DE2313190B2 - Kühlbett mit einem das Kühlgut tragenden wannenförmigen Schlitten - Google Patents

Description

gelöst.

Im folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Die Erfindung betrifft ein Kühlbett mit einem das 15 Fig. 1 zeigt eine Teilschnittansicht eines her-

Kühlgut tragenden wannenförmiden Schlitten zum kömmlichen Schlittens.

verzugfreien Kühlen von Stahl. F i g. 2 bis 4 zeigen Schnittansichten von Ausfüh-Es ist bereits vorgeschlagen worden, erhitzte Stahl- rungsformen des erfindungsgemäßen Kühlbetts, womaterialien, beispielsweise unter Verwendung eines bei bei der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform Schlittenkühlbetts, eines Rollenkühlbetts oder eines 20 im Hohlraum des Schlittens eine Sprühdüse vorge-Wasserbadbehälters abzukühlen oder die Lagerküh- sehen ist, bei der in Fig. 3 dargestellten Ausfühlung anzuwenden. Das Rollenbett ist zwar zum ver- rungsform eine Düse für ein Flüssigkeits-Gas-Gezugfreien Kühlen von Stahl ideal, hat jedoch den misch als Kühlmedium vorgesehen ist, und bei der Nachteil, daß die Abkühlungsdauer einige zehn Mi- in F i g. 4 dargestellten Ausführungsform ebenfalls nuten beträgt. Durch die Verwendung eines Wasser- 25 eine Düse für ein Flüssigkeits-Gas-Gemisch vorgebadbehälters kann die Kühldauer verkürzt werden, sehen ist, die eine Anzahl kleiner Bohrungen oder wobei es jedoch zum Vermeiden eines Verzuges des Schlitze aufweist.

Stahls erforderlich ist, das Stahlteil im Badbehälter F i g. 5 bis 8 zeigen in Diagrammen die Änderung

zu drehen oder im Fall eines Bleches senkrecht im der Temperatur des Stahls bei einer Abkühlung mit

Kessel zu halten, so daß eine umfangreiche Vorrich- 30 Hilfe einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen

tung und ein komplizierter Arbeitsablauf erforderlich Kühlbettes und mit Hilfe der bekannten Einrichtun-

sind. Weiterhin ist das abzukühlende Stahlteil selbst gen, wobei F i g. 5 den Fall der Verwendung einer

in seiner Größe beschränkt. Für die Lagerkühlung ist bekannten Einrichtung, F i g. 6 den Fall der Verwen-

ein genügender Platz erforderlich, und bei der An- dung des erfindungsgemäßen Kühlbettes, F i g. 7 den

wendung dieses Verfahrens im laufenden Fertigungs- 35 Fall, bei dem die den Schlitten berührende Fläche

betrieb ist eine große Anzahl von Verfahrensschritten des Stahles vor der übrigen Stahlfläche vorgeküblt

notwendig. wird, und F i g. 8 ebenfalls den Fall der Vorkühlung

Aus diesen Gründen wird im allgemeinen das der den Schlitten berührenden Fläche des Stahles

Schlittenkühlbett verwandt, bei dem der auf dem und einen anderen Fall darstellen, der zeigt, daß die

Schlitten angeordnete Stahl abgekühlt wird. Dabei 4° Abkühlungskurven der den Schlitten berührenden

wird ein Verziehen des Stahles dadurch verhindert, Fläche des Stahles sich mit den Abkühlungskurven

daß der Temperaturunterschied zwischen der den der übrigen Fläche nicht schneiden.

Schlitten berührenden Fläche des Stahles und der Fig. 9 zeigt eine perspektivische Ansicht einer

übrigen Stahlfläche so klein wie möglich gehalten Ausführungsform des Schlittens beim erfindungsge-

wird. Das wird entweder dadurch erreicht, daß die 45 mäßen Kühlbett.

