DD244298A1 - HEATHER EXCHANGE PART FOR A PRESSURE COOLING TUBE - Google Patents

HEATHER EXCHANGE PART FOR A PRESSURE COOLING TUBE Download PDF

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DD244298A1
DD244298A1 DD85284104A DD28410485A DD244298A1 DD 244298 A1 DD244298 A1 DD 244298A1 DD 85284104 A DD85284104 A DD 85284104A DD 28410485 A DD28410485 A DD 28410485A DD 244298 A1 DD244298 A1 DD 244298A1
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Franz Tamm
Bernhard Hoericke
Hartmut Blank
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Florin Stahl Walzwerk
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Waermeaustauschteil fuer Druckkuehlrohre, die beim Kuehlen von Flach- oder Randmaterial in Warmwalzwerken oder in separaten Waermebehandlungsanlagen angewendet werden koennen. Es wird bezweckt, beim Kuehlen von Flachmaterial Verwerfungen, Festigkeitsunterschiede und Qualitaetsmaengel im Hinblick auf die Weiterverarbeitung zu vermeiden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem Waermeaustauschteil vom Druckkuehler fuer Flachmaterial die Stroemungsverhaeltnisse und Kuehlintensitaeten so zu differenzieren, dass ueber dem Umfang des Flachmaterials gleichmaessige Gefuege- und Werkstoffeigenschaften an den Breit- und Flachseiten erzielt werden. Erfindungsgemaess weisen die breiten Innenflaechen der Fuehrungselemente ueber die Laenge des Druckkuehlrohres eine variable lichte Hoehe auf, waehrend die schmalen Innenflaechen der Fuehrungselemente ueber die Laenge des Druckkuehlrohres eine konstante lichte Breite haben. Fig. 2The invention relates to a heat exchange part for pressure-cooling tubes, which can be used in the cooling of flat or edge material in hot rolling mills or in separate heat treatment plants. It is intended to avoid warping, differences in strength and quality management in terms of further processing when cooling flat material. The invention has for its object to differentiate in a heat exchange part of Druckkuehler for flat material Stroemungsverhaeltnisse and Kuehlintensitaeten so that over the circumference of the flat material uniform Gefuege- and material properties are achieved on the broad and flat sides. According to the invention, the wide inner surfaces of the guide elements have a variable clear height over the length of the pressure-tube tube, while the narrow inner surfaces of the guide elements have a constant clear width over the length of the pressure-tube tube. Fig. 2

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Wärmeaustauschteil für ein Druckkühlrohr zum Abkühlen von Band- oder Flachmaterial aus der Walzhitze, wobei das Kühlwasser am Kühlrohreinlauf eingespeist und am Kühlrohrauslauf wieder vom Walzgut entfernt wird. Derartige Druckkühlrohre können z.B. an kontinuierlich arbeitenden Walzstraßen mit hohen Walzgeschwindigkeiten eingesetzt werden. Unter Flach- bzw. Bandmaterial werden Walzprofile mit einem rechteckigen oder annähernd rechteckigen Querschnitt verstanden, wobei die Breite mindestens der doppelten Höhe des Walzprofils entspricht.The invention relates to a heat exchange part for a pressure cooling tube for cooling strip or flat material from the rolling heat, wherein the cooling water is fed to the cooling pipe inlet and removed from the rolling stock at the cooling tube outlet. Such pressure cooling tubes may e.g. be used on continuous rolling mills with high rolling speeds. Under flat or strip material rolled sections are understood to have a rectangular or approximately rectangular cross section, wherein the width corresponds to at least twice the height of the rolled section.

Solche Kühlrohre können auch außerhalb von Walzstraßen z. B. in separaten Wärmebehandlungsanlagen zur definierten Abkühlung von Flachmaterial eingesetzt werden. .Such cooling tubes can be outside of rolling mills z. B. be used in separate heat treatment plants for the defined cooling of flat material. ,

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Das Kühlen von Flachmaterial erfolgt in bekannter Weise durch Aufspritzen eines Kühlmittels mittels Sprühdüsen auf das .The cooling of flat material in a known manner by spraying a coolant by means of spray nozzles on the.

Flachmaterial.Flat material.

