EP0899030A2 - Vorrichtung und Verfahren zur auslaufseitigen Kühlung der Arbeitswalzen eines Walzgerüstes - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur auslaufseitigen Kühlung der Arbeitswalzen eines Walzgerüstes Download PDF

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EP0899030A2
EP0899030A2 EP98115251A EP98115251A EP0899030A2 EP 0899030 A2 EP0899030 A2 EP 0899030A2 EP 98115251 A EP98115251 A EP 98115251A EP 98115251 A EP98115251 A EP 98115251A EP 0899030 A2 EP0899030 A2 EP 0899030A2
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EP
European Patent Office
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cooling water
suction
roll
gap
cooling
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EP98115251A
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EP0899030A3 (de
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Jürgen Dipl.-Ing. Armenat
Martin Dipl.-Ing. Braun
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SMS Siemag AG
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SMS Schloemann Siemag AG
SMS Demag AG
Schloemann Siemag AG
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    • 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 a device for cooling the work rolls of a roll stand, comprising one for each roll Spray nozzles equipped cooling water channel on a spray bar as well Means for supplying cooling water or for removing heated water, as well as one in the point of assignment to the upper work roll Angle to the rolling stock surface arranged cooling water guide plate with a front wiper associated with the roller, and tight an approximately horizontal cooling water guide plate below the rolling stock level with a scraper assigned to the lower roller.
  • the invention further relates to a related method for Cooling of the work rolls.
  • the main amount of heat is in contact with the work rolls the rolling stock in the roll gap, increased by that in the plastic Shape change of the rolling stock additionally developed rolling heat, still due to the frictional heat generated between the rolling stock and the rolls and the introduction of frictional heat in the contact area between Work roll and backup roll as well as additional heating by Radiant heat in the inlet and outlet area.
  • DE 36 16 070 A1 discloses a roll cooling device for a Roll stand comprising cooling water baffle plates, each a curved one Have area along the circumferential direction of a roller and located near the respective roller, further a cooling water supply manifold for supplying cooling water to a cooling water channel, which is limited by the cooling water guide plate and the roller, one Water drainage manifold to drain the from the cooling water supply manifold supplied cooling water from the cooling water channel, a supporting element for holding the cooling water guide plate and curvature adjustment elements, which corresponds to the curvature of the side plate Change the diameter of the roller.
  • the thickness of the guide plate increases from the edge sections to the center of the guide plate in the circumferential direction of Roller closed.
  • This device results in a forced cooling water flow, the shape of which is the outer circumference Corresponds to the roller, being at a constant distance from the roller a space between the cooling water guide and the roller results, is conveyed by the cooling water under pressure, whereby an average heat transfer coefficient with about four times the value of conventional heat transfer coefficient is to be achieved.
  • the known device requires a very large technical Effort, in addition, the curvature adjustment organs are difficult are arranged accessible and the periodic readjustment continues the curvature requires a high level of maintenance. Because besides the coolant in a narrow gap along part of the Roll surface is forcibly guided, this takes when flowing through heat in the gap and loses to the same extent Cooling intensity.
  • Laid-open specification discloses a device for the outlet side Cooling of work rolls with one upper and one lower, Wiper cooling water guide plate, which on the work rolls facing end with spray nozzles for a cooling water-air mixture is equipped.
  • Laid-open patent discloses on the front of cooling water baffles arranged water mist nozzles, as well as additional upper and lower spray nozzles for cooling water. With this device to prevent cracking on the surface of the work rolls become.
  • Laid-open specification discloses an outlet-side cooling device for work rolls with triple one above the other or one below the other arranged cooling water channels equipped with spray nozzles as well as an upper and lower cooling water guide plate with end Scraper.
  • the top baffle is spaced from the top Roll a channel parallel to the roll with openings for discharge Cooling water assigned to the one open at both ends Cooling water drainage channel forms. This is supposed to warm a drain Cooling water from the middle area of the work roll evenly can be reached on both sides. Because, however, heated cooling water in this device only with a natural slope and through relatively narrow channel cross-section from the center to both sides drains, the liquid throughput is comparatively low and also cannot be increased arbitrarily.
  • the present invention is based on the aforementioned prior art the task of an apparatus and a method for Cooling the work rolls of a roll stand in the preamble of Claim 1 to further develop the type mentioned and to improve that the above difficulties and technical Limits are overcome, in particular the influence of outlet-side cooling to the thermal behavior of the work rolls optimized and the heat of the roller surface as early as possible can be deprived of the penetration of heat into the depth of the Reduce work rolls as much as possible and beyond by zoning forcing the removal of cooling water on the zonal formation of the thermal crown along the Take axis of the rollers.
