DE2547416A1

DE2547416A1 - Vorrichtung zum kuehlen von bandmaterial

Info

Publication number: DE2547416A1
Application number: DE19752547416
Authority: DE
Inventors: Joseph Irwin Greenberger
Original assignee: Wean United Inc
Current assignee: Wean United Inc
Priority date: 1974-11-04
Filing date: 1975-10-23
Publication date: 1976-05-06
Also published as: JPS5169414A; ES442304A1; FR2289258B1; US3941611A; NL7512784A; JPS54401B2; FR2289258A1; CA1043562A; GB1517006A

Description

254741«

PATENTANWÄLTE'' F.W. HEMMERIGH · GERD MÜLLER · D. GROSSE · F. POLLMEIER 22

- bh 20_o10.1975

- E 1 -

Wean United Inc., Pittsburgh, Pa. 15222/USA Vorrichtung zum Kühlen von Bandmaterial

Gegenstand dieser Erfindung ist eine Vorrichtung, die bei warmgewalztem Bandmaterial noch vor dessen Aufhaspeln eine Abkühlung herbeizuführen hat_o

Bei der Herstellung von warmgewalztem Bandmaterial auf einer Warmband-Walzstraße durchläuft das Warmbandmaterial beim Austreten aus der Walzstraße und beim Passieren des Auslaufrollganges eine gesteuerte und geregelte Wasserkühlung. Die zum Kühlen von Bandmaterial am meisten verwendeten beiden Systeme sind: ein Hochdrucksystem, bei dem unter hohem Druck stehendes Wasser Düsen zugeführt wird, die quer über das durchlaufende Bandmaterial angeordnet sind und den einander benachbarten Oberflächen dieses Bandmaterials Wasser unter hohem Druck zuführen, desgleichen aber auch ein Niederdrucksystem, das manchmal auch als "Laminar"-Kühlungssystem bezeichnet wird. Bei diesem zweiten System wird das Wasser unter einem niedrigen Druck von einem bis fünf Pounds je Quadratzoll zugeführt, wobei eine Reihe von Düsen da.zu verwendet wird, das Wasser von den Sammelrohren aus auf das durchlaufende Bandmaterial zu werfen. Der Nachteil - und damit auch die starke Einschränkung - diesr beiden Systeme liegt jedoch darin, daß sie von der Konstruktion und von der Funktion her, derart ausgeführt sind, daß die Gesamtbreite der Düsen und der Samraelrohre der von der Warbandstraße erzeugten größten Breite des Bandmaterials angepaßt sind und auch beim Walzen von Bandmaterial, dessen Breite kleiner als die maximale Breite ist, das Wasser über die Maxiamibreite zuführen,, Wird angenommen, daß der größere Anteil des vom Walzwerk

609819/0346 J

ORIGINAL INSPECTED

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MÖLLER · D. GROSSE · F. POLLMEIEI? 22

t2Q.10.1975 - E 2 -

erzeugten Bandraaterials gegenüber der Maximalbreite eine geringere Breite hat, dann ist leicht zu erkennen, daß ein beträchtlicher Anteil des Wassers nicht genutzt wird, daß zudem auch beträchtliche pekuniäre Verluste dadurch entstehen, daß zusätzliche Pumpenergie verbraucht wird, daß zusätzliche Wartungskosten enstehen, daß weiterhin unnötigerweise viel Wasser durch verdampfen verloren geht.

Diese Faktoren sind anhand der nachstehend gegebenen Information betreffend die Auslegung einer neueren Warmbandstraße besser zu verstehen. Von der Konstruktion her ist diese Warmbandstraße zum Walzen von Warmband mit einer größten Breite von 84" ausgelegt, auch die Sammel_ rohre sind von der Konstruktion her für eine Breite von 84" ausgelegt worden. Nun wird auf dieser Warmbandstraße jedoch Warmband mit einer Durchnittsbreite von 4o" bis 42" gewalzt, wobei 80 °fo des gewalzten Warmbandes nicht einmal eine Breite von 45" erreicht. Das aber bedeutet, daß die Sammelrohrbreite von 84" nur mit einem Wirkungsgrad von 50 ⁰Jo oder weniger für die meisten Walzvorgänge ausgenutzt wird.

