DE3735790A1 - Working method and devices for the temperature-controlled cooling of rolling stock - Google Patents

Working method and devices for the temperature-controlled cooling of rolling stock

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Abstract

A working method for the temperature-controlled cooling of rolling stock during and after the rolling deformation. The working method is carried out in rolling-stock guide tubes FR through which there is a flow of water and to which the water is supplied from an annular nozzle 8, 9a at a preselectable feed pressure. The annular nozzle 8, 9a surrounds the rolling stock, which is delivered in a feed tube, and the outlet cross-section for the water is variable. In this working method, the size of the outlet cross-section and/or the magnitude of the feed pressure is chosen so that the annular nozzle 8, 9a acts as an injection nozzle; in the process, it engenders mixing of the water emerging from the outlet cross-section and the air drawn in from the feed tube for the rolling stock. The variability of the outlet cross-section allows different proportions of water and air in the mixture entering the rolling-stock guide tube to be set. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Arbeitsverfahren und Vorrichtungen zum temperaturkontrollierten Kühlen von Walz­ draht während und nach der Walzverformung in von Wasser durchströmten Drahtführungsrohren, denen das Wasser mit voreinstellbarem Zulaufdruck aus einer, den in einem Zuführ­ rohr herangebrachten Walzgut umfassenden Ringdüse mit ver­ änderbarem Austrittsquerschnitt zuführbar ist.The invention relates to a working method and Devices for temperature controlled cooling of rolling wire during and after rolling in water flowed through wire guide pipes, which the water with Presettable inlet pressure from one in a feed pipe brought rolled rolling nozzle with ver changeable outlet cross section can be supplied.

Mit Arbeitsverfahren und Vorrichtungen dieser Art (DE-PS 16 02 356) wird der mit hoher Geschwindigkeit die Walzgerüste, hier einer Drahtwalzstraße durchlaufende Draht, bevor er in den Drahthaspel und diesem nachgeordnete, mit Luft oder anderen Kühlmitteln arbeitende Behandlungseinrichtungen einläuft in der Weise mit Wasser gekühlt, daß der Draht von dem durch die Ringdüse in das Drahtführungsrohr eingebrach­ ten Wasser vollständig umschlossen wird und dabei seine Wärme an das Wasser abgibt. Die Arbeitsverfahren und Vor­ richtungen verfolgten dabei in erster Linie den Zweck, den Draht mehr oder weniger stark aus der Walzhitze herabzuküh­ len und für das anschließende Ablegen mittels eines Haspels auf Horizontalförderer, auf denen der Draht dann weiter behandelt wurde, vorzubereiten. Es wurde dabei versucht die Kühlwirkung durch Erhöhung des Zuflußdruckes des Wassers und/oder durch Verlängerung der Drahtführungsrohre zu ver­ stärken. Beide Maßnahmen fanden ihre Grenze in dem durch den Rohrreibungswiderstand zwischen Rohrinnenwand und Wasser bewirkten Druckverlust des Wassers über die Rohrlänge und auch in der durch den Reibungswiderstand der Drahtumfangs­ fläche gegenüber dem diese umschließenden Wasser bewirkten Abbremsung des Drahtes. Neben einer Reihe von Verbesserungen in der Gestaltung der Drahtführungsrohre insb. in deren Auslaufbereich, die Verlängerungen der Drahtführungsrohre ermöglicht, wurde ferner zur Verstärkung der Kühlwirkung auch vorgeschlagen, mehrere solcher Drahtführungsrohre in Drahtbewegungsrichtung hintereinander anzuordnen.With working methods and devices of this type (DE-PS 16 02 356) is the rolling mill at high speed, here wire passing through a wire rolling mill before going in the wire reel and this downstream, with air or other coolant treating devices enters in such a way cooled with water that the wire of which broke through the ring nozzle into the wire guide tube water is completely enclosed and its Gives off heat to the water. The working procedures and pre directions primarily pursued the purpose that Chill wire more or less strongly from the rolling heat len and for the subsequent laying down using a reel on horizontal conveyors, on which the wire then continues was treated to prepare. It was tried Cooling effect by increasing the inflow pressure of the water and / or by extending the wire guide tubes strengthen. Both measures found their limit in the through the Pipe friction resistance between the inner pipe wall and water  caused pressure loss of the water over the pipe length and also due to the frictional resistance of the wire circumference area opposite to the water surrounding them Deceleration of the wire. In addition to a number of improvements in the design of the wire guide tubes, especially in their Outlet area, the extensions of the wire guide tubes was also made possible to increase the cooling effect also proposed several such wire guide tubes in Arrange wire movement direction one behind the other.

