DE4009770C2

DE4009770C2 - End piece of a cooling device for elongated rolling stock for removing used cooling medium

Info

Publication number: DE4009770C2
Application number: DE4009770A
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dipl Ing Lampe; Hans-Juergen Dipl Ing Grunwald; Niels Dipl Ing Meusel
Original assignee: Schwermaschinenbau Kombinat Ernst Thalmann VEB
Current assignee: SKET WALZWERKSTECHNIK GmbH 39120 MAGDEBURG DE
Priority date: 1989-09-07
Filing date: 1990-03-27
Publication date: 1997-01-30
Anticipated expiration: 2010-03-28
Also published as: SE505986C2; IT1240095B; RU1831505C; IT9047894A0; DD287667A5; UA13465A1; SE9001853L; IT9047894A1; SE9001853D0; DE4009770A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Endstück einer Kühlein richtung für langgestrecktes Walzgut zum Entfernen verbrauchten Kühlmediums. Derartige Kühleinrichtun gen kommen in Feinstahl- und Drahtwalzwerken zur Anwendung.The invention relates to an end piece of a cooler Direction for elongated rolling stock to be removed used cooling medium. Such cooling devices are used in fine steel and wire rolling mills Application.

In Feinstahl- und Drahtwalzwerken wird im Anschluß an den Walzprozeß und zunehmend auch zwischen ein zelnen Walzstichen die Walzgutoberfläche forciert ge kühlt, um durch eine gezielte Temperaturführung unter Ausnutzung der Walzhitze optimale Eigenschaften im Walzgut für die weitere Umformung bzw. den späteren Verwendungszweck zu erreichen. Weiterhin ermöglicht eine entsprechende Kühlung die Reduzierung des Se kundärzunderanteiles sowie eine Schonung nachfolgen der Ausrüstungen. Im wesentlichen werden dadurch je doch Wärmebehandlungsvorgänge bei der Weiterver arbeitung eingespart. Die Kühlung des Walzgutes er folgt in Kühlstrecken, die sich gewöhnlich aus einer An zahl von Kühlrohren oder -rinnen zusammensetzen. Um die Abkühlung reproduzierbar einem bestimmten An wendungszweck entsprechend gestalten zu können, ist es notwendig, eine undefinierte Abkühlung außerhalb der speziellen Kühlrohre oder -rinnen durch aus diesen austretendes und in andere Anlagenteile gelangendes Kühlmittel zu unterbinden, wodurch außerdem der stö rungsfreie Durchlauf des Walzgutes, insbesondere der Stabanfänge, behindert würde.In fine steel and wire rolling mills, the following to the rolling process and increasingly also between one individual rolling passes the surface of the rolling stock is forced cools to under through a targeted temperature control Utilization of the rolling heat optimal properties in Rolled stock for further forming or later To achieve the intended purpose. Furthermore allows appropriate cooling reducing the Se follow-up scale and a protection of the equipments. In essence, this will ever but heat treatment processes in further processing labor saved. The cooling of the rolling stock follows in cooling sections, which usually consist of one type Assemble the number of cooling pipes or channels. Around the cooling reproducible to a certain type To be able to design the application accordingly there is an undefined cooling outside through the special cooling pipes or channels escaping and reaching other parts of the system To prevent coolant, which also causes the interference smooth passage of the rolling stock, especially the Staff beginnings would be hindered.

Zu diesem Zweck werden beispielsweise Kühlrohre eingesetzt, in denen von beiden Enden her zwei Kühl mittelteilströme zur Mitte gerichtet sind und dort ge meinsam abfließen. Solche Kühlrohre sind aus der Pa tentschrift DD-WP 92 216 bekannt. Nachteilig bei die sem Prinzip ist die starke Bremswirkung des entgegen der Walzrichtung fließenden Kühlmittelstromes auf das Walzgut, die insbesondere bei kleinen Walzgutabmes sungen, gerippter Walzgutoberfläche und den in moder nen Walzwerken üblichen hohen Endwalzgeschwindig keiten von teilweise über 100 m/s eine häufige Havarie ursache wäre.For this purpose, for example, cooling pipes used, in which two cooling from both ends partial flows are directed towards the middle and there drain together. Such cooling pipes are from Pa DD-WP 92 216 known. A disadvantage of that principle is the strong braking effect of the opposite the rolling direction flowing coolant flow on the Rolling stock, particularly in the case of small rolling stock dimensions sung, ribbed rolling stock surface and in moder high rolling speed usual for rolling mills speeds of sometimes over 100 m / s a common accident the cause would be.