  • the device according to the invention is through training a liquid-carrying gap and its connection to a powerful cooling water extraction for the upper work roll as well by arranging suction pipes in the between the lower Cooling water baffle and a surface area of the lower roller resulting fluid-carrying corner area and its connection a powerful cooling water extraction system Optimization of the discharge conditions of the "used" cooling water created by a pressure drop artificially increased by means of negative pressure. This results in the possibility of cooling water discharge, For example, by connecting the laxative organs according to the invention to the suction side of powerful pumps within Control borders.
  • the measure taken with the device according to the invention be that the liquid-carrying gap through longitudinal walls in at least three - side - middle - side - parallel channel areas is subdivided and each of these channel areas has a predetermined one axial extension and individual cooling water suction assigned. This can influence within predetermined limits on the cooling effect of the work rolls - seen in the axial direction - Be exercised to keep the thermal crown in the desired Way to influence.
  • a method for cooling the work rolls of an outlet Roll stand of the type characterized in claim 1 is thereby characterized that on the one hand in the inlet area in front of the suction piece of the gap and on the other hand in the corner area between the lower Work roll and the assigned cooling water guide plate after heat exchange water generated by the rollers by applying Vacuum through an upper and a lower cooling water suction is subtracted.
  • the method according to the invention provides that the cooling water suction via the axial extension of the work rolls divided into a number of suction areas and this different suction powers can be assigned.
  • the device shown in Fig. 1 for cooling the outlet side Work rolls 1, 2 of a roll stand 15, not shown in detail comprises a cooling water channel equipped with spray nozzles 3, 4 for each roller 7, 8 on a height-adjustable spray bar.
  • the device has means 5, 6 for supplying cooling water. medium for the orderly discharge of heated water are in this construction not provided.
  • the rolling line is with x-x and in one dash-dotted line indicated.
  • Assigned to the upper work roll 1 is a cooling water guide plate at an acute angle to the surface of the rolling stock 9 with a front, abutting the roller 1 Scraper 11 arranged. Is just below the rolling stock level x-x also an approximately horizontal cooling water guide plate 10 with a wiper 12 resting on the lower roller 2 is provided.
  • the upper cooling water guide plate 9 is on the work roll 1 opposite end in a universal joint 17 and is supported by a power means, for example a pneumatic cylinder 13 with the Scraper 11 under predetermined force approximately tangential to the upper work roll 1 created.
  • the lower cooling water guide plate 10 is at the end facing away from the work roll 2 in a joint 18 stored and is with the scraper 12, for example, under the action their own weight in the stripping position.
  • Figure 2 shows the design of the device on the outlet side Cooling of the work rolls 1, 2 of a roll stand according to the invention.
  • At least one suction pipe 25 is arranged and on a cooling water suction 31 connected.
  • Cooling water extraction 30 For example, the extraction per roll stand carried out with a vertical submersible pump in dry installation which is also suitable for slurping. Alternatively offers It is important to have several individual pumps in parallel per spray bar to arrange. This has the advantage that depending on the Different volume flows can be sucked off and thus influence on the thermal crown of the work rolls 1, 2 can be taken.
  • the cover plate 20 is underneath at its area facing the roller 1 Formation of a streamlined suction piece 23 at the inlet area of the gap 21 bent upwards. This will be very beneficial Flow conditions reached when the cooling water draining off.
  • At least the aerodynamic Suction piece 23 of the liquid-carrying gap of the axial extent corresponds to the roller 1, and that the liquid-carrying gap 21 on its transverse sides with the formation of at least one channel 26 is closed.
  • the measure can be taken that the cooling water suction 30, 31 each with a number of flexible hoses 32, 33 are connected to the suction side of at least one pump.
  • the liquid-carrying Gap 21 through longitudinal walls in at least three sides - middle - side - is divided into parallel channel areas and each of these channel areas a given axial extent and an individual Cooling water suction is assigned.
