DE10295854B4

DE10295854B4 - Vorrichtung zur Wärmebehandlung und hydraulischen Förderung von Walzgut

Info

Publication number: DE10295854B4
Application number: DE10295854T
Authority: DE
Inventors: Semen Andreevich Morozov; Rafkat Spartakovich Takhautdinov; Vasily Nikolaevich Koty; Andrei Andreevich Morozov; Vladimir Nikolaevich Urtsev; Sergei Nikolaevich Anikeev; Dim Maratovich Khabibulin; Yury Evgenievich Berdichevsky; Sergei Iosifovich Platov
Original assignee: OBSCHESTVO S OGRANICHENNOI OTVETSTVENNOSTIJU NAUCHNO-PROIZVODSTVENNOE OBIEDINENIE "TEKHNOSTAL"; Borovichsky Kombinat Ogneuporov OAO; Magnitogorsky Metallurgichesky Kombinat OAO
Current assignee: OBSCHESTVO S OGRANICHENNOI OTVETSTVENNOSTIJU NAUCHNO-PROIZVODSTVENNOE OBIEDINENIE "TEKHNOSTAL"; Borovichsky Kombinat Ogneuporov OAO; Magnitogorsky Metallurgichesky Kombinat OAO
Priority date: 2001-01-30
Filing date: 2002-01-28
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2022-01-29
Also published as: WO2002060612A1; DE10295854T5; RU2180278C1

Abstract

Vorrichtung zur Wärmebehandlung und hydraulischen Förderung von Walzgut, umfassend eine Spritzdüse (1), ein Führungsrohr (2) und eine Kühlkammer (3) mit einem Einlauftrichter (5) auf, deren Hohlraum (6) über einen Führungskanal (4) mit einem Absperrelement (12) mit einem Kegelaufsatz (14) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrelement (12) als topfförmiger Absperraufsatz (12) mit einem zentralen Kegelvorsprung (14) ausgebildet ist, der in den sich konisch erweiternden Trichter (11) der Kühlkammer (3) unter Bildung einer ringförmigen Schlitzdüse (10) zwischen der Oberfläche des sich konisch erweiternden Auslauftrichters (11) und der Außenfläche des Kegelvorsprungs (14) des Absperraufsatzes (12) eingreift, welche Düse über ein System von am Umfang des Kühlkammergehäuses (3) angeordneten Verteilungsöffnungen (8) mit dem am Kühlkammereingang ausgebildeten Hohlraum (6) kommuniziert.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung und hydraulischen Förderung von Walzgut nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bisheriger Stand der Technik

Die DE 40 09 743 A1 beschreibt ein Kühlrohr zum Abkühlen von Walzmaterial. Das Kühlrohr umfasst ein Gleich- und ein Gegenstromteil sowie eine Kühlwasserzuführung mit konisch verstellbaren Ringspaltdüsen. Die Spaltweiten der konischen Ringspalte sind unabhängig voneinander einstellbar.

Eine andere Vorrichtung zum Kühlen von Walzprofilen ist in der DE 42 389 60 A1 beschreiben. Bei dieser Vorrichtung werden Profilkörper in einem Kühlrohr angeordnet, wobei die Profilkörper Ausnehmungen aufweisen, die in ihren Querschnitt der Form und der Größe des zu kühlenden Walzprofils angepasst sind, so dass sich ein Führungskanal für das Walzprofil ergibt. Das Kühlwasser wird in und entgegen der Durchlaufrichtung des Walzprofils aus der Kühlvorrichtung herausgeleitet, so dass das zu kühlende Walzprofil allseitig von Kühlwasser benetzt wird.

Außerdem wird eine Einrichtung zum Entfernen von Kühlwasser in einer Wasserkühleinrichtung für schnelllaufenden Walzdraht in der DE 71 34 676 U gezeigt. Die Kühleinrichtung umfasst eine Wasserkühlstrecke, die mit einem Auslauftrichter abschließt. Um zu verhindern, dass das Kühlwasser als ein den Draht umgebender Strahl aus dem Trichter austritt, wird dem Trichter nachgeschaltet eine Spritzvorrichtung angeordnet. Die Spritzvorrichtung ist als Ringschlitzdüse ausgestaltet.

Es ist eine Vorrichtung zur Kühlung von Walzgut bekannt, die aufeinanderfolgend angeordnet einen Aufnahmetrichter, eine Spritzdüse, eine Kühlkammer, ein in Form von Längsrippen und daran befestigten Querplatten, die eine Öffnung zum Durchgang des Walzgutes bilden, ausgebildetes Absperrorgan sowie eine Auslasskammer für das Kühlmittel aufweist, wobei die Längsrippen in der Kühlkammer unter Anordnung deren Teillänge in der Auslasskammer für das Kühlmittel befestigt sind und die Querplatten in der Auslasskammer für das Kühlmittel an den Stirnseiten der Längsrippen befestigt sind, welche mit einer Neigung unter einem spitzen Winkel zu deren an der Kühlkammer befestigten Kanten ausgebildet sind ( SU 1721101 , C 21 D 1/62, B 21 B 45/02, 23.03.1992).

