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Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND DEVICE FOR QUENCHING FLAT STEEL PRODUCTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2006/042601
Kind Code:
A1
Abstract:
The device comprises a high-pressure slotted nozzle (5) out of which water is sprayed upon a continuous metal sheet (4) to be quenched. A spiral roll (3) is provided downstream from the high-pressure slotted nozzle (5) and assists the lateral flowing off of the water over the lateral edges of the metal sheet. A channel effect arises between the spiral roll (3) and the nozzle housing (6) of the high-pressure slotted nozzle (5) whereby leading to an excessive accumulation of water on the surface of the metal sheet. This excessive accumulation of water disrupts the uniform cooling of the metal sheet and, as a result, is thereby removed by suction by means of a suction device (6 12). This suction device comprises a first duct (7) that, at the lower end, is immersed in the excessive accumulation of water and, at the top, leads into a second duct (8) whose two broadening sections (9) are each connected to a suction pump whereby leading away the suctioned water to the side.

Inventors:
KUEHN FRIEDHELM (DE)
Application Number:
PCT/EP2005/010015
Publication Date:
April 27, 2006
Filing Date:
September 16, 2005
Export Citation:
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Assignee:
LOI THERMPROCESS GMBH (DE)
KUEHN FRIEDHELM (DE)
International Classes:
C21D1/667; B21B45/02; C21D9/46; C21D9/573
Foreign References:
DE3313024A11984-10-18
US3793867A1974-02-26
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 012, no. 434 (M - 764) 16 November 1988 (1988-11-16)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 012, no. 257 (M - 719) 20 July 1988 (1988-07-20)
Attorney, Agent or Firm:
Schmidt, Frank-michael (Huyssenallee 58-64, Essen, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Abschrecken von Flachprodukten aus Stahl, wobei die Flachprodukte im Durchlauf entlang einer Rollenbahn mit oberen und unteren Rollen geführt werden, Wasser auf die Flachprodukte aufgespritzt wird und ein Teil des aufgespritzten Wassers stromauf mindestens einer der oberen Rollen abgesaugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absaugen des Wassers stromauf der ersten, stromab der Auf¬ spritzstelle gelegenen oberen Rolle erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, daß das abgesaugte Wasser, bezogen auf die Laufrichtung der Flachprodukte, beidseitig abgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das abgesaugte Wasser stromab der Absaug¬ stelle erneut auf die Flachprodukte aufgespritzt wird.
5. Vorrichtung zum Abschrecken von Flachprodukten aus Stahl mit einer Rollenbahn für die Flachprodukte (4) , die obere und untere Rollen (2, 3; 1) aufweist, mindestens einer oberhalb der Rollenbahn quer zu dieser angeordneten Düseneinrichtung (5) zum Aufspritzen von Wasser auf die Flachprodukte (4) und mindestens einer oberhalb der Rollenbahn quer zu dieser angeordneten Absaugeinrichtung (.
6. 12) zum Absaugen von Was¬ ser stromauf einer zugehörigen oberen Rolle (2, 3) .
7. 6 Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugeinrichtung (6 12) zwischen der Düseneinrich tung und der ersten stromab gelegenen oberen Rolle angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Absaugeinrichtung (6 12) stromauf einer Spiralrolle (3) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugeinrichtung einen ersten Kanal (7) aufweist, der das abzusaugende Wasser aufnimmt und oben in einem zweiten Kanal (8) mündet, wobei der erste Kanal (7) über der Breite der Flachprodukte (4) nach oben hin einen konstan¬ ten Querschnitt aufweist und wobei der zweite Kanal (8) zwei Abschnitte (9, 10) bildet, von denen jeder sich von der Mitte der Flachprodukte (4) aus zur Seite hin erweitert und an eine zugehörige Saugpumpe (11) angeschlossen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich jeder Abschnitt (9, 10) des zweiten Kanals (8) derart erweitert, daß sein Querschnitt an jeder Stelle mindestens so groß ist wie die von der Mitte der Flachprodukte (4) aus bis zu dieser Stelle gerechnete Querschnittssumme des ersten Ka¬ nals (7) .
11. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Breite des ersten Kanals (7) an die Breite der Flachprodukte (4) anpaßbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände des ersten Kanals (7) unter Abdichtung ge¬ genüber dem zweiten Kanal (8) seitlich verschiebbar sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kanal (7) separat abschaltbare Abschnitte auf weist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Ansaugöffnung des ersten Kanals (7) zu den Flachprodukten (4) kleiner ist als 10% von deren Breite.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kanal (7) als Schlitzkanal aus¬ gebildet ist, dessen Höhe mehr als das zehnfache der Schlitz dicke beträgt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kanal (7) zwischen einem Düsenkasten (6) der Dü¬ seneinrichtung (5) und einer zugeordneten Wand (12) ausgebil¬ det ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß den Saugpumpen (11) eine Vakuumeinrichtung zugeordnet ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugpumpen (11) an eine stromab gele¬ gene Düseneinrichtung angeschlossen sind.
Description:
Verfahren und Vorrichtung zum Abschrecken von Flachprodukten aus Stahl

