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Dokumentenidentifikation DE10201718A1 07.08.2003
Titel Kühlbett
Anmelder SMS Meer GmbH, 41069 Mönchengladbach, DE
Erfinder Salomon, Frank, Dipl.-Ing., 47877 Willich, DE;
Zielonka, Günter, Dipl.-Ing., 41061 Mönchengladbach, DE
Vertreter Hemmerich und Kollegen, 57072 Siegen
DE-Anmeldedatum 18.01.2002
DE-Aktenzeichen 10201718
Offenlegungstag 07.08.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 07.08.2003
IPC-Hauptklasse B21B 43/00
IPC-Nebenklasse B21B 43/10   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Kühlbett (1), insbesondere für eine Walzstraße, das eine Hubvorrichtung (2) aufweist, mit der das zu kühlende Gut (3), insbesondere das Walzgut, periodisch angehoben und quer zu seiner Längsachse (4) bewegt werden kann. Zur Erhöhung der Geradheit des Guts ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Kühlbett (1) Mittel (5) zum vozugsweise periodischen Drehen des Guts (3) um seine Längsachse (4) aufweist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Kühlbett, insbesondere für eine Walzstraße, das eine Hubvorrichtung aufweist, mit der das zu kühlende Gut, insbesondere das Walzgut, periodisch angehoben und quer zu seiner Längsachse bewegt werden kann.

Bei allen warmgewalzten Rohre, Profilen und Stäben (nachfolgend Stangen genannt) ist nach dem Durchlaufen der Walzanlagen ein Kühlvorgang erforderlich, um das gewalzte Gut bei Raumtemperatur weiterverarbeiten zu können. Von Sonderausführungen wie Wassertauchkästen, Wasser- und Luftduschen sowie langsam laufenden Längstransporten abgesehen, werden dazu in der Regel sogenannte Kühlbetten eingesetzt. Auf Kühlbetten kühlt das Walzgut hauptsächlich durch Wärmeabstrahlung langsam ab und man vermeidet damit unerwünschte Änderungen des Korngefüges.

Kühlbetten sind Transporteinrichtungen, auf denen die langgestreckten Stangen parallel zueinander liegend und in bestimmtem Abstand zueinander angeordnet weitgehend quer zu ihrer Längsachse so lange transportiert werden, bis sie erkaltet sind. Da im Walzbetrieb in kurzen gleichmäßigen Abständen neue, warme Stangen erzeugt und diese auf dem Kühlbett abgelegt werden müssen, laufen die Kühlbetten entweder kontinuierlich durch, wie es z. B. bei Kettenkühlbetten üblich ist, oder werden im Taktbetrieb weitergegeben, wie z. B. bei Hubbalken- bzw. Rechenkühlbetten.

Die DE-OS 28 12 777 offenbart ein Kettenkühlbett zum Transport von langgestrecktem Gut, bei dem die Stangen in die Taschen von Förderketten eingelegt werden. Die Taschen werden von Mitnehmerdaumen gebildet, die an den Kettenlaschen befestigt sind. Auf einem solchen Kühlbett können alle möglichen Arten von Stangen (Rohre, Profile, Stäbe) transportiert werden. Da die Stangen aber von den Ketten getragen werden, verharren sie bewegungslos in ihren Taschen mit der Folge, dass die Stäbe ihre durch das Walzen erzeugte Krummheit behalten oder durch die auf dem Kühlbett herrschenden schwankenden Abkühlbedingungen sogar noch krümmer werden. Derartige Stangen müssen vor der Weiterverarbeitung aufwendig gerichtet werden.

Eine an die Kühlbetten gestellte Forderung besteht daher darin, die gewalzten Stangen während des Transports auf den Kühlbetten zu richten. Erfahrungen haben gezeigt, dass ein ständiges Wenden bzw. Kanten der anfangs noch walzwarmen Stangen eine ausreichende Richtwirkung erzeugt, weil die Schwerkraft ein Aufliegen der Stangen auf der sie tragenden Unterlage bewirkt.

Für Stangen mit rundem Querschnitt hat man deshalb Kettenkühlbetten entworfen, bei welchen die Stangen nicht mehr von den Ketten getragen werden, sondern auf zusätzlich zwischen den Ketten parallel angeordneten Schienen abrollen. Die Mitnehmer der Ketten haben hier nur noch eine treibende Funktion. Durch das ständige Rollen der Stangen wird ein guter Richteffekt erzielt und das ansonsten erforderliche nachfolgende Richten eingespart.

