CN113543902A - 在没有头部的随后流出的情况下对于扁平的轧件的冷却 - Google Patents

Abstract

由金属构成的扁平的轧件（1）在输送段上沿着运送方向（x）被输送。用于用液态的冷却剂（5）对所述扁平的轧件（1）进行冷却的装置具有至少一个布置在所述输送段的上方的冷却梁（3），所述液态的冷却剂（5）通过供给管路（4）被输送给所述冷却梁。所述冷却梁（3）基本上横向于所述运送方向（x）来延伸并且具有多根出口小管（6），所述出口小管本身分别具有流入口（7）和流出口（8）。所述液态的冷却剂（5）从所述冷却梁（3）经由相应的流入口（7）进入到相应的出口小管（6）中并且经由相应的流出口（8）从相应的出口小管（6）中出来。所述相应的出口小管（6）沿着液态的冷却剂（5）的流动方向看具有以所述流入口（7）为出发点的向上伸展的起始区段（9）、与该起始区段毗连的中间区段（10）以及与该中间区段毗连的向下伸展的并且一直延伸到所述流出口（8）的末端区段（11）。所述中间区段（10）由此包括顶点（12），在该顶点处贯穿流过所述相应的出口小管（6）的冷却剂（5）到达最高点。所述流出口（8）处于所述冷却梁（3）的上方。所述流入口（7）与顶点（12）的高度间距（h1）是所述流出口（8）与顶点（12）的高度间距（h2）的至少双倍大、尤其是至少三倍大。

Description

在没有头部的随后流出的情况下对于扁平的轧件的冷却

技术领域

本发明涉及一种用于用液态的冷却剂对由金属构成的扁平的轧件进行冷却的装置，

-其中所述扁平的轧件在输送段上沿着运送方向被输送，

-其中所述装置具有至少一个布置在所述输送段的上方的冷却梁，所述液态的冷却剂通过供给管路被输送给所述冷却梁，

-其中所述冷却梁基本上横向于所述运送方向来延伸并且具有多根出口小管，

-其中所述出口小管分别具有流入口和流出口，

-其中所述液态的冷却剂从所述冷却梁经由相应的流入口进入到相应的出口小管中并且经由相应的流出口从相应的出口小管中出来，

-其中所述相应的出口小管沿着液态的冷却剂的流动方向看具有以所述流入口为出发点的向上伸展的起始区段、与该起始区段毗连的中间区段以及与该中间区段毗连的向下伸展的并且一直延伸到所述流出口的末端区段，使得所述中间区段包括顶点，在该顶点处贯穿流过所述相应的出口小管的冷却剂到达最高点。

背景技术

这样的装置比如由DE 199 34 557 A1已知并且也由DE 10 2010 049 020 A1已知。

在轧机的冷却段中，金属的扁平的轧件在轧制后进行冷却。所述扁平的轧件比如能够由钢或铝构成。根据需求，它能够是带材或者厚板。常见的是在所述冷却段中进行精确的温度控制，以用于设定并且以较低的离散度恒定地保持所期望的材料特性。尤其对于布置在轧机列后面的冷却段来说，为此目的而沿着所述冷却段安装了多个冷却梁，为了对热的轧件进行冷却而借助于所述冷却梁至少从上方、经常从上方并且从下方将液态的冷却剂、通常是水施加到所述扁平的轧件上。

对于DE 199 34 557 A1的冷却梁来说，如在DE 10 2010 049 020 1中正确地解释的一样，在切断冷却剂输送时出现以下效应，即：所述冷却梁通过出口小管按照虹吸管的原理被抽空。在这个时间段里，所述冷却剂以未受控制的方式从出口小管中流出来并且由此导致所述扁平的轧件的不受控制的冷却以及与此相关联的不利的效应。

换句话说，在DE 10 2010 049 020 A1中这种效应得到避免。这在DE 10 2010 049020 A1中通过以下方式来实现，即：为每根单个的出口小管分配自身的阀，该阀用于打开并且关闭各自的出口小管。这种解决方案因此虽然防止了所述冷却梁的抽空，但是非常昂贵。此外，只能简单地转换所述出口小管（完全打开或者完全关闭），但是不能进行连续的调节。