Die Ausbildung des Absperrorgans in Form der Längsrippen mit den daran befestigten Querplatten ermöglicht kein vollständiges Absperren des Kühlmittels, der Kühlmittelstrom wird in mehrere Teilströme mit einem erhöhten lokalen statischen Druck unterteilt. Im Ergebnis dessen entsteht das Schlagen des Walzgutes, der Verschleiss der Platten, das Festsitzen des Walzgutes und das ungleichmäßige Entgegenwirkung dem Kühlmittelstrom.

Der beanspruchten Erfindung liegt eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung und hydraulischen Förderung von Langwalzgut, vorzugsweise von Walzdraht und Feinstahl mit einem kompakten Querschnitt, am nächsten, die eine Spritzdüse, ein Führungsrohr und eine Kammer mit dem sich verjüngenden Einlaufteil aufweist, die zwischen dem Führungsrohr und einem sich verjüngenden Kegelaufsatz angeordnet ist. Dabei ist der Kammerhohlraum über einen Führungskanal mit einem Absperrelement mit einem Kegelaufsatz verbunden und der Durchmesser der Kammer und deren Länge beträgt 1,4 bis 2 und 8 bis 12 des Innendurchmessers des Führungsrohres entsprechend ( SU 876737 , C 21 D 1/02, 30.01.1981).

Der wesentliche Nachteil der bekannten Vorrichtung besteht in deren niedrigen Absperrfähigkeit, da das Kühlmittel zum Absperren durch den Führungskanal unter dem rechten Winkel zum Hauptstrom zugeführt wird, was zum Entstehen von erheblichen auf das Walzgut wirkenden Bremskräften, der Bildung des „Schatteneffektes" seitens des Walzgutes auf einen Teil des Kühlmittelhauptstromes und dem unvollständigen Absperren des Kühlmittels führt. Darüber hinaus wird die Vorrichtung durch erhebliche Abmessungen charakterisiert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung und hydraulischen Förderung von Walzgut derart zu verbessern, dass deren Absperrfähigkeit bei der Verringerung der Abmessungen der Vorrichtung erhöht wird.

Kurze Beschreibung der Erfindung

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in der Vorrichtung zur Wärmebehandlung und hydraulischen Förderung von Walzgut, die eine Spritzdüse, ein Führungsrohr und eine Kühlkammer mit einem Einlauftrichter aufweist, deren Hohlraum über einen Führungskanal mit einem Absperrelement mit einem Kegelaufsatz verbunden ist, wobei das Absperrelement als topfförmiger Absperraufsatz mit einem zentralen Kegelvorsprung ausgebildet ist, der in den sich konisch erweiternden Trichter der Kühlkammer unter Bildung einer ringförmigen Schlitzdüse zwischen der Oberfläche des sich konisch erweiternden Auslauftrichters und der Außenfläche des Kegelvorsprunges des Absperraufsatzes eingreift, welche Düse über ein System von am Umfang des Kühlkammergehäuses angeordneten Verteilungsöffnungen mit dem am Kühlkammereingang ausgebildeten Hohlraum kommuniziert.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Absperraufsatz relativ zur Kammerlängsachse verschiebbar gelagert sein.