Ziel dieser Erfindung ist somit die Schaffung einer- Bandkühlvorrichtung, die das Kühlmittel entsprechend der sich verändernden Breite des Bandmaterials zuführt, so daß zusammen ext einem höchst wirtschaftlichen Einsatz der Pumpen im Hinblick auf das Kühlmittel eine sehr große Wirtschaftlichkeit erzielt werden kann, so daß weiterhin auch die Wartungskosten niedrig gehalten werden können,,

Ein weiteres Ziel dieser Erfindung besteht darin, daß das

609819/03 46

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MdLLtR · D. GROSSE · F. POLLMEIER 22 586

- bh 20.10.1975 3 - E 3 -

Sammelrohr, das das Kühlmittel aufzunehmen hat, über dem durchlaufendn Bandmaterial montiert wird, daß die Von
diesem Sammelrohr gehaltenen Konstruktionselemente im
Hinblick auf die obere und flache Oberfläche des durchlaufenden Bandmaterials derart angeordnet sind, daß eine sich in Querrichtung erstreckende Kühlzone entsteht, deren Breite für die Zuführung des Kühlmittels vom Sammelrohr auf das Bandmaterial ungefähr gleich der maximalen
Breite des Bandmaterials ist} daß durch eine Vorrichtung die vorerwähnten Austrittselemente in zwei oder mehr
Gruppen unterteilt werden können; daß schließlich noch
eine Vorrichtung vorgesehen ist, die in selektiver Weise den Fluß des Kühlmittels zu mindestens einer der Gruppen der vorerwähnten Austrittselemente zulassen oder sperren kann, und zwar derart, daß die wirksame Kühlungsbreite
dieser Zone verändert werden kann, um einen optimalen
Einsatz des Kühlmittels für das gerade zu walzende Produkt zu erzielen.

Eine wiederum andere Zielsetzung dieser Erfindung besteht darin, daß eine Anzahl von Sammelrohren der vorbeschriebenen Ausführung vorgesehen wird, und dies zusammen mit
einer Vorrichtung, durch die die Austrittsvorrichtungen
in Beiektiver Weise derart gesteuert und geregelt werden können, daß des Kühlmittel dieser einen Gruppe zugeführt wird.

609819/0346

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MÜLLER · D, GROSSE · F. POLLMEIER 22 586

- bh -

20.10,1975 tf - G 1 -

Diese Erfindung wird nachstehend nun anhand des in Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles (der in Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele) näher erläutert. Die. Zeichnung zeigt in:-

Fig„ 1 Eine zum Teil im Schnitt wiedergegebene Draufsicht auf eine Kühlvorrichtung dieser Erfindung,,

Fig. 2 Einen in die Linien 2-2 von Fig_o 1 gelegten Schnitt.

Fig. 3 Einen in die Linien 3-3 von Fig„ 2 gelegten Schnitt.

Fie aus Figo 1 zu erkennen ist, ist die Kühlvorrichtung derart auf eine Halterung aufgesetzt, daß sie sich über dem aus einem Warmbandwalzwerk austretenden Bandmaterial angeordnet ist. Während der Kühlperiode wird dieses Bandmaterial von einem der üblichen Auslaufrollgänge, der zwischen der Warmbandstraße und den Aufwickelhaspeln angeordnet ist, gehalten. Sowohl Warmbandstraße als auch Abwickelhaspel sind nicht dargestellte Wenn auch nur eine Abkühlungsvorrichtung vollständig dargestellt ist, so sei doch darauf hingewiesen, daß entsprechend einer allgemeinen Praxis mehrere Gruppen von Kühlvorrichtungen Verwendung finden können, wobei eine jede dieser Gruppen aus sechs bis acht Kühlvorrichtungen besteht«