另一种解决方案在于，将所述出口小管构造为直的小管，所述直的小管从下方伸入到所述冷却梁中并且在那里达到值得一提的高度，使得其在所述冷却梁的上部的区域中终止。但是，在这种解决方案中，在切断所述冷却梁时会进行冷却剂的值得一提的随后流出（Nachlaufen）。这种解决方案仅仅在用高压进行工作的强化冷却时引起良好的结果。

发明内容

本发明的任务在于，提供以下可行方案，借助于所述可行方案能够用简单的措施将冷却剂的随后流出限制到不可避免的最小程度。

该任务通过一种具有权利要求1的特征的装置来解决。该装置的有利的设计方案是从属权利要求2到9的主题。

按照本发明，一种开头所提到的类型的装置通过以下方式来设计，即：所述流出口处于冷却梁的上方并且所述流入口与顶点的高度间距是所述流出口与顶点的高度间距的至少双倍大、尤其是至少三倍大。

本发明基于以下认识，即：紧接着在停止将冷却剂输送给冷却梁之后虽然存在一种平衡状态，但是这种平衡状态是不稳定的。在存在这种平衡状态的最小的干扰时并且这样的干扰在实际上总是出现，液态的冷却剂在通过其他出口小管吸入空气的时候从所述出口小管的一部分中流出来。所述液态的冷却剂的由此在出口小管中运动的量首先得到加速。所述加速在增大，直至通过其他出口小管吸入的空气到达相应的出口小管的顶点处。此后，所述液态的冷却剂的运动的量进一步得到加速。但是，所述加速的程度减小。在所吸入的空气在起始区段中达到相应的出口小管的流出口所具有的相同高度时，所述加速达到数值零。这种水平代表着另一种平衡状态，不过该平衡状态比首次提到的平衡状态稳定。

但是，因为在这个时刻处于所述出口小管中的冷却剂量已经以一定的速度运动，所以所述冷却剂的运动会越过这种稳定的平衡状态而继续。但是，现在所述液态的冷却剂的、在出口小管中运动的量放慢。如果用h来表示以下高度，所述相应的出口小管的顶点以所述高度为幅度处于相应的出口小管的流出口的上方，则以下高度位置（所述液态的冷却剂的在出口小管中运动的量在所述高度位置中（暂时）静止下来）处于相应的出口小管的流出口下方的大约1.5h处、但是最大处于相应的出口小管的流出口下方的2h处。此后，由于超过稳定的平衡状态而进行返回振荡。

如果所述出口小管的流入口处于相应的出口小管的流出口的下方的、所提到的大约1.5h或者2h的水平之上，则由此空气能够流入到冷却梁中。这导致冷却剂的加重的随后流出。而如果所述出口小管的流入口处于相应的出口小管的流出口的下方的、所提到的大约1.5h或者2h的水平之处或之下，则所述振荡就保持局限于冷却剂的处于出口小管中的量。仅仅这些很微小的量还可能随后流出。

上述大约1.5h和最大2h的说明适用于以下假设，即：所述冷却剂的在出口小管中的运动在没有值得一提的摩擦损失的情况下进行。但是，这样的摩擦损失在实际上是存在的。但是它们降低了所述冷却剂在出口小管中加速的程度并且扩大了所述冷却剂在出口小管中减速的程度。因此，在实际上经常可能足够的是，所述流入口与顶点的高度间距（仅仅）是所述流出口与顶点的高度间距的双倍大。

优选所述出口小管被安置到冷却梁的上侧面上。由此，所述流出口处于冷却梁的上方这个条件能够以特别简单的方式并且尤其以所述冷却梁包括出口小管的相当小的总结构高度来达到。

优选所述出口小管的起始区段至少部分地伸入到冷却梁中。由此能够将所述冷却梁包括出口小管的总结构高度保持尽可能小的程度。

优选所述起始区段垂直地伸展。由此产生特别简单的结构。

优选所述中间区段是弯曲的并且分别在150°到180°的弯曲角的范围内延伸。由此，尽管所述冷却剂在出口小管中的运动的方向掉转，也能够以简单的方式维持层状的、几乎无涡流的流动。

优选所述末端区段的长度是0。由此能够将所述冷却梁包括出口小管的总结构高度保持尽可能小的程度。

优选所述出口小管尤其在其流入口的区域中分别具有流动阻力件。由此，尤其能够将所述起始区段的垂直长度保持小的程度。

优选所述相应的流动阻力件以能松开的方式与相应的出口小管相连接。由此，一方面在需要时也还能够在后来对所述流动阻力件进行调整。此外，所述流动阻力件也能够加以更换，如果其比如在较长时间的运行之后钙化或者以其他方式被耗尽。

