DD287667A5 - Endstueck einer kuehleinrichtung fuer langgestrecktes walzgut zum entfernen verbrauchten kuehlmediums - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Endstueck einer Kuehleinrichtung fuer langgestrecktes Walzgut zum Entfernen verbrauchten Kuehlmediums. Derartige Kuehleinrichtungen kommen in Feinstahl- und Drahtwalzwerken zur Anwendung. Aufgabe der Erfindung ist es, den das Endstueck verlassenden Strom des Kuehlmediums vollstaendig vom Walzgut abzutrennen. Das erfindungsgemaesze Endstueck zeichnet sich durch einen in den Walzgutfuehrungskanal muendenden Luftkanal, der unmittelbar vor einer trichterfoermigen Erweiterung und einer Abloesekante liegt, aus. Das Kuehlmedium wird ohne zusaetzlich notwendige Abstreifmedien abgeschieden. Fig. 1{Kuehlen; Walzgut; Kuehlmedium; Abstreifen von Kuehlmedium; Feinstahl; Drahtwalzwerk; Luftkanal; Abloesekante}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Endstück einer Kühleinrichtung für langgestrecktes Walzgut zum Entfornen verbrauchten Kühlmediums. Derartige Kühleinrichtungen kommen in Feinstahl- und Drahtwalzwerken zur Anwendung.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

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

Zu diesem Zweck werden beispielsweise Kühlrohre eingesetzt, in denen von beiden Enden her zwei Kühlmittelteilströme zur Mitte gerichtet sind und dort gemeinsam abfließen. Solche Kühlrohre sind aus der Patentschrift DD-WP 92216 bekannt. Nachteilig bei diesem Prinzip ist die starke Bremswirkung des entgegen der Walzrichtung fließenden Kühlmittelstromes auf das Walzgi t, dio insbesondere bei kleinen Walzgutabmessungen, gerippter Walzgutoborilächo und den in modernen Walzwerken üblichen hohen Endwalzgeschwindigkeiten von teilweise über 100m/s eine häufige Havarieursache wäre. Austritlsseitig an Kühlrohren und -rinnen vorgesehene Diffusoren zur Aufweitung des Kühlmittelstrahls können wegen der erforderlichen Baulänge und der Notwendigkeit der Walzgutführung nicht optimal für ihre Aufgabe ausgelegt werden. Besondere, den Kühlrohren oder -rinnen nachgeordnete oder in diese auslaufseitig integrierte Abstreifdüsen haben die Aufgabe, den das Walzgut begleitenden Kühlmittelstrahl durch entgegen oder mehr oder weniger quer gel ichtete Medienströme, zum Einsatz komme ι dabei sowohl Wasser als auch Luft, aufzuhalten, zu zerstreuen und vom Walzgut abzuscheiden. Derartige Lösungen sind z. B. im SU-UR 205860 enthalten. Diese Abstreifdüsen haben einen zum Teil recht komplizierten Aufbau und benötigen eine relativ große Menge an unter hohem Druck zugeführten Abstreifmedien. Beschrieben sind solche Düsen im SU-UR 269183 und in DD-WP 253581.

Mit einer geringen Menge Abstreifmedium kommen Abstreifdüsen aus, die den nach Durchlaufen von Abstrsifrinnen gemäß DD-WP 2^3 581 noch am Walzgut befindlichen Reststrom von Kühlmittel zurückhalten sollen, wobei sie auch durch nach dem Injektorprinzip arbeitende Absaugdüsen, die jedoch ebenfalls ein unter Druck zugeführtes Betriebsmedium benötigen, ersetzt werden können. Der Nachteil der erwähnten Abstreifrinnen, die aus einer abwechselnden Folge von relativ engen, mit Einführtrichtern und Auslaufdiffusoren versehenen Führungszylindern und stufenförmig erweiterten Abflußkammern zur Auflösung und Ableitung des Kühlmittelstromes bestehen, liegt in der fertigungstechnisch aufwendigen Gestaltung, der relativ großen Baulänge und der nicht vollständigen Zurückhaltung des Kühlmediums, so daß zusätzlich noch die erwähnten Abstreifbzw. Absaugdüsen notwendig sind.

Eine im SU-UR 205860 beschriebene Lösung, wonach der Kühlmittelstrom durch ein gekrümmtes Kühlrohrendstück, weicher, eine in der Walzlinie liegende Walzgutdurchtrittsöffnung besitzt, aus der Längsachse ausgelenkt wird, erreicht nur eine unzureichende Trennung des Kühlmittels vom Walzgut.

Ein Versuch, ohne zusätzliche Medienzuführung auszukommen, ist bekannt durch die DE-AS 2315482. Danach wird ein Teil des Kühlmittels nach Umlenkung schräg gegen den aus dem Kühlrohr austretenden Kühlmittelstrom gelenkt, um diesen vom Walzgut wegzudrücken. Die Druckverhältnisse beider Ströme schränken jedoch die Wirkung dieser Variante stark ein. Auch die bekannte Anordnung mehrerer Walzgutführungsbuchsen hintereinander mit Zwischenräumen löst den Kühlmittelstrahl nur unzureichend auf.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, den Aufwand für die Ausrüstungen und den Energiebedarf beim Betreiben von Kühlstrecken in Feinstahl- und Drahtwalzenanlagen zu senken. Die Kühlstrecke soll störungsfrei arbeiten.