Allen Arbeitsverfahren und Vorrichtungen dieser Art ist jedoch gemeinsam, daß sie anders als die Kühlung mit Luft oder Gasen keine gezielte Entziehung bestimmter Wärmemengen zum Zwecke der Steuerung des Abkühlungsverlaufs vom Außen­ umfang des Walzgutes bis zur Querschnittsmitte erlauben, dies in erster Linie dehalb, weil sich keine Möglichkeit bot, über die jeweilige Länge eines Walzgutführungsrohres mit der erläuterten Wasserbeaufschlagung der Walzgutober­ fläche noch Einfluß auf die jeweils vom Walzgut auf das Wasser übergehende Wärmemenge zu gewinnen, d.h. es gelang nicht, den Kühlungsverlauf vom Walzgutumfang auf die Quer­ schnittsmitte gezielt zu steuern. Versuche einen solchen Einfluß durch Änderungen des Zulaufdrucks oder bei konstan­ tem Zulaufdruck der Wassermenge zu beeinflussen, führten zu keinem Erfolg und erwiesen sich im praktischen Betrieb hin­ sichtlich der jeweils gemessenen Werte entzogener Wärmemen­ gen als nicht reproduzierbar. Die Anordnung einer Mehrzahl von Walzgutführungsrohren mit Kühlwasserbeaufschlagung, die sich zu- bzw. abschalten ließen brachten ebenfalls keine brauchbaren Ergebnisse. Dies wahrscheinlich deshalb, weil sich die Strömungsverhältnisse im jeweiligen Walzgutfüh­ rungsrohr wenig beeinflussen ließen, weil deren, bereits erläuterte Ausbildung für Änderungen der Betriebsbedingungen d.h. Eintrittsdruck, Austrittsquerschnitt des Wassers aus der Ringdüse, Rohrlänge und Austrittsbedingungen aus dem Walzgutführungsrohr nur wenig Raum ließen.All working methods and devices of this type is however, they have in common that they are different from air cooling or gases do not specifically withdraw certain amounts of heat for the purpose of controlling the cooling process from the outside allow the rolling stock to reach the center of the cross-section, this primarily because there is no way bot, over the respective length of a rolling stock guide tube with the water exposure to the rolling stock explained area still has an influence on the rolling stock in each case To gain heat transferring water, i.e. it succeeded not, the cooling process from the rolling stock circumference to the cross to control the center of the cut. Try one Influence due to changes in the inlet pressure or at constant Influencing the inflow pressure of the water volume led to unsuccessful and proved themselves in practical operation visual of the respectively measured values of heat withdrawn conditions as not reproducible. The arrangement of a plurality of rolling stock pipes with cooling water, the switching on and off also didn't bring any usable results. This is probably because the flow conditions in the respective rolling stock have little influence on the pipe because their already exist explained training for changes in operating conditions  i.e. Inlet pressure, outlet cross-section of the water the ring nozzle, pipe length and exit conditions from the Rolled material guide tube left little space.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Arbeitsverfahren und die dazugehörigen Vorrichtungen so zu verbessern, daß die Möglichkeit geschaffen wird dem Walzgut innerhalb der Walzgutführungsrohre gezielt vorgegebene bzw. vorberechnete Wärmemengen über einen großen Einstellungsbe­ reich entzogen werden können mit dem Ziel, bspw. eine zuläs­ sige Temperaturdifferenz zwischen dem Kern und der Umfangso­ berfläche des Walzgutes einzuhalten bzw. eine definierte Oberflächentemperatur, z.B. den Martensitpunkt, nicht zu unterschreiten.The invention has for its object the known Working methods and the associated devices so too improve that the possibility is created the rolling stock within the rolling stock guide tubes pre-calculated amounts of heat over a large setting range can be richly withdrawn with the goal, for example temperature difference between the core and the circumference Comply with the surface of the rolling stock or a defined one Surface temperature, e.g. the martensite point, not too fall below.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Größe des Aus­ trittsquerschnitts der Ringdüsen und/oder des Umlaufdrucks des Wassers am Eingang der Walzgutführungsrohre so bemessen werden, daß die Ringdüse als Injektionsdüse wirksam werdend, Mischungen des aus dem Austrittsquerschnitt austretenden Wassers mit aus dem das Walzgut heranbringenden Zuführrohr angesauter Luft mit entsprechend unterschiedlichen Anteilen beider Medien an der Mischung erzeugt.This object is achieved in that the size of the off cross section of the ring nozzles and / or the circulating pressure of the water at the entrance to the rolling stock guide tubes that the ring nozzle becomes effective as an injection nozzle, Mixtures of those emerging from the outlet cross section Water with from the supply pipe bringing the rolling stock indented air with different proportions both media generated on the mixture.

Dieses Arbeitsverfahren, bei dem dem Kühlwasser, bevor es nach Austritt aus dem Austrittsquerschnitt der Ringdüse in das Walzgutführungsrohr eintritt, Luft in mehr oder weniger großen Mengen begemischt wird (Perlator-Effekt) erlaubt es, die jeweils gewünschten Wäremübergangszahlen in weiten Gren­ zen zu ändern und bei im übrigen, im wesentlichen unverän­ derten Ausgangsbedingungen wie Wasserzulaufdruck und Wasser­ zulauftemperatur reproduzierbar einzustellen. Die Druck- und Durchflußverhältnisse innerhalb des jeweiligen Walzgutfüh­ rungsrohres bleiben dabei über diesen großen Regelbereich im Gleichgewicht und stabil. Mit Hilfe dieser Änderungen des Mischungsverhältnisses von Wasser und Luft und ggfs. noch des Zulaufdrucks lassen sich bei entsprechender Ausgestal­ tung der Vorrichtungselemente temperaturkontrollierte Walz­ ergebnisse erzielen, die denen der bisherigen Nachbehandlung des Walzgutes in Luft - o. dergl. Kühlstrecken entsprechen und diese z.T. zu übertreffen vermögen. Der Einstellbereich der Wärmeübergangszahlen reicht dabei von ca. 1000 bis min­ destens 35 000W-(m2K). Um diese zu erreichen, können die Luftanteile der Mischung erfindungsgemäß zwischen 0 und 90 Vol.% betragen.This working method, in which air is mixed in more or less large quantities before the cooling water enters the rolling stock guide tube after it emerges from the exit cross section of the ring nozzle (aerator effect), allows the desired heat transfer coefficients to be changed within wide limits and in the rest, essentially unchanged starting conditions such as water inlet pressure and water inlet temperature set reproducibly. The pressure and flow conditions within the respective rolling stock guide tube remain balanced and stable over this large control range. . With the help of these changes the mixing ratio of water and air and possibly still the inlet pressure can be with appropriate Ausgestal processing of the device elements temperature-controlled rolling results achieved to those of the previous post-treatment of the rolling stock in Air - correspond o like cooling lines and to exceed them in some cases.. capital. The setting range of the heat transfer numbers ranges from approx. 1000 to at least 35 000W- (m 2 K). In order to achieve this, the air fractions of the mixture can be between 0 and 90 vol.% According to the invention.

