CN105188975A - 具有幅宽相关的冷却动作的冷却装置 - Google Patents

Abstract

平轧物品（2）在轧制线（3）的高度在运输方向（x）上经过冷却装置（1）。喷杆（5，6）相对于运输方向（x）横向地延伸。在垂直于运输方向（x）观察时，喷杆（5，6）在每个情况下均具有两个外区（7，8）和在其间的中心区（9）。液体冷却介质（13）可经由相应的专用单独可控阀装置（10，11，12）供料到区域（7，8，9）中。液体冷却介质（13）的属于中心区（9）的中心流速剖面（V1）在中心中具有最大值，并在垂直于运输方向（x）观察时朝向边缘减小，使得中心流速剖面（V1）限定中心三角形，其一条边垂直于运输方向（x）伸展，并且另两条边长度相等。液体冷却介质（13）的属于外区（7，8）的外流速剖面（V2，V3）在边缘具有最大值并朝向中心减小，使得外流速剖面（V2，V3）每个均限定外三角形，在每个情况下其一条边平行于运输方向（x）伸展，并且一条边垂直于运输方向（x）伸展。中心三角形和两个外三角形组合形成矩形。

Description

具有幅宽相关的冷却动作的冷却装置

本发明涉及用于平轧产品（flacheWalzgut）的冷却装置，

-其中该平轧产品在轧制线（Passline）的高度在运输方向上经过冷却装置，

-其中冷却床具有相对于运输方向横向地延伸的数个喷杆，

-其中相应的喷杆在横向于运输方向观察时具有两个外区段和布置在两个外区段之间的中心区段，

-其中可依靠布置在中心区段中的排出孔以液体冷却介质的中心流速剖面冲击平轧产品，该中心流速剖面在横向于运输方向观察时在中心中处于最大值并朝向边缘减小，

-其中可依靠布置在外区段中的排出孔以液体冷却介质的相应的外流速剖面冲击平轧产品，该相应的外流速剖面在横向于运输方向观察时在相应边缘处于最大值并朝向中心减小，使得在每个情况下的外流速剖面均限定外三角形，其中一条边平行于运输方向伸展，并且一条边横向于运输方向伸展。

本发明进一步涉及用于使平轧产品轧制的轧制机组，

-其中轧制机组具有至少一个粗轧机座和位于粗轧机座下游的数个精轧机座，

-其中所述类型的冷却装置紧接地安置在粗轧机座上游，或下游地安置在粗轧机座和精轧机座之间，该精轧机座紧接地位于该粗轧机座下游。

所述类型的冷却装置的例子以Mulpic的名称已知。在所述冷却装置中，液体冷却介质可经由相应的专用单独可控阀装置在一侧上注入到中心区段中并在另一侧上注入到两个外区段中。中心流速剖面限定对称梯形，其平行边横向于运输方向伸展。梯形和两个外三角形组合形成矩形。以经由两个外区段施加到平轧产品的冷却介质的体积和经由中心区段施加到平轧产品的冷却介质的体积彼此协调使得平轧产品的边缘段的温度经调整与平轧产品的中心区段的温度匹配的方式，来致动阀装置。

在一些情况下，当在平轧产品的宽度上观察时，平轧产品可具有温度脊，即，平轧产品在一侧上比在另一侧上更热。在此情况下，能够将平轧产品的一侧比另一侧更强地冷却将是优点。上文所述的途径不适于此目的。

本发明的目标包括创造使得能够消除所述种类的热脊的可能性。

该目标依靠具有如权利要求1所述的特征的冷却装置实现。本发明的冷却装置的有利实施例是从属权利要求2至从属权利要求10的主题。

根据本发明，在介绍中引用的类型的冷却装置体现在，

-液体冷却介质可经由相应的专用单独可控阀装置注入到区段中，

-中心流速剖面限定中心三角形，其中一条边横向于运输方向伸展，并且另两条边长度相等，以及

-中心三角形和两个外三角形组合形成矩形。

通过这种方式——在最大的可能冷却介质体积的范围内——可能抵消在平轧产品的整个宽度上的热脊。通过适当地——虽然与现有技术相反——单独控制两个外区段将平轧产品的两个边缘冷却到比平轧产品中心区段更低的程度，该抵消仍然继续保持可能。甚至可能在比平轧产品的中心区段较弱地冷却两个边缘时，将该两个边缘冷却到不同强度程度。

