CN105163876A - 包括强力冷却和层流冷却的冷却部 - Google Patents

Abstract

一种用于扁平轧制材（1）的冷却部具有工作区（2），将所述扁平轧制材（1）引导经过工作区（2）。工作区（2）利用一些喷射柱（3i）供给液体冷却剂（4）。利用泵（5）和供给系统（6）将液体冷却剂（4）从液体冷却剂（4）的箱（7）供给至所述喷射柱（3i）。阀（9i）布置在所述供给系统（6）中所述喷射柱（3i）的上游。冷却部的控制单元（10）根据利用各自的喷射柱（3i）施加至所述扁平轧制材（1）的各自的部分流量（fi）来设定阀（9i）的打开位置（si）。控制单元（10）根据利用所有所述喷射柱（3i）施加到所述扁平轧制材（1）的总流量（F）来设定所述泵（5）的输出功率（M）和/或由在所述供给系统（6）中所述泵（5）产生的管路压力（p）。

Description

包括强力冷却和层流冷却的冷却部

技术领域

本发明涉及一种用于扁平轧制材的冷却部的操作方法,

-其中将扁平轧制材引导经过一些喷射柱的工作区，

-其中利用泵和供给管路系统将液体冷却剂从箱中供给至喷射柱，

-其中根据利用各自的喷射柱施加给扁平轧制材的各个部分流量来设定在供给管路系统内部被布置在喷射柱上游的阀的打开位置。

本发明还涉及一种用于扁平轧制材的冷却部的控制装置；

-其中控制装置根据利用各个喷射柱施加给扁平轧制材的各个部分流量对阀进行设定，这些阀被布置在液体冷却剂的箱与一些喷射柱之间延伸的供给管路系统中。

本发明还涉及一种计算机程序，该计算机程序包括可以由可软件编程控制装置直接地执行的机器码，其中可软件编程控制装置执行机器码具有相应地形成控制装置的效果。

本发明还涉及一种用于扁平轧制材的冷却部，

-其中冷却部具有引导扁平轧制材经过的工作区，

-其中可以利用一些喷射柱为工作区供给液体冷却剂，

-其中利用泵和供给管路系统将液体冷却剂从液体冷却剂的箱供给至喷射柱，

-其中将阀布置在在供给管路系统内喷射柱的上游，

-其中冷却部具有控制装置，

-其中控制装置根据利用各自的喷射柱施加到扁平轧制材的各自的部分流量来设定阀的打开位置。

上文所述的主题是众所周知的。

背景技术

现有技术常常涉及到所谓的层流冷却。在层流冷却中，冷却部具有一些喷射柱，利用这些喷射柱将液体冷却剂仅从上方或者同时从上方和从下方提供至扁平轧制材上。

最近地，还已知所谓的强力冷却。强力冷却，即热轧制材料的强冷却，是用于在热轧期间或者紧接在热轧之后使轧制材料冷却的新型冷却方法。该方法用作以目标的方式设定最终产品的微结构且因此设定机械性能。尤其是，所谓的AHSS（先进高强度钢）要求更高的冷却强度和冷却灵活性。可利用强力冷却来满足这些要求。在强力冷却中，与层流冷却的情况相比，喷射柱将明显更大的体积流率的液体冷却剂提供至扁平轧制材。

如果利用构造成用于强力冷却的冷却部来引起层流冷却，则仅仅完全地打开和关闭布置在喷射柱的上游的阀是不足够的。其结果将会是强力冷却所需的大量的液体冷却剂被施加给扁平轧制材。因此，必需的是，利用各自的喷射柱将显著较小量的液体冷却剂提供至扁平轧制材。

在现有技术中，已知的是提供两个单独的供给管路系统，每个供给管路系统分配有其自己的泵。如果要执行强力冷却，则利用一个供给管路系统将液体冷却剂提供至喷射柱；如果执行层流冷却，则利用其他供给管路系统将液体冷却剂提供至喷射柱。替代地，在本文中，每个喷射柱均可以具有被布置在供给管路系统中的其自身的各个阀和一致的仅位于各自的阀下游位置的供给管路系统。替代地，供给管路系统可以一致的位于各自的阀的上游。在这种情况下，例如利用止回阀将供给管路系统彼此锁定。