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abschrecken von Flachprodukten aus Stahl.

Hauptanwendungsgebiet der Erfindung ist das Abschrecken von Blechen aus Kohlenstoffstahl. Dementsprechend wird in der folgenden Beschreibung häufig auf Bleche Bezug genommen, ohne daß hierin eine Einschränkung zu sehen wäre. Beim Abschrecken wird Wasser auf die Bleche aufgespritzt. Das Wasser fließt dann nach dem Abkühlvorgang seitlich über die Blechkanten ab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ableitung des Wassers zu verbessern. Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die Erfindung ein Ver¬ fahren zum Abschrecken von Flachprodukte aus Stahl, wobei

- die Flachprodukte im Durchlauf entlang einer Rollenbahn mit oberen und unteren Rollen geführt werden,

- Wasser auf die Flachprodukte aufgespritzt wird und - ein Teil des aufgespritzten Wassers stromauf mindestens einer der oberen Rollen abgesaugt wird.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich zwi¬ schen benachbarten Rollen ein gewisser "Gerinneeffekt" ergibt, der zu einer Wasserüberhδhung auf der Blechoberfläche führt. Der "Gerinneeffekt" kann sich auch zwischen einem Düsenkasten und der ersten stromab gelegenen oberen Rolle, bei der es sich häufig um eine Spiralrolle handelt, ergeben. Die Wasserüberhö¬ hung hat einen negativen Einfluß auf die gleichmäßige Abküh¬ lung der Bleche über der Blechbreite und auch über der Blech- länge. Sie trägt dazu bei, das gleichmäßige Abfließen des Was¬ sers über die Blechseitenkanten zu erschweren. Dies gilt ins¬ besondere dann, wenn es sich um sehr breite Bleche handelt. Abhängig ist die "Gerinnewirkung" von der Wassermenge pro Zeiteinheit und pro Quadratmeter Blechoberfläche.

Die Erfindung verbessert die Wasserableitung durch Absau¬ gen der Wasserüberhöhung und trägt damit zu einer Vergleichmä¬ ßigung der Abkühlung der Bleche über die Blechbreite und auch über der Blechlänge bei. Vorteilhafterweise erfolgt das Absaugen des Wassers strom¬ auf der ersten, stromab der Aufspritzstelle gelegenen oberen Rolle. Hier ist der Effekt der Wasserüberhδhung am stärksten, da das Wasser nur geringe Gelegenheit hatte, vorher seitlich über die Blechseitenkanten abzufließen. Vorzugsweise wird das abgesaugte Wasser, bezogen auf die Laufrichtung der Flachprodukte, beidseitig abgeführt.

Dabei besteht die ebenfalls vorteilhafte Möglichkeit, das abgesaugte Wasser stromab der Absaugstelle erneut auf die Flachprodukte aufzuspritzen. Zur Lösung der gestellten Aufgabe schafft die Erfindung ferner eine Vorrichtung zum Abschrecken von Flachprodukten aus Stahl mit

- einer Rollenbahn für die Flachprodukte, die obere und untere Rollen aufweist, - mindestens einer oberhalb der Rollenbahn quer zu dieser angeordneten Düseneinrichtung zum Aufspritzen von Wasser auf die Flachprodukte und

- mindestens einer oberhalb der Rollenbahn quer zu dieser angeordneten Absaugeinrichtung zum Absaugen von Wasser strom- auf einer zugehörigen oberen Rolle.