Zu der dargestellten Kühlvorrichtung gehört ein Sammelrohr 10, das in Form eines rechteckigen und kegelförmigen Gehäuses ausgeführt ist, dessen schmälste Seite zur Bedienungsseite der Walzenstraße ausgerichtet und mit einer Platte 11 verschlossen ist„ Die laut Fig. 1 zum Sammelrohr 10 gehörenden Düsen 12 sind in zwei zueinander paralleln und gegeneinander versetzten Reihen angeord-

6098 19/03/46

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMER CH · CERD M¹JLLER · D. GROSSE · F. POLLMEIER 22

- bh 20.10.1975

s· - ^G2 -

net und von der Konstruktion her dabei derart ausgelegt, daß sie sich nahezu über die für das Bandmaterial mögliche größte Breite erstrecken. Nach Fig. 3, die die Anordnung der einzelnen Düsen 12 am besten wiedergibt, sind die Düsen 12 an der unteren und äußeren Horizontalfläche des Samraelrohres 10 mit ihren Gewinden Ik im Inneren eines Außenteiles l6 befestigt, das die Form einer Mutter hat. Wie aus Fig. 3 weiterhin auch noch zu erkennen ist, sind im Abstand zum oberen Teil des Sammelrohres die Düsen 12 oben derart konisch ausgeweitet, daß das Wasser nach unten durch die Düsen auf das durchlaufende Bandmaterial fließen oder fallen kann. Das dargestellte System arbeitet mit einem relativ niedrigen Wasserdruck, was zur Folge hat, daß das von den Düsen herunterfallende Wasser einen "Laminareffekt" erhält.

Wie aus Fig. 1 wiederum zur erkennen ist, sind das Sammelrohr Io und ganz besonders die Düsen 12 in drei längsgerichtete Abschnitte unterteilt, und zwar in den Mittelabschnitt M, in die beiden Innenabschnitte I und in die beiden Außenabschnitte O. Der Mittelabschnitt M erhält das Wasser über einen Durchlaß 18 im Sammelrohr 10 zugeführt, die Wasserzuführung für die beiden Innenabschnitte I erfolgt über einen in dem Sammelrohr 10 angeordneten Durchlaß 20, während den beiden äußeren Abschnitten 0 das Wasser über einen Durchlaß 22 im Sammelrohr 10 zugeführt wird. Fig. zeigt weiterhin, daß die Abschnitte durch eine permanente Verripung 23 in drei separate Kühlzonen unterteilt sind, und zwar derart, daß das Wasser des Mittelteiles M nur schmales Bandmaterial oder nur den Mittelteil eines Breitbandes erfaßt, während unter Verwendung der Innenabschnit-

609819/0346

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MuLLtR · D. GROSSE · F. POLLMEIER 22

- bli -

2O.1OÜ975 - G 3 -

te I im Zusammenwirken mit dem Mittelabschnitt M mittelbreites Bandmaterial, dessen Breite viel größer als die kleinste Breite ist, gekühlt werden. Die Außenabschnitte

0 werden natürlich dann eingesetzt, wenn auf der Farmbandstraße der größte Breitenbereich des Bandmaterials gewalzt wird, wobei in diesem Fall dann auch mit allen drei Kühlzonen gearbeitet wird.

Die Steuerung des Wasserzuflusses zu den Abschnitten M,

1 und 0 wird über einen Drehschieber 2k ermöglicht. Dieser Drehschieber 2k hat ein zylindrisches Küken 26, das an der mit der Hinweiszahl 27 gekennzeichneten Stelle auf eine Welle 28 aufgekeilt ist. Die Welle 28 ihrerseits wiederum ist in den Buchsen 29 gelagert, die am Gehäuse 30 des Drehschiebers 2k angebracht sind_e Wie aus Pig. I hervorgeht, arbeitet das Küken 26 mit den beiden Durchlässen 20 und 22 der inneren Abschnitte I und der äußeren Abschnitte 0 des Sammelrohres 10 zusammen, wohingegen der Duchlaß 18 für den Mittelteil M immer geöffnet bleibt, d.h. vom Drehschieber 26 werden jeweils die Durchlässe 20 und 22 für die inneren und die äußeren Abschnitte I und 0 geöffnet oder geschlossen. Auf diese Weise wird dem Mittalabschnitt M immer Wasser zugeführt, während im Hinblick auf die Innenabschnitte I und auf die Außenabschnitte 0 das Küken 26 in selektiver Weise derart eingestellt wird, daß der Wasserzufluß zu entweder einem dieser Abschnitte oder zu beiden Abschnitten geöffnet und geschlossen wird_o