Aus der DE-OS 2543750 ist eine Vorrichtung zum Kühlen von Profilstählen und Flachmaterial bekannt. Hierbei sind die Sprühdüsen quer zur Walzrichtung derart angeordnet, daß sie alle Flächen des Walzprofils bestreichen. Diese Vorrichtung kann dabei aus einem doppelwandigen Kühlkasten bestehen, dessen innere Wand als Lochwand ausgebildet ist, die die Sprühdüsen darstellen. Diese Kühlung mit Sprühdüsen ist relativ aufwendig. Da diese Sprühdüsen meist nur einen Durchmesser von wenigen Millimetern haben, darf nur sehr sauberes Wasser verwendet werden, d. h. zumeist Filterwasser. Wie die Praxis zeigt, treten trotz der Verwendung von Filterwasser recht häufig Verstopfungen dieser Düsen auf. Dies führt dann zur unregelmäßigen Kühlung über die Länge und die Breite des Flachmaterials mit der Folge, daß Verwerfungen des Materials auftreten, die wiederum zu Störungen im Walzbetrieb führen.From DE-OS 2543750 a device for cooling profile steel and flat material is known. Here, the spray nozzles are arranged transversely to the rolling direction such that they coat all surfaces of the rolled section. This device may consist of a double-walled cooling box, the inner wall is designed as a perforated wall, which represent the spray nozzles. This cooling with spray nozzles is relatively expensive. Since these spray nozzles usually only have a diameter of a few millimeters, only very clean water may be used, d. H. mostly filter water. As practice shows, despite the use of filter water very often clogging of these nozzles. This then leads to irregular cooling over the length and width of the sheet, with the result that distortions of the material occur, which in turn lead to disturbances in the rolling operation.

Mit der Sprühkühlung sind außerdem nur relativ geringe Kühlintensitäten erreichbar, so daß sie an modernen schnellaufenden, kontinuierlichen Walzstraßen praktisch nicht einsetzbar ist.With the spray cooling also only relatively low cooling intensities can be achieved, so that it is virtually impossible to use in modern high-speed, continuous rolling mills.

Aus der DE-AS 2235063 und der DE-OS 2414445 sind Vorrichtungen zum Kühlen von Blechen und Bändern bekannt, bei denen zur Erzeugung laminarer Strömungsverhältnisse unterschiedliche Konstruktionsprinzipien eingesetzt werden. Bei der DE-AS 22 35 063 wird quer zur Walzrichtung eine Schlitzdüse mit verstellbarem Innenkeil vorgesehen, womit die Kühlwassermenge und damit die Kühlintensität gesteuert werden kann.From DE-AS 2235063 and DE-OS 2414445 devices for cooling sheets and strips are known in which different design principles are used to produce laminar flow conditions. In DE-AS 22 35 063 a slot nozzle with adjustable internal wedge is provided transversely to the rolling direction, whereby the amount of cooling water and thus the cooling intensity can be controlled.

Bei der DE-OS 2414445 wird das Blech von oben und unten liegenden Abdeckblechen umgeben und von querliegenden Führungsrollenpaaren transportiert und geführt. Zwischen den Abdeckblechen und dem Walzgut werden Kühlwasserströme eingeleitet und in Walzrichtung zur Kühlung des Bleches oder Bandes transportiert.In DE-OS 2414445 the sheet is surrounded by top and bottom cover plates and transported and guided by transverse pairs of guide rollers. Between the cover plates and the rolling stock cooling water streams are introduced and transported in the rolling direction for cooling the sheet or strip.

Auch diese genannten Lösungen haben die gemeinsamen Nachteile, daß mit ihnen nur eine geringe Kühlintensität bei hohem Kühlwasserverbrauch erzielt wird. Sie sind daher an Walzstraßen, die mit einer Endwalzgeschwindigkeit von ca. 10—15 m/s bei Flachmaterial arbeiten, nicht verwendbar.These solutions mentioned have the common disadvantages that only a small cooling intensity is achieved with high cooling water consumption with them. They are therefore on rolling mills, which work with a final rolling speed of about 10-15 m / s on flat material, not usable.

Für die Kühlung von Rundquerschnitten sind mit der DD-PS 147506 Druckkühlrohre mit hoher Abkühlintensität bekannt geworden, mit denen auch betriebssichere Ergebnisse erreicht werden. Dabei wird das zu kühlende Material allseitig vom Kühlmedium mit gleichen Strömungsverhältnissen umgeben. Dies wird durch im Kühlrohr angeordnete Führungsstücke erreicht, die eine doppelkegelförmige Geometrie aufweisen.For the cooling of round cross sections, DD-PS 147506 has made pressure cooling tubes with high cooling intensity known, with which reliable results are also achieved. The material to be cooled is surrounded on all sides by the cooling medium with the same flow conditions. This is achieved by arranged in the cooling tube guide pieces, which have a double-cone-shaped geometry.

Verschiedentlich wurde versucht, mit diesen Kühlrohren auch Flachmaterial zu kühlen.Various attempts have been made to cool flat material with these cooling tubes.

Bei Flachmaterial führte diese Wirkung dazu, daß im Bereich der Kanten des Flachmaterials ein bevorzugter Wärmeentzug erfolgt, wobei sich über dem Querschnitt eine ungleich dicke Randzone mit unterschiedlicher Gefüge- und Festigkeitsstruktur ausbildet.In flat material, this effect has the effect that in the region of the edges of the sheet material, a preferred heat extraction takes place, wherein forms over the cross section an uneven thick edge zone with different structural and strength structure.