  • the Cooling water suction 30, 31 are on the axial extent the work rolls 1, 2 divided into a number of suction areas and assigned different extraction capacities to them.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kühlung der Arbeitswalzen 1,2 eines Walzgerüstes, umfassend für jede Walze einen mit Spritzdüsen 3,4 bestückten Kühlwasserkanal 7,8 an einem Spritzbalken sowie Mittel 5,6 zur Zufuhr von Kühlwasser bzw. zum Abführen erhitzten Wassers. Die obere Arbeitswalze weist eine im spitzen Winkel zur Walzgutoberfläche angeordnete Kühlwasser-Leitplatte (9) mit einem vorderseitigen, der Walze (1) zugewendeten Abstreifer 11 auf, und dicht unterhalb der Walzgutebene (x-x) ist eine annähernd horizontale Kühlwasser-Leitplatte 10 angeordnet mit einem der unteren Walze 2 zugeordneten Abstreifer 12. Diese Vorrichtung wird dadurch verbessert, daß in sandwichartiger Zuordnung oberhalb der oberen Kühlwasser-Leitplatte 9 eine Deckplatte 20 unter Ausbildung eines flüssigkeitsführenden Spalts (21) angeordnet ist und der Spalt 21 an seinem der Walze 1 abgewandten Ende 22 mit einer Kühlwasserabsaugung 30 in Verbindung steht. Unterhalb der unteren Kühlwasser-Leitplatte 10, in den sich zwischen dieser mit dem Abstreifer 12 und einem Oberflächenbereich der unteren Walze (2) ergebenden flüssigkeitsführenden Eckbereich 24 hineinragend, ist wenigstens ein Absaugrohr 25 angeordnet und an eine Kühlwasser-Absaugung 31 angeschlossen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kühlung der Arbeitswalzen eines Walzgerüstes, umfassend für jede Walze einen mit Spritzdüsen bestückten Kühlwasserkanal an einem Spritzbalken sowie Mittel zur Zufuhr von Kühlwasser bzw. zum Abführen erhitzten Wassers, sowie in Zuordnung zur oberen Arbeitswalze eine im spitzen Winkel zur Walzgutoberfläche angeordnete Kühlwasser-Leitplatte mit einem vorderseitigen, der Walze zugeordneten Abstreifer, und dicht unterhalb der Walzgutebene eine annähernd horizontale Kühlwasser-Leitplatte mit einem der unteren Walze zugeordneten Abstreifer. Weiterhin betrifft die Erfindung ein diesbezügliches Verfahren zur Kühlung der Arbeitswalzen.
Vorrichtungen und Verfahren zur Arbeitswalzen-Kühlung sind bekannt. Dabei wird üblicherweise eine einlaufseitige und auslaufseitige Kühlung angewendet. Die Wirkung der einlaufseitigen Arbeitswalzen-Kühlung ist trotz ihres vergleichsweise großen apparatetechnischen Aufwand gering.
Das Erfordernis einer wirksamen Arbeitswalzen-Kühlung ergibt sich aus deren Aufgaben im Zusammenhang mit dem Walzprozeß, und zwar:
  • Verhinderung der Überschreitung eines definierten Temperaturlimits, um die mechanischen Eigenschaften der Arbeitswalzen zu erhalten,
  • Begrenzung von thermischen Spannungen in den Arbeitswalzen und somit Verhinderung von Walzenbrüchen,
  • Minimierung von Fire Cracks in der Oberfläche der Arbeitswalzen,
  • positive Beeinflussung des Oxidationsfilms auf den Arbeitswalzen, insbesondere bei Chromstahlwalzen.
Der Hauptanfall von Wärme erfolgt im Kontakt der Arbeitswalzen mit dem Walzgut im Walzspalt, vermehrt durch die bei der plastischen Formänderung des Walzgutes zusätzlich entwickelte Walzhitze, weiterhin durch die zwischen Walzgut und Walzen erzeugte Reibungswärme sowie Einbringung von Reibungswärme im Kontaktbereich zwischen Arbeitswalze und Stützwalze sowie zusätzliche Erwärmung durch Strahlungswärme im Einlauf- und Auslaufbereich.
Zum Erreichen einer ausreichenden Walzenkühlung ist der Einfluß der auslaufseitigen Kühlung von erheblicher Bedeutung, weil die induzierte Wärme dem Oberflächenbereich einer Walze so früh wie möglich nach Verlassen des Walzspalts entzogen werden muß, um das Eindringen der Wärme in die Tiefe der Walze möglichst weitgehend und effizient zu verhindern.
Die DE 36 16 070 A1 offenbart eine Walzenkühlvorrichtung für ein Walzgerüst umfassend Kühlwasserleitplatten, die jeweils eine gekrümmte Fläche entlang der Umfangsrichtung einer Walze aufweisen und nahe der jeweiligen Walze angeordnet sind, ferner einen Kühlwasserzufuhrverteiler zur Kühlwasserzufuhr in einen Kühlwasserkanal, der durch die Kühlwasserleitplatte und die Walze begrenzt ist, einen Wasserableitverteiler zur Ableitung des von dem Kühlwasserzufuhrverteiler zugeführten Kühlwassers aus dem Kühlwasserkanal, ein Tragelement zur Halterung der Kühlwasserleitplatte und Krümmungseinstellorgane, welche die Krümmung der Seitplatte entsprechend dem Durchmesser der Walze ändern. Die Dicke der Leitplatte nimmt von den Randabschnitten zur Leitplattenmitte in Umfangsrichtung der Walze zu. Mit den Krümmungseinstellorganen wird bei Änderung des Walzendurchmessers der Spielraum zwischen der Leitplatte und der Walze in erforderlichem Maß aufrechterhalten, so daß die Walze ausreichend gekühlt wird. Bei dieser Vorrichtung ergibt sich eine zwangsweise Kühlwasserführung, deren Form dem Außenumfang einer Walze entspricht, wobei sich in gleichbleibendem Abstand zur Walze ein Zwischenraum zwischen der Kühlwasserführung und der Walze ergibt, durch den Kühlwasser unter Druck gefördert wird, wodurch eine mittlere Wärmeübergangszahl mit dem etwa vierfachen Wert der herkömmlichen Wärmeübergangszahl erreicht werden soll.