Eine gesteuerte und geregelte Einstellung des Drehschiebers wird dadurch erzielt, daß ein Hebelarm 31, der auf einem Bolzen 32 des Drehschiebers 26 sitzt drehend bewegt

609819/0346

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMEFiCH · GERD MÖLLER · D. GROSSE · F. POLLMEIER 22 586

- bh 20.10.1975

wird, wie dies am besten aus Fig. 2 und Fig. 3 zu erkennen ist. In diesem Zusammenhange sei darauf hingewiesen, daß die Hebelarme für mehrere Sammelrohre der Sammelrohrgruppe in der mit Fig. 1 durch die Hinweiszahl 34 gekennzeichneten Weise mit einer gemeinsamen Zugstange 36 verbunden sind. Die Zustange ihrerseits ist wiederum auf eine einzelne Kolben-Zylinder-KOnstruktion oder einen einzelnen Antriebszylinder 38 geführt.

Nachstehend soll nun die Arbeitsweise der vorerwähnten Kühlvorrichtung anhand einer typischen Warmwalzstraße für eine maximale Bandbreite von 84" beschrieben werden. Beim Walzen von Bandmaterial mit einer Breite von 84" wird die Kolben-Zylinder-Konstruktion oder der Antriebszylinder 38 derart betätigt, daß der Schieber 26 in die vollständig zurückgezogene Position bewegt wird; diese Position ist in Fig. 1 mit gestrichelter Linie wiedergegeben,, In diesem Fall wird das Kühlmittel allen drei Abschnitten M, I und 0 des Sammelrohres 10 zugeführt„ Diese Schiebereinstellung findet dann Verwendung, wenn Bandmaterial mit einer Dicke von 6kⁿ bis 84" gewalzt wird. Wird auf der Warmbandstraße dann mit dem Walzen von Bandmaterial begonnen, daß beispielsweise eine Breite von 54" hat, wird dabei angenommen, daß der Mittelabschnitt M in der Lage ist Bandmaterial bis zu einer größten Breite von 42" zu kühlen, dann wird durch die Einwirkung des Antriebszylinders 38, der in die Mittelposition - diese gestrichelt in Fig_o I dargestellt - gebracht worden ist, der Wasserzufluß zum Außenabschnitt 0 hin dadurch unterbrochen, daß der Durchlaß 22 gesperrt wird, wobei aber weiterhin Wasser über den Durchlaß 20 dem innenabschnitt I zugeführt wird_o

609819/0346

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MÜLLER · D. GROSSE · F. POLLMElER 22

- bh -

20_o10.1975 ^ -G₅-

Sollte daraufhin auf der Warmbandstraße Bandmaterial mit einer Breite von k2ⁿ oder weniger gewalzt werden - diese Breite liegt im Bereich der Kühlkapazität des Mittelabschnittes M - dann erfolgt eine erneute Verstellung des Drehschieberkükens 26 durch den Antriebszylinder 38, wobei durch den Drehschieber der Fasserzufluß sowohl zum Innenabschnitt I als auch zum Außenabschnitt 0 unterbrochen wird. Weil dem Durchlaß 18, der mit dem Mittelabschnitt M in Verbindung steht, immer Wasser zugeführt wird, wird mir dieser Mittelabschnitt, von dem das Kühlmittel aus auf das kZⁿ breite Bandmaterial gelangt, das Wasser zugeführt erhalten. Aus all dem ist nun leicht zu erkennen, daß sich bei Verwendung dieser Erfindung eine sehr wirtschaftliche Nutzung des Kühlmittels erreichen läßt, diese verbunden mit einer beträchtlichen Senkung der Kosten für die Pumpenergie und für die Wartung,,

In Übereinstimmung mit den Patentvorschriften sind das Konstruktionsprinzip und die Funktionsweise dieser Erfindung anhand eines Beispiels dargestellt und erläutert worden, das für das beste Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes gehalten wird.

