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Dokumentenidentifikation DE2652845C2 10.11.1988
Titel Vorrichtung zum Kühlen der Arbeitswalzen in Warmbandstraßen
Anmelder SMS Schloemann-Siemag AG, 4000 Düsseldorf, DE
Erfinder Vogtmann, Lothar, 5912 Hilchenbach, DE;
Thiel, Hermann, 5900 Siegen, DE
Vertreter Hemmerich, F., 4000 Düsseldorf; Müller, G., Dipl.-Ing.; Große, D., Dipl.-Ing., 5900 Siegen; Pollmeier, F., Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte, 4000 Düsseldorf
DE-Anmeldedatum 20.11.1976
DE-Aktenzeichen 2652845
Offenlegungstag 24.05.1978
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 10.11.1988
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.11.1988
IPC-Hauptklasse B21B 27/10

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen der Arbeitswalzen insbesondere von Quarto-Fertiggerüsten in Warmbandstraßen mit jeweils an einem als Kühlwasserzuführung vorgesehenen, im Querschnitt polygonförmigen, hohlen Sprühbalken angeordneten Reihen von gegen die Arbeitswalzen gerichteten, kühlwassergespeisten Düsen, und mit mindestens auslaufseitig angeordneten, gegen die Walzen gerichteten Abstreifer.

Verbreitet werden aus Rohren gebogene bzw. aus Rohrabschnitten zusammengesetzte Kühlwasserzuführungen benutzt, deren den walzspaltnahen Oberflächenbereichen der Arbeitswalzen zugewendete Seiten mit in einer Reihe angeordneten Düsen ausgestattet sind. Der durch die Zusammenstellung aus Rohrabschnitten gegebene hohe Aufwand wird nach der DE-OS 25 05 324 vermieden, indem zwischen Seitenrahmen angeordnete durchgehende Sprühbalken vorgesehen werden. Mit einer Steigerung der Walzleistung werden jedoch auch verstärkte Kühlleistungen erforderlich. In vielen Fällen ist daher einer Arbeitswalze nicht nur ein mit einer Düsenreihe ausgestatteter Sprühbalken zugeordnet, es sind vielmehr zwei oder, in Extremfällen, bereits drei Sprühbalken vorgesehen, die einander im wesentlichen parallel angeordnet sind, und deren jeder mit einer Reihe von Düsen ausgestattet ist. Derartige getrennte Sprühbalken gestatten zwar in gewissem Ausmaße eine Anpassung an die jeweilige Walzleistung: bei reduzierter Beanspruchung der Arbeitswalzen kann beispielsweise einer der Sprühbalken von der Kühlwasserzufuhr abgetrennt werden, und es ist auch möglich, hierbei unterschiedlichen Breiten des Walzgutes Rechnung zu tragen, indem die Reihen der Düsen der eizelnen Sprühbalken unterschiedlich lang gehalten sind, so daß sich unterschiedliche Wirkungsbreiten der Kühlung ergeben. Derartige Systeme von Sprührohren bzw. Sprühbalken, wie sie beispielsweise in der US-PS 19 84 729 offenbart sind, und bei denen für jede Arbeitswalze beispielsweise vier Sprührohre vorgesehen sind, vermögen zwar gegenüber Einzelrohren bzw. -balken intensiver zu kühlen; ihre Herstellung jedoch erweist sich als außerordentlich aufwendig, da die Rohre bzw. Balken einzeln manuell zu biegen bzw. aus Teilstücken zusammenzuschweißen sind, und da ihre Formen relativ verwickelt sind, um die Rohre im geringen, zur Verfügung stehenden Raum unterbringen zu können.

Als nachteilig erweist es sich weiterhin, daß der ohnehin beschränkte Raum in Richtung auf die Walzebene hin weiterhin durch den jeweiligen Abstreifer und dessen Tragkonstruktion eingeschränkt ist, wie beispielsweise die US-PS 19 94 691 ausweist. Die bekannten, mit Düsen ausgestatteten Sprührohre und -balken erweisen sich weiterhin dadurch als nachteilig, daß sie jeweils einzeln mit Kühlwasserzuführungen zu verbinden sind und sie, sie versteifende Profile sowie die Kühlwasserzuführungen jeweils mit einer Vielzahl von Verbindungsstellen mit der sie aufnehmenden Tragkonstruktion zu verbinden sind.