在冷却装置的特别简单的实施例中，阀装置以二元方式切换，即，它们在特定时间点要么完全打开要么完全关闭。在最简单的情况下，没有影响在相应区段上排放的液体体积的可能性。然而，优选地，通过调整依靠相应的泵生成的操作压力，和/或通过调整依靠相应的泵实现的输送体积，可设置注入到区段中的液体冷却介质的体积。此外，阀装置可实施为伺服阀或比例阀。在此情况下，液体冷却介质可在阀装置上游处于恒压，例如因为位于上游的泵生成恒压，或因为从顶置储箱供应液体冷却介质。

在本发明的冷却装置的最小配置中，仅存在单个喷杆。在此情况下，该喷杆通常布置在轧制线上方。在个别情况下，喷杆可以另选地布置在轧制线下方。然而，经常存在多于仅一个喷杆。喷杆的数目因此合计为至少两个。在此情况下，至少一个喷杆优选地布置在轧制线上方，并且至少另一个喷杆布置在轧制线下方。这使得平轧产品能够从两侧冷却到相等的程度。

无关于喷杆数目，喷杆中的至少一个可布置在保持框架上，该保持框架的位置相对于轧制线固定。在此情况下，可向所述喷杆分配调整装置，可依靠该调整装置设置所述喷杆距轧制线的距离。该实施例可特别用于当将要对喷杆和/或例如对限定轧制床的轧辊台执行维护工作时，将距轧制线的距离最大化。距离可变化的调整范围可按需确定。优选地，其合计为至少20cm，例如至少30cm，特别是至少50cm。甚至更大的值也是可能的。

还可能依靠调整装置将布置在保持框架上的喷杆绕旋转轴线枢转通过枢转角，该保持框架的位置相对于轧制线固定。

两个措施（也就是说距离调整和枢转移动）可为同一喷杆彼此组合。在此情况下，对应喷杆布置在中间框架上，该中间框架转而布置在保持框架上，该保持框架的位置相对于轧制线固定。相应的调整装置分配给喷杆和中间框架。可能依靠分配给喷杆的调整装置设置喷杆距中间框架的距离。在此情况下，可依靠分配给中间框架的调整装置将中间框架绕旋转轴线枢转通过枢转角。另选地，可采用反向途径。在此情况下，可依靠分配给喷杆的调整装置将喷杆绕旋转轴线枢转通过枢转角。在此情况下，可依靠分配给中间框架的调整装置设置中间框架距保持框架的距离。

如果枢转移动是可能的，则当横向于运输方向观察时旋转轴线通常布置在所述喷杆的边缘，并且旋转轴线平行于运输方向伸展。枢转角可按需确定。优选地，其合计为至少20°。例如，枢转角可合计为至少30°、至少45°或至少60°。甚至更大的枢转角——甚至高达和超过90°——也是可能的。

目标进一步依靠具有如权利要求11所述的特征的用于轧制平轧产品的轧制机组实现。根据本发明，在介绍中引用的类型的轧制机组体现在冷却装置根据本发明实施。

本发明的上述特性、特征和优点以及实现它们的方式将关于连同示意图更详细解释的示例性实施例的以下描述变得更清楚且更容易理解，在示意图中：

图1从侧面示出冷却装置，

图2示出从轧制线观察的冷却装置，

图3示出最大冷却介质流速剖面，

图4至图7举例示出可能的所产生的冷却介质流速剖面，

图8和图9示出用于喷杆的调整选项，以及

图10示出轧制机组。

具体实施方式

根据图1，用于平轧产品2的冷却装置（所述冷却装置通常用附图标记1标记）在轧制线3的高度在运输方向x上被轧制产品2经过。轧制线3可例如通过位于上游的装置和/或位于下游的装置的布置来限定。上游装置可实施为例如铸造机、火炉或轧制机座。下游装置可实施为例如轧制机座、轧辊台或冷却床。其他实施例也是可能的。