Derartig unterschiedliche Gefüge- bzw. Festigkeitsstrukturen führen bei der nachfolgenden Verarbeitung des Flachmaterials zu erschwerten Verarbeitungsbedingungen und Qualitätsmängeln und sind deshalb unerwünscht.Such different structure or strength structures result in the subsequent processing of the sheet to difficult processing conditions and quality defects and are therefore undesirable.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Die Erfindung bezweckt die Nachteile der bekannten Vorrichtungen zum Kühlen von Flachmaterial zu vermeiden und den Wärmeaustausch zwischen Kühlwasser und warmem Walzgut so zu gestalten, daß Verwerfungen, Festigkeitsunterschiede und Qualitätsmängel des Flachmaterials im Hinblick auf die Weiterverarbeitung sicher vermieden werden.The invention aims to avoid the disadvantages of the known devices for cooling flat material and to make the heat exchange between cooling water and warm rolling so that faults, differences in strength and quality defects of the sheet material with regard to further processing can be reliably avoided.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Druckkühlrohr für Flachmaterial den Wärmeaustauschteil so zu gestalten, daß durch eine differenzierte Strömungsausbildung des vom Kühlwasser umströmten Walzgutes über der Oberfläche des Flachmaterials solche Wärmeaustauschbedingungen eingestellt werden, die nahezu zu gleichmäßigen Gefüge- und Festigkeitseigenschaften an den Schmal- und Breitseiten des Flachmaterials führen.The invention has for its object to make the heat exchange part in a pressure cooling tube for flat material so that such heat exchange conditions are set by a differentiated flow formation of the flow of cooling water flowed over the surface of the sheet material, the almost uniform structural and strength properties of the narrow and broad sides of the sheet lead.

.Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Wärmeaustauschteil aus einem Rohr mit Rechteckquerschnitt besteht, das mit verschleißfesten Führungselementen ausgekleidet ist, wobei die den Breitseiten des Walzgutes gegenüberliegenden Innenflächen der Führungselemente über die Länge des Wärmeaustauschteiles eine zwischen einem Maximal- und einem Minimalwert veränderliche lichte Höhe aufweisen, während die den Schmalseiten des Walzgutes gegenüberliegenden Innenflächen der Führungselemente über die Länge des Wärmeaustauschteiles eine konstante lichte Breite aufweisen. Vorteilhaft genügen die lichten Höhen der Führungselemente der Beziehung H = 2h + bis2h + 10mm. Weiterhin genügen die lichten Breiten der Beziehung B= 1,5b + bis 1,5b + 15mm.According to the invention, this object is achieved in that the heat exchange part consists of a tube having a rectangular cross-section, which is lined with wear-resistant guide elements, wherein the broad sides of the rolling opposed inner surfaces of the guide elements over the length of the heat exchange part a variable between a maximum and a minimum value light Have height, while the narrow sides of the rolling opposed inner surfaces of the guide elements over the length of the heat exchange part have a constant clear width. Advantageously, the clear heights of the guide elements satisfy the relationship H = 2h + to 2h + 10mm. Furthermore, the clear widths of the relationship satisfy B = 1.5b + to 1.5b + 15mm.

Ausführungsbeispielembodiment

Der erfindungsgemäße Wärmeaustauschteil für ein Druckkühlrohr zum Kühlen von Band-oder Flachmaterial soll anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.The heat exchange part according to the invention for a pressure cooling tube for cooling strip or flat material will be explained in more detail by means of exemplary embodiments.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1: eine schematische Ansicht der Einordnung eines Wärmeaustauschteiles in ein Druckkühl rohrFig. 1: a schematic view of the classification of a heat exchange part in a pressure cooling tube

Fig. 2: einen vertikalen Längsschnitt durch das WärmeaustauschteilFig. 2: a vertical longitudinal section through the heat exchange part

Fig. 3: einen horizontalen Längsschnitt durch das Wärmeaustauschteil3 shows a horizontal longitudinal section through the heat exchange part

Fig.4: vertikale Querschnitte des Wärmeaustauschteiles in den Schnittebenen A-Aund B-B4: vertical cross sections of the heat exchange part in the sectional planes A-A and B-B

Fig. 5 a, b: vertikale Querschnitte des Wärmeaustauschteiles in der Schnittebene B-B mit unterschiedlicher Ausbildung der Randzonen derden Breitseiten gegenüberliegenden Führungselemente.Fig. 5 a, b: vertical cross sections of the heat exchange part in the sectional plane B-B with different formation of the edge zones of the broad sides opposite guide elements.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß ein Druckkühlrohrfür Band- und Flachmaterial in Walzrichtung gesehen aus einem Kühlrohreinlauf für die Kühlwasserzufuhr, einem Wärmeaustauschteil für den Wärmeaustausch zwischen Kühlwasser und Walzgut und einem Kühlrohrauslauf für die Kühlwasserabfuhr besteht.From Fig. 1 it can be seen that a Druckkühlrohrfür tape and flat material viewed in the rolling direction consists of a cooling pipe inlet for the cooling water supply, a heat exchange part for the heat exchange between cooling water and rolling and a Kühlrohrauslauf for the cooling water discharge.