Austrittsseitig an Kühlrohren und -rinnen vorgesehe ne Diffusoren zur Aufweitung des Kühlmittelstrahls können wegen der erforderlichen Baulänge und der Notwendigkeit der Walzgutführung nicht optimal für ihre Aufgabe ausgelegt werden. Besondere, den Kühl rohren oder -rinnen nachgeordnete oder in diese aus laufseitig integrierte Abstreifdüsen haben die Aufgabe, den das Walzgut begleitenden Kühlmittelstrahl durch entgegen oder mehr oder weniger quer gerichtete Me dienströme, zum Einsatz kommen dabei sowohl Wasser als auch Luft, aufzuhalten, zu zerstreuen und vom Walz gut abzuscheiden. Derartige Lösungen sind z. B. im SU- UR 2 05 860 enthalten. Diese Abstreifdüsen haben einen zum Teil recht komplizierten Aufbau und benötigen ei ne relativ große Menge an unter hohem Druck zuge führten Abstreifmedien. Beschrieben sind solche Düsen im SU-UR 2 69 183 und in DD-WP 2 53 581.Provide on the outlet side on cooling pipes and channels ne diffusers for expanding the coolant jet can because of the required length and The need for the rolling stock is not optimal for their job be interpreted. Special, the cool pipes or gutters downstream or into them Scraper nozzles integrated on the running side have the task of through the coolant jet accompanying the rolling stock opposite or more or less transverse Me service flows, both water and water are used as well as air to stop, disperse and roll to separate well. Such solutions are e.g. B. in SU- UR 2 05 860 included. These scraper nozzles have one sometimes quite complicated structure and require egg ne relatively large amount of under high pressure led stripping media. Such nozzles are described in SU-UR 2 69 183 and in DD-WP 2 53 581.

Mit einer geringen Menge Abstreifmedium kommen Abstreifdüsen aus, die den nach Durchlaufen von Ab streifrinnen gemäß DD-WP 2 53 581 noch am Walzgut befindlichen Reststrom von Kühlmittel zurückhalten sollen, wobei sie auch durch nach dem Injektorprinzip arbeitende Absaugdüsen, die jedoch ebenfalls ein unter Druck zugeführtes Betriebsmedium benötigen, ersetzt werden können. Der Nachteil der erwähnten Abstreif rinnen, die aus einer abwechselnden Folge von relativ engen, mit Einführtrichtern und Auslaufsdiffusoren ver sehenen Führungszylindern und stufenförmig erweiter ten Abflußkammern zur Auflösung und Ableitung des Kühlmittelstromes bestehen, liegt in der fertigungstech nisch aufwendigen Gestaltung, der relativ großen Bau länge und der nicht vollständigen Zurückhaltung des Kühlmediums, so daß zusätzlich noch die erwähnten Abstreif- bzw. Absaugdüsen notwendig sind.Come with a small amount of stripping medium Scraper nozzles, which after passing Ab Gutter channels according to DD-WP 2 53 581 still on the rolling stock Retain any residual coolant flow are said to be by the injector principle working suction nozzles, but also an under Requires pressure supplied operating medium, replaced can be. The disadvantage of the stripping mentioned gutters that come from an alternating sequence of relative narrow, with insertion funnels and outlet diffusers see guide cylinders and gradually expand ten drainage chambers for dissolving and draining the Coolant flow exist in the manufacturing tech nically complex design, the relatively large building length and the incomplete reluctance of the Cooling medium, so that in addition the mentioned Scraper or suction nozzles are necessary.

Eine im SU-UR 2 05 860 beschriebene Lösung, wo nach der Kühlmittelstrom durch ein gekrümmtes Kühl rohrendstück, welches eine in der Walzlinie liegende Walzgutdurchtrittsöffnung besitzt, aus der Längsachse ausgelenkt wird, erreicht nur eine unzureichende Tren nung des Kühlmittels vom Walzgut.A solution described in SU-UR 2 05 860 where after the coolant flow through a curved cooling pipe end piece, which is a lying in the rolling line Has rolling stock passage opening, from the longitudinal axis is deflected, reaches an insufficient door coolant from the rolling stock.

