DE10025639A1 - Düsenbalken für die Kühlung oder Entzunderung von metallischem Stranggut, insbesondere von Walzgut - Google Patents
Düsenbalken für die Kühlung oder Entzunderung von metallischem Stranggut, insbesondere von WalzgutInfo
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Abstract
Ein Düsenbalken (1) für die Entzunderung bzw. Kühlung von metallischem Stranggut, insbesondere von Walzgut, ist mit jeweils einem Zulauf (3) für die Produkt-Behandlungsflüssigkeit (9a) und einem zusätzlichen Zulauf (18) für eine Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit (9b) und einem Ablauf (4) für die Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit (9b) und einem diesem Ablauf (4) zugeordneten Schaltorgan (5) zum Öffnen oder Schließen des Vorrichtungs-Kühlflüssigkeits-Ablaufs (4) ausgestattet. DOLLAR A Um für den zeitlichen Abschnitt der abgeschalteten Produkt-Behandlungsflüssigkeit (9a) bei durchlaufendem Stranggut eine notwendige Kühlung der Kühlvorrichtung selbst aufrechtzuerhalten, wird vorgeschlagen, dass das Schaltorgan (5) über einen den Betriebszustand steuernden Vorrichtungs-Kühlflüssigkeits-Druck automatisch schaltbar ist.
Description
Die Erfindung betrifft einen Düsenbalken für die Entzunderung bzw. Kühlung von
metallischem Stranggut, insbesondere von Walzgut, mit jeweils einem Zulauf für
die Produkt-Behandlungsflüssigkeit und einem zusätzlichen Zulauf für eine Vor
richtungs Kühlflüssigkeit und einem Ablauf für die Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit und
einem diesem Ablauf zugeordneten Schaltorgan zum Öffnen oder Schließen des
Vorrichtungs-Kühlflüssigkeits-Ablaufs.
Es ist ein Kühlwasserablauf in einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Wasservor
hangs zum Kühlen von durch den Wasservorhang hindurch bewegten Blechen
und Bändern bekannt (DE-OS 34 33 712), der einen Wasserkasten mit einer
sich quer zur Bewegungsrichtung der Bleche und Bänder über die Breite des
Stranggutes erstreckenden Schlitzdüse aufweist. Dabei ist zum Abführen des kon
tinuierlich zugeführten Kühlwassers seitlich neben der Schlitzdüse ein Syphonrohr
vorgesehen, dessen Zulauföffnung unterhalb der Einlauföffnung der Schlitzdüse
und dessen Syphon und Auslauföffnung unterhalb der Austrittsöffnung der
Schlitzdüse vorgesehen sind. Einer derartigen Vorrichtung haftet der Nachteil an,
dass das Kühlwasser noch durch den Düsenbalken geleitet wird und das Walzgut
benetzt und gekühlt wird, auch wenn nur die Kühlvorrichtung selbst zu kühlen, d. h.
zu schützen ist und das Walzgut keiner Kühlung mehr bedarf.
Bisher waren für die Funktionen "Produkt-Behandlung" und "Kühlung der Vorrich
tung" zwei separate Kammern notwendig oder zumindest ein Schaltorgan mit se
parater Energiezuführung, z. B. bei elektrischer Ansteuerung, und eine zugehörige
Signalaufbereitung.
Das Kühlwasser wird üblicherweise benötigt, um die Kühlvorrichtung selbst "außer
Betrieb" gegen übermäßige Erwärmung und daraus resultierende Schäden zu
schützen. Für den Wechsel zwischen "außer Betrieb" und "in Betrieb" ist das er
wähnte Schaltorgan mit entsprechendem Steuerbefehl notwendig, um das für die
Kühlvorrichtung notwendige Kühlwasser ab- oder zuzuschalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für den zeitlichen Abschnitt der abge
schalteten Produkt-Behandlungsflüssigkeit bei durchlaufendem Strangprodukt ei
ne notwendige Kühlung der Behandlungs-, z. B. der Kühlvorrichtung selbst, auf
rechtzuerhalten.