Als problematisch erweist sich weiterhin die Abstrahlrichtung:

die Kühlwirkung tiefer stehender Rohre wird zumeist verbessert, indem deren Düsen schräg nach oben gerichtet werden. Hierdurch besteht zumindest bei den der unteren Arbeitswalze zugeordneten Sprührohren bzw. -balken die Gefahr eines Wasserstaus unterhalb des das auslaufende Walzgut leitenden und ggf. die Ballenfläche reinigenden Abstreifers, der durch diesen Wasserstau so angehoben zu werden vermag, daß er sich vom Ballen der Arbeitswalze abgeht und in den Weg des Kopfendes eines auslaufenden Bandes zu geraten vermag, so daß die Gefahr langzeitiger Störungen des Walzwerkes sowie der Zerstörung der Sprührohre bzw. -balken besteht. Zwar lassen sich gelegentlich die Sprührichtungen und damit in gewissen Grenzen die Kühlwirkung durch Verdrehen von Sprührohren geänderten Verhältnissen anpassen, aber gelegentlich wünschenswerte weitere Änderungen der Anordnung der Düsen gestalten sich schwierig, da in diesem Falle mindestens eines der Sprührohre bzw. einer der Sprühbalken auszubauen und durch ein entsprechendes anderes Bauteil mit geänderter Düsenbestückung zu ersetzen ist.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine der bezeichneten Gattung entsprechende Kühlvorrichtung zu schaffen, bei hoher Kühlleistung durch eine Vielzahl von Düsen einen einfachen, robusten Aufbau aufweist, die auf relativ einfache Weise Änderungen der Düsenbestückung erlaubt, und die es gestattet, den vorhandenen Raum durch Übernahme weiterer Aufgaben optimal auszunutzen.

Gelöst wird diese Aufgabe, indem die Sprühbalken als freitragende Kastenträger ausgebildet sind, die Tragböcke verbinden und von diesen beidendig abgestützt sind, daß die walzenseitige Flanke der Kastenträger jeweils mit einer Arbeitswalze zugeordneten Reihen von Düsen ausgestattet ist, und daß die Abstreifer sich an den Kastenträgern abstützten. Damit ist es zunächst einmal möglich, auf weitere gesonderte, in den kritischen Raum eingreifende Halte- und Tragkonstruktionen zu verzichten: die Sprühbalken sind jeweils nur beidendig fixiert, und weitere Haltekonstruktion entfallen, da sie nicht nur als prismatische hohle Sprühbalken ausgebildet sind, sondern gleichzeitig als stabile, belastungsfähige Kastenträger ausgeführt sind. Die für derartige Kastenträger erforderliche Höhe bietet ohne weiteres Raum, um mehr als eine Reihe von Düsen vorzusehen, so daß mit jeweils nur einem Sprühbalken vorzugsweise für eine Arbeitswalze eine leistungsfähige Kühlvorrichtung geschaffen wird. Die Ausbildung der Sprühbalken als leistungsfähige Kastenträger erübrigt aber auch weitere, in den kritischen Raumbereich eingreifende Tragkonstruktionen, da die als Kastenträger ausgebildeten Sprühbalken gleichzeitig auch die Abstreifer abzustützen vermögen. Durch das Ersetzen gegebenenfalls mehrerer Sprührohre bzw. -balken jeweils geringer Eigenstabilität durch jeweils einen steifen, stabilen und belastungsfähigen Kastenträger wird nicht nur ein einfacher, robuster und einen nur geringen Herstellungsaufwand bedingender Aufbau geschaffen, der am Gerüstausgang im Bereiche der Walzlinie anstehende Raum ist auch übersichtlich gestaltet und weist relativ wenige Einbauten auf, so daß Kontroll-, Wartungs- und ggf. erforderlich werdende Instandsetzungsarbeiten begünstigt, erleichtert und verbilligt werden. Auch die Zuführungsleitungen lassen sich aus diesem Bereiche zu den jeweils äußeren Seiten der Stützböcke hin verlegen, und bei der Montage der Spritzbalken werden gleichzeitig die erforderlichen Anschlüsse hergestellt. Die Kastenträger sind einfach ausgebildet und läßt sich aus einfachen, ebenen Blechen leicht herstellen, ist an nur wenigen Punkten zu befestigen und kommt mit einer geringeren Anzahl von Wasserzuführungen aus als herkömmliche Anordnungen. Da er gleichzeitig zur Abstützung eines Abstreifers heranziehbar ist, entfallen gesonderte Stützkonstruktionen für diesen.