Die bekannte Vorrichtung erfordert einen sehr großen technischen Aufwand, wobei darüber hinaus die Krümmungseinstellorgane nur schwer zugänglich angeordnet sind und weiterhin das periodische Nachstellen der Krümmung ein hohes Maß an Wartungsarbeit erfordert. Weil außerdem das Kühlmittel in einem schmalen Spalt entlang eines Teils der Walzenoberfläche zwangsweise geführt wird, nimmt dieses beim Durchströmen des Spalts Wärme auf und verliert in gleichem Maße an Kühlungsintensität.
Die unter der Publikationsnummer 01091903 A veröffentlichte japanische Offenlegungsschrift offenbart eine Vorrichtung zur auslaufseitigen Kühlung von Arbeitswalzen mit je einer oberen und unteren, Abstreifer aufweisenden Kühlwasserleitplatte, die an dem den Arbeitswalzen zugewandten Ende mit Sprühdüsen für ein Kühlwasser-Luftgemisch bestückt ist. Durch Einsprühen von Wassernebel in die auslaufseitigen spitz zulaufenden Eckbereiche zwischen Arbeitswalzen und Walzgut soll ein ausreichender Kühleffekt der Arbeitswalzen und zugleich eine Reduzierung des Verbrauchs erreicht werden.
Die unter der Publikationsnummer 01057908 A veröffentlichte japanische Offenlegungsschrift offenbart an der Vorderseite von Kühlwasser-Leitplatten angeordnete Wassernebeldüsen, sowie zusätzlich obere und untere Sprühdüsen für Kühlwasser. Mit dieser Vorrichtung soll eine Rißbildung an der Oberfläche der Arbeitswalzen verhindert werden.
Die unter der Publikationsnummer 06339712 A veröffentlichte japanische Offenlegungsschrift offenbart eine auslaufseitige Kühlvorrichtung für Arbeitswalzen mit je dreifach übereinander bzw. untereinander angeordneten, mit Spritzdüsen bestückten Kühlwasserkanälen sowie je eine obere und untere Kühlwasserleitplatte mit endseitigem Abstreiforgan. Der oberen Leitplatte ist im Abstand von der oberen Walze ein zur Walze achsparalleler Kanal mit Öffnungen für abzuleitendes Kühlwasser zugeordnet, der einen an beiden Enden offenen Kühlwasserabflußkanal ausbildet. Damit soll ein Abfluß erwärmten Kühlwassers aus dem mittleren Bereich der Arbeitswalze gleichmäßig nach beiden Seiten erreicht werden. Weil jedoch erwärmtes Kühlwasser bei dieser Vorrichtung nur mit natürlichem Gefälle und durch den relativ engen Kanalquerschnitt von der Mitte her nach beiden Seiten abfließt, ist der Flüssigkeitsdurchsatz vergleichsweise gering und auch nicht beliebig steigerbar. Dabei stellt sich ein Wasserpegel zwischen der oberen Kühlwasser-Leitplatte und einem unteren Bereich der oberen Arbeitswalze in etwa der Höhe der Einlauföffnungen des Abflußkanals ein. Bei dieser Konstruktion würde das Anlegen eines Unterdrucks nur zum Ansaugen von Luft, nicht aber zu vermehrtem Flüssigkeitsabzug führen. Darüber hinaus erlaubt es diese Vorrichtung nicht, an unterschiedlichen Bereichen des Abzugskanals - in zu den Walzen achsparalleler Richtung - unterschiedliche Abzugsmengen von Flüssigkeit vorzusehen und dadurch einen Einfluß auf die Ausbildung eines vorgegebenen thermischen Crowns zu nehmen. Eine Abzugseinrichtung für ablaufendes Kühlwasser der unteren Arbeitswalze ist nicht vorgesehen.
Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Kühlung der Arbeitswalzen eines Walzgerüstes der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art weiter auszubilden und dahingehend zu verbessern, daß damit die vorgenannten Schwierigkeiten und technischen Grenzen überwunden werden, dabei der Einfluß insbesondere der auslaufseitigen Kühlung auf das thermische Verhalten der Arbeitswalzen optimiert und die Wärme der Walzenoberfläche frühestmöglich entzogen werden kann, um das Eindringen der Wärme in die Tiefe der Arbeitswalzen so weit wie möglich zu reduzieren und darüber hinaus durch zonenweises Forcieren der Abführung von Kühlwasser Einfluß auf die zonenweise Ausbildung des thermischen Crowns entlang der Achse der Walzen zu nehmen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung bei einer Vorrichtung zur Kühlung der Arbeitswalzen eines Walzgerüstes der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art vorgeschlagen,
  • daß in sandwichartiger Zuordnung oberhalb der oberen Kühlwasser-Leitplatte eine Deckplatte unter Ausbildung eines flüssigkeitsführenden Spalts angeordnet und der Spalt an seinem der Walze abgewandten Ende mit einer Kühlwasser-Absaugung in Verbindung steht, und
  • daß das unterhalb der unteren Kühlwasser-Leitplatte, in den sich zwischen dieser mit dem Abstreifer und einem Oberflächenbereich der unteren Walze ergebenden flüssigkeitsführenden Eckbereich hineinragend, wenigstens ein Absaugrohr angeordnet und an eine Kühlwasser-Absaugung angeschlossen ist.