Ein Versuch, ohne zusätzliche Medienzuführung aus zukommen, ist bekannt durch die DE-AS 23 15 482. Da nach wird ein Teil des Kühlmittels nach Umlenkung schräg gegen den aus dem Kühlrohr austretenden Kühl mittelstrom gelenkt, um diesen vom Walzgut wegzu drücken. Die Druckverhältnisse beider Ströme schrän ken jedoch die Wirkung dieser Variante stark ein. Auch die bekannte Anordnung mehrerer Walzgutführungs buchsen hintereinander mit Zwischenräumen löst den Kühlmittelstrahl nur unzureichend auf.An attempt without additional media feed to come, is known from DE-AS 23 15 482. Da after part of the coolant becomes after redirection obliquely against the cooling emerging from the cooling pipe medium flow to steer it away from the rolling stock to press. The pressure ratios of both streams restrict However, the effect of this variant is very limited. Also the known arrangement of several rolling stock guides sockets in a row with gaps solves the Insufficient coolant jet.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Aufwand für die Ausrüstungen und den Energiebedarf beim Betreiben von Kühlstrecken in Feinstahl- und Drahtwalzenanla gen zu senken. Die Kühlstrecke soll störungsfrei arbei ten.The object of the invention is to reduce the effort for Equipment and the energy requirement when operating of cooling sections in fine steel and wire roll plants gen lower. The cooling section should work trouble-free ten.

Dabei soll ein Endstück einer Kühleinrichtung für langgestrecktes Walzgut zum Entfernen verbrauchten Kühlmediums geschaffen werden, das die Funktions mängel bekannter Kühleinrichtungen, die durch unzu reichendes Abstreifen verbrauchten Kühlmediums ent stehen, beseitigt. Der das Endstück verlassende Strom des Kühlmediums soll dabei so beeinflußt werden, daß nur ein äußerst geringer Anteil des Kühlmediums zu sammen mit dem Walzgut in die nachfolgende Ausrü stung gelangt und der überwiegende Teil vom Walzgut abgetrennt wird. Die Abtrennung soll ohne energetisch aufwendige Zuführung eines Abstreifmediums erfolgen.An end piece of a cooling device for Elongated rolling stock used for removal Cooling medium are created that the functional Defects of known cooling devices, which are caused by excessive sufficient stripping of used cooling medium stand, eliminated. The stream leaving the tail the cooling medium should be influenced so that only an extremely small proportion of the cooling medium together with the rolling stock in the following equipment and the majority of the rolling stock is separated. The separation should be without energetic complicated feeding of a stripping medium.

Erfindungsgemäß wird ein derartiges Endstück ge schaffen, das sich dadurch auszeichnet, daß der Walz gutführungskanal vor der trichterförmigen Erweiterung durch mindestens einen Luftkanal mit dem das Kühlrohr umgebenden Luftraum verbunden ist und der Übergang des Walzgutführungskanals in die trichterförmige Er weiterung im Bereich der Einmündungen der Luftkanä le in den Walzgutführungskanal als stufenartige Erwei terung ausgebildet ist, wobei die Luftkanäle auf einer gemeinsamen Mantellinie des Kühlrohres liegen.According to the invention, such an end piece is used create, which is characterized in that the roller Gutführungkanal before the funnel-shaped extension through at least one air duct with which the cooling pipe surrounding airspace is connected and the transition of the rolling stock guide channel in the funnel-shaped Er extension in the area of the confluence of the air ducts le in the rolling stock channel as a step-like expansion is formed, the air channels on a common surface line of the cooling tube lie.

Es hat sich gezeigt, daß, wenn die Mittelachsen der Luftkanäle die Mittelachse des Walzgutführungskanals schneiden, die besten Abstreifergebnisse erzielt werden.It has been shown that when the central axes of the Air channels the central axis of the rolling stock guide channel cut, the best stripping results are achieved.

Zur Erfindung gehört, daß die Querschnittsfläche je des Luftkanals 5 bis 30% der Querschnittsfläche des Walzgutführungskanals beträgt. Die Achse der trichter förmigen Erweiterung ist mittig so angeordnet, daß sie die Achse des Walzgutführungskanals in einem spitzen Winkel, der vorteilhafter Weise halb so groß ist wie der Erfweiterungswinkel der trichterförmigen Erweiterung, schneidet.The invention includes that the cross-sectional area depending of the air duct 5 to 30% of the cross-sectional area of the Rolling stock guide channel is. The axis of the funnel shaped extension is arranged in the middle so that it the axis of the rolling stock guide channel in a pointed Angle, which is advantageously half as large as that Angle of expansion of the funnel-shaped extension, cuts.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispie les und zweier Figuren erläutert werden. Es zeigtThe invention is based on an exemplary embodiment les and two figures are explained. It shows