In Fig. 2 sind in einem Rohr 1 mit Rechteckquerschnitt Führungselemente 2 angeordnet, deren lichte Höhen über die Länge des Wärmeaustauschteiles gesehen zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert veränderliche Höhen aufweisen.2, guide elements 2 are arranged in a tube 1 with a rectangular cross section, whose clear heights over the length of the heat exchange part have variable heights between a maximum value and a minimum value.

Die einzelnen Führungselemente weisen einen parallelen mittleren Teil und zu beiden Stirnseiten sich erweiternde lichte HöhenThe individual guide elements have a parallel central part and on both ends widening clear heights

Aus Fig. 3 ist erkennbar, daß die lichten Breiten der Führungselemente über die gesamte Länge des Wärmeaustauschteiles einen konstanten Wert aufweisen.From Fig. 3 it can be seen that the clear widths of the guide elements over the entire length of the heat exchange part have a constant value.

Fig.4 zeigt einen Schnitt in der Ebene A-A, aus dem die erweiterten lichten Höhen der Führungselemente erkennbar sind, während im Schnitt B-B der parallele mittlere Teil der Führungselemente dargestellt ist.4 shows a section in the plane A-A, from which the extended clear heights of the guide elements can be seen, while in section B-B, the parallel middle part of the guide elements is shown.

Während in Fig.4 sich die lichten Höhen der Führungselemente über die gesamte innere Breite erstrecken, sind in Fig. 5 zwei davon abweichende Ausführungsformen dargestellt. In Fig. 5a sind die den Breitseiten des Walzgutes gegenüberliegenden Führungselemente nur so breit wie das Walzgut selbst ausgeführt, während in Fig. 5 b die Ränder der Führungselemente bis an die lichten Breiten der Führungselemente abgeschrägt sind.While in FIG. 4 the clear heights of the guide elements extend over the entire inner width, two different embodiments are shown in FIG. In Fig. 5a, the broad sides of the rolling opposed to the guide elements are only as wide as the rolling executed itself, while in Fig. 5 b, the edges of the guide elements are chamfered to the clear widths of the guide elements.

Claims (4)

Patentanspruch:Claim: 1. Wärmeaustauschteil für ein Druckkühlrohr zum Kühlen von Band-oder Flachmaterial aus der Walzhitze, wobei das Kühlwasser am Kühlrohreinlauf eingespeist und am Kühlrohrauslauf wieder vom Walzgut entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeaustauschteil aus einem Rohr mit Rechteckquerschnitt besteht, das mit verschleißfesten Führungselementen ausgekleidet ist, wobei die den Breitseiten des Walzgutes gegenüberliegenden Innenflächen der Führungselemente über die Länge des Wärmeaustauschteiles eine veränderliche lichte Höhe aufweisen, während die den Schmalseiten des Walzgutes gegenüberliegenden Innenflächen der Führungselemente über die Länge des Wärmeaustauschteiles eine konstante lichte Breite aufweisen.1. heat exchange part for a pressure cooling tube for cooling strip or sheet material from the rolling heat, wherein the cooling water is fed to the cooling pipe inlet and removed from the rolling stock at the cooling tube outlet, characterized in that the heat exchange part consists of a tube with a rectangular cross-section, lined with wear-resistant guide elements is, wherein the broad sides of the rolling opposed inner surfaces of the guide elements over the length of the heat exchange part have a variable clear height, while the narrow sides of the rolling opposed inner surfaces of the guide elements over the length of the heat exchange part have a constant clear width. 2. wärmeaustauschteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichten Höhen der Führungselemente der Beziehung H = 2h + bis 2h + 10mm genügen.2. heat exchange part according to claim 1, characterized in that the clear heights of the guide elements of the relationship H = 2h + to 2h + 10mm suffice. 3. Wärmeaustauschteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichten Breiten der Beziehung B = 1,5b + bis 1,5b + 15mm genügen.3. heat exchange part according to claim 1, characterized in that the clear widths of the relationship B = 1.5b + to 1.5b + 15mm suffice. HierzuFor this 4 Seiten Zeichnungen4 pages drawings
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