Es ist auch zweckmäßig, in der Kühlkammer im Bereich des zylinderförmigen Führungskanals zwischen dem sich verjüngenden und dem erweiternden Trichter radial verlaufende Kanäle zum Abführen des Kühlmittels vorzusehen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1: im Schnitt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Wärmebehandlung und hydraulischen Förderung von Walzgut,
2: einen Schnitt A-A in 1.
Die Vorrichtung weist eine Spritzdüse 1 und ein mit einer Kühlkammer 3 verbundenes Führungsrohr 2 auf. Die Kühlkammer 3 ist mit einem zylinderförmigen Einlaufhohlraum 6 ausgebildet, die in einen sich konisch verjüngenden Trichter 5 übergeht, der über einen zylinderförmigen Führungskanal 4 mit einem sich konisch erweiternden Auslauftrichter 11 kommuniziert. Am Umfang des Gehäuses 9 der Kühlkammer 3 ist ein System von am Umfang gleichmäßig verteilten Öffnungen 8 ausgebildet, deren Achsen zur Längsachse der Kühlkammer 3 parallel sind, und ausgangsseitig der Kühlkammer 3 ist ein längs der Längsachse der Kühlkammer 3 verschiebbarer topfförmiger Absperraufsatz 12 mit dieser fluchtend angeordnet. Am Boden des Absperraufsatzes 12 ist ein in den sich konisch erweiternden Auslauftrichter 11 der Kühlkammer 3 konzentrisch eingreifender Kegelvorsprung 14 mit einem axialen Führungskanal 13 zum Durchgang des Walzgutes vorgesehen. Zwischen der Auslaufstirnseite der Kühlkammer 3 und dem Boden des Absperraufsatzes 12 wird ein Hohlraum 7 gebildet, mit dem über das System der Verteilungsöffnungen 8 der zylinderförmige Einlaufhohlraum 6 der Kühlkammer 3 kommuniziert, und zwischen der Aussenfläche des Kegelvorsprunges 14 des Absperraufsatzes 12 und der Oberfläche des sich konisch erweiternden Trichters 11 wird eine mit dem Hohlraum 7 kommunizierende Kegelschlitzdüse 10 gebildet. Darüber hinaus ist die Kühlkammer 3 im Bereich des zylinderförmigen Führungskanals 4 mit radial verlaufenden Kanälen 15 zum Abführen eines Teiles des Kühlmittels versehen.
Die Arbeit der Vorrichtung zur Wärmebehandlung und hydraulischen Förderung von Walzgut ist folgende. Das Walzgut, z.B. Walzdraht, indem er durch die Spritzdüse hindurch geht, tritt über das Führungsrohr 2 in den Hohlraum 6 der Kühlkammer ein. Gleichzeitig erzeugt die Spritzdüse 1 einen sich bewegenden Strom des Kühlmittels, z.B. des Wassers mit einem statischen Überdruck. Der Kühlmittelstrom tritt in den Hohlraum 6 der Kühlkammer 3 ein und wird über die zylinderförmigen Öffnungen 8 in den Hohlraum 7 zwischen der Stirnfläche der Kühlkammer 3 und dem Absperraufsatz 12 eingeleitet. Der statische Druck des Kühlmittels erreicht seinen maximalen Wert am Ende der Öffnungen 8 vor der ringförmigen Kegelschlitzdüse 10. Bei der Weiterbewegung tritt das Kühlmittel in die ringförmige Kegelschlitzdüse 10 ein, welche von der Oberfläche des sich konisch erweiternden Auslauftrichters 11 und der Außenfläche des Kegelvorsprungs 14 des Absperraufsatzes 12 gebildet ist, indem es seine Richtung entgegen dem Kühlmittelstrom aus dem Führungskanal 4 der Kühlkammer 3 ändert und seine Geschwindigkeit dadurch erhöht, dass die Fläche des Ausgangsquerschnitts der Schlitzdüse 10 kleiner ist als die Summe der Querschnitte der Öffnungen 8. Da das Kühlmittel aus der Schlitzdüse 10 in Form eines stabilen laminaren Ringstromes ausströmt, verhindert es die Weiterbewegung des Gegenstromes des Kühlmittels aus dem Führungskanal 4 der Kühlkammer 3, indem es in die Kanäle 15 zum Abführen des Kühlmittels eingeleitet wird. Dabei verringert sich die Laufgeschwindigkeit des Walzgutes nicht, da der Ringstrom des Kühlmittels nur auf den Gegenstrom des Kühlmittels einwirkt und gleichzeitig das Walzgut zentriert.
Die Ausbildung des Systems der Verteilungsöffnungen 8 trägt zum Einleiten einer erheblichen Kühlmittelmenge in die Schlitzdüse 10 bei, wodurch die Herabsetzung des Temperaturgefälles über den Walzgutquerschnitt sowie die zusätzliche Kühlung der Kammer und die Erhöhung der Geschwindigkeit der Kühlung des Walzgutes
Die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erlaubt es, die Ausdehnung des Absperrbereiches um 30 bis 50% zu verkürzen und den Kühlmittelverbrauch um 20 bis 25% zu senken.

Claims

Vorrichtung zur Wärmebehandlung und hydraulischen Förderung von Walzgut, umfassend eine Spritzdüse (1), ein Führungsrohr (2) und eine Kühlkammer (3) mit einem Einlauftrichter (5) auf, deren Hohlraum (6) über einen Führungskanal (4) mit einem Absperrelement (12) mit einem Kegelaufsatz (14) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrelement (12) als topfförmiger Absperraufsatz (12) mit einem zentralen Kegelvorsprung (14) ausgebildet ist, der in den sich konisch erweiternden Trichter (11) der Kühlkammer (3) unter Bildung einer ringförmigen Schlitzdüse (10) zwischen der Oberfläche des sich konisch erweiternden Auslauftrichters (11) und der Außenfläche des Kegelvorsprungs (14) des Absperraufsatzes (12) eingreift, welche Düse über ein System von am Umfang des Kühlkammergehäuses (3) angeordneten Verteilungsöffnungen (8) mit dem am Kühlkammereingang ausgebildeten Hohlraum (6) kommuniziert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Absperraufsatz (12) relativ zur Kammerlängsachse verschiebbar gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kühlkammer (3) im Bereich des zylinderförmigen Führungskanals (4) zwischen dem sich verjüngenden und dem sich erweiternden Trichter (5, 11) radial verlaufende Kanäle (15) zum Abführen des Kühlmittels ausgebildet sind.