Abkühlungsgeschwindigkeit herabgesetzt wird, oder Fig. 10 zeigt in einem Diagramm die Abkühdaß die Breite des Schlittens kleiner gemacht wird, lungskurven eines Stahlblocks bei einer Ausführungsum die Berührungsfläche des Schlittens mit dem Stahl form des erfindungsgemäßen Kühlbetts,
zu verringern, oder daß die Abkühlung mit Unter- In der Zeichnung sind das abzukühlende Stahlbrechungen erfolgt, um infolge des Wärmeaustau- 50 material mit 1, ein Schlitten mit 2, Sprühdüsen mit 3 sches mit der Atmosphäre eine einheitliche Abküh- und 4, Gasversorgungsrohre mit 5 und 8 und Flüslungswirkung hervorzurufen. Eine geringe Abküh- sigkeitsversorgungsrohre mit 6 und 7 bezeichnet. In lungsgeschwindigkeit vergrößert jedoch die Dauer den Diagrammen bezeichnen ((I)) die Oberfläche des der Abkühlung und damit auch den Flächenbereich zu kühlenden Stahles, ((1')) die Unterfläche dieses des Kühlbettes. Eine Verringerung der Breite des 55 Stahles, ((2)) seinen mittleren Bereich, ((3)) und Schlittens vermindert seine mechanische Festigkeit, ((3')) die den Schlitten berührenden Flächen des so daß er schwere Stahlteile nicht tragen kann, und Stahles bei einer Ausführungsform des erfindungsdamit eine Abkühlung solcher Stahlteile unmöglich gemäßen Kühlbettes und ((4)) die Luftkühlungskurist. Selbst wenn der Abstand zwischen den einzelnen ven. Die Kurve ((3')) ist eine ideale Kurve, die eine aufeinanderfolgenden Schlitten herabgesetzt wird und 60 Abkühlung der den Schlitten berührenden Fläche des damit diese Schlitten auch schwere Stahlteile tragen Stahles zeigt, die stärker als die Abkühlung der übrikönnen, ist die Verzugfestigkeit der einzelnen Schiit- gen Flächenbereiche ist. Die Kurve ((3)) zeigt den ten stark herabgesetzt. Wenn die Abkühlung mit Un- Abkühlungsverlauf bei der Verwendung einer Austerbrechungen durchgeführt wird, sind zwar weniger führungsform des erfindungsgemäßen Kühlbettes, und Kühleinrichtungen erforderlich als bei der Abküh- 65 dieser Verlauf sollte dem idealen Verlauf der Kurve lung mit einer geringen Abkühlungsgeschwindigkeit, ((3')) so nahe wie möglich kommen,
jedoch nimmt eine solche verzögerte Abkühlung Die Kühlwirkung des Kühlbettes wird im Hohlziemlich viel Zeit in Anspruch und führt zu einer raum 9 des Schlittens 2 hervorgerufen, der mit einer

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kühleinrichtung versehen ist und den zu kühlenden Stahl 1, beispielsweise ein Stahlblech, trägt. Als eine derartige Kühleinrichtung sind die in F i g. 2 dargestellte Sprühdose, eine Düse für ein aus einem Flüssigkeits-Gas-Gemisch bestehenden Kühlmedium, wobei das GasversorgungsrohrS und das Flüssigkeitsversorgungsrohr 6 parallel angeordnet sind, wie es in F i g. 3 dargestellt ist, und eine Düse geeignet, die im Hohlraum 9 viele kleine Bohrungen 11 oder Schlitze am Düsenteil 10 aufweist, der mit einem Wasserstrahlrohr 7 am Flüssigkeitsversorgungsrohr 8 versehen ist, wie es in F i g. 4 dargestellt ist. Damit wird der Mittelwert der Oberflächentemperatur des Bleches nahezu gleich der Temperatur der den Schlitten berührenden Fläche und der den Schlitten nicht berührenden Fläche des Bleches.

Die Kühlleistung und die Abkühlungsgeschwindigkeit können in Abhängigkeit von den Abmessungen und der Temperatur des Stahles halbautomatisch oder vollautomatisch eingestellt werden. Für eine einheitliche Abkühlung ist es vorteilhaft, die in F i g. 4 dargestellte Einrichtung zu verwenden. Die in F i g. 3 dargestellte Sprüheinrichtung für ein Flüssigkeits-Gas-Gemisch als Kühlmedium ist für frei wählbare Abkühlungsgeschwindigkeiten einem sehr großen Wert mit einer geringen Wassermenge bis zur Luftkühlungsgeschwindigkeit bevorzugt. Zur Abkühlung der den Schlitten berührenden Fläche und der ReGtfläche des Stahles mit der gleichen Abkühlungsgeschwindigkeit ist es erforderlich, das Verhältnis der Flüssigkeitsmenge zur Gasmenge und oder zum Gasdruck geeignet zu wählen.