Wie die Erfindung weiter vorsieht kann bei Führung des Walz­ gutes durch mehrere hintereinander angeordnete Walzführungs­ rohre mit jeweils einstellbaren Ringdüsen so verfahren wer­ den, daß die Kühlung des Walzgutes in den einzelnen aufein­ anderfolgenden Führungsrohren mit festlegbaren unterschied­ lichen Einstellungen des jeweiligen Austrittsquerschnitts der Ringdüsen und/oder des Zulaufdruckes des Wassers bewirkt wird. Dies kann z.B. mit Hilfe eines fernsteuerbaren Ver­ schiebeantriebs des Einlaufrohres im konischen Austritts­ trichter eines Düsenkopfes erreicht werden.As the invention further provides, the roller can be guided good through several roller guides arranged one behind the other tubes with adjustable ring nozzles do the same the one that the cooling of the rolling stock in each following guide tubes with definable difference settings of the respective outlet cross-section the ring nozzles and / or the inlet pressure of the water becomes. This can e.g. with the help of a remote controllable Ver Sliding drive of the inlet pipe in the conical outlet funnel of a nozzle head can be reached.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann zur Aufrechterhaltung des betrieblichen Gleichgewichtes in den Walzgutführungsrohren zwischen Eingang und Ausgang hinter dem Ausgang des Walzgutführungsrohres ein in und außer Ab­ decklage bringbarer, elastisch abgestützter Ablenkdeckel angeordnet werden der den aus dem Ausgang austretenden Kühl­ wasserstrahl nach unten ablenkt, wenn in Pausen kein Walzgut durch das Walzgutführungsrohr bewegt wird. Der Ablenkdeckel verhindert dabei insb. bei größeren Durchmessern der Kühl­ rohre und des Walzgutes, daß der Kühlwasserstrahl den, hin­ ter dem Ausgang des Kühlrohres auf das Walzgut wirkenden, dem Kühlwasserstrahl entgegengerichteten Abstreifstrahl des Abstreifdüsenkopfes durchbricht und dadurch ggfs. Betriebs­ störungen hervorruft. Es besteht dabei weiter die erfin­ dungsgemäße Möglichkeit, die Schwenkwinkelposition des Ab­ lenkdeckels und die Umfangsposition des Walzgutes erfassende und meldende Sensoren und eine diesen nachgeschaltete Steu­ ereinrichtung vorzusehen, die den Schwenkwinkel des Ablenk­ deckels so einsteuert, daß dessen Außenkante einen festleg­ baren Abstand über dem durchlaufenden Walzgut einhält. Mit dieser Maßnahme wird verhindert, daß die Kante des Ablenk­ deckels auf dem Außenumfang des Walzgutes aufliegt und dabei Veränderungen bzw. Beschädigungen der Walzgutoberfläche hervorruft.To carry out the inventive method can Maintaining operational balance in the Rolling stock pipes between the entrance and exit behind the exit of the rolling stock guide pipe in and out of Elastic-supported deflection cover that can be brought into the top layer be arranged the cooling emerging from the exit water jet deflects downwards when there is no rolling in breaks is moved through the rolling stock guide tube. The baffle cover prevents cooling especially with larger diameters pipes and the rolling stock that the cooling water jet the, down ter the exit of the cooling pipe acting on the rolling stock,  the stripping jet of the cooling water jet Breaks off the scraper nozzle head and thereby possibly operating causes disturbances. The inventions continue to exist possibility according to the invention, the swivel angle position of the Ab steering cover and the circumferential position of the rolling stock and reporting sensors and a control downstream of this provision to provide the pivot angle of the deflection controls the cover so that its outer edge defines one maintains a clear distance above the rolling stock. With this measure prevents the edge of the deflection cover rests on the outer circumference of the rolling stock and thereby Changes or damage to the surface of the rolling stock evokes.