Als vorteilhaft hat es sich gezeigt, die walzenseitigen Flanken der Kastenträger mit Ausnehmungen auszustatten, die von die Düsen aufweisenden Deckplatten überfangen sind, so daß im Bedarfsfalle sowohl die Düsen leicht austauschbar sind als auch deren Anordnung änderbar sind, indem Düsen in andere Teilungen aufweisenden Deckplatten Verwendung finden.

Mit Vorteil wird der Querschnitt der Kastenträger durch mindestens eine Innenwand in mindestens zwei Teilräume unterteilt, deren jeder mindestens eine Anzahl von Düsen der Reihen speist, wobei die Teilräume jeweils mit Kühlwasserzuführungen ausgestattet sind bzw. ihnen Kühlwasserventile vorgeordnet sind, so daß die jeweils wirksamen der Düsen steuerbar bestimmbar sind. So können längs verlaufende Innenwände die vertikal übereinander angeordneten Reihen der Düsen gegeneinander abteilen, und, gegebenenfalls zusätzlich, können quer verlaufende Innenwände die Reihen der Düsen in Längsrichtung unterteilen und damit die Breite der Kühlzonen der des jeweiligen Walzgutes anpassen.

Als nachahmenswert hat es sich gezeigt, den unteren der Kastenträger vorzugsweise mittig mit einem Pfannenlager für den unteren Abstreifer auszustatten, während der obere Kastenträger vorzugsweise mittig vorteilhaft mit einer Tragpfanne zum Eingriff eines Hakens des oberen Abstreifers ausgestattet ist. Bewährt hat es sich, Düsen aufweisende Deckplatten leicht lösbar und austauschbar mit der sie aufweisenden Flanke des Kastenträgers zu verbinden.

Im einzelnen sind die Merkmale der Erfindung anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit einer dieses darstellenden Zeichnung erläutert.

In der Figur sind abgebrochen die obere Arbeitswalze 1 sowie die untere Arbeitswalze 2 eines schematisiert im Querschnitt gezeigten Quarto-Fertiggerüstes einer Warmbandstraße gezeigt.

In Walzrichtung hinter den Arbeitswalzen 1 und 2 sind Tragböcke 3 und 4 angeordnet, die durch Kastenträger 5 und 6 überbrückt sind. Diese Kastenträger sind aus im wesentlichen ebenen Flächen trapez- bzw. rechteckförmig mit geschlossener Wandung zusammengeschweißt, so daß sie als Kühlwasserzufuhr nutzbar sind. Die der Arbeitswalze 2 zugewandte Flanke 7 des Kastenträgers 6 ist mit Reihen von Ausnehmungen ausgestattet, die abgedichtet von einer Deckplatte 8 überfangen werden, die ihrerseits mit horizontalen Reihen 9, 10 und 11 von Düsen ausgestattet ist. Der Kastenträger 6 ist beidendig mit Anschlußrohren 12 ausgestattet, deren jeweils freies Ende in einen Anschlußflansch 13 endet, der mit der Kühlwasserzuleitung verbunden wird.

Die Deckplatte des Kastenträgers 6 ist mittig mit einem Pfannenlager 14 ausgestattet, welche den Zapfen eines Abstreifers 15 abstützt, der mit seiner auswechselbaren freien Zunge 16 am Umfange der Arbeitswalze 2 unterhalb des Walzspaltes aufliegt. Damit wird der Kastenträger nicht nur zur Speisung der Düsen herangezogen, er stützt auch das hintere Ende des Abstreifers 15 ab, dessen vorderes Ende infolge seines eigenen Gewichtes fest am Umfang der Arbeitswalzen anliegt.