期望的是，能够利用单个供给管路系统为喷射柱提供液体冷却剂。然而，实际上这会遇到如下的问题：强力冷却需要相对较高的管路压力，以及如果将流经各自的阀的液体冷却剂的部分流量设定为低值，流经各自的阀的液体冷却剂会产生空腔化作用，如层流冷却所必需的。

发明内容

本发明的目的是提供利用单个供给管路系统将液体冷却剂提供至喷射柱而且能够执行强力冷却和层流冷却两者的可能性。

本发明的目的是利用具有权利要求1的特征的操作方法来实现的。根据本发明，提供如下方式来改进上文描述类型的操作方法：根据利用所有喷射柱一起施加到扁平轧制材的总流量来设定泵的输出功率和/或由泵在供给管路系统中产生的管路压力。

还可利用具有权利要求2的特征的控制装置来实现本发明的目的。权利要求3涉及控制装置的一个有利的实施例。

根据本发明，通过如下方式来改进上文描述类型的控制装置：控制装置根据利用所有喷射柱一起施加到扁平轧制材的总流量来设定被布置在供给管路系统内阀上游的泵的输出功率和/或利用泵在供给管路系统中产生的管路压力。

可以的是，总流量本身由控制装置直接已知。然而优选地，控制装置利用部分流量自动地确定总流量。

还可利用具有权利要求4的特征的计算机程序来实现本发明的目的。根据本发明，可软件编程控制装置执行机器码具有形成根据本发明的控制装置的效果。

还可利用具有权利要求5的特征的冷却部来实现目的。冷却部的优选有利的方案形成从属权利要求6至8的主题。

根据本发明，通过如下方式来改进上文描述类型的冷却部：控制装置根据利用所有喷射柱一起施加到扁平轧制材的总流量来设定泵的输出功率和/或由泵在供给管路系统中产生的管路压力。

基于利用控制装置的相应的泵控制，将管路压力设定在最小值与最大值之间。此外，可以以无阶梯的方式或者以在各个完全闭合设置与各个完全打开设置之间的各自的阶梯来设定阀的打开设置。基于根据本发明的构型明显的是：在管路压力处在最大值的情况下，存在阀的至少一个各自的打开设置，其中流动经过各自的阀的液体冷却剂产生空腔化作用。这是由于如下的事实：由于适当地对泵加以控制，因而在执行层流冷却的情况下，在供给管路系统中存在明显低于最大值的管路压力。因此，由于相对较低的管路压力，可以相对较宽地打开相应的阀，因而不再存在空腔化的风险。

在管路压力处于最大值的情况下，这些阀在各自的完全打开设置处具有各自的最大流量，并且在流动经过各自的阀的液体冷却剂产生空腔化作用的打开设置处具有各自的空腔流量。各自的最大流量与各自的空腔流量的比率优选放至多5:1。

正如众所周知的，所述阀可以形成为碟阀。

附图说明

结合下文对示例性实施例的描述（结合附图更详细地说明该描述），可清楚和明显地理解本发明的上文描述的特性、特征和优点以及实现它们的方式，在示意性的附图中：

图1是冷却部的侧视图，

图2示出了特征曲线以及

图3示出了阀的截面。

具体实施方式

如图1中所示，用于扁平轧制材1的冷却部具有工作区2，扁平轧制材1被引导经过该工作区3。一些喷射柱3i（i=1、2、3、...）被布置在工作区2中。可以利用喷射柱3i为工作区2提供液体冷却剂4。利用泵5和供给管路系统6将液体冷却剂4从液体冷却剂4的箱7供给至喷射柱3i。如图1的图示中所示，喷射柱3i通常被布置在轧制线8的上方和下方，使得喷射柱3i可以同时从上方和下方将液体冷却剂4施加到扁平轧制材1。然而，在一些情况下，将喷射柱3i仅布置在轧制线8的上方可能足够的。