Die Erfindung findet bevorzugt Anwendung auf die erste Wasserabschreckeinrichtung in einer Durchlaufquette zum Abküh¬ len von Blechen aus Kohlenstoffstahl. Dabei handelt es sich bei der Düseneinrichtung vorzugsweise um eine Hochdruck- schlitzdüse mit nachfolgender Spiralrolle. Dementsprechend wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, die Absaug¬ einrichtung stromauf einer Spiralrolle anzuordnen. Die Spiral- rolle dient dazu, das Wasser seitlich zu den Blechseitenkanten zu fördern. Die erfindungsgemäße Wasserabsaugung unterstützt also die Wasserableitung nach dem Abkühlvorgang.

An die Hochdruckschlitzdüse können sich weitere Hochdruck¬ düsenstöcke mit dazwischen angeordneten Spiralrollen anschlie-

ßen. Diese Hochdruckdüsenstöcke stellen ebenfalls Düsenein¬ richtungen im Sinne der Erfindung dar, vor deren nachgeschal¬ teten Rollen, gegebenenfalls Spiralrollen, eine Wasserabsau- gung stattfinden kann. In wesentlicher Weiterbildung der Erfindung wird vorge¬ schlagen, daß die Absaugeinrichtung einen ersten Kanal auf¬ weist, der das abzusaugende Wasser aufnimmt und oben in einem zweiten Kanal mündet, wobei der erste Kanal über der Breite der Flachprodukte nach oben hin einen konstanten Querschnitt aufweist und wobei der zweite Kanal zwei Abschnitte bildet, von denen jeder sich von der Mitte der Flachprodukte aus zur Seite hin erweitert und an eine zugehörige Saugpumpe ange¬ schlossen ist. Der erste Kanal bewirkt also eine sehr gleich¬ mäßige Absaugung der Wasserüberhöhung über der Breite der BIe- che, und der zweite Kanal sorgt dafür, daß das abgesaugte Was¬ ser nach beiden Seiten hin abgeführt werden kann.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, daß sich jeder Ab¬ schnitt des zweiten Kanals derart erweitert, daß sein Quer¬ schnitt an jeder Stelle mindestens so groß ist wie die von der Mitte der Flachprodukte aus bis zu dieser Stelle gerechnete Querschnittssumme des ersten Kanals. Auf diese Weise wird mit Sicherheit dafür gesorgt, daß am Übergang zwischen den beiden Kanälen kein Rückstau auftreten kann.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Breite des ersten Kanals an die Breite der Flachprodukte an¬ paßbar ist. Dies bietet die Möglichkeit, die erfindungsgemäße Vorrichtung auf Bleche unterschiedlicher Breite anzuwenden. Die Breite des ersten Kanals soll die Blechbreite nicht über¬ schreiten, da sonst Luft angesaugt wird, die die Wasseransau- gung zumindest beeinträchtigt.

Zur Anpassung des ersten Kanals besteht die Möglichkeit, dessen Seitenwände unter Abdichtung gegenüber dem zweiten Ka¬ nal seitlich verschiebbar auszubilden. Alternativ kann der erste Kanal in separat abschaltbarer Abschnitte unterteilt werden.

Um dafür zu sorgen, daß die Ansaugöffnung des ersten Ka¬ nals zuverlässig in die Wasserüberhöhung eintaucht, wird vor-

geschlagen, den Abstand der Ansaugöffnung zu den Flachproduk- ten kleiner als 10% von deren Breite zu wählen.

Der erste Kanal ist vorzugsweise als Schlitzkanal ausge¬ bildet, dessen Höhe nicht mehr als das zehnfache der Schlitz- dicke beträgt. Es wurde gefunden, daß auf diese Weise zuver¬ lässige, stabile Absaugbedingungen erzielbar sind.

Dabei wird der erste Kanal vorzugsweise zwischen einem Dü¬ senkasten der Düseneinrichtung und einer zugeordneten Wand ausgebildet. Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, die Saugpumpen als selbstansaugende Pumpen auszubilden. Ein rascherer Start läßt sich allerdings dadurch bewirken, daß man den Saugpumpen eine Vakuumeinrichtung zuordnet.