Ein ähnliche Anordnung ist für die obere Arbeitswalze 1 getroffen. Die Tragböcke 3 werden durch einen Kastenträger 5 überbrückt, dessen Flanke 17 mit Durchbrüchen ausgestattet ist und im durchbrochenen Bereich von einer Deckplatte 18 überfangen ist, die mit Reihen 19 von Düsen ausgestattet ist. Der obere Abstreifer 20 ist mit einem Haken 21 ausgestattet, der in eine Pfanne 22 eingreift, die am Boden des Kastenträgers angeordnet ist. Um ein zu weitgehendes Lösen des Abstreifers 20 vom Umfange der Arbeitswalze 1 zu vermeiden, ist der Abstreifer am freien Ende mit einem Druckstück 23 ausgestattet, das sich gegen einen mit der Rückseite des Kastenträgers 5 verbundenen Stößel 24 abstützt. Auch der Kastenträger 5 ist beidseitig mit Anschlußrohren 25 zur Zuführung des Kühlwassers ausgestattet, so daß zur Kühlwasserzuführung und zur Verteilung desselben auf die einzelnen Düsen der volle Querschnitt des Kastenträgers zur Verfügung steht. Durch die Neigung der Flanke 17 wird erreicht, daß die Düsen nach unten in Richtung auf den Walzspalt gegen die Horizontale ausgelenkt sind.

Das Ausführungsbeispiel zeigt deutlich, daß nunmehr fast der gesamte zur Verfügung stehende Raum zur Zuleitung des Kühlwassers nutzbar gemacht wird, und daß weiterhin relativ große Flanken zur Aufnahme der Düsen zur Verfügung stehen. Die Anzahl der Düsen kann damit praktisch frei je nach der zu erzielenden Kühlwirkung gewählt werden. Die Austauschbarkeit der Deckplattten 8 bzw. 18 erlaubt auch jederzeit mit relativ geringen Mitteln eine Anpassung der Kühlwirkung auf andere vorgegebene Verhältnisse: So kann beispielsweise eine Deckplatte mit drei Reihen von Düsen in jeweils dichter Anordnung ausgestattet sein, während, wenn nur eine geringe Kühlwirkung erforderlich ist, beispielsweise zwei Reihen von Düsen ausreichend sein können und/oder die Düsen innerhalb der Reihen in weiterem Abstande vorgesehen sind. Ebenso ist es möglich, in Anpassung an andere Walzgutbreiten, die ja die Walzen jeweils nur im beaufschlagten Breitenbereich wesentlich aufheizen, Reihen unterschiedlicher Längen vorzusehen.

Um unterschiedliche Kühlwirkungen zu erzielen, ist es aber nicht erforderlich, die Deckplatte mit der jeweiligen Düsenanordnung auszustauschen; es besteht auch die Möglichkeit, mittels von Querwänden den lichten Querschnitt der Kastenträger so zu unterteilen, daß Teilquerschnitte erste Düsenreihen und ein oder zwei weitere Teilquerschnitte weitere Düsenreihen beaufschlagen. In der Figur ist der Kastenträger 6 mit einer als Alternativlösung gestrichelt dargestellten Innenwand 26 ausgestattet, welche die Reihe 9 der Düsen bezüglich ihrer Speisung von den Reihen 10 und 11 abtrennt. Die Wasserzuführung kann hierbei jeweils einseitig erfolgen: Das dargestellte Anschlußrohr 12 könnte in den unteren Teilraum des Kastenträgers 6 münden, während das am gegenüberliegenden Ende vorgesehene und vor der Zeichenebene angeordnete Anschlußrohr durch die Innenwand 26 hindurch bis in den oberen Teilquerschnitt geführt ist. Wird auf symmetrische Wasserversorgung Wert gelegt, so werden beidendig je zwei Anschlußrohre vorgesehen, deren eines jeweils unterhalb der Innenwand 26 endet und deren anderes durch diese hindurchgeführt ist. Es ist aber auch möglich, nur einen der Teilquerschnitte zu speisen und in der Innenwand 26 oder aber in die Teilquerschnitte verbindende Rohrbügel Ventile einzubauen, welche es gestatten, den kleineren Teilquerschnitt zusätzlich steuerbar mitzubetreiben, ohne daß es erforderlich wird, die Anzahl der Anschlußrohre zu erhöhen.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, Querwände im wesentlichen parallel und symmetrisch zur Seitenebene anzuordnen, um die Länge des jeweils wirksamen Teiles der Reihen von Düsen zu begrenzen. Im Falle des Walzens relativ schmalen Walzgutes können dann die äußeren Bereiche der Reihen von Düsen abgeschaltet werden, so daß im wesentlichen nur der tatsächlich mit Wärme beaufschlagte Längenbereich der Arbeitswalzen gekühlt wird.