在供给管路系统6的内部，阀9i被布置在喷射柱3i的上游。可以利用控制装置10来设定阀9i或者更具体地它们的打开设置si。阀9i由控制装置10控制，使得根据利用各自的喷射柱3i提供至扁平轧制材1的各自的部分流量fi来设定阀9i的打开设置。此外，控制装置根据利用所有喷射柱3i一起施加给扁平轧制材1的总流量F来设定泵5的输出功率M。作为输出功率M的替代方案，可以以与总流量F对应的方式来控制泵5从而设定利用泵5在供给管路系统6中所产生的管路压力p。控制装置10可以通过自动地和直接地对部分流量fi进行求和而确定总流量F。

控制装置10通常是采用可软件编程控制装置的形式。在图1中表示出的是，用于微处理器的缩写μP示出在控制装置10中。在这种情况下，利用计算机程序11对控制装置10进行编程。计算机程序11包括可以由控制装置10直接地执行的机器码12。在这种情况下，控制装置10执行机器码12影响控制装置10的相应的形成和操作模式。

控制装置10相应地控制泵5，使得可以将供给管路系统6中的管路压力p设定在最小值pmin与最大值pmax之间。此外，控制装置10相应地控制阀9i，使得可以将其打开设置si设定在各自的完全闭合位置si0与各自的完全打开位置si1之间。如图2中所示，可以的是，以无阶梯的方式设定打开位置。替代地，可以以多个阶梯来实现设置。各自的部分流量fi对应于阀9i的每个打开位置si。

另外，如图2中所示，部分流量fi也取决于管路压力p。

在管路压力p处于最大值pmax的情况下，如图2中所示，存在阀9i的至少一个各自的打开位置si，在该位置处流动经过各自的阀9i的液体冷却剂4产生空腔化作用，即气泡形成在如在流动方向上可见的各自的阀9i的下游处流动经过各自的阀9i的液体冷却剂4中。

这些——本身是不利的和不期望的作用——可以在本发明的文中容易地接受，因为在本发明的文中，为了获得某个部分流量fi，可以的是，不仅改变相应的阀9i的打开位置si而且改变泵5的输送量M和/或泵5在供给管路系统6中所产生的管路压力。

下文的叙述涉及到管路压力p处在最大压力pmax的情况。如图2中所示，流动经过各自的阀9i的液体冷却剂4在各自的完全打开位置si1处具有各自的最大流量fi1。在流动经过各自的阀9i的液体冷却剂4产生空腔化作用的各自的打开位置处，液体冷却剂具有较低的部分流量fiK，在下文中被称为空腔流量fiK。各自的最大流量fi1与各自的空腔流量fiK的比率通常位于至多5:1。该比率也可以位于更低，例如3:1或2:1。

由于能够通过相应地减小输出功率M和/或相应地减小管路压力p而避免空腔化作用，明显地阀9i能够形成为蝶阀，如图3中所示。

本发明具有许多优点。尤其是，在作为层流冷却的操作期间，可以容易地避免空腔化作用。此外，明显地能够改进现有的强力冷却装置。对于控制装置10进行交换或重新编程以及泵5能够相应的起作用，这都是必要的。

尽管利用优选的示例性实施例更详细地描述且例述了本发明，但本发明并不受所公开示例的限制，并且在不偏离本发明保护范围的前提下本领域技术人员可以从所公开实例中获得其他变型。

附图标记的列表

1扁平轧制材

2工作区

3i喷射柱

4冷却剂

5泵

6供给管路系统

7箱

8轧制线

9i阀

10控制装置

11计算机程序

12机器码

F总流量

fi部分流量

fiK空腔流量

fi1最大流量

M输出功率

p管路压力

pmin最小值

pmax最大值

si打开位置

si0完全闭合位置

si1完全打开位置

Claims (8)