Fig. 1 das Endstück im Schnitt entlang der Längsach se des Kühlrohres, Fig. 1, the end in section along the Längsach se of the cooling tube,

Fig. 2 eine Ansicht aus der Richtung A auf die Aus trittsseite des Endstückes. Fig. 2 is a view from the direction A on the exit side of the end piece.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel umschließt ein Kühlrohr 1 einen Walzgutführungskanal 2, der auslauf seitig in eine trichterförmige Erweiterung 3 derart mün det, daß die Kegelachse der trichterförmigen Erweite rung 3 die Achse des Walzgutführungskanals 2 in einem spitzen Winkel α schneidet, welcher genau halb so groß ist wie der nach dem Diffusorkriterium ausgewählte und 12° betragende Erweitungswinkel β der trichterförmi gen Erweiterung 3. Die Länge a der trichterförmigen Erweiterung 3 ist 2,5mal so groß wie die lichte Weite b des Walzgutführungskanals 2. Direkt vor dem Beginn der trichterförmigen Erweiterung 3 mündet ein Luftka nal 4 in den Walzgutführungskanal 2, welcher durch diesen Luftkanal 4 mit dem das Kühlrohr 1 umgebenden luftgefüllten Raum in Verbindung steht. Der Luftkanal 4 hat die Form eines Zylinders, dessen Achse die Achse des Walzgutführungskanals 2 unter einem Winkel von 90° schneidet. Die Querschnittsfläche des Luftkanals 4 beträgt 16% der Querschnittsfläche des Walzgutfüh rungskanals 2. Der Eintrittsquerschnitt der trichterför migen Erweiterung 3 ist größer als der Querschnitt des Walzgutführungskanals 2 und an der der Mündung des Luftkanals in den Walzgutführungskanal 2 gegenüber liegenden Wand des Walzgutführungskanals 2 bündig mit dieser Wand angeordnet. Beiderseits von dieser bündigen Anschlußstelle der trichterförmigen Erweite rung 3 an den Walzgutführungskanal 2 ausgehend, ist der Übergang des Walzgutführungskanals 2 in die trich terförmige Erweiterung 3 am Umfang entlang stufen förmig mit zunehmender Stufengröße, die ihr Maximum in der Ebene der Einmündung des Luftkanals 4 in den Walzgutführungskanal 2 hat, ausgebildet.In the illustrated embodiment, a cooling tube 1 encloses a rolling stock guide channel 2 , the outlet side in a funnel-shaped extension 3 mün det that the cone axis of the funnel-shaped expansion tion 3 intersects the axis of the rolling stock guide channel 2 at an acute angle α, which is exactly half the size of the 12 ° widening angle β of the funnel-shaped extension 3 selected according to the diffuser criterion. The length a of the funnel-shaped extension 3 is 2.5 times as large as the inside width b of the rolling stock guide channel 2 . Immediately before the start of the funnel-shaped extension 3 a Luftka opens nal 4 in the Walzgutführungskanal 2, which with the cooling pipe is through this air channel 4 1 surrounding air-filled space in communication. The air channel 4 has the shape of a cylinder, the axis of which intersects the axis of the rolling stock guide channel 2 at an angle of 90 °. The cross-sectional area of the air duct 4 is 16% of the cross-sectional area of the rolling material duct 2 . The inlet cross-section of the funnel-shaped extension 3 is larger than the cross-section of the rolling stock guide channel 2 and at the mouth of the air channel in the rolling stock guide channel 2 opposite wall of the rolling stock guide channel 2 is arranged flush with this wall. On both sides of this flush junction of the funnel-shaped expansion 3 starting from the rolling stock guide channel 2 , the transition of the rolling stock guide channel 2 into the funnel-shaped extension 3 along the circumference is step-shaped with increasing step size, which reaches its maximum in the plane of the mouth of the air channel 4 in the Has rolling stock guide channel 2 formed.