可能的是，所述出口小管尤其在其中间区段中具有排气孔。但是，通常这是不需要的。

附图说明

本发明的上面所描述的特性、特征和优点以及如何实现它们的方式方法结合以下对于实施例的描述而变得更加清楚易懂，所述实施例结合附图来进行详细解释。在此，附图以示意图示出如下：

图1从上方示出了冷却段的区段；

图2从前方示出了图1的冷却梁；

图3示出了图1的冷却梁的、沿着图1中的线条III-III的剖面；

图4示出了单个的出口小管的剖面；

图5以剖面示出了出口小管的起始区段；并且

图6示出了出口小管的中间区段。

具体实施方式

按照图1到3，应该在冷却段中对扁平的轧件1进行冷却。所述扁平的轧件1由金属构成，其中概念“金属”在本发明的意义上也应该一同包括常见的广泛使用的合金。比如，所述扁平的轧件1能够由钢或铝构成。所述扁平的轧件1比如能够是带材或者厚板。所述冷却段比如能够布置在多机架的精轧机列的出料侧。

所述扁平的轧件1沿着运送方向x被输送穿过冷却段。所述冷却段为此目的而具有输送段，在该输送段上输送所述扁平的轧件1。出于一目了然的原因，仅仅示出了所述输送段的运送辊2之一并且这也仅仅在图2中示出。

为了对所述扁平的轧件1进行冷却而存在至少一个冷却梁3。所述冷却梁3布置在输送段的上方。通过供给管路4向所述冷却梁3输送液态的冷却剂5，应该用该冷却剂对所述扁平的轧件1进行冷却。为良好的条理起见而要提到，也能够在冷却段的下方布置冷却梁，借助于该冷却梁应该从下方将所述液态的冷却剂5施加到扁平的轧件1上。但是，这些冷却梁，只要涉及所述冷却梁3的机械结构上的设计方案，就不是本发明的主题。因此，接下来的关于所述冷却梁3的机械结构上的设计方案的解释始终涉及所述输送段的上方的冷却梁3。

所述冷却梁3基本上横向于运送方向x、也就是沿着横向方向y来延伸。所述冷却梁3的沿着横向方向y的宽度b通常处于1m与2m之间。但是，它也能够处于这个数值之上或者之下。比如，存在着处于所谓的中宽带材轧机列之后或者处于用于铝的轧机列中的冷却段。在这样的情况中，所述宽度b在有些情况中能够为仅仅30cm或者略高于此。也比如存在着厚板轧机列，对于所述厚板轧机列来说所述冷却段的宽度b能够为高达4m。所述液态的冷却剂5通常是水或者至少基本上由水构成（份额至少98%）。用来将所述冷却剂5输送给冷却梁3的压力通常处于0巴与2巴之间、通常为大约0.8巴。所述冷却梁3在这种情况下是层状冷却梁。

所述冷却梁3具有多根出口小管6。所述出口小管6分别具有流入口7和流出口8。所述流出口8处于冷却梁3的上方，也就是处于所述冷却梁3的最高点的上方。所述流出口8与冷却梁3的上侧面的高度间距h0应该为至少5cm。

通常所述出口小管6形成两排，其中所述两排沿着横向方向y延伸。但是，在有些情况中，仅仅存在唯一的排或者存在大于两个的排。只要存在多个排，那么所述排就沿着运送方向x彼此隔开。在各个排的内部始终存在多根出口小管6。在许多情况中，存在至少10根、有时甚至20根以及更多出口小管6。所述出口小管6的间距a（从所述流出口8的中心到下一根出口小管6的流出口8的中心来测量）通常在大约4cm与5cm之间。所述出口小管6的内直径d尤其参见图5通常处于大约10mm与大约20mm之间。

所述出口小管6通常被构造为相同类型。因此，接下来参照图4仅仅对所述出口小管6中的一根单个的出口小管进行详细解释。对于其他的出口小管6来说，由于相同类型的构造而适用类似的解释。

按照图4所述出口小管6如此构成，使得所述液态的冷却剂5从冷却梁3经由出口小管6的流入口7进入到相应的出口小管6中。在最简单的情况中，直接从下方来进入。所述冷却剂5以流入口7为出发点在起始区段9中向上流动。所述起始区段9尤其能够垂直地伸展。