1.一种用于扁平轧制材（1）的冷却部的操作方法，

-其中将所述扁平轧制材（1）引导经过一些喷射柱（3i）的工作区（2），

-其中利用泵（5）和供给管路系统（6）将液体冷却剂（4）从箱（7）供给至所述喷射柱（3i），

-其中根据利用各自的喷射柱（3i）施加至所述扁平轧制材（1）的各自的部分流量（fi）来设定被布置在所述供给管路系统（6）内所述喷射柱（3i）的上游的阀（91）的打开位置（si），以及

其中根据利用所有所述喷射柱（3i）一起施加到所述扁平轧制材（1）的总流量（F）来设定所述泵（5）的输出功率（M）和/或由所述泵（5）在所述供给管路系统（6）中产生的管路压力（p）。

2.一种用于扁平轧制材（1）的冷却部的控制装置，

-其中所述控制装置根据利用各个喷射柱（3i）施加至所述扁平轧制材（1）的各自的部分流量（fi）对阀（9i）进行设定，所述阀（9i）被布置在供给管路系统（6）中，所述供给管路系统（6）在液体冷却剂（4）的箱（7）与一些喷射柱（3i）之间延伸，

-其中所述控制装置根据利用所有所述喷射柱（3i）一起施加到所述扁平轧制材（1）的总流量（F）来设定被布置在所述供给管路系统（6）内所述阀（9i）的上游的泵（5）的输出功率（M）和/或由所述泵（5）在所述供给管路系统（6）中产生的管路压力（p）。

3.如权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置利用所述部分流量（fi）自动地确定所述总流量（F）。

4.一种计算机程序，其包括可以由可软件编程控制装置（10）直接地执行的机器码（12），其中所述可软件编程控制装置（10）执行所述机器码（12）具有形成如权利要求2或3中所述的控制装置（10）的效果。

5.一种用于扁平轧制材（1）的冷却部，

-其中所述冷却部具有工作区（2），所述扁平轧制材（1）被引导经过所述工作区，

-其中可以利用一些喷射柱（3i）为所述工作区（2）提供液体冷却剂（4），

-其中利用泵（5）和供给管路系统（6）将所述液体冷却剂（4）从用于所述液体冷却剂（4）的箱（7）供给至所述喷射柱（3i），

-其中在所述供给管路系统（6）内，阀（9i）被布置在所述喷射柱（3i）的上游，

-其中所述冷却部具有控制装置（10），

-其中所述控制装置（10）根据利用各自的喷射柱（3i）施加到所述扁平轧制材（1）的各自的部分流量（fi）来设定所述阀（9i）的打开位置（si），

-其中所述控制装置（10）根据利用所有所述喷射柱（3i）一起施加至所述扁平轧制材（1）的总流量（F）来设定所述泵（5）的输出功率（M）和/或由所述泵（5）在所述供给管路系统（6）中产生的管路压力（p）。

6.如权利要求5所述的冷却部，其特征在于，将所述管路压力（p）设定在最小值（pmin）与最大值（pmax）之间，其特征在于，可以以无阶梯的方式或者以在各自的完全闭合设置（si0）与各自的完全打开设置（si1）之间的各自的阶梯设定所述阀（9i）的所述打开设置（si），并且其特征在于，在所述管路压力（p）处于所述最大值（pmax）的情况下，存在所述阀（9i）的至少一个各自的打开设置（si），其中流动经过所述各自的阀（9i）的所述液体冷却剂（4）产生空腔化作用。

7.如权利要求6所述的冷却部，其特征在于，在所述管路压力（p）处在所述最大值（pmax）的情况下，所述阀（9i）在所述各自的完全打开设置（si1）处具有各自的最大流量（fi1）并且在流动经过所述各自的阀（9i）的所述液体冷却剂（4）产生空腔化作用的所述打开设置（si）处具有各自的空腔流量（fiK），并且其特征在于，所述各自的最大流量（fi1）与所述各自的空腔流量（fiK）的比率位于至多5:1。

8.如权利要求5、6和7所述的冷却部，其特征在于，所述阀（9i）形成为蝶阀。