LU80479A1 - Verfahren und vorrichtung zum kuehlen von metallgut - Google Patents

Description

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Patentanmeldung

Anmelder : A R B E D S.A.

Avenue de la Liberté ' LUXEMBOURG

Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen von Metallgut

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontrollierten Kühlen von warmem Metallgut, insbesondere von Schmiedestücken, Brammen u.dgl.

Es’ist notwendig Schmiedestücke, Brammen und generell schweres ‘Metallgut nach der letzten erfolgten verformenden Behandlung, einer kontrollierten Kühlung zu unterwerfen.

Hierbei wird auf einen langsamen und möglichst gleichmässig durch das Metallgut verteilten Temperaturabfall höchster Wert gelegt und zwar kommt es generell darauf an, die Ausbildung eines Tempe- * ' jjw - 2 - raturgefalles zwischen dem Kern des Metallguts und seinen Aussen-wänden zu verhindern oder zumindest innerhalb erträglicher Grenzen zu halten, was sich wie leicht einzusehen, mit steigender Masse des Metallguts schwieriger gestaltet.

• Zur gesteuerten Abkühlung ist es bekannt das Metallgut in sog.

Kühlgruben einzubringen, in denen die einzelnen Stücke abgelegt und die Gruben sodann mit feuerfestem Sand aufgefüllt und mit Blechen abgedeckt werden.

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Dies nimmt, selbst wenn der Sand nicht mittels Schaufeln, sondern durch mechanische Fördergeräte in die Gruben eingebracht wird, eine gewisse Zeit in Anspruch, in deren Verlauf ein Teil der Oberflächen des Metallguts ungeschützt bleibt und Wärme abstrahlt.

Weiter ist bei dieser Arbeitsweise nicht zu gewährleisten, dass die gesamte Metalloberfläche von Sand umgeben ist, was einem gleichmässigen Kühlen entgegenwirkt.

Schliesslich ist das Ausbringen des Metallguts nach erfolgter, mehr oder weniger gleichmässiger Kühlung sehr langwierig. In der Tat muss zuerst die Oberschicht des Sandes progressiv aus der Kühlgrube entfernt werden, bis die Möglichkeit besteht, das Metallgut mit der Tragevorrichtung eines Hebewerkzeugs zu erfassen, sodann muss die Grube im Hinblick auf die nächste Beschickung weitgehendst geleert werden.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung bestand demnach darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontrollierten Kühlen von schwerem Metallgut vorzuschlagen, wobei die genannten Nachteile v ' der herkömmlichen Kühlgruben ausgeschlossen sind.

Erfindungsgemäss wird dieses Ziel dadurch erreicht, dass warmes Metallgut in einem Behälter von einer gegebenen Menge eines körnigen, bzw. pulverigen Isoliermaterials umgeben wird, wobei das Isoliermaterial in dem Behälter zwecks Einbringens des Metallguts mittels eines Gasstroms in einen fluidisierten Zustand versetzt wird, wodurch das Metallgut ohne Widerstand in den Behälter - 3 - eingebracht werden kann, und dass mari nach erfolgter Beladung des Behälters das Einleiten des Gasstroms unterbricht, wobei sich das Isoliermaterial kompakt um das Metallgut ablagert.

Die Erfindung sieht darüberhinaus vor das Isoliermaterial auch . vor dem Ausbringen des Metallguts in den fluidisierten Zustand zu überführen.

Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäs-sen Verfahrens kann man während des Fluidisierens, im Verlauf des Ein- bzw. Ausbringens des Metallguts, wenigstens einen Teil des Isolationsmaterial dem Behälter auf pneumatischem Weg zuführen bzw. entziehen.

Die Menge des sich nach Unterbrechung des Fluidisierens innerhalb des Behälters befindlichen Isolationsmaterials ist so bemessen, dass das eingebrachte warme Metallgut vollständig in dem Isoliermaterial eingetaucht ist.

Die Möglichkeit des Abziehens bzw. Zuführens eines Teiles des Isolationsmaterials ist sowohl im Verlauf des Ausbringens als auch des Aufgebens des Metallguts von Nutzen. Beim Entladen kann man soviel Isolationsmaterial aus dem Behälter entfernen, dass ausreichende Gichtverhältnisse für den Kranführer geschaffen werden. Beim Beladen des Behälters kann entsprechend dem Volumen der Behälterbeschickung sowiel Isolationsmaterial zurückgeführt werden, dass das Metallgut vollständig bedeckt ist.

Der durch das erfindungsgemässe Verfahren erzielte Vorteil besteht darin, dass das warme Metallgut vollständig in ein aus einem schüttbaren Isoliermaterial gebildetes Bett eingebracht wird. Die Massnahme der Fluidisierung des Isoliermaterials während des Einbringens des Metallguts in den Behälter bringt,ihrerseits zwei Vorteile mit sich. An erster Stelle wird beim Fluidisieren innerhalb des Behälters ein dynamisches Medium geschaffen, in welches das Metallgut beim Einbringen ohne Schwierigkeiten eintaucht, so dass es ohne Hindernis in den Behälter abgelegt wer- - 4 - den kann. Zweitens wird das Metallgut, gleichweicher Form, allseitig von Isoliermaterial umspült, so dass nach Abbrechen des Fluidisierens um das Metallgut ein Isoliermantel gelegt wird, der allerorts eine gleiche Dichte und einen konstanten Wärmeüber-. gangskoeffizienten aufweist.

Von den in Frage kommenden Isoliermaterialien benutzt man vorzugsweise poröses Vermiculit. Bei der Wahl des Isolationsmaterials wird vorzugsweise auf ein niedriges Raumgewicht, eine günstige mittlere Korngrösse, einen hohen Wärmeübergangskoeffizienten, sowie auf eine hohe Abriebfestigkeit Wert gelegt.

Zum Fluidisieren des Isoliermaterials kann generell jedes Gas bzw. Gasgemisch verwendet werden, das unter den gegebenen Bedingungen weder mit dem warmen Metall noch mit dem Isoliermaterial reagiert. So kann man beim kontrollierten Kühlen von Massenstahlgut ohne weiteres Luft als Fluidisationsgas vorsehen.

Jedenfalls ist zu bemerken, dass angesichts der sich dank dem erfindungsgemässen Verfahren anbietenden Vorteile weder die Gestehungskosten des Isolationsmaterials, von dem man bei sinnreicher Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Raumes innerhalb des Behälters nur relativ geringe Mengen benötigt, noch die Betriebskosten für das Fluidisieren, welches ja nur im Verlauf des Ein- bzw. Ausbringens des Metallguts erfolgt, nennenswert ins Gewicht fallen.

Eine zum weitgehend kontrollierten Abkühlen von warmem Metallgut geeignete erfindungsgemässe Vorrichtung begreift insbesondere einen mit einem beweglichen Dachteil versehenen Behälter, der vorzugsweise aus Stahl besteht und sich dadurch kennzeichnet, dass er wenigstens einen aus einer Schicht eines feuerfesten Materials gebildeten und mit einer Auflage für das Metallgut versehenen Boden begreift, in den mehrere Gaseinlässe, vorzugsweise in Form von gasdurchlässigen Platten eingelassen sind, sowie ein unter dem Boden angeordnetes Gaskanalsystem.

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Die bevorzugten gasdurchlässigen Platten können aus porösen, temperaturfesten Sintersteinen, aus Sintermetall oder aus feingelochten auswechselbaren Blechen, bzw. Rohren aus temperaturfestem Stahl bestehen.

. Die am Boden des Behälters angeordneten Auflagen bestehen im allgemeinen aus in Quer- oder Längsrichtung verlaufenden Erhebungen, die beidseitig der gasdurchlässigen Platten angeordnet sind und dieselben überragen. Diese vorzugsweise metallischen Auflagen für das zu kühlende Metallgut verhindern, dass das Me-tallgut in unmittelbaren Kontakt mit den Gaseinlassen kommt und diese beschädigen kann. Die Auflagen können aus Schienen, Trägern oder anderen Profileisen oder aus feuerfesten Steinen bestehen.

Das Gaskanalsystem, das mit den Gaseinlässen verbunden ist, kann als Bodenversteifung des Behälters ausgebildet sein.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung befinden sich in unmittelbarer Nähe des Behälters zumindest ein pneumatisches Feingutförderaggregat, sowie zumindest eine Vorratskammer, wobei das pneumatische Feingutförderaggregat einerseits mit dem Behälter und andererseits mit der Vorratskammer verbunden ist.

Die Zeichnung illustriert schematisch eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung. Sie zeigt als Fig. 1 einen Schnitt durch die erfindungsgemässe Vorrichtung in beladenem Zustand und ohne Fluidisierung.

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Wie in Fig. 1 dargestellt ist der aus Stahl bestehende Behälter (20)weitgehend in eine Vertiefung (10) eingelassen. Im Behälter (20) befinden sich mehrere geschmiedete Walzen (60).

Die Bodenplatte (21) des Behälters (20) ist mit einer feuerfesten Betonschicht (22) bekleidet in die poröse gasdurchlässige Platten (23) eingelagert sind.

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Die Schienen (24) , die auf dem Behälterboden (21) aufsitzen und beidseitig der Platten (23) verlaufen, dienen als direkte oder indirekte Auflage für die Walzen (60), sodass die Platten (23) von den Walzen (60) nicht berührt werden.

Unterhalb der Bodenplatte (21) befindet sich das Gaskanalsystem (30), das an den Gasanschlusstutzen (31) angeschlossen ist.

Der dargestellte Behälter (20) weist ein horizontal verfahrbares Rolldach (25) auf.

Wie ersichtlich umgibt das Isoliermaterial (50) die Walzen (60) allseitig. Ausser der feuerfesten Betonschicht (22) weist der dargestellte Behälter keine weitere isolierende Bekleidung auf. Allerdings können die Wände und der Deckel des. Behälters zusätzlich mit einer solchen Isolationsbekleidung versehen sein.

Claims (15)

1. Verfahren zum kontrollierten Kühlen von warmem Metallgut, insbesondere von Schmiedestücken, Brammen u.dgl., dadurch gekennzeichnet, dass warmes Metallgut in einem Behälter von einer gegebenen Menge eines körnigen bzw. pulverigen Isoliermaterials umgeben ist, wobei das Isoliermaterial in dem Behälter zwecks Einbringens des Metallguts mittels eines Gasstromes in einen fluidisierten Zustand versetzt wird, wodurch das Metallgut ohne Widerstand in den Behälter eingebracht werden kann und dass man nach erfolgter Beladung des Behälters das Einleiten des Gasstroms unterbricht, wobei sich das Isoliermaterial kompakt um das Metallgut ablagert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Fluidisierung des Isoliermaterials vor dem Ausbringen des Metallgutes vorgenommen wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass man während des Fluidisierens, im Verlauf des Ein- bzw. . * Ausbringens des Metallguts, wenigstens einen Teil des Iso lationsmaterials dem Behälter auf pneumatischem Weg zuführt bzw. entzieht.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass man die Menge des sich innerhalb des Behälters befindlichen Isoliermaterials so bemisst, dass das eingebrachte warme Metallgut nach Unterbrechung des Einleitens des Gas-stroms allseitig von Isoliermaterial umgeben ist. - 3 -

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass als Isoliermaterial poröses Vermiculit eingesetzt wird.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Fluidisieren des Isoliermaterials ein Gas bzw. Gasgemisch verwendet wird, das unter den gegebenen Bedingungen weder mit dem warmen Metall noch mit dem Isoliermaterial wesentlich reagiert. i

7) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprü chen 1-6, die insbesondere einen Behälter, vorzugsweise aus Stahl begreift, und sich dadurch kennzeichnet, dass der Behälter wenigstens einen aus einer Schicht eines feuerfesten Materials gebildeten und mit einer Auflage für das Metallgut versehenen Boden aufweist, in den mehrere Gaseinlässe, vorzugsweise in Form von gasdurchlässigen Platten eingelassen sind, sowie ein unter dem Boden angeordnetes Gaskanalsystem.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die gasdurchlässigen Platten poröse, temperaturfeste Sintersteine sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die gasdurchlässigen Platten aus porösem, temperaturfestem Sintermetall bestehen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die gasdurchlässigen Platten aus feingelochtem Blech aus temperaturfestem Stahl bestehen.

11. Vorrichtung nach dem Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die gasdurchlässigen Platten aus gelochten Rohren bestehen.

12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7-11, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten auswechselbar sind.

13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7-12, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden des Behälters quer- bzw. längsverlaufende - 9 - Erhebungen aufweist, die beidseitig der Gaseinlässe angeordnet sind und dieselben überragen.

14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7-13, dadurch gekennzeichnet, dass das Gaskanalsystem als Bodenversteifung des Behälters ausgebildet ist.

15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7-14, dadurch gekennzeichnet, dass sich in unmittelbarer Nähe des Behälters zumindest ein ’ pneumatisches Feingutförderaggregat, sowie zumindest eine Vorratskammer befinden, wobei das pneumatische Feingutförderaggregat einerseits mit dem Behälter und andererseits mit der Vorratskammer verbunden ist. c