冷却装置1具有数个喷杆5、6。仅存在单个喷杆5、6是可能的。然而，通常存在多个喷杆5、6，换句话说至少两个喷杆5、6。在此情况下，根据图1中的图解，喷杆5、6中的优选地至少一个布置在轧制线3上方，并且至少另一个布置在轧制线3下方。布置在轧制线3上方的喷杆5在下文中简称为上喷杆5，并且布置在轧制线3下方的喷杆6称为下喷杆6。

上喷杆5的可能的实施例在下方连同图2至图9更详细解释。然而，在下喷杆6的情况下，也另选地或另外地实现或可以实现相同实施例。

上喷杆5相对于运输方向x横向地延伸——见于图2。横向于运输方向x观察，其具有两个外区段7、8。上喷杆5另外具有中心区段9。横向于运输方向x观察，中心区段9布置在两个外区段7、8之间。液体冷却介质13可经由相应的专用阀装置10、11、12注入到外区段7、8和中心区段9中。阀装置10、11、12可由控制装置14单独致动。因此在每种情况下，阀装置10、11、12中的每个可独立于另两个阀装置11、12或10、12或10、11控制。

可依靠布置在中心区段9中的排出孔15以液体冷却介质13的流速剖面V1冲击平轧产品2。以类似方式，可依靠布置在两个外区段7、8中的排出孔16、17以液体冷却介质13的相应流速剖面V2、V3冲击平轧产品2。为在语言上彼此区分，流速剖面V1、V2、V3在下文中称为中心流速剖面V1、左外流速剖面V2和右外流速剖面V3。术语“流速剖面”在本发明的保护范围内不指代基于时间的剖面，而是指代基于位置的剖面。这将参考连同图3和图4至图7的以下解释变得更清楚。

当分配给中心区段9的阀装置10完全打开时，中心流速剖面V1施加到平轧产品2。根据图3，当横向于运输方向x观察时，中心流速剖面V1在中心中处于最大值。中心流速剖面V1朝向边缘减小。该减小朝向两个边缘线性地进行。因此中心流速剖面V1限定中心三角形。中心三角形的一条边横向于运输方向x伸展。中心三角形的另两条边长度相等。中心三角形因此是等腰三角形。

当分配给左外区段7的阀装置11完全打开时，左外流速剖面V2施加到平轧产品2。根据图3，当横向于运输方向x观察时，左外流速剖面V2在左边缘处于最大值。左外流速剖面V2朝向中心减小。该减小朝向中心线性地进行。因此左外流速剖面V2限定左外三角形。左外三角形的一条边平行于运输方向x伸展。左外三角形的另一条边横向于运输方向x伸展。左外三角形因此是直角三角形。

当分配给右外区段8的阀装置12完全打开时，右外流速剖面V3施加到平轧产品2。根据图3，当横向于运输方向x观察时，右外流速剖面V3在右边缘处于最大值。右外流速剖面V3朝向中心减小。该减小朝向中心线性地进行。因此右外流速剖面V3限定右外三角形。右外三角形的一条边平行于运输方向x伸展。右外三角形的另一条边横向于运输方向x伸展。右外三角形因此同样是直角三角形。

清楚的是中心三角形和两个外三角形组合形成矩形。所产生的局部化流速剖面V，换句话说流速剖面V1、V2和V3之和在图5中的图中由虚线表示。

为实现相应的三角形流速剖面V1、V2、V3，排出孔15、16、17可例如根据图2中的图解布置于在运输方向x上观察时彼此相继的数个行中。另选地或另外，排出孔15、16、17可适当配置，使得离开相应的排出孔15、16、17的冷却介质13的体积变化。