609819/0346

Claims

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MUlLEh ■ D. GRO33E · F. POLLMEIER 22

- bh 20.10.1975 A -Al-

Wean United Inc., Pittsburgh., Pa. 15222/USA Patentansprüche;-

Vorrichtung zum Kühlen von Bandmaterial verschiedener Breite, das auf einer ¥armbandstraße gewalzt wird. Diese Vorrichtung

dadurch gekennzeichnet, daß zu ihr gehören:- eine Sammelrohrvorrichtung, die über dem durchlaufenden Bandmaterial angeordnet ist und Kühlmittel zugeführt erhält; eine Reihe von Austrittselementen, die von der Sammelrohrvorrichtung gehalten werden und im Hinblick auf die obere Fläche des durchlaufenden Bandmaterials derart angeordnet sind, daß quer zum Bandmaterial eine Kühlzone entsteht, die zur Weiterleitung des Kühlmittels aus der Sammelrohrvorrichtung auf die obere Fläche des Bandmaterials sich ungefähr über die größte Breite für das Bandmaterial erstreckt; eine Vorrichtung zum Unterteilen der vorerwähnten Austrittselemente in zwei oder mehr Gruppen, dazu auch noch eine Vorrichtung, die einer jeden Gruppe unterschiedliche Mengen Kühlmittel zuführt; schließlich auch noch eine Vorrichtung für das Zuführen und Unterbrechen des Kühlmittelzuflussses für mindestens eine dieser Gruppen der Austrittselemente, - und zwar derart, daß sich die wirksame Kühlbreite der vorerwähnte Kühlzone verändern läßt, um eine optimale Verwendung des Kühlmittels für die Breite des gerade zu walzenden Bandmaterials zu erzielen„

609819/0346

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GtRD MÖLLER · D. GRCSCE · F. POLLMEIER 22

■- bh -

20_o10_o1975

- A 2 -

ο Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die vorerwähnte eine Gruppe aus zwei separaten Abschnitten von Austrittselementen besteht, die an beiden Seiten der vorerwähnten anderen Gruppe angeordnet sind; daß diese andere Gruppe eine Mittelgruppe ist; daß schließlich eine Vorrichtung vorgesehen und vorhanden ist, die für eine jede der vorerwähnten Gruppe einen Durchlaß bildet; daß eine. Vorrichtung, die einen Durchlaß für die Mittelgruppe bildet - einen Durchlaß der nicht gesperrt wird - vorgesehen und vorhanden ist«,

3· Vorrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß zu der Vorrichtung, die das Kühlmittel in selektiver Weise zuzuführen hat, ein Ventil oder ein Drehschieber gehört, der in selektiver Weise das Kühlmittel den vorerwähnten beiden Abschnitten der Austrittseelemente zuführte

^₀ Vorrichtung nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß das Sammelrohr einen Kühlmitteleintritt hat; daß der Drehschieber in diesem Kühlmitteleintritt angeordnet ist; schließlich den Durchlässen in diesem Eintrittsteil ein Endpunkt zugeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch geke. nnzeichnet, daß die Saramelrohrvorrichtung aus zwei oder mehr Sammelrohreinheiten besteht; daß eine Vorrichtung zur gleichzeitigen und gemeinsamen Betätigung dieser Vorrichtungen vorgesehen und vorhanden ist, damit jeder Samraelrohrvorrichtung das Kühlmittel in selektiver Weise zugeführt werden kann«,

6098 1 9/034 6

- Ende -

Le e rse ί te