Die Saugpumpen sind vorzugsweise an eine stromab gelegene Düseneinrichtung angeschlossen. Letztere arbeitet im Nieder¬ druckabschreckbereich der Quette. Die erfindungsgemäße Wasser- absaugung bewirkt also als zusätzlichen Vorteil eine Verminde¬ rung des gesamten Wasserverbrauchs der Quette.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der beiliegenden

Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:

Figur 1 in schematischer Darstellung einen vertikalen Längsschnitt durch eine Vorrichtung nach der Erfindung;

Figur 2 die Draufsicht auf die Vorrichtung nach Figur 1. Nach Figur 1 ist eine Rollenbahn vorgesehen, die untere Rollen 1 und obere Rollen 2 aufweist. Zu den oberen Rollen ge¬ hört ferner eine Spiralrolle 3. Die Rollenbahn dient dazu, Flachprodukte 4, im vorliegenden Fall Bleche aus Kohlenstoff- stahl, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren abgeschreckt werden, durch eine

Durchlaufquette zu führen, und zwar in Figur 1 von links nach rechts.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt eine oberhalb der Rollenbahn und quer zu dieser angeordnete Düseneinrichtung 5 in Form einer Hochdruckschlitzdüse, mit der Wasser auf das

Blech aufgespritzt wird. Nach dem Abkühlvorgang soll das Was¬ ser beidseitig über Blechseitenkanten abfließen. Dieser Vor-

gang wird von der Spiralrolle 3 unterstützt. Dennoch ergibt sich zwischen dem Düsenkasten 6 der Hochdruckschlitzdüse und der Spiralrolle 3 aufgrund einer "Gerinnewirkung" eine Wasser¬ überhöhung auf der Blechoberfläche. Diese wird durch einen ersten Kanal 7 abgesaugt, der in einen zweiten Kanal 8 mündet. Aus Figur 2 ergibt sich, daß der zweite Kanal 8 aus zwei Ab¬ schnitten 9 und 10 besteht, die sich von der Blechmitte aus je zur Seite hin erstrecken und an eine zugehörige Pumpe ange¬ schlossen sind. Die Wasserüberhöhung wird also nach oben hin, im vorliegenden Fall senkrecht nach oben hin, abgesaugt und sodann zu den beiden Seiten hin abgeführt.

Die beiden Abschnitte 9 und 10 des zweiten Kanals 8 erwei¬ tern sich nach außen hin, um das vom ersten Kanal 7 gelieferte Wasser, dessen Gesamtmenge nach außen hin zunimmt, rückstau- frei abzuleiten.

Der erste Kanal 7 wird zwischen dem Düsenkasten 6 und ei¬ ner Wand 12 gebildet. Er stellt einen Schlitzkanal von kon¬ stantem Querschnitt dar, dessen Ansaugöffnung so dicht ober¬ halb des Bleches liegt, daß sie zuverlässig in die Wasserüber- höhung eintaucht.

Wie aus Figur 2 ersichtlich, ist der erste Kanal 7 in sei¬ ner Breite an die Blechbreite angepaßt, um seitliche Luftan- saugungen zu vermeiden. Zum Abschrecken schmalerer Bleche wird die Breite des ersten Kanals 7 vermindert, beispielsweise durch Verschieben der Kanalseitenwände (unter Abdichten der seitlich frei werdenden Bereiche des zweiten Kanals 8) oder durch Abschalten einzelner Kammern, in die der erste Kanal ge¬ gebenenfalls unterteilt ist.

Da sich auch stromab der dargestellten Anordnung zwischen benachbarten oberen Rollen 2 eine "Gerinnewirkung" unter ent¬ sprechendem Aufbau einer Wasserüberhöhung ergeben kann, be¬ steht auch dort die Möglichkeit, die erfindungsgemäße Wasser- absaugung einzusetzen. Gleiches gilt für Wasserüberhöhungen, die sich stromab von weiteren, nachgeschalteten Hochdruckdü- senstöcken aufbauen können.

Sofern die Gefahr besteht, daß die Anordnung des ersten Kanals 7 direkt hinter der Hochdruckschlitzdüse die Düsenströ-

mung stört, kann man den ersten Kanal 7 auch stromab der Spi¬ ralrolle 3 anordnen.

Den Saugpumpen 11 kann eine Vakuumeinrichtung zugeordnet sein. Außerdem kann das von den Saugpumpen 11 gelieferte Was- ser im Niederdruckabschreckbereich der Quette wieder auf das Blech geleitet werden.