Kettenkühlbetten sind aber nicht in der Lage, Stangen mit unrunden Querschnitten, wie z. B. Quadrat- oder Rechteckprofile, rollend zu transportieren. Da in vielen Walzwerken sowohl runde als auch unrunde Stangen hergestellt werden (in Rohrwalzwerken z. B. Rund- und Quadratrohre sowie Rechteckrohre mit zum Teil ungünstigen Breiten- und Höhenverhältnissen), wurde eine andere Art von Kühlbett entwickelt, die aus beweglichen und starren Hubrechen bestehen. Die DE-AS 12 65 695 zeigt ein sogenanntes Rechenkühlbett für viereckige Stangen. Durch die besondere Ausbildung der Zacken auf den starren und den beweglichen Rechen wird die Stange nach jedem Übergabeschritt um 90° gekantet und dadurch gerichtet. Die DE-OS 14 27 897 wiederum zeigt ein Rechenkühlbett mit Zacken, die eine unterschiedliche Form haben, d. h. die Zacken des beweglichen Rechens sind anders ausgebildet als die Zacken des starren Rechens. Auch hiermit wird ein schrittweises Drehen der Stangen bewirkt. Die DE-PS 29 06 126 zeigt schließlich ein Rechenkühlbett für Rohre. Hier werden die Rohre nicht in den tiefsten Punkt der Taschen hineingelegt, sondern auf den schrägen Flanken der Taschen und rollen anschließend bis zum tiefsten Punkt ab.

Auch diese Rechenkühlbetten haben Nachteile. Zum einen sind sie nicht in der Lage, alle unterschiedlichen Querschnitte wie Rund-, Quadrat-, Rechteck- oder andere Vieleckprofile ohne Anpassung der Zackenform zu wenden. Außerdem üben sie keinen absoluten Zwang zum Wenden auf die Stangen auf. Bei dieser Art von Kühlbetten wird vorausgesetzt, dass geometrisch ideale Verhältnisse herrschen, d. h. die Stangen vor der Auflage auf das Kühlbett schon relativ gerade sind. In der Realität sind die Stangen aber unterschiedlich krumm, d. h. sie haben beispielsweise gebogene Enden, sind korkenzieherförmig gewunden usw., mit der Folge, dass sich einige Stangen auf dem Kühlbett nicht kanten lassen, weil sie nicht gleichmäßig auf allen Zacken aufliegen. Diese Stangen müssen anschließend entweder aussortiert oder in einer Richtmaschine außerhalb der Fertigungslinie gerichtet werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Kühlbetten der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass die beschriebenen Nachteile vermieden werden und die gewalzten Stangen ohne nachfolgenden Richtprozess eine hinreichende Geradheit aufweisen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Kühlbett Mittel zum zwangsweisen, vorzugsweise periodischen, Drehen des Guts um seine Längsachse aufweist.

Mit dieser Ausgestaltung wird es in vorteilhafter Weise möglich, das abgelängte Walzgut, das sich auf dem Kühlbett befindet, während des Abkühlens sicher und vollständig um seine Längsachse zu drehen, wobei das Walzgut unterschiedliche Querschnitte, von rund bis vielkantig, haben kann. Die Gewichtskraft der Stange übt dabei auf das zunächst noch heiße Walzmaterial einen Richteffekt aus, so dass die Geradheit der abgekühlten Stange nach dem Abnehmen vom Kühlbett hoch ist. Ein nachgeschalteter Richtvorgang kann damit in den meisten Fällen gänzlich entfallen. Die Herstellkosten für gewalztes Stangenmaterial können somit erheblich reduziert werden.

Gemäß einer ersten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Mittel zum Drehen aus einer Anzahl angetriebener Wellen bestehen, wobei an den Wellen sich radial erstreckend eine Anzahl Mitnehmerarme für das Gut angeordnet ist. Besonders vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass die Welle vier sich radial erstreckende Mitnehmerarme für das Gut aufweist, die jeweils um 90° versetzt an der Welle fest angeordnet sind. Ein optimales Fassen des abkühlenden Walzguts kann erreicht werden, wenn die Mitnehmerarme im Schnitt - in Richtung der Längsachse betrachtet - eine im wesentlichen rechteckige Form aufweisen.

Hinsichtlich des Drehantriebs der Wellen kann vorgesehen werden, dass eine Anzahl Wellen, vorzugsweise alle Wellen des Kühlbetts, einen gemeinsamen Drehantrieb aufweisen. Alternativ dazu kann aber auch jede Welle einen eigenen Drehantrieb aufweisen. Der Drehantrieb besteht aus einem Motor und einem Getriebe.