Schließlich besteht erfindungsgemäß noch die Möglichkeit, das Walzgutführungsrohr in zwei Teilrohre aufzuteilen, wenn die rechnerisch erforderliche Länge eines einzigen Rohres einen zu großen Druckabfall im Rohr zur Folge haben würde. In diesem Fall würde bei diesen Teilrohren deren jeweiliger Ausgang und Eingang sich koaxial stirnseitig mit Abstand einander gegenüberliegen, wobei der Eingang des zweiten Teilrohres in bekannter Weise als Einlauftrichter und der Ausgang des ersten Teilrohres aus einem sich in Strömungs­ richtung konisch verjüngenden Rohrabschnitt, der in einen zylindrischen Rohrabschnitt übergeht, ausgebildet sind, der sich konisch verjüngende Rohrabschnitt und der zylindrische Rohrabschnitt zur Rohrmittenachse hin offene Längsausnehmun­ gen aufweisen. Der Gesamtquerschnitt dieser Längsausnehmun­ gen wird dabei so bemessen, daß der Durchgangsquerschnitt dieser beiden Rohrabschnitte etwa gleich dem Durchgangs­ querschnitt des ersten Teilrohres ist. Finally, according to the invention, there is also the possibility of to split the rolling stock guide pipe into two partial pipes if the mathematically required length of a single pipe would result in an excessive drop in pressure in the pipe. In this case, these partial pipes would have their respective The exit and entrance are coaxially spaced at the front facing each other, with the entrance of the second Partial tube in a known manner as an inlet funnel and Exit of the first partial pipe from a flow direction tapered pipe section, which in a cylindrical pipe section passes, are formed, the tapered tube section and the cylindrical Pipe section longitudinal recess open to the pipe center axis gene. The total cross section of this longitudinal recess gene is dimensioned so that the passage cross-section these two pipe sections roughly equal to the passage cross-section of the first partial pipe.  

Die Aufteilung des Walzgutführungsrohres bringt den weiteren Vorteil mit sich, daß bei etwaigen Störungen während des Kühlbetriebes die in den Führungsrohren befindlichen Walz­ gutabschnitte einfacher aus diesen kürzeren Rohren ausge­ bracht werden können.The division of the rolling stock guide tube brings the further Advantage with itself that in the event of any malfunctions during the Cooling operation the roll located in the guide tubes Good sections are made easier from these shorter tubes can be brought.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zei­ genThe invention is illustrated by the in the drawing Embodiment explained in more detail. Zei in the drawing gene

Fig. 1 die Gesamtvorrichtung von der Seite gesehen im Axialschnitt, Fig. 1, the entire device seen from the side in axial section,

Fig. 2 u. 3 Einzelheiten aus Fig. 1 ebenfalls im Axial­ schnitt in vergrößertem Maßstab, Fig. 2 u. 3 details from Fig. 1 also in axial section on an enlarged scale,

Fig. 4 u. 5 eine weitere Einzelheit aus Fig. 1 im Axial-und im Radialschnitt im vergrößertem Maßstab, Fig. 4 u. 5 shows a further detail from FIG. 1 in axial and radial section on an enlarged scale,

Fig. 6 u. 7 zeigt - Temperaturdiagramme von Abläufen der Arbeitsverfahren. Fig. 6 u. 7 shows - temperature diagrams of processes of the working processes.

Wie aus den Fig. 1 bis 3 zu ersehen ist in einem Gehäuse 1 ein aus Teilrohren 2 a und 2 b bestehendes Walzgutführungsrohr FR ortsfest im Gehäuse 3 angeordnet. Auf die Eingangsseite E des Teilrohres 2 a ist der Düsenkopf DK aufgesetzt und auf die Ausgangsseite A des Teilrohres 2 b ein Zentrieransatz ZA hinter dem außerhalb des Rohrteils 2 b ein Ablenkdeckel 4 im Gehäuse 1 angelenkt ist. Mit Abstand hinter dem Ausgang A des Teilrohres 2 b ist ein Abstreifdüsenkopf ADK ebenfalls ortsfest im Gehäuse 1 angeordnet. Düsenkopf DK und Abstreif­ düsenkopf ADK sind mit einem Verteilrohr 5 an die Wasserzu­ leitung ZL angeschlossen. Unterhalb der Teilrohre 2 a und 2 b sowie des Düsenkopfes DK des Zentrieransatzes ZA und des Abstreifdüsenkopfes ADK ist eine Sammelwanne 6 angeordnet, die zu einem Abfluß 7 führt.As can be seen from FIGS . 1 to 3, a rolling stock guide tube FR consisting of partial tubes 2 a and 2 b is arranged in a fixed manner in the housing 3 in a housing 1 . On the input side E of the sub-pipe 2 a of the nozzle head DK is mounted and on the output side A of the part of the tube 2 b a spigot ZA behind the outside of the tube part 2 b a Ablenkdeckel 4 in the housing 1 is articulated. At a distance behind the outlet A of the partial pipe 2 b , a wiping nozzle head ADK is also arranged in a stationary manner in the housing 1 . Nozzle head DK and wiping nozzle head ADK are connected to the water supply line ZL with a distribution pipe 5 . Below the partial pipes 2 a and 2 b and the nozzle head DK of the centering projection ZA and the wiping nozzle head ADK , a collecting trough 6 is arranged, which leads to a drain 7 .

