DE3533305A1 - Vorrichtung zur regelung der balligkeit der walze in einem walzwerk - Google Patents
Vorrichtung zur regelung der balligkeit der walze in einem walzwerkInfo
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Description
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln der
Balligkeit einer Walze in einem Walzwerk. Insbesondere
betrifft sie das Problem, wie die Flachheit des gewalzten Bleches geregelt werden kann, indem die Walzenballigkeit
durch differentielles und variables Kühlen längs des Körpers des oder der in Frage stehenden Walzen herbeigeführt
werden kann.
Es ist beim Walzen, insbesondere beim Kaltwalzen von
Blechen bekannt, daß die Konstanz der Dickenabnahme des Blechs (sogenannte Reduktion) bzw. die Stichabnahme ti
besonders in Querrichtung - von hervorragender Wichtigkeit
ist, um Wellungen zu vermeiden, die im Blech auftreten,
wenn eine solche Reduktion nicht konstant ist.
Eine sehr genaue Regelung und Steuerung ist notwendig, um
diese Konstanz in der Reduktion sicherzustellen, so daß sehr kleine Veränderungen von einer Stelle zur anderen
auf dem Blech berücksichtigt werden können; beispielsweise eine Veränderung von einigen Hundertstel Millimeter in
3Q der Walzenballigkeit mag unbedeutend erscheinen; in Praxis
jedoch hat dies einen Einfluß auf die Flachheitscharakteristiken des Blechs.
Die Flachheit des gewalzten Bleches hängt ab von einer
gegebenen Anzahl von Walzparametern, wie beispielsweise
der Blechdicke und Breite, dem Reduktionskoeffizienten,
der Kraft, der Spannung etc., von denen einige wiederum wenigstens in gewissem Ausmaß durch das Profil des wal-
. ; - ■ ■ ι
zenden Körpers und damit von der Walzballigkeit beeinflußt
werden.
Selbst während des Kaltwalzens neigen die Walzen dazu, sich in gewissem Maße aufzuheizen; diese Temperaturerhöhung kann
sehr wohl längs des Walzenkörpers aufgrund der örtlichen Unterschiedlichkeiten in den Walzparametern variieren.
Eine Lösung, wie man das Walzprofil regeln kann, besteht darin, für eine differentielle Kühlung längs des Walzenkörpers
zu sorgen, so daß die Temperaturdiferenzen zwischen einer Zone und der anderen zu einer Änderung in der
thermischen Expansion und damit im Walzprofil oder der Balligkeit führen, um den gewünschten Wert zu erreichen.
Wichtig ist, daß in diesen Fällen Veränderungen im Profil von einigen hundertstel Millimetern gewöhnlich ausreichend
sind.
Bisher ist man davon ausgegangen, daß das Sprühen von
Wasser über eine ausreichend große Anzahl von Strahlen,
die den Körper abdecken, ausreichend ist, um allen Düsenbedürfnissen
gerecht zu werden.
Nach dieser üblichen Lösung erreicht man das Kühlen längs des Körpers der Walze durch an jedem Strahl einstellbare
Ventile, so daß eine Steuerung möglich wird, die, wenn auch schrittweise, doch ziemlich kontinuierlich abläuft.
Es hat sich jedoch herausgestellt, insbesondere bei den neuen hochfesten Stählen, daß das bisher verwendete
System an einer Anziahl innewohnender Schwierigkeiten leidet.
Die wichtigste dieser Schwierigkeiten ist in der Tatsache zu sehen, daß die Wärmeaustauschkoeffizienten der Sprühstrahlkühlung
(ausgedrückt in abgeführten Kilokalorien 3g pro Volumeneinheit der Kühlflüssigkeit pro Stunde und 0C)
sowie auch die Kühlleistung (ausgedrückt in Kilokalorien, die pro Volumeneinheit verbrauchter Flüssigkeit abgeführt
werden) ganz klar nicht zufriedenstellend sind, insbe-
i-
sondere aufgrund der kurzen Kontaktzeit zwischen dem Kühlmedium
und dem zu kühlenden Körper.
Hieraus folgt, daß, um den gewünschten Kühleffekt zu erreichen, große Flüssigkeitsvolumina verwendet werden
müssen, um die gewünschte Regelung des Temperaturbereichs der Walzen sieherzustellen.
Ein weiterer Nachteil bezieht sich auf die Einrichtungen, die verwendet werden, um die Kühlflüssigkeit zu liefern:
Sprühdüsen und elektrisch geregelte Ventile sind relativ einfache Einrichtungen, sind aber auch ziemlich kompliziert.