Zur Verbesserung des Abkühleffekts können die Wellen des Kühlbetts als Hohlwellen ausgebildet sein, so daß sie von Kühlwasser durchströmbar sind.

Um vor allem bei Rundprofilen ein Rückrollen zu verhindern, können an den Mitnehmerarmen an der in Förderrichtung letzten Welle der Drehvorrichtung Keile angeordnet werden.

Die Hubvorrichtung hat vorzugsweise parallel zu den Mitnehmern angeordnete, auf und ab und waagrecht bewegbare Transportschienen. Diese sind bevorzugt in Förderrichtung des Guts ausgerichtet. Weiterhin können Mittel vorhanden sein, mit denen die Hübe der Transportschienen eingestellt werden können. Ein sicheres Fördern des Guts in Förderrichtung kann dadurch erreicht werden, dass die höchste Hubposition der Transportschiene höher liegt als der höchste Punkt der sich in waagrechter Position befindlichen Mitnehmerarme. Entsprechend kann vorgesehen sein, dass die niedrigste Hubposition der Transportschiene tiefer liegt als der tiefste Punkt der sich in waagrechter Position befindlichen Mitnehmerarme. Als besonders vorteilhaft hat es sich dabei erwiesen, dass bei maximalem Hub die Transportschienen den höchsten Punkt der sich in waagrechter Position befindlichen Mitnehmerarme um mindestens 5 mm, vorzugsweise um 10 mm, überragen. Eine einfache Ausgestaltung wird erreicht, wenn das Anheben und Absenken der Transportschienen durch ein hydraulisches Kolben-Zylinder-System erfolgt. Ferner wird das Fördern des Guts dadurch erleichtert bzw. begünstigt, wenn die Transportschienen nicht nur waagrecht liegen, sondern zur Horizontalen einen geringfügigen Winkel einschließen; dieser liegt besonders bevorzugt zwischen 0,5° und 5°.

Die Zentren der Wellen können mit Vorteil - in Förderrichtung des Guts betrachtet - auf einer Geraden liegen. Dabei kann diese Gerade mit der Horizontalen ebenfalls den genannten Winkel einschließen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch ein Kühlbett in Richtung der Längsachse des Walzguts betrachtet (unterbrochen dargestellt),

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Kühlbett,

Fig. 3 den Schnitt A-A gemäß Fig. 2 und

Fig. 4a bis Fig. 4f schematisch die Darstellung der Mittel zum Drehen des Walzguts in sechs aufeinander abfolgenden Zeitpunkten.

In den Fig. 1 bis 3 ist ein Kühlbett 1 dargestellt, auf dem gewalzte und abgelängte (nicht dargestellte) Stangen abgelegt und abgekühlt werden können. Die Stangen werden von den (nicht dargestellten) Walzgerüsten kommend von links auf das Kühlbett 1 gelegt. Im Verlauf des Abkühlens wandern sie in Förderrichtung 9 nach rechts, wo sie wieder vom Kühlbett 1 abgenommen und abtransportiert werden. Dabei liegt die Förderrichtung 9 senkrecht zur Längsachse 4 des Walzguts.

Zum Transport des Walzguts 3 (s. Fig. 4) in Förderrichtung 9 weist das Kühlbett 1 Hubvorrichtungen 2 und Transportschienen 11 auf (s. Fig. 1), die sowohl auf- und abwärts als auch in und entgegen der Förderrichtung 9 bewegt werden können. Das Walzgut 3, das auf den nachfolgend noch näher beschriebenen Mitteln 5 zum Drehen aufliegt, wird von den Transportschienen 11 abgehoben und ein vorgegebenes Stück in Förderrichtung 9 getragen. Die Schienen 11 tauchen dann wieder ab und setzen das Gut 3 wieder auf den Mitteln 5 ab. Unterhalb der Ablageflächen der Mittel 5 bewegen sich die Schienen 11 wieder in ihre Ausgangslage zurück. Durch wiederholtes Durchführen dieses Bewegungszyklus bewegen sich die gewalzten Stangen 3 schrittweise allmählich in Förderrichtung 9.