中间区段10与所述起始区段9毗连。在所述中间区段10中使所述液态的冷却剂5转向，使得其完全或者至少基本上向下流动。尤其所述中间区段10能够以统一的弯曲半径r来弯曲，其中被所述中间区段10覆盖的弯曲角α通常为至少150°并且最大为180°。

末端区段11与所述中间区段10毗连。所述末端区段11一直延伸到流出口8。在所述末端区段11中，所述液态的冷却剂5向下流动，在理想情况中垂直向下流动。而后所述述冷却剂5向下从出口小管6中流出来并且从上方落到所述扁平的轧件1上。

所述末端区段11能够更长或更短。能够将所述末端区段11保持得越短，就越好。在极端情况中，所述末端区段11的长度能够为0，使得所述末端区段11在结果中取消。在结果中，这意味着，所述流出口8能够直接与所述中间区段10毗连。这一点就此而言不太关键，因为所述冷却剂5已经在所述中间区段10的背离起始区段9的区域中从上往下流动。

由于所述出口小管6的设计上的构造，所述中间区段10包括顶点12，所述贯穿流过出口小管6的冷却剂5在所述顶点处到达最高点。所述冷却剂5在所述顶点12处水平地流动。所述顶点12比如能够相应于所述出口小管6的在这个位置处的内部横截面的最下面的点、所述出口小管6的在这个位置处的内部横截面的最上面的点或者它们之间尤其在中心处的点。

不仅所述流入口7而且所述流出口8都处于顶点12的下方。所述流入口7与顶点12的高度间距h1大于所述流出口8与顶点12的高度间距h2。尤其所述高度间距h1是所述高度间距h2的至少双倍大、比如2.5倍大。优选它是至少三倍大。

所述出口小管6不仅被构造为相同类型，而且也统一地布置。表述“统一地布置”在这方面应该意味着，所述顶点12处于统一的高度水平上，所述高度间距h1彼此间相等并且所述高度间距h2彼此间相等。所述流入口7由此也处于统一的高度水平上。同样的情况适用于所述流出口8。比如所述顶点12能够处于冷却梁3的上边缘的上方大约15cm处，所述流出口8能够处于冷却梁3的上边缘的上方大约7.5cm处，并且所述流入口7能够处于冷却梁3的上边缘的下方大约15cm处。但是，所提到的数值只应该纯示范性地来理解。如果实现所提到的数值，则此外所述高度间距h1、h2相对于彼此的比例为4:1。

所述出口小管6根据图1到3中的图示被安置到冷却梁3的上侧面上。表述“被安置到上侧面上”在此应该意味着，所述出口小管6从上方插入到所述冷却梁3中。而这并不应该意味着，所述出口小管6在所述冷却梁3的上侧面处终止。虽然这一点是可能的，但是根据图3中的图示优选的是，所述出口小管6的起始区段9至少部分地伸入到所述冷却梁3中。具体而言，所述出口小管6应该以尽可能大的幅度伸入到所述冷却梁3中。这一点尤其适用，因为由此所述高度间距h1、h2相对于彼此的比例能够最大化，而没有扩大所述冷却梁3包括出口小管6的总结构高度。

可能的是，所述出口小管6在其整个延伸的范围内、也就是从起始区段9直至末端区段11具有统一的横截面。作为替代方案，可能的是，所述出口小管6根据图5中的图示分别具有流动阻力件13。所述流动阻力件13特定地为相应的出口小管6起作用。它降低了相应的出口小管6的可用的横截面。比如，所述相应的出口小管6的、在流动阻力件13的区域中的可用的横截面可能在相应的出口小管6的、在其余区域中的横截面的20%与80%之间。通常，在所述流动阻力件13的区域中留下的横截面在相应的出口小管6的其余区域中的横截面的40%与60%之间。所述流动阻力件根据图5中的图示尤其能够布置在出口小管6的流入口7的区域中。

所述相应的流动阻力件13优选以能松开的方式与相应的出口小管6相连接。比如，所述相应的流动阻力件13根据图5中的图示能够通过螺纹连接14与相应的出口小管6相连接、尤其是能够被旋入到相应的出口小管6中。