Mit der Vorrichtung nach der Erfindung wird durch die Ausbildung eines flüssigkeitsführenden Spalts und dessen Anschluß an eine leistungsfähige Kühlwasserabsaugung für die obere Arbeitswalze sowie durch Anordnung von Absaugrohren in dem sich zwischen der unteren Kühlwasser-Leitplatte und einem Oberflächenbereich der unteren Walze ergebenden flüssigkeitsführenden Eckbereich sowie deren Anschluß an eine leistungsfähige Kühlwasserabsaugung eine signifikante Optimierung der Abfuhrbedingungen des "verbrauchten" Kühlwassers durch ein mittels Unterdruck künstlich erhöhtes Druckgefälle geschaffen. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, die Kühlwasser-Abfuhr, bspw. durch Anschluß der erfindungsgemäßen Abführungsorgane an die Saugseite von leistungsfähigen Pumpen innerhalb weiter Grenzen zu steuern. Dadurch ergibt sich weiterhin eine vorteilhafte Möglichkeit, durch zwangsweises Abführen verbrauchten Kühlwassers an der Auslaufseite der Walzen diese so weit zu steigern, daß auf die Anordnung einer einlaufseitigen Arbeitswalzen-Kühlung verzichtet werden kann, woraus sich erhebliche Kostenersparnis bzw. Gewinnung von Platz zum Einbau neuer Technologien auf der Einlaufseite der Arbeitswalzen, wie z. B. Walzspaltschmierung, Inline-Grinding-System, Meßsysteme etc ergeben.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung nach der Erfindung sind entsprechend den Unteransprüchen vorgesehen. Dabei kann u.a. mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Maßnahme getroffen sein, daß der flüssigkeitsführende Spalt durch Längswände in wenigstens drei - Seite - Mitte - Seite - parallele Kanalbereiche unterteilt ist und jedem dieser Kanalbereiche eine vorgegebene axiale Erstreckung und eine individuelle Kühlwasser-Absaugung zugeordnet ist. Damit kann innerhalb vorgegebener Grenzen Einfluß auf die Kühlwirkung der Arbeitswalzen - in axialer Richtung gesehen - ausgeübt werden, um damit den thermischen Crown in erwünschter Weise zu beeinflussen.
Ein Verfahren zur auslaufseitigen Kühlung der Arbeitswalzen eines Walzgerüstes der im Anspruch 1 gekennzeichneten Gattung ist dadurch gekennzeichnet, daß einerseits im Einlaufbereich vor dem Saugstück des Spalts und andererseits im Eckbereich zwischen der unteren Arbeitswalze und der zugeordneten Kühlwasser-Leitplatte nach Wärmeaustausch mit den Walzen anfallendes Wasser durch Anlegen von Unterdruck durch eine obere und eine untere Kühlwasser-Absaugung abgezogen wird.
Weiterhin ist mit dem Verfahren nach der Erfindung vorgesehen, daß die Kühlwasser-Absaugungen über die axiale Erstreckung der Arbeitswalzen in eine Anzahl von Absaugbereichen unterteilt und diesen unterschiedliche Absaugleistungen zugeordnet werden.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles. Es zeigen:
Figur 1
eine Seitenansicht und teilweise im Schnitt eine Vorrichtung zur auslaufseitigen Kühlung der Arbeitswalzen eines Walzgerüstes entsprechend dem Stand der Technik,
Figur 2
in Seitenansicht und teilweise im Schnitt eine Vorrichtung zur auslaufseitigen Kühlung der Arbeitswalzen eines Walzgerüstes nach der Erfindung.
Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung zur auslaufseitigen Kühlung der Arbeitswalzen 1, 2 eines nicht näher dargestellten Walzgerüstes 15 umfaßt für jede Walze einen mit Spritzdüsen 3, 4 bestückten Kühlwasserkanal 7, 8 an einem höheneinstellbaren Spritzbalken. Die Vorrichtung weist Mittel 5, 6 zur Zufuhr von Kühlwasser auf. Mittel zum geordneten Abführen erhitzten Wassers sind bei dieser Konstruktion nicht vorgesehen. Die Walzlinie ist mit x-x und in einer strichpunktierten Linie angedeutet. In Zuordnung zur oberen Arbeitswalze 1 ist im spitzen Winkel zur Walzgutoberfläche eine Kühlwasser-Leitplatte 9 mit einem vorderseitigen, an der Walze 1 anliegenden Abstreifer 11 angeordnet. Dicht unterhalb der Walzgutebene x-x ist ebenfalls eine annähernd horizontale Kühlwasser-Leitplatte 10 mit einem an der unteren Walze 2 anliegenden Abstreifer 12 vorgesehen. Die obere Kühlwasser-Leitplatte 9 ist an ihrem der Arbeitswalze 1 abgewandten Ende in einem Kardangelenk 17 gelagert und wird von einem Kraftmittel, bspw. einem pneumatischen Zylinder 13 mit dem Abstreifer 11 unter vorgegebener Kraft annähernd tangential an die obere Arbeitswalze 1 angelegt. Die untere Kühlwasser-Leitplatte 10 ist an dem der Arbeitswalze 2 abgewandten Ende in einem Gelenk 18 gelagert und wird mit dem Abstreifer 12 bspw. unter der Wirkung ihres Eigengewichtes in Abstreifposition gehalten.
Entsprechend den mit dunkler Schraffur angedeuteten Bereichen kann sich dort abströmendes Kühlwasser bis zu einem Pegel 16 aufstauen und einerseits die Ausbildung freier Sprühstrahlen 3 bzw. 4 erheblich behindern, und andererseits nicht schnell genug abfließen. Dies gilt im besonderen für die obere Kühlung, da der Abstreifer 11 mit der oberen Kühlwasser-Leitplatte 9 verhindert, daß die Flüssigkeit ungehindert nach unten abfließen kann. Erfahrungen haben weiter gezeigt, daß auch das Wasser der unteren Arbeitswalzen-Kühlung nicht ungehindert abfließen kann. Dabei kann es zu Rückstaubildungen kommen, was bspw. zur Folge haben kann, daß der untere auslaufseitige Abstreifer angehoben wird.
Daraus ergibt sich der Nachteil, daß die frische Kühlflüssigkeit nicht ungehindert die Walzen 1, 2 erreicht. Sie spritzt demzufolge in den sich bildenden Rückstau, was zur Folge hat, daß nur ein im Vergleich zum direkten Bespritzen der Walzen eingeschränkter Kühleffekt erzielt wird.
Figur 2 zeigt die Ausbildung der Vorrichtung zur auslaufseitigen Kühlung der Arbeitswalzen 1, 2 eines Walzgerüstes nach der Erfindung. Dabei sind gleiche Funktionselemente mit gleichen Bezugsziffern versehen.
Die Lösung der vorgängig gestellten Aufgabe wird bei der erfindungsgemäßen Ausführung der Vorrichtung dadurch erreicht, daß in sandwichartiger Zuordnung oberhalb der oberen Kühlwasser-Leitplatte 9 eine Deckplatte 20 unter Ausbildung eines flüssigkeitsführenden Spalts 21 angeordnet ist. Der Spalt 21 steht an seinem der Walze 1 abgewandten Ende 22 mit einer Kühlwasser-Absaugung 30 in Verbindung.
Unterhalb der unteren Kühlwasser-Leitplatte 10, in den sich zwischen dieser mit dem Abstreifer 12 und einem Oberflächenbereich der unteren Walze 2 ergebenden flüssigkeitsführenden Eckbereich 24 hineinragend, ist wenigstens ein Absaugrohr 25 angeordnet und an eine Kühlwasserabsaugung 31 angeschlossen.
Der technische Vorteil der Ausführung nach Fig. 2 besteht im wesentlichen darin, daß die Abstreiferplatte 9 in Sandwichbauweise ausgeführt ist und der Kühlbalken in Abhängigkeit des aktuellen Arbeitswalzen-Durchmessers und Walzspaltes entsprechend der Darstellung im Doppelpfeil 19 höheneinstellbar ist. Der durch die Sandwichbauweise entstehende Spalt 21 wird nunmehr als Absaugkanal der verbrauchten Kühlflüssigkeit benutzt. Daraus ergeben sich die folgenden Vorteile:
  • Die frische Kühlflüssigkeit wirkt direkt auf die Arbeitswalze 1, es muß daher nur ein geringer Flüssigkeitsfilm durch den Impuls der Sprühstrahlen durchdrungen werden;
  • der Spritzbalken kann tiefer, d.h. näher am Walzspalt x-x angeordnet werden.
  • infolge der Wirkung der Absaugung 30 wird Kühlflüssigkeit mit einer forcierten Geschwindigkeit an der Walze 1 vorbeigeführt. Dies führt zu einer signifikanten Erhöhung der Wärmeübergangszahl und damit zur Verbesserung der Kühlwirkung;
  • es fließt weniger Wasser in undefinierbarer Weise ab, somit werden die Verschleißplatten der unteren Stützwalzen-Einbaustücke mit weniger Wasser umspült; die dort vorhandene Fettschicht wird länger aufrechterhalten, wodurch die Korrosion der Verschleißplatten erheblich reduziert wird.