Es passiert oft, daß verschiedene dieser Einrichtungen sich zusetzen und so zu fehlender Kühlung und
Schmierung in gegebenen Teilen des Walzenkörpers führen; dies wiederum führt zur Bildung von sogenannten "Wärmekratzern",
d. h. mehr oder weniger starken Markierungen auf dem Blech; kann aber auch zur Gefahr eines Reißens des
Bandes oder Streifens, insbesondere beim Hochgeschwindigkeitswalzen, führen.
Ein weiterer Nachteil ist in der Diskontinuität in der Regelung der Kühlflüssigkeits-Strömungsdurchsätze zu
sehen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der Steuerbereich
einer Sprühdüse ziemlich begrenzt ist:
Ist der Strömungsdurchsatz bzw. die Strömungsgeschwindigkeit zu niedrig, so erzeugt die Düse keinen Sprühkegel,
ist sie zu hoch, so ist der Sprühkegel zu breit, die Tröpfchen sind zu klein. Es ist daher notwendig, die
Anzahl der Düsen erheblich zu erhöhen und deren Größe zu vermindern, wodurch die Gefahr, daß einige von ihnen
blockieren, enorm gesteigert wird.
Bei Düsen ist es auf alle Fälle klar, daß es nur möglich
ist, eine stufenweise Steuerung der gelieferten Gesamtströmung
herbeizuführen.
Erfindungsgemäß sollen diese Schwierigkeiten durch eine
Vorrichtung überwunden werden, die die Kühlflüssigkeit sicher an verschiedene Zonen des Walzenkörpers liefert,
wobei die Flüssigkeit jeder Zone als kontinuierlicher dünner Strahl niedriger Turbulenz zugeführt wird.
Durch die Erfindung soll es auch möglich sein, eine kontinuierliche
Steuerung der Menge an jeder Zone gelieferter Kühlflüssigkeit zu ermöglichen.
10
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung, die in der Lage ist, einen kontinuierlichen dünnen Strahl an
Kühlflüssigkeit längs des gesamten Walzenkörpers zu liefern, wobei dieser Strahl idealerweise aus einer großen
Anzahl von Zonen besteht, in deren jeder die Strömungsgeschwindigkeit oder Strömungsrate des Strahls auf Werte
gesteuert werden können, die unterschiedlich zu denen der benachbarten Zonen sind.
°ie Vorrichtung nach der Erfindung besteht im wesentlichen
aus einem langen, hohl ausgebildeten Verteiler, der vor dem Walzenkörper positioniert ist, wobei seine Hauptachse
parallel zu der der Walze liegt; der Verteiler ist innen in einer Anzahl kleinerer Kammer durch kontinuierliche
Teiler unterteilt, welche an den Wandungen hiervon und parallel zu seiner Hauptachse befestigt sind.
Erfindungsgemäß wird also eine Vorrichtung, ausgestattet
mit einem Verteiler, vorgeschlagen, der in der Lage ist, einen dünnen, kontinuierlichen Niedrigturbulenzstrahl von
Kühlfluid längs einer Erzeugenden der Walzenoberflache zu liefern. Der Verteiler ist in Querrichtung in eine Anzahl
von Kammern unterteilt, jede ist mit Mitteln ausgestattet, die es ermöglichen, daß eine gegebene Wassermenge in die
gg Kammer eintritt, wobei diese Menge nach Wunsch über einen
breiten Bereich variabel ist.
Indem man die in jede Kammer zugelassene Wassermenge und
damit die hieraus austretende Strömung steuert, läßt sich die Größe der Kühlung längs des Walzenkörpers variieren,
wodurch deren Balligkeit variiert und hierdurch wiederum die Flachheit des Blechs beeinflußt wird.
Jede dieser erwähnten Kammern besitzt wenigstens eine
Öffnung, deren Größe variiert werden kann, um Kühlflüssigkeit
zur Kammer aus einer Sammelleitung zuzuführen; sie verfügt auch über obere und untere Wandungen, die gegen
den Walzenkörper konvergieren und unter einem kurzen
Abstand hiervon enden, wobei diese Wandungen zwischen sich einen dünnen, regelmäßig ausgebildeten Schlitz an
ihrem dem Walzenkörper gegenüberliegenden Ende und parallel hierzu bilden. Diese oberen und unteren Walzen
jeder Kammer sind kontinuierlich zu den entsprechenden Wandungen benachbarten Kammern ausgebildet, so daß dieser
dünne Schlitz sich kontinuierlich längs der gesamten Breite des Walzenkörpers erstreckt.
Die Öffnungen verstellbarer Größe in jeder Kammer werden dadurch erhalten, daß man einer festen Wandung dieser
Kammer, die über wenigstens einen Schlitz verfügt, ein bewegliches Element überlagert, in welchem ebenfalls ein
Schlitz sich befindet, dieses bewegliche Element wird kontinuierlich zwischen den Extremwerten eines vorbestimmten
Bereichs bewegt, so daß die erstgenannten und die letztgenannten Schlitze mehr oder weniger gegebenenfalls
überlagert werden können.