图3所示的流速剖面V1、V2、V3表示最大可能流速剖面。因此在分配给区段7、8、9的阀装置10、11、12完全打开，并且注入到区段7、8、9中的输送体积M1、M2、M3处于最大值时，所述流速剖面V1、V2、V3施加到平轧产品2。输送体积M1、M2、M3可以是恒定的。然而优选地，它们单独地连续可调。结果——取决于输送体积M1、M2、M3的设置——可在调整限制内设置期望的所产生的局部化流速剖面V。若干个可能的所产生的局部化流速剖面V——仅作为例子——在下方连同图4至图7更详细解释。

根据图4，分配给左外区段7的阀装置11保持关闭。相关联的输送体积M2因此为0。经由所分配的阀装置12将最大可能输送体积M3（或稍小的体积）供应给右外区段8。中心输送体积M1经由所分配的阀装置10供应给中心区段9。对应的流速剖面V1、V3在图4的图中由虚线表示。总的所产生的流速剖面V由实线表示。显然在平轧产品2中的热脊可依靠根据图4所产生的流速剖面V校正。

根据图5，经由所分配的阀装置11将中心输送体积M2供应给左外区段7。尽管不是最大值但相对高的输送体积M3经由所分配的阀装置12供应给右外区段8。经由所分配的阀装置10将最大可能输送体积M1（或稍小的体积）供应给中心区段9。对应的流速剖面V1、V2、V3在图5的图中由虚线表示。总的所产生的流速剖面V由实线表示。根据图5，显然可用所产生的流速剖面V实现平轧产品2的中心区段的增强冷却，尽管两个边缘冷却到不同的强度程度。

根据图6，相对高的输送体积M2经由所分配的阀装置11供应给左外区段7。稍低的输送体积M3经由所分配的阀装置12供应给右外区段8。分配给中心区段9的阀装置10被关闭。对应的输送体积M1因此为0。对应的流速剖面V2、V3在图5的图中由实线表示。总的所产生的流速剖面V在左半部中对应于流速剖面V2，并且在右半部中对应于流速剖面V3。根据图6，显然可用所产生的流速剖面V将平轧产品2的边缘冷却到不同的强度水平。

根据图7，向右外区段8和中心区段9供应输送体积M1、M3，输送体积M1、M3在平轧产品2的右半部中组合以形成恒定流速剖面V。向左外区段7供应比供应给右外区段8的输送体积M3更大的输送体积M2。结果，平轧产品2的左边缘从平轧产品2的中心开始更强冷却。所产生的流速剖面V因此朝向左边缘增大。另选地，供应给左外区段7的输送体积M2可以小于供应给右外区段8的输送体积M3。在此情况下，平轧产品2的左边缘从平轧产品2的中心开始更弱冷却，即所产生的流速剖面减小。

上文中连同图4至图7解释的输送体积M1、M2、M3仅用作例子。其他组合根据需求也是可能的。

为能够调整输送体积M1、M2、M3，可能将阀装置10、11、12实施为伺服阀。然而优选地，阀装置10、11、12以二元方式切换。取决于致动状态，它们要么完全打开要么完全关闭。不采用中间设置。在此情况下，输送体积M1、M2、M3——只要它们可调整——则依靠每个都位于相应阀装置10、11、12上游的泵18、19、20设置。由相应的泵18、19、20实现的输送体积M1、M2、M3可直接设置。另选地或另外，可调整由相应的泵18、19、20在相应的供料线21、22、23中实现的操作压力p1、p2、p3。

在根据图8的实施例中，上喷杆5布置在保持框架24上。保持框架24的位置相对于轧制线3固定。调整装置25分配给上喷杆5。调整装置25可（例如）实施为数个液压缸单元。例如，可存在两个安装在保持框架24的左侧和右侧上与上喷杆5上的液压缸单元。上喷杆5距轧制线3的距离a可依靠调整装置25设置。调整范围δa，即在最大可能距离a和最小可能距离a之间的差可按需选择。调整范围δa优选地合计为至少20cm。其也可具有更大值，例如30cm（或更大）或50cm。甚至更大的值也是可能的。