Damit eine maximale Geradheit des Walzguts 3 während des Abkühlens auf dem Kühlbett 1 erreicht werden kann, sind die Mittel 5 zum Drehen des Walzguts 3 ausgebildet. Sie bestehen aus einer Anzahl parallel nebeneinander angeordneter Wellen 6, die jeweils mit Mitnehmerarmen 7 versehen sind. Wie am besten aus Fig. 4 hervorgeht, sind an jeder Welle 6 sich radial erstreckend vier Mitnehmerarme - jeweils um 90° versetzt - fest angeordnet. Die Wellen 6 können durch einen Drehantrieb 8, bestehend aus Motor und Getriebe, getaktet gedreht werden. Hierunter ist zu verstehen, dass die Wellen 6 vom Drehantrieb 8 zu vorgegebenen Zeitpunkten jeweils um 90° gedreht werden. Hiermit einhegehend wird das Gut 3 sukzessive um seine Längsachse 4 gedreht.

Die Abfolge des Drehprozesses ist schematisch in Fig. 4a bis Fig. 4f skizziert. Dabei sind nacheinander folgende Zeitpunkte bzw. Betriebspositionen dargestellt.

In Fig. 4a ist dargestellt, wie eine gewalzte Stange 3' - von links von dem auslaufseitigen Walzgerüst kommend - durch die Hubvorrichtung 2 in den Bereich der Mitnehmerarme 7 des auf dem Kühlbett 1 vordersten Mittels 5 gehoben wurde. Die sich rechts anschließenden Mittel 5 zum Drehen sind zuvor bereits mit Stangen 3 bestückt worden. Durch Drehen der Wellen 6 um 90° bewegen sich die Stangen 3, 3' über die in Fig. 4b gezeigte Zwischenposition in die Position nach Fig. 4c. Die Stange 3' (wie auch die anderen Stangen 3) sind jetzt um 90° um ihre Längsachse 4 gedreht worden.

Wie in Fig. 4d angedeutet ist, transportieren jetzt die (nur sehr schematisch dargestellten) Transportschienen 11 die Stangen 3 um einen vorgegebenen Betrag nach rechts; die Stange 3' wird dadurch von der mit ausgezogenen Linien dargestellten Position in diejenige gefördert, die mit gestrichelten Linien dargestellt ist. Die damit erzielte Position ist Fig. 4e zu entnehmen.

Durch weiteres Drehen der Wellen 6 um 90° wird auch die Stange 3' um weitere 90° um ihre Längsachse gedreht; die Fig. 4f zeigt wiederum eine Zwischenposition nach einer Drehung um 45°. Nach dieser 90°-Drehung ist wieder der Zustand gemäß Fig. 4a erreicht, wobei jetzt jedoch die Stange 3' in Förderrichtung 9 weiter befördert und ansonsten um insgesamt 180° gedreht wurde.

Die in den Fig. 4a bis 4f dargestellte Abfolge von Schritten wird permanent wiederholt, so dass die Stange 3' schließlich nach rechts aus dem Kühlbett 1 herausgefördert wird. Da sie während des Abkühlens mehrmals um ihre Längsachse 4 gedreht wurde, ist die Geradheit der Stange wesentlich höher, als dies ohne die Drehung der Fall wäre. Ein sonst üblicherweise nachgeschalteter Richtprozess kann entfallen. Vielmehr übt das Drehen während des Abkühlens einen Richteffekt auf die Stange 3, 3' aus.

Die Mitnehmerarme 7 der in Förderrichtung 9 am weitesten rechts liegenden Welle 6 sind - wie es in Fig. 4e angedeutet ist - mit Keilen 10 versehen. Damit wird verhindert, dass sich insbesondere rundes Walzgut 3 am (rechten) Ende des Kühlbetts 1 entgegen der Förderichtung 9 bewegen kann.

Die Drehachsen der Wellen 6 sind im übrigen entlang einer Geraden 12 angeordnet. Sowohl diese Gerade 12 als auch die Transportschiene 11 ist gegen die Horizontale um einen geringen Winkel α geneigt, was in Fig. 3 angedeutet ist. Dadurch wird das Fördern des Guts 3 in Förderrichtung 9 erleichtert.

Das vorgeschlagene Kühlbett eignet sich für alle Arten von Walzgut. Es kann für im Querschnitt quadratisches (wie in Fig. 4 dargestellt), rechteckförmiges und rundes Gut 3 sowie sonstige Profile, insbesondere auch Hohlprofile, eingesetzt werden.

Der Abstand der Wellen 6 in Förderrichtung 9 ergibt sich aufgrund des Durchmessers bzw. der Querschnittsabmessungen des Walzguts. In Richtung der Längsachse 4 des Walzguts sind zur guten Unterstützung des Guts - wie in Fig. 2 angedeutet - auf den Wellen 6 in festgelegten Abständen die Mitnehmerarme 7 angeordnet. Der von der Hubvorrichtung 2 gefahrene Hub der Transportschienen 11 sowie die Länge der Verschiebungen dieser Schienen in Förderrichtung 9 ist einstellbar und auf die jeweiligen Belange des konkreten Walzguts (Profilgröße) abgestimmt. Zum sicheren Transport des Guts 3 ist der Hub der Transportschienen 11 so gewählt, dass diese bei maximalem Hub die höchste Position der waagrechten Mitnehmerarme 7 bei deren Ruhestellung überragen und in ihrer unteren Stellung tiefer liegen als der tiefste Punkt der waagrechten Mitnehmerarme 7.

