CN111372695B - 用于冷却金属物料的方法和冷却梁 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于通过将冷却介质从冷却梁(2)中分配到金属物料(1)上以便冷却金属物料(1)的方法,其中,通过冷却梁(2)的缝隙(3)分配冷却介质。为了实现改善的冷却,本发明规定,在冷却过程期间,缝隙(3)的沿物料(1)或冷却梁(2)的输送方向(F)的宽度(B)发生改变,以便将冷却介质的冷却功率控制或调节到期望的或预定的水平。此外,本发明涉及一种冷却梁。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于通过将冷却介质从冷却梁中喷洒到金属物料上来冷却金属物料的方法,其中,通过冷却梁的缝隙喷洒冷却介质,其中在所述冷却过程期间,所述缝隙的沿所述物料或所述冷却梁的输送方向的宽度发生改变,以便将所述冷却介质的冷却功率控制或调节到期望的或预定的水平,其中沿横向于所述输送方向且垂直于所述冷却介质的流出方向的方向,所述缝隙的宽度局部不同地发生改变。此外,本发明涉及一种用于将冷却介质喷洒到待冷却的物料上的冷却梁。
背景技术
在文献JP S59 171761 U中公开了一种所述类型的冷却梁。文献JP H03 285709 A示出了一种类似的解决方案。例如由文献CN 101020196 A已知一种类似的冷却梁以及一种用于通过这种冷却梁冷却金属物料的方法。处于压力下的冷却介质(通常是水)在此通过冷却梁引导并且通过缝隙(喷嘴缝隙)从冷却梁中流出,以便到达待冷却的物料。在此,通过可以固定旋紧在冷却梁上的线性构件来设定所期望的缝隙宽度。然而,该缝隙宽度在正在进行的过程中是固定的。冷却功率的变化仅通过改变冷却介质的压力才可能实现。文献EP 1420 912 B1示出了类似的技术方案。文献WO 2014/023753 A1示出了另一种解决方案。
在冷却板材时,通常将水施加到板材表面上。对于较长的板材来说,冷却水可以仅经由板材边缘流走。这导致了,在板材宽度上均匀加载时,冷却水在板材表面上朝向板材边缘的体积流量增加。这导致不均匀的冷却效果或冷却。此外,在温度曲线中会出现由过程引起的不均匀性。这两者都会导致不均匀的机械特性和板材的不平整。
在已知的技术方案中,虽然可以调节喷嘴几何形状,但是该调节不能够在连续运行中改变。因此,不能对变化的过程参数作出反应。
因此不利的是,在先前已知的技术方案中不存在在过程期间冷却功率改变超过预先已知的程度的可能性。这尤其也适用于关于冷却介质沿横向于金属物料(或者冷却梁,如果该冷却梁相对于待冷却的物料运动)的输送方向的方向的体积流量的设定。
发明内容
因此,本发明的任务在于,提供一种开头所述类型的方法以及一种冷却梁,利用其可以允许将冷却功率最佳地设定为所期望的或所要求的边界条件,其中,所述设定应该能够快速地并且在该过程期间进行。就这点而言应改善冷却。
通过根据本发明的方法,解决该任务的技术方案的特征在于,所述缝隙由冷却梁的至少两个区段限定,其中沿垂直于所述冷却介质的流出方向观察,所述冷却梁的两个区段分别具有凹形部分和与所述凹形部分连接的凸形部分,并且其中为了设定所述喷嘴间隙,所述冷却梁的至少两个区段为了改变所述缝隙的宽度而沿垂直于所述冷却介质的流出方向且垂直于所述输送方向的方向(即沿着横向于所述输送方向的方向)移动。。
在此可以设定所述缝隙的宽度,使得待冷却的物料的中间区域中的宽度大于待冷却的物料的侧向端部区域中的宽度。
所提出的用于将冷却介质喷洒到待冷却的物料上的冷却梁包括电的、气动的或液压的调节器件,借助所述调节器件能够改变缝隙沿(物料或冷却梁的)输送方向的宽度,其中根据本发明规定,所述缝隙通过冷却梁的至少两个区段限定,其中沿垂直于冷却介质的流出方向观察,所述冷却梁的至少两个区段具有S形的走向,并且其中为了改变所述缝隙的宽度,所述冷却梁的至少两个区段能够沿垂直于所述冷却介质的流出方向且垂直于所述输送方向的方向相对于彼此移动。