In den F i g. 5 bis 8 sind die entsprechenden Abkühlungskurven dargestellt. F i g. 5 zeigt die Verhältnisse, wie sie bS\ dem bekannten Kühlbett auftreten, das keine Abkühlungswirkung auf die den Schlitten berührende Fläche hervorruft. Die Kurven ((I)) und ((1')) stellen die Temperaturänderung auf der Ober- und Unterfläche des Bleches, die Kurve ((2)) die Temperaturänderung im mittleren Bereich des BIe- und die Kurve ((3)) die Temperaturänderung

wird. Wenn daher die den Schlitten berührende Fläche des Stahles von einer hohen Temperatur abgekühlt wird, treten zwar an diesen Teilen Spannungen auf, da jedoch der größte Teil des gesamten Stahles sich auf einer höheren Temperatur als die den Stahl berührende Fläche befindet, wirken diese Spannungen in eine Spannungen lösende Richtung, und wenn in kleinen Bereichen des Stahles Restspannungen bleiben, sind diese Spannungen nicht groß genug, ίο um das gesamte Stahlteil zu verziehen. Es hat sich bestätigt, daß dann, wenn der Schnittpunkt A zwischen der Abkühlungskurve ((3)) der Berührungsfläche des Stahles mit dem Schlitten und der Abkühlungskurve ((I)), ((1')) der übrigen Stahlfläche unter 450° C liegt, ein Verzug vollständig vermieden wird. Wenn in diesem Fall die Berührungsfläche des Stahles mit dem Schlitten weiter abgekühlt wird, so daß wie es in F i g. 8 dargestellt ist — die Abkühlungskurve ((3)) die Abkühlungskurve ((I)), ((1')) nicht 3.0 schneidet, kann eine Abkühlung ohne jeden Verzug erzielt werden. In den F i g. 7 und 8 stellen die Kurven ((3)) zunächst einen Temperaturverlauf dar, der sich ergibt, wenn nur der Schlitten mit Hilfe von Wasser abgekühlt wird. An der senkrechten Mittellinie beginnt dann auch die direkte Abkühlung der Ober- und Unterfläche des auf dem Schlitten liegenden Bleches. Die unterbrochenen Linien zeigen den Temperaturverlauf, der dann auftritt, wenn nur der Schlitten weiter abgekühlt würde.

Im folgenden wird die Erfindung weiter an Hand von Beispielen erläutert.

c js und die Kurve ((3)) die Tmpg der den Schlitten berührenden Fläche jeweils in Abhängigkeit von der Zeit dar. Die Kurven ((I)) und ((1')) fallen schnell ab, während die Kur\en ((2)) und ((3)) eine sehr gebremste Abkühlung zeigen. An der den Schlitten berührenden Stelle des Bleches, d. h. an der Unterfläche des Bleches, tritt dabei ein Verzug auf, der aus dem Unterschied des Temperaturverlaufs der Kurven ((3)) und ((I)) bzw. ((!')) resultiert. F i g. 6 zeigt den Fall, bei dem die den Schlitten berührende Fläche ebenfalls abgekühlt wird, wobei die Kurve ((4)) einen Temperaturverlauf bei einer Luftkühlung des Schlittens darstellt. Auch in diesem Fall steht die den Schlitten berührende Fläche unter einer Spannung, da die Abkühlung der den Schlitten berührenden Fläche nicht den Verlauf der Kurve ((I)) und ((1')) erreicht, wie es bei der Kurve ((3)) der Fall ist. Obwohl gegenüber dem in F i g. 5 dargestellten Fall eine Verbesserung zu verzeichnen ist, tritt dennoch ein Verzug des Bleches beim Abkühlen auf. Die bevorzugte ideale Abkühlungskurve ist die Kurve ((3')), die eine Abkühlung der den Schlitten berührenden Fläche zeigt, die noch stärker als die Abkühlung der übrigen Flächenbereiche des Stahles ist.