Eine weitere Versteifung der Kastenträger kann erwirkt werden, indem außerhalb des geschlossenen, als Kühlwasserzuführung dienenden Kastenbereiches weitere Profilteile vorgesehen sind, die eine Verlängerung des Bodenprofils, der Rückflanke o. dgl. darstellen, und die, sich über die ganze Länge des Kastenträgers erstreckend, mit den Tragböcken 3 bzw. 4 verbunden werden.

Als besonderer Vorteil ergibt sich, daß die Reihen der Düsen innerhalb der Deckplatte relativ eng nebeneinander angeordnet sein können, so daß im wesentlichen der jeweils aus dem Walzspalt austretende Bereich erfaßt wird, ohne daß es erforderlich wird, Düsen speziell schräg einzustellen und beispielsweise schräg von unten gegen den Abstreifer 15 zu richten:

Die ausgiebige Kühlung des aus dem Walzspalt heraustretenden Bereiches, der die höchste Oberflächentemperatur und die geringste Eindringtiefe der Wärme aufweist und sich daher besonders vorteilhaft kühlen läßt, läßt sich bei der hier ermöglichten engen Düsenanordnung auch ohne Schrägstellung erreichen. Bei der der oberen Arbeitswalze 1 nachgeordneten Kühleinrichtung ist allerdings auf eine schräge Einstellung der Düsen nicht verzichtet, da ohnehin das ablaufende Wasser den Abstreifer 20 belastet und diese Belastung durch den Stößel 24 abzufangen ist.

In jedem Falle wird eine starre und stabile, mit relativ geringem Aufwand erstellbare und leicht montierbare Einrichtung geschaffen, die durch die Möglichkeit sowohl engen Düsenabstandes als auch änderbarer bzw. steuerbarer Einstellung der wirksamen Düsen eine intensive und gleichzeitig anpaßbare Kühlwirkung gestattet, wobei durch den kompakten Aufbau eine günstige Raumausnutzung gewährleistet ist.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zum Kühlen der Arbeitswalzen insbesondere von Quarto-Fertiggerüsten in Warmbandstraßen mit jeweils an einem als Kühlwasserzuführung vorgesehenen, im Querschnitt polygonförmigen, hohlen Sprühbalken angeordneten Reihen von gegen die Arbeitswalzen gerichteten, kühlwassergespeisten Düsen, und mit mindestens auslaufseitig angeordneten, gegen die Walzen gerichteten Abstreifern, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühbalken als freitragende Kastenträger (5 bzw. 6) ausgebildet sind, die Tragböcke (3 bzw. 4) verbinden und von diesen beidendig abgestützt sind, daß die walzenseitige Flanke (7, 17) der Kastenträger jeweils mit einer Arbeitswalze (1, 2) zugeordneten Reihen (9, 10, 11, 19) von Düsen ausgestattet ist, und daß die Abstreifer (15, 20) sich an den Kastenträgern (5 bzw. 6) abstützen.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die walzenseitigen Flanken (7, 17) der Kastenträger (5, 6) Ausnehmungen aufweisen, die von die Reihen (9, 10, 11, 19) der Düsen aufnehmenden Deckplatten (8, 18) überfangen sind.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte der Kastenträger (5, 6) durch mindestens eine Innenwand (26) in mindestens zwei Teilräume unterteilt sind, deren jeder mindestens eine Anzahl von Düsen der Reihen (9, 10, 11) zu speisen vermag, und daß die Teilräume jeweils mit Kühlwasserzuführungen bzw. -ventilen ausgestattet sind.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß längsverlaufende Innenwände (26) vertikal übereinander angeordneten Reihen (9, 10, 11) der Düsen gegeneinander abteilen.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß querverlaufende Innenwände die Reihen (9, 10, 11, 19) der Düsen in deren Längsrichtung unterteilen.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Kastenträger (6) vorzugsweise mittig ein Pfannenlager (14) für die Abstützung des unteren Abstreifers (15) aufweist, und daß der obere Kastenträger (5) vorzugsweise mittig mit einem mit einer Pfanne (22) ausgestatteten Tragzapfen zum Eingriff eines Hakens (21) des oberen Abstreifers (20) versehen ist.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckplatte (8, 18) leicht lösbar und austauschbar mit der Flanke (7, 17) des sie aufweisenden Kastenträgers (6, 5) verbunden ist.






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