Wie aus Fig. 2 ersichtlich bildet der Düsenkopf DK mit einem konischen Ansatz 8 und einem gewindegeführten Einlaufrohr 9, dessen konische Spitze 9 a in den konischen Ansatz 8 ragt eine Ringdüse deren Austrittsquerschnitt durch Drehen des Einlaufrohres 9 im Gewinde 8 a des Düsenkopfes DK veränderbar ist. Der Drehantrieb besteht aus einem auf das Einlaufrohr 9 aufgesetzten Schneckenrad 10 und der mit diesem kämmenden Schneckenwelle 11, deren Antrieb nicht dargestellt ist. Das Wasser wird die Düsenkopf DK in Richtung des Pfeils R 4 von dem Verteilrohr 5 (Fig. 1) zugeführt. Der konische Einsatz 8 a des Düsenkopfes DK ist mit dem Eingang E des Führungsroh­ res FR verbunden.As can be seen from FIG. 2, the nozzle head DK forms with a conical attachment 8 and a thread-guided inlet pipe 9 , the conical tip 9 a of which projects into the conical attachment 8 , an annular nozzle whose outlet cross section can be changed by turning the inlet pipe 9 in the thread 8 a of the nozzle head DK . The rotary drive consists of a worm wheel 10 placed on the inlet pipe 9 and the worm shaft 11 meshing with it, the drive of which is not shown. The water is fed to the nozzle head DK in the direction of arrow R 4 from the distribution pipe 5 ( FIG. 1). The conical insert 8 a of the nozzle head DK is connected to the input E of the guide tube FR FR .

Wie Fig. 3 zeigt ist hinter dem Ausgang A des Drahtführungs­ rohres FR auf nicht dargestellte Weise am Gehäuse 1 um ein Drehlager DL schwenkbar der Ablenkdeckel 4 angeordnet, der durch nicht dargestellte Federn oder andere Elemente ela­ stisch abgestützt aus der strichpunktiert wiedergegebenen Ablenkstellung in die in vollen Linien wiedergegebene Durch­ gangsstellung schwenkbar ist. Der in der mit R 6 angedeuteten Durchlaufrichtung hinter diesem Ablenkdeckel 4 angeordnete Abstreifdüsenkopf ADK bildet wie der Düsenkopf DK mit einem konischen Ansatz 12 und einem Einlaufrohr 13 eine Ringdüse deren Austrittsquerschnitt der Durchlaufrichtung R 6 entge­ gengerichtet ist.As Fig. 3 shows the wire guide tube FR is the Ablenkdeckel 4 pivotally mounted on a not shown manner to the housing 1 about a pivot bearing DL after the output A, by unillustrated springs or other elements ela cally supported from the dash-dotted lines reproduced deflecting position in the in full lines reproduced by pivoting position is pivotable. The arranged in the flow direction indicated by R 6 behind this baffle 4 scraper nozzle head ADK forms like the nozzle head DK with a conical neck 12 and an inlet pipe 13 an annular nozzle whose outlet cross-section of the flow direction R 6 is oppositely directed.

In Durchflußrichtung R 6 vor dem Ablenkdeckel 4 (Fig. 1) ist am Ausgang A des Walzgutführungsrohres, wie bekannt, ein Rohransatz 14 angeordnet der einen sich in Durchflußrichtung konisch verjüngenden Rohrabschnitt 14 a und einen sich daran anschließenden zylindrischen Austritts-Rohrabschnitt 14 b aufweist (vgl. Fig. 4 und 5). Beide Rohrabschnitte 14 a und 14 b weisen zur Rohrmittenachse hin offene nutenförmige Längsausnehmungen 16, hier mit kreisabschnittsförmigem Quer­ schnitt auf. Der Gesamtdurchgangsquerschnitt dieser Längs­ ausnehmungen 16 ist etwa so groß wie der Durchgangsquer­ schnitt des zuführenden Teilrohres 2 a.In the flow direction R 6 in front of the deflecting cover 4 ( FIG. 1), as is known, a pipe extension 14 is arranged at the outlet A of the rolling stock guide pipe, which has a pipe section 14 a that tapers conically in the flow direction and an adjoining cylindrical outlet pipe section 14 b ( see Figs. 4 and 5). Both pipe sections 14 a and 14 b have open groove-shaped longitudinal recesses 16 to the pipe center axis, here with a circular section-shaped cross section. The total cross-section of these longitudinal recesses 16 is approximately as large as the cross-section of the feed pipe 2 a .

Die Vorrichtung wird nach dem erfindungsgemäßen Arbeitsver­ fahren wie folgt betrieben:The device is after the Arbeitsver invention drive operated as follows:

Das Walzgut D wird von einem nicht dargestellten Zuführungs­ rohr in Richtung des Pfeils R 6 (Fig. 1 und Fig. 2) herange­ bracht in das Einlaufrohr des Düsenkopfes DK ein- und weiter in die Eingangsseite E des Drahtführungsrohres FR geführt. Das über das Verteilrohr 5 in den Düsenkopf DK geleitete Kühlwasser tritt durch den von der konischen Spitze 9 a des Einlaufrohres 9 und der Innenwand des konischen Ansatzes 8 gebildeten Austrittsquerschnitt der Ringdüse in den dahin­ terliegenden, erheblich größeren Querschnitt des konischen Ansatzes ein. Durch Drehen des Einlaufrohres 9 im Gewinde 8 a des Düsenkopfes 8 wird die konische Spitze 9 a des Einlauf­ rohres 9 axial in Einlaufrichtung R 6 so lange verschoben, bis der durch den Eintritt des Wassers aus dem Austritts­ querschnitt der Ringdüse in den größeren Querschnitt des konischen Ansatzes 8 a erzeugte Unterdruck aus dem inneren Rohrteil 9 b des Einlaufrohres 9 die den Draht D umgebende Luft in der vorberechneten Teilmenge ansaugt. Die entstande­ ne Wasser-Luft-Mischung wird dann in dem Walzgutführungs­ rohr, den Außenumfang des Walzgutes D umschließend, weiter­ geführt, kühlt das Walzgutwährend des Durchgangs durch das Walzgutführungsrohr FR ab und wird nach Verlassen des Walz­ gutführungsrohres FR im Ausgang A in bekannter Weise durch einen der Durchlaufrichtung R 6 geneigt entgegengerichteten Wasserstrahl aus der Ringdüse des Abstreifdüsenkopfes ADK von der Umfangsfläche des Walzgutes D entfernt. Der Ablenk­ deckel 4 befindet sich in dieser Betriebsphase in der in Fig. 3 in vollen Linien wiedergegebenen Durchgangsstellung. Wenn das durchlaufende Walzgut D den Ausgang A des Walzgut­ führungsrohres FR verlassen hat und kein weiteres Walzgut folgt, bewegt sich der Ablenkdeckel 4 in die in strichpunk­ tiert wiedergegebene Ablenkstellung und bewirkt ein Ablenken des aus dem Ausgang A des Walzgutführungsrohres FR austre­ tenden Kühlwasserstrahls nach unten, wobei er gleichzeitig die für den Walzgutdurchgang durch das Walzgutführungsrohr notwendigen Druckverhältnisse in diesem aufrechterhält bzw. stabilisiert. Durch das Ablenken des Kühlwasserstrahls mit Hilfe des Ablenkdeckels 4 wird, wie bereits erläutert, ver­ hindert, daß der Kühlwasserstrahl den entgegengerichteten Wasserstrahl des Abstreifdüsenkopfes ADK durchbricht und dadurch Betriebsstörungen hervorruft bzw. es erforderlich macht, daß der Wasserstrahl aus dem Abstriefdüsenkopf ADK erheblich verstärkt werden muß, was einen großen zusätzli­ chen Wasserverbrauch zur Folge haben würde.The rolling stock D is of a non-illustrated supply tube in the direction of arrow R 6 (Fig. 1 and Fig. 2) Hérange introduced into the inlet tube once the nozzle head DK and continue in the inlet side E of the wire guide tube FR. The passed through the distribution pipe 5 in the nozzle head DK cooling water enters through the conical tip 9 a of the inlet pipe 9 and the inner wall of the conical extension 8 exit cross section of the ring nozzle in the underlying, considerably larger cross section of the conical extension. By turning the inlet pipe 9 in the thread 8 a of the nozzle head 8 , the conical tip 9 a of the inlet pipe 9 is moved axially in the inlet direction R 6 until the cross section through the entry of water from the outlet of the ring nozzle into the larger cross section of the conical 8 approach generated a negative pressure from the inner tube portion 9 9 b of the inlet pipe, the wire D surrounding air in the pre-subset draws. The resulting water-air mixture is then guided in the rolling stock guide tube, enclosing the outer circumference of the rolling stock D , cools the rolling stock during passage through the rolling stock guide tube FR and, after leaving the rolling stock guide tube FR in output A, in a known manner a water jet inclined in the direction of passage R 6 from the ring nozzle of the wiping nozzle head ADK from the peripheral surface of the rolling stock D. The deflection cover 4 is in this operating phase in the passage position shown in full lines in Fig. 3. When the rolling stock D has left the exit A of the rolling stock guide tube FR and no further rolling stock follows, the baffle cover 4 moves into the deflection position shown in dash-dot lines and causes the cooling water jet emerging from the output A of the rolling stock guide tube FR to be deflected downward, at the same time it maintains or stabilizes the pressure conditions necessary for the rolling stock to pass through the rolling stock guide tube. By deflecting the cooling water jet with the aid of the baffle cover 4 , as already explained, ver prevents the cooling water jet from breaking through the opposing water jet of the wiping nozzle head ADK and thereby causing malfunctions or making it necessary that the water jet from the wiping nozzle head ADK must be considerably strengthened , which would result in a large additional water consumption.

Das Walzgutführungsrohr ist, wie aus Fig. 1 zu ersehen, in zwei Teilrohre 2 a und 2 b aufgeteilt. Der Ausgang und der Eingang beider Teilrohre 2 a, 2 b liegen sich an der Trenn­ stelle koaxial stirnseitig mit Abstand gegenüber. Der Ein­ gang des zweiten Teilrohres 2 b ist in bekannter Weise als Einlauftrichter ausgebildet und der Ausgang des ersten Teil­ rohres 2 a (vgl. Fig. 4 und 5) weist Rohrabschnitte 14 a und 14 b auf, die zur Zentrierung des durchgeführten Walzgut­ stranges in Strömungsrichtung konisch verjüngt bzw. zylin­ drisch verlaufen. Um sicherzustellen, daß das Walzgut D beim Durchgang durch diese beiden Rohrabschnitte 14 a und 14 b von einem noch ausreichenden Mantel des Wasser-Luft-Gemisches umgeben sind, dessen Kühlwirkung ja geringer ist als die eines nur aus Wasser bestehenden Wassermantels, ist der Durchgangsquerschnitt durch diese beiden Rohrabschnitte 14 a und 14 b des Rohransatzes 14 durch nutenförmige Längsausneh­ mungen 16 vergrößert worden.The rolling stock guide tube is, as can be seen from FIG. 1, divided into two partial tubes 2 a and 2 b . The output and the input of both tubes 2 a , 2 b are located at the separation point coaxially opposite each other at the front. The input of the second partial pipe 2 b is formed in a known manner as an inlet funnel and the outlet of the first partial pipe 2 a (see FIGS . 4 and 5) has pipe sections 14 a and 14 b , which are used to center the rolling stock carried out Flow direction is tapered or cylindrical. In order to ensure that the rolling stock D when passing through these two pipe sections 14 a and 14 b are surrounded by a still sufficient jacket of the water-air mixture, the cooling effect of which is less than that of a water jacket consisting only of water, the passage cross-section is through these two pipe sections 14 a and 14 b of the pipe extension 14 by groove-shaped Längenausneh measures 16 have been enlarged.