Die gestellte Aufgabe wird bei dem eingangs bezeichneten Düsenbalken erfin
dungsgemäß dadurch gelöst, dass das Schaltorgan über einen den Betriebszu
stand steuernden Vorrichtungs-Kühlflüssigkeits-Druck automatisch schaltbar ist.
Dadurch wird aufgrund eines für diesen Betriebszustand veränderten Drucks in
der Behandlungsflüssigkeit der Behandlungsflüssigkeits-Ablauf automatisch ge
schlossen oder später wieder geöffnet. Die Vorrichtung selbst wird trotz Wär
mestrahlung des Stranggutes in jeder Betriebsphase geschützt. Dabei wird in ver
einfachender Bauweise von nur einer Kammer für die Behandlungsflüssigkeit
ausgegangen.
Aufgrund dieses Grundgedankens ist es nach einer Ausgestaltung möglich, dass
mittels des Schaltorgans die für die Kühlung der Vorrichtung notwendige Flüssig
keitsmenge über einen erhöhten Kühlflüssigkeits-Druck abschaltbar ist.
Eine andere Verbesserung der Erfindung sieht vor, dass im Bereich des Vorrich
tungs-Kühlflüssigkeits-Ablaufs, in einem Gehäuse angeordnet, ein Verschlusskör
per im Strömungsweg mittels Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit beaufschlagbar ist. Da
durch wird im engsten Bereich des Düsenbalkens das Schaltorgan mit den be
zeichneten Eigenschaften geschaffen. Gleichzeitig ist eine Kompaktheit des Dü
senbalkens gegeben, so dass ein zusätzlicher Raum nicht benötigt wird.
Vorteilhafterweise besteht der Verschlusskörper aus einem mittels Führungsab
schnitten beidendig im Gehäuse gelagerten Kegelkörper oder Kugelkörper. So
wohl der Kegelkörper als auch der Kugelkörper können leicht von der Flüssigkeit
umströmt werden.
Nach anderen Merkmalen ist der Verschlusskörper gegen die Kraft einer Druckfe
der, die koaxial einen vorderen Führungsschaft umgibt, anstellbar. Dadurch wird
der Verschlusskörper aufgrund einer Rückstellkraft gegen ein Schließen offen ge
halten.
Die Rückstellkraft des Verschlusskörpers kann auch aus seinem Eigengewicht
(allein oder in Kombination mit der Druckfeder) abgeleitet werden.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass in Richtung des Strömungswegs der
Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit an den vorderen Führungsabschnitt, der von einem
Flüssigkeitsraum umgeben ist, vor und hinter dem Verschlusskörper ein Kühlflüs
sigkeits-Ablaufrohr angeschlossen ist. Im Fall der zugeschalteten Stranggut-
Kühlung oder einer Entzunderung wird durch Erhöhung des Flüssigkeitsdrucks in
dem Düsenbalken und der damit verbundenen Erhöhung der Strömungsge
schwindigkeit ein Druckabfall im Bereich des umströmten Verschlusskörpers er
zeugt, der die Rückstellkraft überwindet und den Verschlusskörper in Schließstel
lung drückt.
Ein sicheres Verschließen wird dabei dadurch bewirkt, dass für den Verschluss
körper als Kegelkörper im Gehäuse am Eingang des Vorrichtungs-Flüssigkeits-
Raums ein Sitzring mit Verschlusskante angeordnet ist. Der Sitzring mit Ver
schlusskante kann zylindrisch oder kegelförmig ausgebildet sein. Im Fall einer
Kugel oder Kugelkalotte als Verschlusskörper ist die gleiche Funktion gegeben.
Für den Fall, dass die Produkt-Behandlungsflüssigkeit abgeschaltet wird, erlaubt
der verminderte Druck in dem Düsenbalken der Rückstellkraft, den Verschluss
körper aus dem Sitzring zu bewegen und den Vorrichtungs-Kühlflüssigkeits-Ablauf
wieder frei zu geben.