Das bewegliche Element bildet Teil der Sammelleitung, welche das Kühlfluid an die Kammern des Verteilers
liefert; diese Sammelleitung ist vorzugsweise sämtlichen Kammern des Verteilers gemeinsam; es ist nur ein bewegliches
Element vorhanden, welches sich über die gesamte Länge des Verteilers erstreckt.
In jeder der Kammern liegen die Schlitze in· der festen Wandung und die im beweglichen Element parallel zueinander,
ihre Größe und Lage - quer zur Wandung - kann jedoch variabel und von Kammer zu Kammer unterschiedlich sein.
Beispielsweise Ausführungsformen sollen nun mit Bezug auf
die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Diese zeigen in
Fig. 1 eine aufgeschnittene isometrische Darstellung von Sammelleitung und Verteiler;
Fig. 2 eine isometrische Darstellung des bewegliehen
Elements;
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung, von
der Schlitzseite in extremer Einstellung hier gesehen, zusammen mit einem Diagramm,
das die Zumessung der Austritts
werte für jede Kammer angibt;
Fig. 4 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung, von der Schlitzseite gesehen, in der
entgegengesetzt extremen Stellung wie
Fig. 3 zusammen mit einem Diagramm, das die Austrittszumessung jeder Kammer angibt;
Q0 Fig. 5 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung,
von der Schlitzseite aus in einer Zwischenstellung gesehen, zusammen mit einem
Diagramm, das die Zumessung des Austrags zu jeder Kammer angibt.
Nach Fig. 1 ist der Verteiler 1 an beiden Enden durch
Wandungen 3 und 4 geschlossen und auch durch Wandungen 5 und 6 sowie die Wandung 7' der Sammelleitung 7 begrenzt,
die gegen den Innenteil des Verteilers liegt, der innen
in eine Reihe von Kammern mittels Teilers 2 unterteilt ist die einstückig mit den Wandungen 5, 6 und 71 ausgebildet
sind. In jeder Kammer verfügt die Wandung 71 über
Schlitze 8, die nach dieser Ausführungsform sämtlich
identisch parallel und in Reihe zueinander angeordnet sind. Die Wandungen 5 und 6 gehen von der Sammelleitung 7
mit einer konvergenten Gestalt oder Konfiguration ab,
enden jedoch kurz bevor sie aufeinandertreffen und belassen
eine schmalen Schlitz, der über die gesamte Länge des Teilers sich erstreckt und aus der Gesamtsumme von
Einzelschlitzen oder Spalten 9 - einer pro Kammer gebildet
ist, die in Querrichtung durch Teiler 2 und Wandungen 3 und 4 begrenzt sind.
Fig. 2 zeigt das bewegliche Element 10, welches in die Sammelleitung 7 eingeführt ist. Das bewegliche Element 10
besteht aus einem an einem Ende 11 offenen Rohr zum Einführen des Kühlmittels, und ist am anderen Ende geschlossen.
Das Rohr verfügt vorzugsweise über eine Reihe von Vorsprüngen 12 in Form von Ringen, die aus der Oberfläche
des Rohres 10 vorstehen und integral mit dieser ausgebildet sind oder fest hiermit verbunden sind; diese Vorsprünge
- einer für jede Kammer - sind so ausgelegt, daß ein leckdichter Sitz mit der Innenfläche der Sammelleitung
7 gegeben ist und daß diese komplett mit Schlitzen sind oder diese komplettieren, die zu den Schlitzen 8 im
Teil 7' der Sammelleitung 7 passen. Gegenüber einer Indexlinie A-A1 sind die erstgenannten von unterschiedlicher
Länge und Lage.
Nach der in Frage stehenden Ausführungsform befinden sich
die Schlitze 13 sämtlich auf einer Seite der Markierungslinie oder Indexlinie; die Schlitze 15 auf der gegenüberliegenden
Seite; während die Schlitze sich zu beiden Seiten der Markierungslinie über den gesamten von
den Schlitzen 13 und 15 eingenommenen Bogen erstrecken.
7*-/O
In den Fig. 3, 4 und 5 sind die gestrichelt eingezeigten Teile die offenen Wege, welche die Innenseite
der Kammern in Verbindung mit der Innenseite der Liefersammelleitung 7 durch das bewegliche
Element 10 setzen, wenn die Schlitze 8 ausgerichtet zu den Schlitzen in den Vorsprüngen 12 sind.
