DE3633423A1

DE3633423A1 - Waermeaustauschteil fuer ein druckkuehlrohr

Info

Publication number: DE3633423A1
Application number: DE19863633423
Authority: DE
Inventors: Franz Dipl Ing Tamm; Bernhard Dipl Ing Hoericke; Hartmut Dipl Ing Blank; Hartmut Dr Richter
Original assignee: FLORIN STAHL WALZWERK
Current assignee: HENNIGSDORFER STAHL ENGINEERING GMBH, O-1422 HENNI
Priority date: 1985-12-11
Filing date: 1986-10-01
Publication date: 1987-09-17
Also published as: CH672178A5; DD244298A1; IT8622614A0; DE3633423C2; DD244298B1; IT1213397B

Description

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 rechteckigem oder annähernd rechteckigem Querschnitt verstanden, wobei die Breite mindestens der doppelten Höhe des Walzprofils entspricht.

Solche Kühlrohre können auch außerhalb von Walzstraßen z. B. in separaten Wärmebehandlungsanlagen zur definierten Abkühlung von Flachmaterial eingesetzt werden.

Das Kühlen von Flachmaterial erfolgt in bekannter Weise durch Aufspritzen eines Kühlmittels mittels Sprühdüsen auf das Flachmaterial.

Aus der DE-OS 25 43 750 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 doppelwandigem 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.

Mit der Sprühkühlung sind außerdem nur relativ geringe Kühlintensitäten erreichbar, so daß sie an modernen schnellaufenden, kontinuierlichen Walzstraßen praktisch nicht einsetzbar ist.

Aus der DE-AS 22 35 063 und der DE-OS 24 14 445 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.

Bei der DE-OS 24 14 445 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.

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.

Für die Kühlung von Rundquerschnitten sind mit der DD-PS 1 47 506 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.

Verschiedentlich wurde versucht, mit diesen Kühlrohren auch Flachmaterial zu kühlen.

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.

Derartig unterschiedliche Gefüge- bzw. Festigkeitsstrukturen führen bei der nachfolgenden Verarbeitung des Flachmaterials zu erschwerten Verarbeitungsbedingungen und Qualitätsmängeln und sind deshalb unerwünscht.

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.

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.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurrh 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 = 2 h bis 2 h + 10 mm.

Weiterhin genügen die lichten Breiten der Beziehung B = 1,5 b bis 1,5 b + 15 mm.

Der erfindungsgemäße Wärmeaustauschteil für ein Druckkühlrohr zum Kühlen von Band- oder Flachmaterial soll anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische Ansicht der Einordnung eines Wärmeaustauschteiles in ein Druckkühlrohr

Fig. 2: einen vertikalen Längsschnitt durch das Wärmeaustauschteil

Fig. 3: einen horizontalen Längsschnitt durch das Wärmeaustauschteil

Fig. 4: vertikale Querschnitte des Wärmeaustauschteiles in den Schnittebenen A-A und B-B

Fig. 5a, 5b: vertikale Querschnitte des Wärmeaustauschteiles in der Schnittebene B-B mit unterschiedlicher Ausbildung der Randzonen der den Breitseiten gegenüberliegenden Führungselementen.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß ein Druckkühlrohr für 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.

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. Die einzelnen Führungselemente weisen einen parallelen mittleren Teil und zu beiden Stirnseiten sich erweiternde lichte Höhen auf.

Aus Fig. 3 ist erkennbar, daß die lichten Breiten der Führungselemente über die gesamte Länge des Wärmeaustauschteiles einen konstanten Wert aufweisen.

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.

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. 5b die Ränder der Führungselemente bis an die lichten Breiten der Führungselemente abgeschrägt sind.

Claims

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.

2. Wärmeaustauschteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichten Höhen der Führungselemente der Beziehung H = 2 h - 2 h + 10 mm genügen.

3. Wärmeaustauschteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichten Breiten der Beziehung B = 1,5 b bis 1,5 b + 15 mm genügen.