Ein Beispiel des Kühlungsverlaufs beim Durchgang des Walz­ gutes durch das Walzgutführungsrohr FR ist in Fig. 6 in einem Diagramm angedeutet. Das Diagramm gibt den Temperatur­ verlauf des Außenumfangs des Walzgutes mit der Kurve 1, des Durchschnitts mit der Kurve 2 und des Kerns mit der Kurve 3 wieder und zeigt, daß das Walzgut nach Verlassen des Walz­ gutführungsrohres FR während 8 sec bereits so gekühlt worden ist, daß eine den gesamten Walzgutquerschnitt umfassende Absenkung der Temperatur auf 600°C erzielt worden ist. Die hierbei erforderliche niedrige Wärmeübergangszahl ist jedoch nur bei einem Wasser-Luft-Gemisch mit hohem Luftanteil er­ reichbar und erfordert ein sehr langes, für den Walzbetrieb nicht geeignetes Kühlrohr.An example of the course of cooling during the passage of the rolling stock through the rolling stock guide pipe FR is indicated in a diagram in FIG. 6. The diagram shows the temperature profile of the outer circumference of the rolling stock with curve 1 , the average with curve 2 and the core with curve 3 and shows that the rolling stock has already been cooled for 8 seconds after leaving the rolling stock guide tube FR , that a lowering of the temperature to 600 ° C. has been achieved that encompasses the entire cross section of the rolling stock. However, the required low heat transfer coefficient is only achievable with a water-air mixture with a high proportion of air and requires a very long cooling pipe which is not suitable for rolling operation.

Aus dem Diagramm nach Fig. 7 geht hervor, daß ein ähnliches Ergebnis mit hintereinander angeordneten Walzgutführungs­ rohren erreicht werden kann, deren Gesamtlänge nur halb so groß ist wie die des Walzgutführungsrohres nach Fig. 6 (Ab­ kühlung in 4 sec). Hierbei werden durch unterschiedliche Bemessung der Anteile von Luft und Wasser in dem Wasser- Luft-Gemisch unterschiedliche Wärmeübergangszahlen einge­ stellt, so daß eine Unterschreitung der Oberflächentempera­ tur unter eine werkstoffabhängige Oberflächentemperatur vermieden wird.From the diagram of Fig. 7 it can be seen that a similar result can be achieved with successively arranged rolling stock guide tubes, the total length of which is only half as large as that of the rolling stock guide tube according to Fig. 6 (from cooling in 4 sec). Here, different heat transfer coefficients are set by different dimensioning of the proportions of air and water in the water-air mixture, so that a drop below the surface temperature is avoided below a material-dependent surface temperature.

Claims (9)