Unterhalb des Abstreifers 12 sowie der unteren Kühlwasser-Leitplatte 10 ist infolge Anordnung des Absaugkanals 25 auch hier eine wesentliche Verringerung der undefiniert ablaufenden Kühlwassermenge erreicht. Hier gelten die gleichen Vorteile wie bei der oberen Kühlwasserabsaugung 30. Dabei kann bspw. das Absaugen pro Walzgerüst mit einer vertikalen Tauchpumpe in Trockenaufstellung durchgeführt werden, die auch für Schlürfbetrieb geeignet ist. Alternativ bietet es sich dabei an, pro Spritzbalken mehrere Einzelpumpen parallel anzuordnen. Daraus ergibt sich der Vorteil, daß in Abhängigkeit der Ballenbreite unterschiedliche Volumenströme abgesaugt werden können und damit Einfluß auf den thermischen Crown der Arbeitswalzen 1, 2 genommen werden kann.
Die Deckplatte 20 ist an ihrem der Walze 1 zugewandten Bereich unter Ausbildung eines strömungsgünstigen Saugstücks 23 am Einlaufbereich des Spalts 21 nach oben aufgebogen. Damit werden sehr vorteilhafte Strömungsbedingungen beim Abzug des ablaufenden Kühlwassers erreicht.
Dies wird auf sehr unkomplizierte Weise bei der unteren Arbeitswalze verwirklicht, indem das bzw. die Absaugrohre 25 im Bereich von ihren Ansaugöffnungen nach oben aufgebogen sind.
Dabei kann vorgesehen sein, daß zumindest das strömungsgünstige Saugstück 23 des flüssigkeitsführenden Spalts der axialen Erstreckung der Walze 1 entspricht, und daß der flüssigkeitsführende Spalt 21 an seinen Querseiten unter Ausbildung mindestens eines Kanals 26 geschlossen ist.
Weiterhin kann die Maßnahme getroffen sein, daß die Kühlwasserabsaugungen 30, 31 mit jeweils einer Anzahl von flexiblen Schläuchen 32, 33 an die Saugseite wenigstens einer Pumpe angeschlossen sind.
Um die Möglichkeit zu schaffen, daß in Abhängigkeit der Ballenbreite unterschiedliche Volumenströme abgesaugt werden können, um damit Einfluß auf den thermischen Crown der Arbeitswalzen 1, 2 zu erreichen, kann weiterhin vorgesehen sein, daß der flüssigkeitsführende Spalt 21 durch Längswände in wenigstens drei -Seite - Mitte - Seite - parallele Kanalbereiche unterteilt ist und jedem dieser Kanalbereiche eine vorgegebene axiale Erstreckung und eine individuelle Kühlwasser-Absaugung zugeordnet ist.
Dabei kann auch der Kühlwasser-Absaugung 31 der unteren Arbeitswalze 2 über deren axialer Erstreckung jeweils bereichsweise eine Anzahl von Absaugrohren 25 zugeordnet sein, welche jeweils an eine individuelle Kühlwasser-Absaugung angeschlossen sind.
Im Betrieb der Vorrichtung wird einerseits im Einlaufbereich vor dem Saugstück 23 des Spalts 21 und andererseits im Eckbereich 24 zwischen der unteren Arbeitswalze 2 und der zugeordneten Kühlwasser-Leitplatte 10 nach Wärmeaustausch mit den Walzen 1, 2 anfallendes Wasser durch Anlegen von Unterdruck durch eine obere und eine untere Kühlwasser-Absaugung 30, 31 in definierter Weise abgezogen. Die Kühlwasser-Absaugungen 30, 31 werden über die axiale Erstreckung der Arbeitswalzen 1, 2 in eine Anzahl von Absaugbereichen unterteilt und diesen unterschiedliche Absaugleistungen zugeordnet.
Bezugszeichenliste
1
obere Arbeitswalze
2
untere Arbeitswalze
3
obere Spritzdüsen
4
untere Spritzdüsen
5
obere Kühlwasser-Zufuhr
6
untere Kühlwasser-Zufuhr
7
oberer Kühlwasser-Kanal
8
unterer Kühlwasser-Kanal
9
obere Kühlwasser-Leitplatte
10
untere Kühlwasser-Leitplatte
11
oberer Abstreifer
12
unterer Abstreifer
13
pneumatischer Zylinder zum Heben/Senken
15
Walzgerüst-Ständer
16
Pegel Ablaufflüssigkeit
17
Kardangelenk
18
Gelenk
19
Doppelpfeil, Höhenverstellbarkeit
20
Deckplatte
21
Spalt
22
abgewandtes Ende
23
Saugstück
24
Eckbereich
25
Absaugrohr
26
Kanal
30
Kühlwasser-Absaugung oben
31
Kühlwasser-Absaugung unten
32
flexibler Schlauch oben
33
flexibler Schlauch unten

Claims (13)

  1. Vorrichtung zur Kühlung der Arbeitswalzen (1, 2) eines Walzgerüstes, umfassend für jede Walze einen mit Spritzdüsen (3, 4) bestückten Kühlwasserkanal (7, 8) an einem Spritzbalken sowie Mittel (5, 6) zur Zufuhr von Kühlwasser bzw. zum Abführen erhitzten Wassers, sowie in Zuordnung zur oberen Arbeitswalze (1) eine im spitzen Winkel zur Walzgutoberfläche angeordnete Kühlwasser-Leitplatte (9) mit einem vorderseitigen, der Walze (1) zugeordneten Abstreifer (11), und dicht unterhalb der Walzgutebene (x-x) eine annähernd horizontale Kühlwasser-Leitplatte (10) mit einem der unteren Walze (2) zugeordneten Abstreifer (12),
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in sandwichartiger Zuordnung oberhalb der oberen Kühlwasser-Leitplatte (9) eine Deckplatte (20) unter Ausbildung eines flüssigkeitsführenden Spalts (21) angeordnet und der Spalt (21) an seinem der Walze (1) abgewandten Ende (22) mit einer Kühlwasser-Absaugung (30) in Verbindung steht, und
    daß unterhalb der unteren Kühlwasser-Leitplatte (10), in den sich zwischen dieser mit dem Abstreifer (12) und einem Oberflächenbereich der unteren Walze (2) ergebenden flüssigkeitsführenden Eckbereich (24) hineinragend, wenigstens ein Absaugrohr (25) angeordnet und an eine Kühlwasser-Absaugung (31) angeschlossen ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1
    dadurch gekennzeichnet,
    daß diese nur auf der Auslaufseite der Arbeitswalzen (1,2) angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Deckplatte (20) an ihrem der Walze (1) zugewandten Bereich unter Ausbildung eines Saugstücks (23) am Einlaufbereich des Spalts (21) aufgebogen ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das bzw. die Absaugrohr(e) (25) im Bereich von ihren Ansaugöffnungen aufgebogen sind.
  5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zumindest das Saugstück (23) des flüssigkeitsführenden Spalts (21) der axialen Erstreckung der Walze (1) entspricht.
  6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der flüssigkeitsführende Spalt (21) an seinen Querseiten unter Ausbildung eines Kanals (26) geschlossen ist.
  7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Kühlwasserabsaugungen (30, 31) mit jeweils einer Anzahl von flexiblen Schläuchen (32, 33) an die Saugseite wenigstens einer Pumpe angeschlossen sind.
  8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der flüssigkeitsführende Spalt (21) durch Längswände in wenigstens drei - Seite - Mitte - Seite - parallele Kanalbereiche unterteilt ist und jedem dieser Kanalbereiche eine vorgegebene axiale Erstreckung und eine individuelle Kühlwasser-Absaugung zugeordnet ist.
  9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Kühlwasser-Absaugung (31) der unteren Arbeitswalze (2) über deren axialer Erstreckung jeweils bereichsweise eine Anzahl von Absaugrohren (25) zugeordnet ist, welche jeweils an eine individuelle Kühlwasser-Absaugung angeschlossen sind.
  10. Verfahren zur Kühlung der Arbeitswalzen (1, 2) eines Walzgerüstes der im Anspruch 1 gekennzeichneten Gattung,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß auf der Auslaufseite der Arbeitswalzen und im Einlaufbereich vor dem Saugstück (23) des Spalts (21) einerseits und im Eckbereich (24) zwischen der unteren Arbeitswalze (2) und der zugeordneten Kühlwasser-Leitplatte (10) andererseits nach Wärmeaustausch mit den Arbeitswalzen (1, 2) anfallendes Wasser durch Anlegen von Unterdruck durch eine obere und eine untere Kühlwasser-Absaugung (30, 31) abgezogen wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Kühlwasser-Absaugungen (30, 31) über die axiale Erstreckung der Arbeitswalzen (1, 2) in eine Anzahl von Absaugbereichen unterteilt und diesen unterschiedliche Absaugleistungen zugeordnet werden.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Absaugen pro Walzgerüst mit mindestens einer vertikalen Tauchpumpe in Trockenaufstellung, die auch für Schlürfbetrieb geeignet ist, erfolgt,
  13. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Spritzbalken mit dem Kühlwasserkanal (7) unabhängig von dem Abstreifer (11) bzw. von der Kühlwasserleitplatte (9, 10) in Bezug auf den aktuellen Arbeitswalzen-Durchmesser und den Walzspalt höheneingestellt werden kann.
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