Die Anordnung des Behandlungsflüssigkeits-Ablaufs ist in der geodätischen Höhe
seines höchsten Niveaus so zu wählen, dass der Verschlusskörper und der freie
Ablauf unterhalb des geodätischen Niveaus der Produkt-Behandlungsflüssigkeit
und deren Überlaufrohre angeordnet ist. Dadurch bleibt der Düsenbalken im unte
ren Bereich mit der Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit gefüllt, währenddem ein höher
gelegener Überlauf für die Produkt-Behandlungsflüssigkeit nicht erreicht wird und
dadurch das Stranggut bei abgeschalteter Zufuhr der Produkt-
Behandlungsflüssigkeit nicht durch die Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit benetzt wird.
Die Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit wird in einer definierten Menge, die der Baugröße
des Kühlflüssigkeits-Ablaufs, der benötigten Kühlflüssigkeits-Menge, der Bauein
heit und der Funktion des Verschlusskörpers entspricht, über ein vorgeschaltetes
Einstellorgan und/oder ein Rückschlagventil zugeführt. Damit ist es möglich, die
Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit aus der Produkt-Behandlungsflüssigkeits-Versorgung
zu entnehmen unter Umgehung der geschlossenen Zuleitung der Produkt-
Behandlungsflüssigkeit. In dieser Anordnung ist kein Rückschlagventil notwendig.
Sofern die Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit aus der separaten Versorgung mit gerin
gerem Druck zugeführt wird, ist in der Regel das Rückschlagventil eingebaut, um
bei zugeschaltetem Betriebsmedium den Zufluss in das Vorrichtungs-
Kühlflüssigkeits-Versorgungssystem zu sperren.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die nachfol
gend näher erläutert werden.
Es zeigen:
Fig. 1 einen axialen Teilschnitt durch den Düsenbalken im Bereich des Vor
richtungs-Kühlflüssigkeits-Ablaufs,
Fig. 2 einen axialen Teilschnitt durch den Düsenbalken im Bereich des
Produkt-Behandlungsflüssigkeits-Zulaufs unter Umgehung des Pro
dukt-Behandlungsflüssigkeits-Zulaufs durch ein Rohr mit zusätzlicher
Mengenregelung für die Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit und
Fig. 3 einen axialen Teilschnitt durch den Düsenbalken im Bereich wie Fig.
2 jedoch mit Zuführung der Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit aus separa
ter Versorgung.
Gemäß Fig. 1 besteht der Düsenbalken 1 aus einem Flutrohr 2 und weist einen
Vorrichtungs-Kühlflüssigkeits-Ablauf 4 auf. Die Düsen des Düsenbalkens 1 kön
nen aus Düsenröhrchen, wie gezeichnet, aus Schlitzen oder anderen Öffnungen
bestehen. Der Produkt-Behandlungsflüssigkeits-Zulauf 3 für die Produkt-
Behandlungsflüssigkeit 9a ist in den Fig. 2 und 3 sichtbar. An der Seite des Vor
richtungs-Kühlflüssigkeits-Ablaufs 4 ist ein Schaltorgan 5 für die Vorrichtungs-
Kühlflüssigkeit 9b angeordnet. Das Schaltorgan 5 wird über einen den Betriebszu
stand steuernden Druck geschaltet. Für das Ausführungsbeispiel ist vorgesehen,
dass das Schaltorgan 5 über einen erhöhten Druck abgeschaltet wird. Im Bereich
des Vorrichtungs-Kühlflüssigkeits-Ablaufs 4 ist ein Gehäuse 6 dicht angeflanscht,
in dem ein Verschlusskörper 7 im Strömungsweg 8 mittels Kühlflüssigkeit 9b be
aufschlagt wird. Der Verschlusskörper 7 besitzt einen mittigen Kegelkörper 10 und
beidendig sind Führungsabschnitte 10a und 10b angeschlossen. Die Führungsab
schnitte 10a und 10b sind im Gehäuse 6 gleitend gelagert. Anstelle des Kegel
körpers 10 kann auch ein Kugelkörper oder eine Kugelkalotte verwendet werden.