调节器件在此可以与控制器连接,其中,布置有至少一个与所述控制器连接的传感器,利用所述传感器能够确定所述物料的物理特性。
所提出的方案或者所提出的冷却梁适合于厚板轧机、在热轧带材制造线中并且在热处理线中尤其适合于钢材料。然而,同样地,也可以应用于有色金属。尤其也可以应用在具有缝隙喷嘴-冷却梁的队列中,以便加载冷却水。
因此提供了一种具有缝隙喷嘴和在宽度上可变的喷嘴几何形状的冷却梁。因此,可以根据定义的规定,具体是在冷却过程本身期间,针对性地影响喷嘴几何形状。
本发明因此提供了一种具有缝隙喷嘴的冷却梁,其中,在连续运行中,可以在待冷却的物料的宽度上改变喷嘴几何形状并且因此改变体积流量。因此可以实现一种调节系统,该调节系统为所设置的执行器提供规定。
优选地,所提出的冷却梁的缝隙喷嘴由至少两个部分组成,其中,所述喷嘴的至少一个部分设计成可运动的。缝隙几何形状的改变例如可以通过一个喷嘴部分沿朝向另一喷嘴部分的方向的进给实现。这种进给可以不均匀地在喷嘴宽度上进行。例如,较少的冷却水可以向着边缘加载。这有助于消除上述缺点。
另一可能性是,喷嘴部分设有特别的轮廓、尤其是S形的几何形状,并且然后通过所述部分相对彼此的轴向移动改变喷嘴间隙。
在此,缝隙的调节可以手动或自动地进行。为了自动地进行缝隙调节并且由此在板材宽度上进行可变的水加载,设置了执行器。该执行器优选从自动化系统(调节系统)获得设定值。自动化系统从过程传感器(材料温度、实际平整度等)获得关于在冷却机构之前、之中和之后的板材尺寸和材料质量(初始数据)、额定特性(硬度、强度等)的信息,以及关于在该过程之后获得的实际特性的信息。利用该信息,系统能够将调节值发送到执行器上。通过实际特性的这种连续的回流能够如此选择所述值,使得尤其在宽度上设定所述板材特性的均匀的分布。但是也可以有针对性地在板材宽度上设定不同的特性。
可能(尽管在冷却梁的入口中有过滤器)一再出现在冷却水喷嘴中导致堵塞或沉积。通过调节缝隙喷嘴的喷嘴间隙可以打开喷嘴间隙,由此例如能够从缝隙中清除块或小片形式的杂质。
所提出的技术方案实现,可变地设定或调节缝隙喷嘴的几何形状。这种调节可以在连续运行中也在冷却物料(板材)期间进行。由此可以使板材头或者板材脚受到不同的水加载。
此外,可以设置调节部,该调节部根据不同的过程值和预定值来预定用于控制喷嘴几何形状的额定值。
通过这些措施可以在冷却过程中实现更好的平整度和优化的材料特性。
通过所提出的技术方案能够有针对性地控制侧向流出的冷却介质,使得在带的宽度上进行所期望的冷却。因此,尤其能够实现在带宽度上的均匀的冷却。
附图说明
在附图中示出了本发明的实施例。其中:
图1以截面图示意性地示出了冷却梁的侧视图,该冷却梁冷却沿输送方向从旁边经过的金属物料;
图2a示出了冷却梁的、沿冷却介质的流出方向观察在冷却梁的两个区段的第一相对位置中的缝隙;以及
图2b示出了根据图2a所示的冷却梁的、在冷却梁的区段的移动的第二相对位置中的缝隙。
具体实施方式
在图1中可以看到冷却梁2,金属物料1以金属带的形式在该冷却梁下方沿输送方向F延伸并且通过由冷却梁2喷洒的冷却介质被冷却。横向于输送方向F的水平方向Q垂直于图1中的图面。
以本身已知的方式,冷却梁2具有缝隙3,该缝隙在金属物料1的整个宽度上延伸,即沿方向Q延伸并且在此(沿输送方向F测量)具有宽度B。
如从图1可见,冷却介质的流出方向A相对于物料1的表面以一定的角度布置,但这不改变如下事实:宽度B沿输送方向F延伸经过一定的量。
重要的是,冷却梁2的缝隙3在冷却过程期间可以关于其宽度B改变,为此设置有调节器件8。这些调节器件仅示意性地在图1中示出并且可以是任意类型(电、气动、液压)。
通过所述调节器件,冷却梁2的两个区段4和5可以相对彼此运动或调节,也就是说,区段中的一个区段,在实施例中为区段5,沿进给方向Z运动,以便设定缝隙3的宽度B。