Die in F i g. 7 dargestellten Abkühlungskurven gelten für den Fall, bei dem die den Schlitten berührende Fläche vor den anderen Flächenbereichen vorgekü'.ilt

Beispiel 1

Ein Stahlblock mit einer Dicke von 180 mm, einer Breite von 220 mm und einer Länge von 3800 mm, der an der Oberfläche auf 925^C C und im mittleren Bereich auf 1000° C erhitzt war, wurde auf dem in Fig. 9 dargestellten Schlitten angeordnet, dessen innerer Hohlraum eine Tiefe von etwa 60 mm aufwies, und Kühlwasser mit 40 l/min m² wurde auf die Oberfläche und 80 l/min m² auf die Unterfläche geleitet. Wenn Kühlwasser mit 140 l/min m² für 2 Minuten in den inneren Hohlraum 9 durch die in F i g. 4 dargestellte Sprüheinrichtung gesprüht wurde, ergaben sich die in Fig. 10 dargestellten Abkühlungskurven an jedem Bereich des Stahlblocks, und die gesamte Außenfläche war innerhalb von 20 Minuten auf einet Temperatur unterhalb 100 ^; C.

Der Verzug des so abgekühlten Stahlblockes wurde im Abstand von 500 mm (an beiden Enden 400 mm' mit dem Ergebnis gemessen, daß 0 bis 4 mm Verzuf an jedem Bereich (an einem Ende und in der Mitte 0 mm) aufgetreten war. Damit hat sich eine merk liehe Verbesserung im Vergleich mit dem bekanntet 55 Kühlbett bestätigt, bei dem im Falle des Stahlblocke der Verzug 500 bis 600 mm beträgt.

Beispiel 2

Es wurde ein Stahlmaterial mit einer Dicke vo 6o 181 mm, einer Breite von 218 mm und einer Läng von 3850 mm bei einer Temperatur von 1260° C ge wonnen und nach dem Abzundern, wi.e in Beispiel beschrieben, abgekühlt. Der auf der Oberfläche fesl gestellte Verzug war gering.
⁶⁵ Beispiel 3

Ein Stahlmaterial mit einer Dicke von 181 mn einer Breite von 219 mm und einer Länge vo

3830 mm wurde mit einer Temperatur von 1260° C gewonnen und auf dieselbe Weise, wie in Beispiel 1, mit Wasser in einer Menge von 40 l/min m² auf die Oberfläche und 68 l/min m² auf die Unterfläche abgekühlt. Der Verzug betrug, wie oben erwähnt, 0 bis 4 mm, was bestätigt, daß mit dem erfindungsgemäßen Kühlbett eine wirkungsvolle Abkühlung möglich ist. Obwohl bei diesem Beispiel die Menge des Kühlwassers für die Unterfläche kleiner war, als es bei den

bekannten Einrichtungen der Fall ist, wurde das vorteilhafte Kühlergebnis erzielt.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Kühlbettes ist es möglich, das Blech in einer kurzen Zeit vollständig verzugfrei abzukühlen. Weiterhin kann die Wassermenge verringert werden, und es ist nicht notwendig, eine Kühlzone und Dreheinrichtungen vorzusehen, und das gewünschte Ziel wird mit einem kleinen Abkühllagerraum erreicht.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

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Vergrößerung des Flächenbereiches des Kühlbettes.

Patentanspruch: Es ist daher die der Erfindung zugrundeliegende

Aufgabe, ein wirkungsvolles Kühlbett mit einfachem

Kühlbett mit einem das Kühlgut tragenden Aufbau zu liefern, mit dem Stahl verzugfrei abge-

wannenförmigen Schlitten zum verzugfreien Küh- 5 kühlt werden kann.

len von Stahl, gekennzeichnetdurch eine Diese Aufgabe wird bei einem Kuhlbett der ein-

im Hohlraum des Schlittens angeordnete Kühl- gangs genannten Art erfindungsgemaß durch eine im einrichtung mit einem aus einer Flüssigkeit oder Hohlraum des Schlittens angeordnete Kuhleinnch-

aus einem Flüssigkeits-Gas-Gemisch bestehenden tung mit einem aus einer Flüssigkeit oder aus einem

Kühlmedium. io Flüssigkeits-Gas-Gemisch bestehenden Kühlmedium