Der Verschlusskörper 7 ist gegen die Kraft einer Druckfeder 11, die auf dem vorderen
Führungsabschnitt 10a aufgeschoben ist, gegen einen Bohrungsabsatz im
Gehäuse 6 und gegen einen Absatz des vorderen Führungsabschnitts 10a anlie
gend, anstellbar. Anstelle der Druckfeder 11 oder in Kombination kann auch die
Rückstellkraft des lotrecht angeordneten Verschlusskörpers 7 aus seinem Eigen
gewicht abgeleitet werden. Im Strömungsweg 8 der Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit
9b ist vor dem Verschlusskörper 7 um den vorderen Führungsabschnitt 10a ein
Kühlflüssigkeits-Raum 12 gebildet, an den ein Kühlflüssigkeits-Ablaufrohr 13 an
geschlossen ist. Der Strömungsweg 8 führt zwischen einem für den Verschluss
körper 7 als Kegelkörper 10 im Gehäuse 6 am Ausgang des Kühlflüssigkeits-
Raums 12 eingesetzten (Kegel-)Sitzring 14 mit Verschlusskante und dem Kegel
körper 10 hindurch.
Gemäß Fig. 2 sind der Produkt-Behandlungsflüssigkeits-Zulauf 3 sowie ein Vor
richtungs-Kühlflüssigkeits-Zulauf 18 dargestellt. Der Verschlusskörper 7 (vgl. Fig.
1) ist unterhalb des geodätischen Niveaus 15 und unter Überlaufrohren 16 für die
Produkt-Behandlungsflüssigkeit 9a angeordnet. Dadurch ist der Vorrichtungs-
Kühlflüssigkeits-Ablauf 4 in der geodätischen Höhe seines höchsten Punktes ge
wählt, so dass der Düsenbalken 1 im unteren Bereich mit der Vorrichtungs-
Kühlflüssigkeit 9b gefüllt bleibt, wobei jedoch die höher gelegenen Überlaufrohre
16 für die Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit 9b nicht erreicht werden und damit das
Stranggut (Walzgut, wie z. B. Bandmaterial) bei abgeschalteter Produkt-
Behandlungsflüssigkeit 9a nicht benetzt wird.
Der Vorrichtungs-Kühlflüssigkeits-Zulauf 18 des Produkt-Behandlungsflüssigkeits-
Zulaufs 3 liefert eine definierte Menge, die der Baugröße des Vorrichtungs-
Kühlflüssigkeits-Ablaufs 4, der benötigten Kühlflüssigkeitsmenge (pro Zeiteinheit),
der Baueinheit und der Funktion des Verschlusskörpers 7 entspricht, wobei die
Menge an Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit 9b über ein vorgeschaltetes Einstellorgan
17, z. B. eine Drossel 17a, in einem Bypass zugeführt wird.
Eine alternative Ausführungsform ist in Fig. 3 dargestellt: Die Vorrichtungs-
Kühlflüssigkeit 9b wird aus einer separaten Vorrichtungs-Kühlflüssigkeits-
Versorgung 20 mit geringem Druck zugeführt. Es ist ohne Bedeutung, aus wel
chem Kreislauf die Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit 9b entnommen wird. Zum Entzun
dern wird im Warmbereich in der Regel einfaches Wasser bei höheren Drücken
(z. B. 100-200 bar, bis 400 bar) in entsprechender Menge eingesetzt. Hierbei wird
in der Regel das Rückschlagventil 19 vorgesehen, um bei zugeschalteter Produkt-
Behandlungsflüssigkeit 9a den Rückfluss in die Vorrichtungs-Kühlflüssigkeits-
Versorgung 20 zu sperren.