所述出口小管6通常除了相应的流入口7和相应的流出口8之外是封闭的。但是，可能的是，所述出口小管6根据图6中的图示优选在其中间区段10中具有排气孔15。所述排气孔15，只要其存在，就布置在所述中间区段10的上侧面上并且优选布置在相应的顶点12的附近。不过，通常所述排气孔15是不需要的。

根据图1和2中的图示，在所述供给管路4中布置了调节阀16。借助于该调节阀16能够调节液态的冷却剂5的被输送给冷却梁3的量。根据图1中的图示，为所述调节阀16分配了操纵机构17。借助于所述操纵机构17，能够将所述调节阀16从完全打开的位置转换到完全关闭的位置中并且返之亦可。

本发明具有许多优点。尤其可实现的是，在停止将冷却剂5输送给冷却梁3之后，还仅仅冷却剂5的、已经处于出口小管6中的量能够从所述出口小管6中流出来。这个量在实际上通常为最大1 l并且由此比在现有技术中小了一个完整的数量级（也就是因数10）。此外，没有空气能够从环境到达所述冷却梁3中。冷却剂5的被输送所述冷却梁3的量可以非常精确地来调节。

尽管详细地通过优选的实施例对本发明进行了详细图解和描述，但是，本发明没有通过所公开的实例而受到限制并且其他的变型方案能够由本领域的技术人员从中推导出来，而不离开本发明的保护范围。

附图标记列表：

1 轧件

2 运送辊

3 冷却梁

4 供给管路

5 冷却剂

6 出口小管

7 流入口

8 流出口

9 起始区段

10 中间区段

11 末端区段

12 顶点

13 流动阻力件

14 螺纹连接

15 排气孔

16 调节阀

17 操纵机构

a 间距

b 宽度

h0、h1、h2 高度间距

r 弯曲半径

x 运送方向

y 横向方向

α 弯曲角。

Claims (9)

1.用于用液态的冷却剂（5）对由金属构成的扁平的轧件（1）进行冷却的装置，

-其中所述扁平的轧件（1）在输送段上沿着运送方向（x）被输送，

-其中所述装置具有至少一个布置在所述输送段的上方的冷却梁（3），所述液态的冷却剂（5）通过供给管路（4）被输送给所述冷却梁，

-其中所述冷却梁（3）基本上横向于所述运送方向（x）来延伸并且具有多根出口小管（6），

-其中所述出口小管（6）分别具有流入口（7）和流出口（8），

-其中所述液态的冷却剂（5）从所述冷却梁（3）经由相应的流入口（7）进入到相应的出口小管（6）中并且经由相应的流出口（8）从相应的出口小管（6）中出来，

-其中所述相应的出口小管（6）沿着液态的冷却剂（5）的流动方向看具有以所述流入口（7）为出发点的向上伸展的起始区段（9）、与该起始区段毗连的中间区段（10）以及与该中间区段毗连的向下伸展的并且一直延伸到所述流出口（8）的末端区段（11），使得所述中间区段（10）包括顶点（12），在该顶点处贯穿流过所述相应的出口小管（6）的冷却剂（5）到达最高点，

其特征在于，

所述流出口（8）处于所述冷却梁（3）的上方，并且所述流入口（7）与顶点（12）的高度间距（h1）是所述流出口（8）与顶点（12）的高度间距（h2）的至少双倍大、尤其是至少三倍大。

2.根据权利要求1所述的装置，

其特征在于，

所述出口小管（6）被安置到所述冷却梁（3）的上侧面上。

3.根据权利要求1或2所述的装置，

其特征在于，

所述出口小管（6）的起始区段（9）至少部分地伸入到所述冷却梁（3）中。

4.根据权利要求1、2或3所述的装置，

其特征在于，

所述起始区段（9）垂直地伸展。

5.根据上述权利要求中任一项所述的装置，

其特征在于，

所述中间区段（10）是弯曲的并且分别在150°到180°的弯曲角（α）的范围内延伸。

6.根据上述权利要求中任一项所述的装置，

其特征在于，

所述末端区段（11）的长度为0。

7.根据上述权利要求中任一项所述的装置，

其特征在于，

所述出口小管（6）尤其在其流入口（7）的区域中分别具有流动阻力件（13）。

8.根据权利要求7所述的装置，

其特征在于，

相应的流动阻力件（13）以能松开的方式与相应的出口小管（6）相连接。

9.根据上述权利要求中任一项所述的装置，

其特征在于，

所述出口小管（6）尤其在其中间区段（10）中具有排气孔（15）。

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