Der parallel und richtungsgleich zum Walzgut 5 den Walzgutführungskanal 2 des Kühlrohres 1 durchfließen de Strom des Kühlmediums W saugt durch den Luftka nal 4 aus der Umgebung des Kühlrohres 1 unter atmo sphärischem Druck stehende Luft L in den Walzgutfüh rungskanal 2, welche, bevor sie sich mit dem Kühlmedi um W vermischen kann, in den Bereich des stufenförmi gen Übergangs des Walzgutführungskanals 2 in die trichterförmige Erweiterung 3 gelangt und infolge der Strömungsablösung an dem stufenförmigen Übergang des Walzgutführungskanals 2 in die trichterförmige Er weiterung 3 in der trichterförmigen Erweiterung 3 einen erhöhten lokalen Strömungswiderstand bildet. Dieser erhöhte lokale Strömungswiderstand bewirkt ein Ab lenken des die trichterförmige Erweiterung 3 passieren den Stromes des Kühlmediums W in eine der Mündung des Luftkanals 4 in den Walzgutführungskanal 2 gegen überliegende Richtung. Der abgelenkte, aus der trich terförmigen Erweiterung 3 austretende Strahl des Kühl mediums W dreht sich fächerartig aus und hat einen annähernd kreissegmentförmigen Querschnitt. Seine re sultierende Richtung weicht so stark von der Walzgut richtung ab, daß zwischen walzgutseitiger Mantelober fläche des Strahls und dem Walzgut ein spitzer Winkel γ eingeschlossen wird, der größer als der Erweiterungs winkel β der trichterförmigen Erweiterung 3 ist. Da durch ist der Strom des Kühlmediums W bereits wenige Zentimeter hinter dem Ende des Kühlrohres nahezu vollständig vom Walzgut 5 abgetrennt.The parallel and directional to the rolling stock 5 through the rolling stock guide channel 2 of the cooling tube 1 de current of the cooling medium W sucks through the air channel 4 from the vicinity of the cooling tube 1 under atmospheric pressure air L into the rolling stock channel 2 , which, before dealing with in the area of the stufenförmi gene junction can mix the cooling medium to W, the Walzgutführungskanals 2 enters the funnel-shaped extension 3 and funnel-shaped due to the flow separation at the step-shaped transition of the Walzgutführungskanals 2 in the He furtherance forms in the funnel-shaped extension 3 is an increased local flow resistance 3 . This increased local flow resistance causes a deflection of the funnel-shaped extension 3 pass the flow of the cooling medium W into one of the mouth of the air duct 4 in the rolling stock duct 2 opposite direction. The deflected, emerging from the funnel-shaped extension 3 beam of the cooling medium W turns out fan-like and has an approximately circular segment-shaped cross section. Its resultant direction deviates so much from the rolling direction that an acute angle γ is included between the surface of the rolling surface on the rolling surface and the rolling stock, which angle is greater than the extension angle β of the funnel-shaped extension 3 . Since the flow of the cooling medium W is almost completely separated from the rolling stock 5 just a few centimeters behind the end of the cooling tube.

BezugszeichenlisteReference list

1 - Kühlrohr
2 - Walzgutführungskanal
3 - trichterförmige Erweiterung
4 - Luftkanal
5 - Walzgut
W - Kühlmedium
L - Luft 1 - cooling pipe
2 - Roll guide channel
3 - funnel-shaped extension
4 - air duct
5 - rolling stock
W - cooling medium
L - air

Claims

1. End piece of a cooling device for elongated rolling stock for removing used cooling medium, the liquid cooling medium being fed under pressure and flowing in the same direction with the rolling stock through the cooling device and the rolling stock guide channel of the end piece is seen ver with a funnel-shaped extension on the outlet side, characterized in that the rolling material guide channel ( 2 ) in front of the funnel-shaped extension ( 3 ) is connected by at least one air channel ( 4 ) with the air space surrounding the cooling tube ( 1 ) and the transition of the rolling material guide channel into the funnel-shaped extension ( 3 ) in the region of the mouths of the Air channels ( 4 ) in the rolling stock guide channel ( 2 ) is designed as a step-like extension, the air channels ( 4 ) lying on a common surface line of the cooling tube.

2. End piece according to claim 1, characterized in that the central axes of the air channels ( 4 ) intersect the central axis of the rolling stock guide channel ( 2 ).

3. End piece according to claims 1 and 2, characterized in that the cross-sectional area of each air channel ( 4 ) is 5 to 30% of the cross-sectional area of the rolling stock guide channel ( 2 ).

4. End piece according to claim 1, characterized in that the axis of the funnel-shaped extension He ( 3 ) intersects the axis of the Walzgutführungska channel at an acute angle (α).

5. End piece according to claims 1 and 4, characterized in that of the axes of the funnel-shaped extension ( 3 ) and the Walzgutfüh approximately channel ( 2 ) included acute angle (α) is half as large as the expansion angle (β) of the funnel-shaped Extension ( 3 ).