1
Düsenbalken
2
Flutrohr
3
Produkt-Behandlungsflüssigkeits-Zulauf
4
Vorrichtungs-Kühlflüssigkeits-Ablauf
5
Schaltorgan
6
Gehäuse
7
Verschlusskörper
8
Strömungsweg
9
a Produkt-Behandlungsflüssigkeit
9
b Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit
10
Kegelkörper
10
a Führungsabschnitt, vorderer
10
b Führungsabschnitt, hinterer
11
Druckfeder
12
Kühlflüssigkeits-Raum
13
Kühlflüssigkeits-Ablaufrohr
14
Sitzring mit Verschlusskante
15
geodätisches Niveau
16
Überlaufrohr
17
vorgeschaltetes Einstellorgan
17
a Drossel
18
Vorrichtungs-Kühlflüssigkeits-Zulauf
19
Rückschlagventil
20
separate Kühlflüssigkeits-Versorgung
21
hinterer Vorrichtungs-Kühlflüssigkeits-Raum
Claims (10)
1. Düsenbalken für die Entzunderung bzw. Kühlung von metallischem Strang
gut, insbesondere von Walzgut, mit jeweils einem Zulauf für die Produkt-
Behandlungsflüssigkeit und einem zusätzlichen Zulauf für eine Vorrich
tungs-Kühlflüssigkeit und einem Ablauf für die Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit
und einem diesem Ablauf zugeordneten Schaltorgan zum Öffnen oder
Schließen des Vorrichtungs-Kühlflüssigkeits-Ablaufs,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Schaltorgan (5) über einen den Betriebszustand steuernden Vor
richtungs-Kühlflüssigkeits-Druck automatisch schaltbar ist.
2. Düsenbalken nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass mittels des Schaltorgans (5) die für die Kühlung der Vorrichtung not
wendige Vorrichtungs-Kühlflüssigkeits-Menge über einen erhöhten Kühl
flüssigkeits-Druck abschaltbar ist.
3. Düsenbalken nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Bereich des Vorrichtungs-Kühlflüssigkeits-Ablaufs (4), in einem
Gehäuse (6) angeordnet, ein Verschlusskörper (7) im Strömungsweg (8)
mittels Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit (9b) beaufschlagbar ist.
4. Düsenbalken nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Verschlusskörper (7) aus einem mittels Führungsabschnitten (10a,
10b) beidendig im Gehäuse (6) gelagerten Kegelkörper (10) oder Kugelkör
per besteht.
5. Düsenbalken nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Verschlusskörper (7) gegen die Kraft einer Druckfeder (11), die
koaxial einen vorderen Führungsabschnitt (10a) umgibt, anstellbar ist.
6. Düsenbalken nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Rückstellkraft des Verschlusskörpers (7) aus seinem Eigengewicht
ableitbar ist.
7. Düsenbalken nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass in Richtung des Strömungswegs (8) der Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit
(9b) an den vorderen Führungsabschnitt (10a), der von einem Flüssigkeits
raum (12) umgeben ist, vor und hinter dem Verschlusskörper (7) ein Kühl
flüssigkeits-Ablaufrohr (13) angeschlossen ist.
8. Düsenbalken nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass für den Verschlusskörper (7) als Kegelkörper (10) im Gehäuse (6) am
Eingang des Vorrichtungs-Kühlflüssigkeits-Raums (12) ein Sitzring (14) mit
Verschlusskante angeordnet ist.
9. Düsenbalken nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Verschlusskörper (7) und der freie Ablauf (4) unterhalb des geo
dätischen Niveaus (15) der Produkt-Behandlungsflüssigkeit (9a) und deren
Überlaufrohre (16) angeordnet ist.
10. Düsenbalken nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorrichtungs-Kühlflüssigkeit (9b) in einer definierten Menge, die
der Baugröße des Kühlflüssigkeits-Ablaufs (4), der benötigten Kühlflüssig
keits-Menge, der Baueinheit und der Funktion des Verschlusskörpers (7)
entspricht, über ein vorgeschaltetes Einstellorgan (17) und/oder ein Rück
schlagventil (19) zuführbar ist.
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