperatur in der Abkühleinrichtung wird über Thermoelement 17» Temperaturregler 13 vom Wechseltaktsteuergerät 19 die Spannung abgeschaltet, so daß das Gasventil 13schließt und über dem Luftventil 12 nur kalte Luft durch den Brenner 4 in die Einrichtung geblasen wird. ₄

Claims (3)

232737 8 8 Erfindungsansprüche:

1. Einrichtung zur verzögerten Abkühlung von Walzdraht, insbesondere hochkohlenstoffhaltigem und legiertem Walzdraht, dadurch gekennzeichnet, daß in den Seitenwänden (1) der Abkühleinriohtung oberhalb des in gefächerten Windungen auf dem Transportrollgang (3) liegenden Drahtes (2), Hochgeschwindigkeitsbrenner (4) mit ca. 60 m/s Austrittsgeschwindigkeit, Gleichdruckregelung und Flammenüberwachung angeordnet sind.

2. Einrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochgeschwindigkeitsbrenner (4) entweder nur in einer Seitenwand (1) der Abkühleinrichtung oder in beiden Seitenwänden (1) angeordnet sind.'

3. Einrichtung nach den Punkten 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Hochgeschwindigkeitsbrenner (4) mit oder ohne Impulsbetrieb eingesetzt sind.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen