DD205188A1 - DEVICE FOR THE CONTROLLED COOLING OF WARM ROLLED STEEL WIRE - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur gesteuerten Abkuehlung von warm gewalztem Stahldraht, insbesondere von Walzdraht aus niedriglegierten und niedriggekohlten Staehlen. Die Anwendung erfolgt zweckmaessig in Drahtwalzwerken, in denen das Material gesteuert, gleichmaessig abgekuehlt werden muss, um fuer nachfolgende Weiterverarbeitungsprozesse, wie z.B. Ziehen oder Stauchen, eine relativ weiche und duktile Mikrostruktur des Gefueges zu erzielen. Mit der erfindungsgemaessen Einrichtung, bestehend aus isolierenden Waenden, elektrischer Beheizungseinrichtung und Umwaelzeinrichtung mit Heissgasumwaelzluefter, wird durch intensive Umwaelzung der Atmosphaere in der Abkuehleinrichtung und damit intensivem konvektivem Waermeuebergang eine gesteuerte Drahtabkuehlung mit hoher Temperaturgenauigkeit und temperaturgleichmaessigkeit erreicht.The invention relates to a device for the controlled cooling of hot rolled steel wire, in particular of wire rod of low-alloy and low-carbon steels. The application is expediently carried out in wire-rolling mills, in which the material must be controlled, cooled uniformly in order to be able to be used for subsequent processing processes, such as e.g. Pulling or upsetting to achieve a relatively soft and ductile microstructure of the texture. With the inventive device consisting of insulating walls, electrical heating device and circulation device with Heissgasumwaelzluefter, a controlled Drahtabkuehlung with high temperature accuracy and temperaturgleichmaessigkeit is achieved by intensive circulation of the atmosphere in the Abkuehleinrichtung and thus intensive convective heat transfer.

Description

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Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur gesteuerten Abkühlung von warmgewalztem Stahldraht, insbesondere von Draht aus niedriglegierten und niedriggekohlten Stählen.' Die Anwendung erfolgt zweckmäßig in Drahtwalzwerken, in denen das Material gesteuert, gleichmäßig abgekühlt werden muß, um für nachfolgende Weiterverarbeitungsprozesse, wie z.' B.' Ziehen oder Stauchen, eine relativ weiche und duktile MikroStruktur des Gefüges zu erzielen.'The invention relates to a device for controlled cooling of hot-rolled steel wire, in particular low-alloyed and low-carbon steel wire. The application is expediently carried out in wire rolling mills, in which the material must be controlled, cooled uniformly in order to be used for subsequent further processing, such as, for example, B. ' Pulling or upsetting to achieve a relatively soft and ductile microstructure of the structure. '

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

In der DE-OS 25 ^6 589 wird ein Verfahren und eine Anlage zum kontrollierten Abkühlen von warmgewalztem Stahldraht beschrieben, zu dem nachfolgende Einzelschritte gehören!In DE-OS 25 ^ 6 589 a method and a system for the controlled cooling of hot-rolled steel wire is described, to which subsequent individual steps belong!

— das Warmwalzen des Drahtes| das Ablegen des Walzdrahtes auf einem sich bewegenden Transportband unmittelbar naoh dem Verlassen des Drahtwalzwerkes, und zwar in Form von ausgebreiteten Ringen} schließlich auch noch die selektive Steuerung und Regelung des Wärmeverlustes beim Walzdraht durch Zuführung von Strahlungswärme, und zwar im wesentlichen umgekehrt zur akkumulierten Masse dieses Drahtes quer über die Seiten der vorgewärmten Ringe.'- hot rolling of wire | the deposition of the wire rod on a moving conveyor belt immediately after leaving the wire rolling mill, in the form of expanded rings} Finally, the selective control and regulation of heat loss in the wire rod by supplying radiant heat, and in fact substantially inversely to the accumulated mass this Wire across the sides of the preheated rings. '

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Weiterhin wird eine Anlage dargestellt, die zur Durchführung des Verfahrens im wesentlichen aus einer Kühlkammer, auch als Durchlaufofen zu bezeichnen, besteht, durch die eine Fördereinrichtung führt, mit der der Draht in Form ausgefächerter Drahtringe durch diese Kühlkammer transportiert werden kann, und daß diese Kühlkammer in Längsrichtung über die gesamte Breite mit brenngasbeheizten Strahlheizrohren ausgestattet ist." Durch diese Strahlheizrohre wird Strahlungswärme differenziert an den Draht abgegeben,' Eine konvektive Wärmeübertragung erfolgt nicht.' Die Kühlkammer weist darüber hinaus Wandöffnungen auf, durch welche zur Steigerung der Abkühlung Wärmestrahlungen nach außen abgeleitet werden können.' Dieses Verfahren sowie diese Anlage, insbesondere die gewählte Beheizungsart, ist relativ unökonomisch, da es sich zum einen um eine indirekte Beheizungsart handelt, bei der die Heizgase, und zum anderen die heißen Abgase ungenutzt durch aufwendige Abgasanlagen ins Freie abgeführt werden müssen.' Weiterhin ist bei dieser Beheizungsart die Temperaturgleichmäßigkeit dadurch in Frage gestellt, daß die Konzentration der Heizflächen nur für eine mittlere Überschneidung der Draht windungen ausgelegt werden kann.' Bei Änderung der Walzgeschwindigkeit ändern sich aber zwangsläufig auch die Windungsabstände, so daß die Materialanhäufungen in der Ankühleinrichtung variieren, was durch Änderung der Brennstoffmenge nur ungenügend kompensiert werden kann, und somit die erforderliche Temperaturgleichmäßigkeit nicht mehr eingehalten werden kann, und die gewünschte Gefügeausbildung nicht durchgängig erreicht wird.' Ein weiterer Nachteil der Beheizung mittels Strahlheizrohren ist deren unterschiedliche OberflächentemperaturV Die Verbrennung des Brennstoffes auf die gesamte Länge des Rohres zu verteilen, ist problematisch, so daß unterschiedliche Oberflächen-Furthermore, a system is shown, which for carrying out the method essentially from a cooling chamber, also referred to as a continuous furnace, passes through which a conveyor, with which the wire in the form of fanned wire rings can be transported through this cooling chamber, and that this cooling chamber In the longitudinal direction over the entire width is equipped with fuel gas heated radiant heating pipes. "Through these radiant heat radiant heat is differentiated delivered to the wire, 'A convective heat transfer is not.' The cooling chamber also has wall openings through which heat radiation can be dissipated to the outside to increase the cooling. This method and this system, in particular the selected type of heating, is relatively uneconomical, since it is on the one hand to an indirect type of heating, in which the hot gases, and on the other the hot exhaust gases must be dissipated unused by consuming exhaust systems to the outside. Furthermore, in this type of heating, the temperature uniformity is questioned by the fact that the concentration of heating surfaces can only be designed for a mean overlap of the wire windings. When changing the rolling speed but also inevitably change the Windungsabstände so that the accumulation of material vary in the Ankühleinrichtung, which can be compensated by changing the amount of fuel only insufficient, and thus the required temperature uniformity can not be met, and not achieved the desired structure education consistently becomes.' Another disadvantage of heating by means of radiant tubes is their different surface temperature V. Distributing the combustion of the fuel over the entire length of the tube is problematic, so that different surface

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temperaturen und demzufolge auch Drahttemperaturen die Folge sind.' Wärmetechnisch ungünstig ist auch die alleinige Anwendung der Strahlungswärmeübertragung.¹ In dem Temperaturbereich, in dem die gesteuerte Drahtabkühlung durchgeführt wird, je nach Stahlqualität zwischen ca.' 850 C und 250 C, bringt der konvektive Wärmeübergang den Hauptteil der Wärmeübertragung.' Neben dieser Lösung wurde auch schon eine Einrichtung zur verzögerten Abkühlung von Walzdraht vorgeschlagen, bei der die Abkühleinrichtung direkt mittels Gas-Irapulsbrennern beheizt wird.' Um mit derartigen Einrichtungen eine hohe Temperaturgleichmäßigkeit zu erreichen, ist es erforderlich, eine Vielzahl von kleinen Brennern einzusetzen, wofür eine komplizierte Brennersteuerung nötig ist.' Des weiteren sind aufwendige Gas-Regelgruppen und Abgasabführungen erforderlich.'Temperatures and consequently wire temperatures are the result. ' Thermally unfavorable is also the sole application of radiant heat transfer. ¹ In the temperature range in which the controlled wire cooling is carried out, depending on the steel quality between approx. ' 850 C and 250 C, the convective heat transfer brings the bulk of the heat transfer. ' In addition to this solution, a device for delayed cooling of wire rod has already been proposed, in which the cooling device is heated directly by gas Irapulsbrennern. In order to achieve a high temperature uniformity with such devices, it is necessary to use a plurality of small burners, which requires a complicated burner control. Furthermore, complex gas control groups and exhaust gas discharges are required.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die Mängel, die beim bisherigen Stand der Technik bestanden, weitestgehend zu beseitigend Die Betriebsökonomie der Einrichtung soll optimal gestaltet werden,' Bei Wahl einer effektiven Beheizung ist der Energieverbrauch, insbesondere durch Wegfall von Abgaswärmeverluste, zu verrringern.' Der Aufwand für Abgasabführung soll entfallen sowie die Belastung der Umwelt wesentlich verringert werden.' Teure und komplizierte Steuerungs- und Regelungseinrichtungen sind zu vermeiden, bzw.' wesentlich zu reduzieren.'The aim of the invention is to remedy the shortcomings that exist in the prior art, as far as possible The operating economy of the device should be optimally designed, 'When choosing an effective heating energy consumption, in particular by eliminating exhaust heat losses to reduce. The expense of exhaust gas removal should be eliminated and the burden on the environment should be substantially reduced. ' Expensive and complicated control and regulating equipment should be avoided or ' to reduce substantially. '

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Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöstThe technical problem solved by the invention

Die Einrichtung zur gesteuerten Abkühlung von Stahldraht soll es ermöglichen, insbesondere niedriggekoh'lten und niedriglegierten Stahldraht mit hoher Temperaturgleichmäßigkeit und Genauigkeit abzukühlen, und zwar so, daß der Drahtwerkstoff eine relativ weiche und duktile Milcrostruktur des Gefüges gleichmäßig über die gesarate Länge der Drahtader erhält, damit eine Weiterverarbeitung ζ.' B.\ in Ziehereien ohne Eingangspatentierung und mit weniger Zwischenpatentierungen möglich ist.' Durch eine intensive Umwälzung der Atmosphäre in der Abkühleinrichtung und damit einer verstärkten Nutzung des konstruktiven Wärmeüberganges, der im Temperaturbereich von ca.' 800 C überwiegt, sollen auftretende Temperaturungenauigkeiten und Temperaturungleichmäßigkeiten sowie ein ungenügender thermischer Wirkungsgrad beseitigt werden.' Die Einrichtung soll mit großer Genauigkeit die für eine völlige Gefügeumwandlung erforderlichen Temperaturen und Temperaturgleichmäßigkeiten unabhängig vom jeweils gewählten Windungsabstand der ausgefächerten an den Rändern des Drahtfeldes und unabhängig von der jeweiligen Walzstraßenleistung gewährleisten.'The steel wire controlled cooling device is intended to cool, in particular, low carbon and low alloy steel wire with high temperature uniformity and accuracy, so that the wire material obtains a relatively soft and ductile microstructure of the structure evenly over the entire length of the wire core a further processing ζ. ' As is possible in Ziehereien without input patenting and with fewer Zwischenpatentierungen. By an intensive circulation of the atmosphere in the cooling device and thus an increased use of the constructive heat transfer, which in the temperature range of approx. ' 800 C prevails, occurring temperature inaccuracies and temperature irregularities and an insufficient thermal efficiency should be eliminated. The device is intended to ensure with great accuracy the temperatures and temperature uniformities required for complete structural transformation, irrespective of the particular pitch of the fanned out sections at the edges of the wire field and independently of the respective rolling mill performance.

Merkmale der ErfindungFeatures of the invention

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst, indem die Einrichtung zur gesteuerten Abkühlung von warmgewalztem, insbesondere niedriggekohltem und niedriglegiertem Stahldraht als Durchlaufofen, aus mehreren Sektionen bestehend, ausgeführt istV Im oberen Bereich des Ofenraumes jeder Sektion ist, durch eine Zwisehendecke von diesem abgetrennt, ein Umwälzkanal angeordnet.'According to the invention, this object is achieved by the device for the controlled cooling of hot-rolled, especially low-carbon and low-alloyed steel wire as a continuous furnace, consisting of several sections is executedV in the upper part of the furnace chamber of each section is separated by a Zwisehendecke of this, a circulation channel. '

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Dieser Umwälzkanal weist am Anfang und Ende jeder Sektion seinen Querschnitt entsprechende öffnungen auf, bzw.' die Zwischendecke ist beiderseits jeweils um ein bestimmtes Maß kürzer als die Länge der Sektion.' In der Mitte des Umwälzkanals ist ein HeißgasumwäIzlüfter angeordnet, welcher saugseitig durch die Zwischendecke hindurchragt.' Außerdem sind im Umwälzkanal elektrische Heizkörper, vorteilhaft in Form eines Heizregisters, vorhanden.'This circulation channel has at the beginning and end of each section its cross-section corresponding openings on, or ' the false ceiling is on both sides shorter by a certain amount than the length of the section. ' In the middle of the Umwälzkanals a HeißgasumwäIzlüfter is arranged, which projects through the false ceiling through the false ceiling. In addition, electrical heating elements, advantageously in the form of a heating register, are present in the circulation channel. '

Die Punktion der Einrichtung ist folgende:The puncture of the device is the following:

Der gesteuert abzukühlende Stahldraht wird mit Hilfe der Transporteinrichtung in Windungen ausgefächert durch den Durchlaufofen befördert'.' Mit dem Heißgasumwälzlüfter wird in der Mitte jeder Sektion Luft aus dem Ofenraum, d.' h.' aus der Ofenatmosphäre angesaugt und durch den Umwälzkanal an den Heizkörpern vorbeigeführt j erwärmt und anschließend am Anfang und am Ende jeder Sektion wieder in den Ofenraum zurückgedrückt.¹ Dadurch entstehen innerhalb der einzelnen Sektionen zwei separat in Volumen und Temperatur steuerbare ¥armluftströme mit hoher Umwälzgeschwindigkeit, die durch konvektive Wärmeübertragung bzw.' Wärmeabführung die Drahtringe in differenzierter Weise gesteuert und geregelt abkühlen sowie die Temperaturunterschiede kompensieren, so daß eine gleichmäßige Gefügestruktur des Stahldrahtes erzielt wird.' Zur gegebenenfalls teilweise erforderlichen schnelleren Abkühlung sind in den Wänden Kaltluftansaugöffnungen eingearbeitet, durch die Kühlluft angesaugt werden kann.'The controlled steel wire to be cooled is conveyed in turns through the continuous furnace with the aid of the transport device. With the hot gas circulating fan, air is released from the furnace space in the middle of each section, d. H.' sucked from the furnace atmosphere and passed through the circulation channel of the radiators j heated and then pushed back at the beginning and at the end of each section back into the furnace chamber. ¹ As a result, within the individual sections, two separately controllable volume and temperature ¥ arm air flows at high recirculation rate, which are produced by convective heat transfer or ' Heat removal the wire rings controlled in a controlled manner and controlled cooling and compensate for the temperature differences, so that a uniform microstructure of the steel wire is achieved. For possibly faster cooling required cold air intake openings are incorporated in the walls, can be sucked through the cooling air.

Ausführungsbeispielembodiment

Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden.'Reference to an embodiment of the invention will be explained in more detail.

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In der zugehörigen Zeichnung zeigen:In the accompanying drawing show:

Fig.' 1 den Querschnitt der Einrichtung zur gesteuerten Abkühlung von warmgewaIztem StahldrahtFig. ' 1 shows the cross-section of the device for the controlled cooling of hot-rolled steel wire

Fig.' 2 den Längsschnitt durch die EinrichtungFig. ' 2 the longitudinal section through the device

Von einer Transporteinrichtung 1 werden die ausgefächerten Drahtwindungen 2 durch den aus einer Reihe von Segmenten 3 bestehenden Durchlaufofen befördert, um den Stahldraht einer gesteuerten und geregelten Abkühlung entsprechend den zuvor allgemein beschriebenen Prinzipien zu unterziehen, so daß erdie gewünschte Zugfestigkeit und Dehnbarkeit erhält.' Unterhalb der Decke des Ofenraumes h wird durch eine Zwischendecke 5 ein Umwälzkanal 6 gebildet, durch den mittels eines Heißgasumwälz— lüfters 7 Luft aus dem Ofenraum k an elektrischen Heizkörpern 8 vorbei, am Ende und Anfang der Sektion zurück in den Ofenraum gedrückt wird." Die entstehenden Umwälzströme bewirken durch die hohe Geschwindigkeit eine intensive konvektive Wärmeübertragung und durch große Volumenströme eine hohe Temperaturgleichmäßigkeit, unabhängig von der Straßenleistung und der damit verbundenen Konzentration von Masse und Wärmeenergie, die proportional zur akkumulierten Masse des Drahtes ist,' Die Temperatur, der Ofenatmosphäre ist durch Regelung der Energieabgabe der elektrischen Heizkörper regelbar, wobei stufenweise einzelne Heizer abgeschaltet werden, oder die Heizspannung stufenlos geregelt werden kann'.' Zur Kühlung bis auf Raumtemperatur sind in den Wänden einstellbare Kaltluftansaugöffnungen vorhanden, durch die Kühlluft angesaugt oder eingeblasen werden kann.'From a conveyor 1, the fanfed wire windings 2 are conveyed through the continuous furnace consisting of a series of segments 3 for subjecting the steel wire to a controlled and controlled cooling according to the principles generally described above so as to obtain the desired tensile strength and ductility. Below the ceiling of the furnace space h , a circulation channel 6 is formed by a false ceiling 5, through which air is forced out of the furnace chamber k past electric radiators 8 by means of a hot gas circulation fan 7 and back into the furnace chamber at the end and beginning of the section Due to the high speed, resulting recirculation currents cause intensive convective heat transfer and high volume uniformity, high temperature uniformity, regardless of road performance and the associated concentration of mass and heat energy, which is proportional to the accumulated mass of the wire, 'The temperature of the furnace atmosphere is through Control of the energy output of the electric radiator regulated, with individual heaters can be turned off in stages, or the heating voltage can be steplessly controlled '.' For cooling down to room temperature, adjustable cold air intake openings are provided in the walls, through which cooling air can be sucked in or blown in. '

Claims (1)

238432 O238432 O Erfindungsansprüche:Invention claims: .' Einrichtung zur gesteuerten Abkühlung von warmgewalztem, insbesondere niedriggekohltem und niedriglegiertera Stahldraht, ausgeführt als Durchlaufofen, bestehend aus mehreren Sektionen, dadurch gekennzeichnet, daß jede dieser Sektionen oberhalb des Ofenraumes (k) ein UmwaIzkanal (6) mit darin angeordneten elektrischen Heizkörpern (8) besitzt, welcher vom Ofenraum (k) durch eine, dessen gesamte Breite überspannende, jedoch an den Enden der Sektionen öffnungen (9) aufweisende Zwischendecke (5) abgeteilt ist, und daß in der Mitte des Umwälzkanals (6) durch die Zwischendecke (5) saugseitig hindurchragend ein HeißgaäumwäIzlüfter (7) vorhanden ist'.'. ' Device for the controlled cooling of hot-rolled, in particular low-carbon and low-alloy steel wire, designed as a continuous furnace, consisting of several sections, characterized in that each of these sections above the furnace chamber (k) has a circulation duct (6) with electric radiators (8) arranged therein, which from the oven space (k) by one, the entire width spanning, but at the ends of the sections openings (9) having intermediate ceiling (5) is divided, and that in the middle of Umwälzkanals (6) through the false ceiling (5) on the suction side protruding a hot gas inlet fan (7) is present. 2V Einrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Wänden der einzelnen Sektionen Kaltluft. ansaugöffnungen vorhanden sind.'2V device according to item 1, characterized in that in the walls of the individual sections of cold air. suction openings are present. Hierzu 2j Seiten Zeichnungen For this 2j pages drawings