Nach der in Fig. 3 dargestellten Situation sind sämtliche Schlitze 8 der Zonen (oder Kammern) 16,
17, 19 und 20 vollständig ausgerichtet auf die Schlitze (in gestrichelten Linien dargestellt) des
beweglichen Elementes 10, wärend in der Zone 18 nur einer der Schlitze 8 in ähnlicher Weise ausgerichtet
ist. Dies führt zu einer zonenweisen Zumessung des jeweiligen spezifischen Austritts, dargestellt
im histogramm-ähnlichen Diagramm, nämlich mit maximalen Strömungen an den Enden der Vorrich-
s tung und einem Minimum in der Mitte.
Indem man das bewegliche Element 10 in die andere Extremstellung
innerhalb der Sammelleitung 7 verdreht, wird die entgegengesetzte Situation erreicht; diese ist in Fig.
dargestellt, wo gerade die Schlitze der Mittelzonen 17, und 19 völlig ausgerichtet auf die entsprechenden
Schlitze im beweglichen Element 10 sind, während in den Endzonen 16 und 20 nur ein Schlitz 8 in ähnlicher Weise
ausgrichtet ist. In diesem Fall tritt die maximale Strömung in der Mitte der Vorrichtung, eine minimale an
den Enden, wie im Diagramm deutlich wird, auf.
30
In der Situation, die genau zwischen den beiden bisher
beschriebenen Stellungen liegt, dargstellt in Fig, 5, ist die Summe der insgesamt offenen Wege die gleiche für
sämtliche Kammern 16 bis 20, so liefert jede die gleiche Menge an Kühlfluid.
Natürlich gibt es kontinuierlich unterschiediche
Stellungen zwischen den beiden in Fig. 3 und 4 dargestellten
Extremen, was eine konstante Veränderung in den Strömungdurchsätzen oder -geschwindigkeiten ermöglicht.
5
Wie ohne weiteres klar wird, ist bei der dargestellten Ausführungsform die Gestalt und Lage der Schlitze im
beweglichen Element an den Kammern 17 und 19, derart, daß für jede Winkelstellung zwischen den dargestellten
Extremwerten diese Kämmen 17 und 19 immer die gleiche Menge Kühlfluid liefern.
Es ist natürlich möglich, die Anzahl, Gestalt und Lage
der Schlitze Kammer um Kammer zu verändern, so daß die Verteilung der Strömungsdurchsätze für jede Kammer und
für jede Winkelstellung des beweglichen Elementes 10
nach Wunsch verändert werden.
Claims (3)
1. Vorrichtung zum Regeln der Balligkeit von Walzwerkwalzen, durch welche Kühlfluid auf den Körper jeder
in Frage kommenden Walze geliefert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aus einem länglichen
hohl ausgebildeten Verteileraggregat besteht, dessen Hauptachse parallel zum Walzenkörper liegt und
innen in verschiedene miteinander nicht in Verbindung
stehende Kammern durch Teiler unterbrochen ist, die
TVRnnn München Z POB 26 02 47
Kabel:
Telefon
Telecopier Infotec 6400 B Telex
GII+ III (089)2296 43 5-24
integral mit den Wandungen dieses Hohlkörpers sind, wobei diese Teiler quer zur Hauptrichtung des Verteilers
angeordnet sind; daß jede dieser Kammern mit einer Anzahl von verstellbar bemessenen Öffnungen auf
einer der Wandungen für das Einströmen von Kühlfluid aus einer Sammelleitung versehen ist, während der Verteiler
selbst durch obere und untere Wandungen vervollständigt ist, die gegen den Walzenkörper konvergieren
und ein kurzes Stück hiervon als schmaler, regelmäßig ausgebildeter Schlitz parallel zum Walzenkörper
enden und sich über dessen Gesamtlänge erstrecken.
2. Vorrichung zum Regeln der Balligkeit von Walzwerkwalzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
in jeder dieser Kammern diese verstellbaren Öffnungen dadurch hergestellt sind, daß eine Anzahl von
'"- Schlitzen in einer der Wandungen des allen Kammern
gemeinsamen Verteilers einer Anzahl von Schlitzen in einem beweglichen Element überlagert sind, das so
ausgelegt ist, daß ein leckdichter Sitz gegen eine Wandung des allen Kammern gemeinsamen Verteilers
sichergestellt ist, wobei das bewegliche Element derart ist, daß es kontinuierlich über einen gegebenen
Bereich bewegbar ist, so daß die Größe dieser Öffnungen veränderbar wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für jede dieser Kammern die in einer der Wandungen
OQ des Verteilers ausgebildeten Schlitze sowie die
Schlitze im beweglichen Element parallel zueinander und von variabler Größe und Lage auf der jeweiligen
Wand sind und daß Größe und Lage von Kammer zu Kammer gewünschtenfalls differieren.
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