1. Arbeitsverfahren zum temperaturkontrollierten Kühlen von Walzgut während und nach der Walzverformung in von Wasser durchströmten Walzgutführungsrohren denen das Wasser mit voreinstellbarem Zulauf Druck aus einer den in einem Zuführrohr hereingebrachten Walzgut umfassenden Ringdüse mit veränderbarem Austrittsquerschnitt zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Austrittsquerschnitts und/oder des Zulaufdrucks veränderbar, so bemessen wird, daß die Ring­ düse (8, 9 a) als Injektionsdüse wirksam werdend Mischun­ gen des aus dem Austrittsquerschnitt austretenden Wassers mit aus dem Zuführrohr angesaugter Luft mit entsprechend unterschiedlichen Anteilen an der Mischung erzeugt.1. Working method for temperature-controlled cooling of rolling stock during and after the rolling deformation in flow-through of the rolling stock guide tubes to which the water with presettable inlet pressure is supplied from an annular nozzle comprising the rolling stock brought into a feed pipe with a variable outlet cross section, characterized in that the size of the outlet cross section and / or the inlet pressure can be changed so that the ring nozzle ( 8 , 9 a ) as an injection nozzle becomes effective mixtures of the water emerging from the outlet cross section with air drawn in from the supply pipe with correspondingly different proportions of the mixture. 2. Arbeitsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftanteile der Mischung zwischen 10 und 90 Vol.% betragen.2. Working method according to claim 1, characterized, that the air content of the mixture is between 10 and 90 vol.% be. 3. Arbeitsverfahren nach Anspruch 2, mit Führung des Walzdrahtes durch mehrere hintereinander angeordnete Drahtführungsrohre mit jeweils einstellbaren Ringdüsen, dadurch gekennzeichnet, daß die durch das Mischungsverhältnis Wasser/Luft ein­ stellbaren Wärmeübergangszahlen im Kühlrohr 1500 bis 35 000 W/(m2×K) betragen.3. Working method according to claim 2, with guiding of the wire rod through a plurality of wire guide tubes arranged one behind the other, each with adjustable ring nozzles, characterized in that the heat transfer numbers in the cooling tube which are adjustable by the mixing ratio water / air are 1500 to 35,000 W / (m 2 × K) . 4. Arbeitsverfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 mit Führung des Walzguts durch mehrere hintereinander angeordnete Walzgutführungsrohre mit jeweils einstellbaren Ringdüsen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung des Walzgutes in den einzelnen aufeinan­ derfolgenden Führungsrohren (FR) mit festlegbaren unter­ schiedlichen Einstellungen des jeweiligen Austrittsquer­ schnitts der Ringdüsen (8, 9 a) und/oder des Zulaufdruckes des Wassers bewirkt wird.4. Working method according to one or more of claims 1 to 3 with guidance of the rolling stock through a plurality of rolling stock guide tubes arranged one behind the other, each with adjustable ring nozzles, characterized in that the cooling of the rolling stock in the individual successive guide tubes (FR) with definable under different settings of the respective Exit cross section of the ring nozzles ( 8 , 9 a ) and / or the inlet pressure of the water is effected. 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen fernsteuerbaren Verschiebeantrieb (8 a, 10, 11) des Einlaufrohres (9).5. Device for performing the method according to claims 1 to 4, characterized by a remote-controllable displacement drive ( 8 a , 10 , 11 ) of the inlet pipe ( 9 ). 6. Arbeitsverfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaufrohr (9) mit dem Düsenkopf (DK) durch ein Schraubgewinde verbunden ist und außerhalb des Düsenkopfes (DK) ein Schneckenrad (10) trägt, das von einer Schneckenwelle (11) antreibbar ist.6. Working method according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the inlet pipe ( 9 ) with the nozzle head (DK) is connected by a screw thread and outside the nozzle head (DK ) carries a worm wheel ( 10 ) by a Worm shaft ( 11 ) can be driven. 7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüchen 1 bis 3 und/oder nach An­ spruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Ausgang (A) des von dem Wasser-Luftgemisch durchströmten Walzgutführungsrohres (FR) ein in und außer Abdecklage bringbarer elastisch abgestützter, den Quer­ schnitt des Ausgangs (A) teilweise abdeckender Ablenk­ deckel (4) angeordnet ist.7. Apparatus for carrying out the method according to one or more of claims 1 to 3 and / or according to claim 5, characterized in that behind the outlet ( A ) of the rolling stock guide tube (FR) through which the water-air mixture flows, a cover layer in and out bringable elastically supported, the cross-section of the output ( A ) partially covering deflector cover ( 4 ) is arranged. 8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4 und nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch die Winkelposition des Ablenkdeckels (4) und die Umfangs­ position des Walzgutes erfassende und meldende Sensoren, und eine diesen nachgeschaltete Steuereinheit, die den Schwenkwinkel des Ablenkdeckels (4) so einsteuert, daß dessen Außenkante einen festlegbaren Abstand über dem durchlaufenden Walzgut (D) einhält8. Device for performing the method according to claims 1 to 4 and according to claim 7, characterized by the angular position of the deflection cover ( 4 ) and the circumferential position of the rolling stock detecting and reporting sensors, and a control unit connected downstream thereof, which the pivoting angle of the deflection cover ( 4 ) controls so that its outer edge maintains a definable distance above the rolling stock ( D ) 9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4 und nach den Ansprüchen 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Walzgutführungsrohr (FR) in zwei Teilrohre (2 a, 2 b) aufgeteilt ist, deren jeweiliger Ausgang und Eingang sich koaxial stirnseitig mit Abstand einander gegenüber­ liegen, wobei der Eingang des zweiten Teilrohres (2 b) in bekannter Weise als Einlauftrichter und der Ausgang des ersten Teilrohres (2 a) aus einem sich in Strömungsrich­ tung konisch verjüngenden Rohrabschnitt (14 a) besteht, der in einen zylindrischen Rohrabschnitt (14 e) übergeht, und dabei beide Rohrabschnitte (14 a, 14 b) zur Rohrmitten­ achse hin offene nutenförmige Längsausnehmungen (16) aufweisen, deren Gesamtquerschnitt so bemessen ist, daß der Durchgangsquerschnitt dieser beiden Rohrabschnitte (14 a, 14 b) etwa gleich dem Durchgangsquerschnitt des ersten Teilrohres (2 a) ist.9. Device for performing the method according to claims 1 to 4 and according to claims 5 to 8, characterized in that the rolling stock guide tube (FR) is divided into two partial tubes ( 2 a , 2 b ), the respective output and input of which are coaxial face each other at a distance from one another, the input of the second partial tube ( 2 b ) in a known manner as an inlet funnel and the output of the first partial tube ( 2 a ) from a tube section ( 14 a ) which tapers conically in the direction of flow and which consists in a cylindrical pipe section ( 14 e ) merges, and both pipe sections ( 14 a , 14 b ) to the pipe center axis have open groove-shaped longitudinal recesses ( 16 ), the total cross section of which is dimensioned such that the passage cross section of these two pipe sections ( 14 a , 14 b ) is approximately equal to the passage cross section of the first partial pipe ( 2 a ).
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