在根据图9的实施例中，上喷杆5同样布置在保持框架24上，保持框架24的位置相对于轧制线3固定。在根据图9的实施例中调整装置25也分配给上喷杆5。在此情况下调整装置25也可（例如）实施为数个液压缸单元。上喷杆5可依靠调整装置25绕旋转轴线26枢转。根据图9中的图解，当横向于运输方向x观察时，旋转轴线26布置在所述喷杆5的边缘。其优选地平行于运输方向x伸展。

枢转角α，换句话说上喷杆5可枢转通过的角度可按需选择。优选地，枢转角α合计为至少20°。例如，枢转角α可合计为至少30°、至少45°或至少60°。甚至更大的枢转角α——甚至高达和超过90°——也是可能的。

两个调整选项，即距离a的设置与绕旋转轴线26的枢转移动也可彼此组合。

根据图10，本发明的冷却装置1优选地用于其中轧制平轧产品2的轧制机组。根据图10，轧制机组具有至少一个粗轧机座27。另外，轧制机组具有数个精轧机座28。在运输方向x上观察时，精轧机座28位于粗轧机座27下游。精轧机座28的数目通常范围在四个和八个之间，在大多数情况下合计为五个、六个或七个。冷却装置1可能紧接地位于粗轧机座27上游，如在图10中由虚线轮廓表示。然而，通常冷却装置1位于粗轧机座27下游。装置1因此布置在粗轧机座27和精轧机座28之间，该精轧机座28紧接地位于粗轧机座27下游。在罕见的个别情况下，还可存在两个冷却装置1，在此情况下两个冷却装置1中的一个紧接地安置在粗轧机座27上游，并且另一个紧接地安置在粗轧机座27下游。

本发明的冷却装置1可作为称为层流冷却系统的冷却系统的部分被部署。然而优选地，其在称为强冷却的过程的情境下利用。在强冷却过程中，操作压力p1、p2、p3通常合计为至少0.5巴。在大多数情况下，它们甚至高于1.0巴。例如，它们可以范围在1.5巴和3.0巴之间。

本发明的冷却装置1具有许多优点。特别地，可以以简单方式实现平轧产品2在其整个长度上的灵活冷却。

尽管本发明已基于优选示例性实施例更详细图解并描述，但本发明不限于所公开的例子，并且可由本领域技术人员从本文中得到其他变型而不背离本发明的保护范围。

附图标记列表

1冷却装置

2平轧产品

3轧制线

5上喷杆

6下喷杆

7、8外区段

9中心区段

10、11、12阀装置

13液体冷却介质

14控制装置

15、16、17排出孔

18、19、20泵

21、22、23供料线

24保持框架

25调整装置

26旋转轴线

27粗轧机座

28精轧机座

M1、M2、M3输送体积

p1、p2、p3操作压力

V、V1、V3、V3流速剖面

x运输方向

α枢转角

δa调整范围

Claims (11)

1.一种用于平轧产品（2）的冷却装置，

-其中所述平轧产品（2）在轧制线（3）的高度在运输方向（x）上经过所述冷却装置，

-其中冷却床具有相对于所述运输方向（x）横向地延伸的数个喷杆（5，6），

-其中所述相应的喷杆（5，6）在横向于所述运输方向（x）观察时具有两个外区段（7，8）和布置在所述两个外区段（7，8）之间的中心区段（9），

-其中液体冷却介质（13）能够经由相应的专用单独可控阀装置（10，11，12）注入到所述区段（7，8，9）中，

-其中能够依靠布置在所述中心区段（9）中的排出孔（15）以所述液体冷却介质（13）的中心流速剖面（V1）冲击在所述平轧产品（2）上，所述中心流速剖面（V1）在横向于所述运输方向（x）观察时在中心中处于最大值并朝向边缘减小，使得中心流速剖面（V1）限定中心三角形，其中一条边横向于所述运输方向（x）伸展，并且另两条边长度相等，