C' .'legung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung Mögt die Aufgabe zugrunde, ein Endstück einer Kühleinrichtung für langgestrecktes Walzgut zum Entfernen verbrauchten Kühlmediums zu schaffen, das die Funktionsmängel bekannter Kühleinrichtungen, die durch unzureichendes Abstreifen verbrauchten Kühlmediums entstehen, beseitigt. Der das Endstück verlassende Strom des Kühlmediums soll dabei so beeinflußt werden, daß nur ein äußerst geringer Anteil des Kühlmediums zusammen mit dem Walzgut in die nachfolgende Ausrüstung gelangt und der überwiegende Teil vom Walzgut abgetrennt wird. Die Abtrennung soll ohne energetisch aufwendige Zuführung eines Abstreifmediums erfolgen.

Erfindungsgemäß wird ein derartiges Endstück geschaffen, das sich dadurch auszeichnet, daß der Walzgutführungskanal vor der trichterförmigen Erweiterung durch mindestens einen Luftkanal mit dem das Kühlrohr umgebenden Luftraum verbunden ist

und der Übergang dec Walzgutführungskanals in die trichterförmige Erweiterung im Bereich der Einmündungen der Luftkanäle in den Walzgutführungskanal als stufenartige Erweiterung ausgebildet ist, wobei die Luftkanäle auf einer gemeinsamen Mantellinie des Kühlrohres liegen.

Es hat sich gezeigt, daß, wenn die Mittelachsen der Luftkanäle die Mittelachse des Walzgutführungskanals schneiden, die besten Abstrnifergebnisse erzielt werden.

Zur Erfindung gehört, daß die Querschnittsfläche /edes Luftkanals 5 bis 30% der Querschnittsfläche des Walzgutführungskanals beträgt. Die Achse der trichterförmigen Erweiterung ist mittig so angeordnet, daß sie die Achse des Walzgutführungskanals in einem spitien Winkel, der vorteilhafter Weise halb so groß ist wie der Erweiterungswinkel der trichterförmigen Erweiterung, schneidet.

Ausführungsbelsolel

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles und zweier Figuren erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1: das Endstück im Schnitt entlang der Längsachse des Kühlrohres Fig. 2: eine Ansicht aus der Richtung A auf die Austrittsseite des Endstückes.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel umschließt ein Kühlrohr 1 einen Walzgutführungskanal 2, der auslaufseitig in einer trichterförmige Erweiterung 3 derart mündet, daß die Kegelachse der trichterförmigen Erweiterung 3 die Achse des Walzgutführungskanals 2 in einem spitzen Winkel α schneidet, welcher genau halb so groß ist wie der nach dem Diffusorkriterium ausgewählte und 12" betragende Erweiterungswinkel β der trichterförmigen Erweiterung 3. Die Länge a der trichterförmigen Erweiterung 3 ist 2,5mal so groß wie die lichte Wei.e b des Walzgutführungskanals 2. Direkt vor dem Beginn <' jr trichterförmigen Erweiterung 3 mündet ein Luftkanal 4 in den Wal/gutführungskanal 2, welcher durch diesen Luftkanal 4 mit dem das Kühlrohr 1 umgebenden luftgefüllten Raum in Verbindung steht. Der Luftkanal 4 hat die Form eines Zylinders, dessen Achse die Achse des Walzgutführungskanals 2 unter einem Winkel von 90' schneidet. Die Querschnittsfläche des Luftkanals 4 beträgt 16% der Querschnittbfläche des Walzgutführungskanals 2. Der Eintrittsquerschnitt der trichterförmigen Erweiterung 3 ist größer als der Querschnitt des Walzgutführungskanals 2 und an der der Mündung des Luftkanals in den Walzgutführungskanal 2 gegenüberliegenden Wand des Walzgutführuogskanals 2 bündig mit dieser Wand angeordnet. Beiderseitig von dieser bündigen Anschlußstelle der trichterförmigen Erweiterung 3 an den Walzgutführungskanal 2 ausgehend, ist der Übergang des Walzgutführungskanals 2 in die trichterförmige Erweiterung 3 am Umfang entlang stufenförmig mit zunehmender Stufengröße, die ihr Maximum in der Ebene der Einmündung des Luftkanals 4 in den Walzgutführungskanal 2 hat, ausgebildet.

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

Claims (5)

1. Endstück einer Kühleinrichtung für langgestrecktes Walzgut zum Entfernen verbrauchten Kühlmediums, wobei dasflüssige Kühlmedium unter Druck zugeführt wird und richtungsgleich mit dem Walzgut die Kühleinrichtung durchströmt und der Walzgutführungskanal des Endstückes auslaufseitig mit einer trichterförmigen Erweiterung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzgutführungskanal (2) vor der trichterförmigen Erweiterung (3) durch mindestens einen Luftkanal (4) mit dem das Kühlrohr (1) umgebenden Luftraum verbunden ist und der Übergang des Walzgutführungskanals in die trichterförmige Erweiterung (3) im Bereich der Einmündungen öer Luftkanäle (4) in den Walzgutführungskanal (2) als stufenartige Erweiterung ausgebildet ist, wobei die Luftkanäle (4) auf einer gemeinsamen Mantellinie des Kühlrohres liegen.

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

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

4. Endstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der trichterförmigen Erweiterung (3) die Achse des Walzgutführungskanals in einem spitzen Winkel (α) schneidet.

5. Endstück nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der von den Achsen der trichterförmigen Erweiterung (3) und des Walzgutführungskanals (2) eingeschlossene spitze Winkel (α) halb so groß ist wie der Erwp>terungswinkel (ß) der trichterförmigen Erweiterung (3).