Der Drehantrieb 8 kann sämtliche Wellen 6 antreiben; es kann jedoch auch jeder Welle 6 ein eigener Antrieb 8 zugeordnet werden. Dabei ist vorgesehen, dass nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit der Drehantrieb bzw. die Drehantriebe 8 jeweils getaktet eine 90°-Drehung der Wellen 6 veranlassen. Dies kann durch Impulse der Steuerung des Walzwerks ausgelöst werden. Der Rückhub der Transportschienen 11 (Zurückbewegen in die Ausgangsposition) wird dabei bevorzugt dann durchgeführt, wenn die Mitnehmerarme 7 etwa die ersten 10 bis 20° (bevorzugt 15°) ihrer 90°-Drehung zurückgelegt haben, da dann sichergestellt ist, dass alles Gut 3 von den Transportschienen 11 abgehoben ist. Bezugszeichenliste 1 Kühlbett

2 Hubvorrichtung

3 Gut (Stange)

3' Gut (Stange)

4 Längsachse

5 Mittel zum Drehen

6 Welle

7 Mitnehmerarme

8 Drehantrieb (Motor/Getriebe)

9 Förderrichtung des Guts 3

10 Keile

11 Transportschiene

12 Gerade

α Winkel


Anspruch[de]
  1. 1. Kühlbett (1), insbesondere für eine Walzstraße, das eine Hubvorrichtung (2) aufweist, mit der das zu kühlende Gut (3) periodisch angehoben und quer zu seiner Längsachse (4) bewegt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlbett (1) Mittel (5) zum, vorzugsweise periodischen, Drehen des Guts (3) um seine Längsachse (4) aufweist.
  2. 2. Kühlbett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (5) aus einer Anzahl angetriebener, in Förderrichtung im Abstand voneinander angeordneten Wellen (6) bestehen, wobei an den Wellen (6) sich radial erstreckend eine Anzahl Mitnehmerarme (7) für das Gut (3) angeordnet ist.
  3. 3. Kühlbett nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (6) vier sich radial erstreckende Mitnehmerarme (7) für das Gut (3) aufweist, die jeweils um 90° versetzt an der Welle (6) fest angeordnet sind.
  4. 4. Kühlbett nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmerarme (7) im Schnitt in Richtung der Längsachse (4) betrachtet eine im wesentlichen rechteckige Form aufweisen.
  5. 5. Kühlbett nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl Wellen (6), vorzugsweise alle Wellen (6), einen gemeinsamen Drehantrieb (8) aufweisen.
  6. 6. Kühlbett nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (6) als Hohlwelle ausgebildet ist.
  7. 7. Kühlbett nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an den Mitnehmerarmen (7), vorzugsweise nur an denen der in Förderrichtung (9) des Guts (3) letzten Welle (6), Keile (10) zur Verhinderung des Rückrollen des Guts (3) entgegen der Förderrichtung (9) angeordnet sind.
  8. 8. Kühlbett nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubvorrichtung (2) mindestens eine zumindest auf- und ab bewegbare und in und entgegen der Förderrichtung (9) des Guts (3) verlaufende Transportschiene (11) aufweist.
  9. 9. Kühlbett nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens einen Transportschiene (11) Hubstellmittel zugeordnet sind.
  10. 10. Kühlbett nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die höchste Hubposition der Transportschiene (11) höher liegt als der höchste Punkt der sich in waagrechter Position befindlichen Mitnehmerarme (7).
  11. 11. Kühlbett nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die niedrigste Hubposition der Transportschiene (11) tiefer liegt als der tiefste Punkt der sich in waagrechter Position befindlichen Mitnehmerarme (7).
  12. 12. Kühlbett nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportschiene (11) zur Horizontalen einen geringfügigen Winkel (α) einschließt.
  13. 13. Kühlbett nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentren der Wellen (6) in Förderrichtung (9) des Guts (3) betrachtet auf einer Geraden (12) liegen.
  14. 14. Kühlbett nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Gerade (12) zur Horizontalen einen geringfügigen Winkel (α) einschließt.






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