在图1中示出,物理量(物理量可以是物料1的平度或其温度)借助于传感器10来检测并且将所测量的值输送给控制器9。该控制器能够基于存储在其中的算法然后将控制信号发送到调节器件8上,借助该调节器件设定一定的宽度B,从而能够实现物料1的所期望的特性。因此,在闭合的调节回路中能够考虑,将冷却梁的缝隙3的宽度B设定成使得得到物料1的所期望的特性。
冷却梁2的区段4和5的特殊的和优选的设计方案从图2a和2b中得出。
沿冷却介质的流出方向A观察,该流出方向在图2a和2b中垂直于图面,两个区段4、5具有凹形部分6和凸形部分7,从而得到缝隙3的边界的所示的S形的走向。
在图2a中,两个区段4和5处于初始位置中并且缝隙3在此具有在很大程度上恒定的(尽管弯曲地延伸的)宽度B,而在图2b中,两个区段4和5沿方向Q相对彼此移动(上部区段4在图2中向右移动并且下部区段5向左移动)。因此,缝隙3的形状已经变化。
如从图2b可见,由于缝隙3的较大宽度B,在待冷却的物料的中间区域中更多的冷却介质到达物料上,而在板材1的两个侧面区域或缝隙3的端部区域中存在较小的宽度,并且因此较少的冷却介质流出。
通过两个区段4和5沿方向Q的相应移动,可以影响流出的冷却介质的量和分配并且因此控制或调节冷却过程。
这尤其在冷却过程期间主动地进行,从而可以通过对冷却的影响来影响过程方面的变化情况。
附图标记列表
1 金属物料
2 冷却梁
3 冷却梁的缝隙
4 冷却梁的区段
5 冷却梁的区段
6 凹形部分
7 凸形部分
8 调节器件
9 控制器
10 传感器
B 缝隙的宽度
F 物料/冷却梁的输送方向
Z 进给方向
Q 横向于输送方向的方向
A 冷却介质的流出方向
Claims (4)
1.一种用于通过将冷却介质从冷却梁(2)中分配到金属物料(1)上以便冷却金属物料(1)的方法,其中,通过所述冷却梁(2)的缝隙(3)分配所述冷却介质,
其中,在冷却过程期间,所述缝隙(3)的沿所述物料(1)或所述冷却梁(2)的输送方向(F)的宽度(B)发生改变,以便将所述冷却介质的冷却功率控制或调节到期望的或预定的水平,
其中,所述缝隙(3)的宽度(B)沿横向于所述输送方向(F)且垂直于所述冷却介质的流出方向(A)的方向局部不同地发生改变,
其特征在于,
所述缝隙(3)由所述冷却梁(2)的至少两个区段(4、5)限定,其中沿垂直于所述冷却介质的流出方向(A)观察,所述冷却梁(2)的两个区段(4、5)分别具有凹形部分(6)和与所述凹形部分连接的凸形部分(7),并且其中所述冷却梁(2)的至少两个区段(4、5)为了改变所述缝隙(3)的宽度(B)而沿垂直于所述冷却介质的流出方向(A)且垂直于所述输送方向(F)的方向移动。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,设定所述缝隙(3)的宽度(B),使得待冷却的物料(1)的中间区域中的宽度大于待冷却的物料(1)的侧向端部区域中的宽度。
3.一种用于将冷却介质施加到待冷却的物料(1)上的冷却梁(2),其中,所述冷却梁(2)具有缝隙(3),通过所述缝隙分配所述冷却介质,其中所述缝隙(3)的宽度(B)沿第一方向(F)延伸,所述第一方向相当于有待利用所述冷却梁(2)进行冷却的物料的输送方向,
其中,存在电的、气动的或液压的调节器件(8),利用所述调节器件能够改变所述缝隙(3)的沿第一方向(F)的宽度(B),
其特征在于,
所述缝隙(3)由所述冷却梁(2)的至少两个区段(4、5)限定,其中沿垂直于冷却介质的流出方向(A)观察,所述冷却梁(2)的至少两个区段(4、5)具有S形的走向,并且其中为了改变所述缝隙(3)的宽度(B),所述冷却梁(2)的至少两个区段(4、5)能够沿垂直于所述冷却介质的流出方向(A)且垂直于所述第一方向(F)的方向相对于彼此移动。
4.根据权利要求3所述的冷却梁,其特征在于,所述调节器件(8)与控制器(9)连接,其中,布置有至少一个与所述控制器(9)连接的传感器(10),利用所述传感器能够确定所述物料(1)的物理特性。
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