-其中能够依靠布置在所述外区段（7，8）中的排出孔（16，17）以所述液体冷却介质（13）的相应的外流速剖面（V2，V3）冲击在所述平轧产品（2）上，所述相应的外流速剖面（V2，V3）在横向于所述运输方向（x）观察时在相应边缘处于最大值并朝向中心减小，使得所述外流速剖面（V2，V3）分别限定外三角形，其中一条边平行于所述运输方向（x）伸展，并且一条边横向于所述运输方向（x）伸展，

-其中所述中心三角形和所述两个外三角形组合以形成矩形。

2.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于

所述阀装置（10，11，12）以二元方式切换，并且通过调整依靠相应的泵（18，19，20）生成的操作压力（p1，p2，p3）和/或通过调整依靠所述相应的泵（18，19，20）实现的输送体积（M1，M2，M3）来设置注入到所述区段（7，8，9）中的所述液体冷却介质（13）的体积。

3.如权利要求1或2所述的冷却装置，其特征在于

所述喷杆（5，6）的数目合计为至少两个，并且至少一个喷杆（5，6）布置在所述轧制线（3）上方，并且至少另一个喷杆（5，6）布置在所述轧制线（3）下方。

4.如权利要求1、2或3所述的冷却装置，其特征在于

所述喷杆（5，6）中的至少一个布置在保持框架（24）上，所述保持框架（24）的位置相对于所述轧制线（3）固定，并且所述喷杆（5，6）被分配调整装置（25），能够依靠所述调整装置（25）设置所述喷杆（5，6）距所述轧制线（3）的距离。

5.如权利要求4所述的冷却装置，其特征在于

所述距离（a）能够变化的调整范围（δa）合计为至少20cm。

6.如权利要求1、2或3所述的冷却装置，其特征在于

所述喷杆（5，6）中的至少一个布置在保持框架（24）上，所述保持框架（24）的位置相对于所述轧制线（3）固定，并且所述喷杆（5，6）被分配至少一个调整装置（25），能够依靠所述调整装置（25）将所述喷杆（5，6）绕旋转轴线（26）枢转通过枢转角（α）。

7.如权利要求1、2或3所述的冷却装置，其特征在于

所述喷杆（5，6）中的至少一个布置在中间框架上，所述中间框架转而布置在保持框架（24）上，所述保持框架（24）的位置相对于所述轧制线（3）固定，相应的调整装置（25）分配给所述喷杆（5，6）和所述中间框架，并且能够依靠分配给所述喷杆（5，6）的所述调整装置（25）设置所述喷杆（5，6）距所述中间框架的距离，并且能够依靠分配给所述中间框架的所述调整装置（25）将所述中间框架绕旋转轴线（26）枢转通过枢转角（α）。

8.如权利要求1、2或3所述的冷却装置，其特征在于

所述喷杆（5，6）中的至少一个布置在中间框架上，所述中间框架转而布置在保持框架（24）上，所述保持框架（24）的位置相对于所述轧制线（3）固定，相应的调整装置（25）分配给所述喷杆（5，6）和所述中间框架，并且能够依靠分配给所述喷杆（5，6）的所述调整装置（25）将所述喷杆（5，6）绕旋转轴线（26）枢转通过枢转角（α），并且能够依靠分配给所述中间框架的所述调整装置（25）设置所述中间框架距所述保持框架（24）的距离。

9.如权利要求6、7或8中一项所述的冷却装置，其特征在于

当横向于所述运输方向（x）观察时，所述旋转轴线（26）通常布置在所述喷杆（5，6）的边缘并且平行于所述运输方向（x）伸展。

10.如权利要求6至9中一项所述的冷却装置，其特征在于

所述枢转角（α）合计为至少20°。

11.一种用于轧制平轧产品的轧制机组，

-其中所述轧制机组具有至少一个粗轧机座（27）和位于所述粗轧机座（27）下游的数个精轧机座（28），

-其中如上述权利要求中任一项所述的冷却装置紧接地安置在所述粗轧机座（27）上游，或在下游地安置在所述粗轧机座（27）和所述精轧机座（28）之间，所述精轧机座（28）紧接地位于所述粗轧机座（27）下游。