CN113557095A - 用于冷却带形产品的设备和用于运行这种设备的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于冷却带形产品的设备(1、15、18、25)，其具有至少一个冷却梁(2、26)，所述冷却梁具有冷却剂腔室(3、27)和多个与冷却剂腔室相通连接的、用于将冷却液体(22)施加到带形产品上的冷却剂出口管(4、28)。为了提高对带形产品的冷却的精度并更便宜地实现该冷却，该设备(1、15、18、25)具有至少一个用于将加压流体冲击导入冷却剂腔室(3、27)中的装置(5)。

Description

用于冷却带形产品的设备和用于运行这种设备的方法

技术领域

本发明涉及一种用于冷却带形产品的设备，其具有至少一个冷却梁，所述冷却梁具有冷却剂腔室和多个与冷却剂腔室相通连接的、用于将冷却液体施加到带形产品上的冷却剂出口管。本发明还涉及一种用于运行冷却带形产品的设备的方法，所述设备具有至少一个冷却梁，所述冷却梁具有冷却剂腔室和多个与冷却剂腔室相通连接的、用于将冷却液体施加到带形产品上的冷却剂出口管。

背景技术

已知的是，在扁平或带形金属产品、特别是金属带或金属板的制造中，设置利用冷却梁冷却金属产品，所述冷却梁在输送路线的宽度之上延伸，沿着所述输送路线运输金属产品。为此，冷却梁可以具有冷却剂腔室，为所述冷却剂腔室供应冷却液体，并且用于将冷却液体施加到带形产品上的多个近似鹅颈成形的冷却剂出口管在上部区域中从所述冷却剂腔室离开。在此，相应的冷却剂出口管大致J形地构造并且具有经由弯曲的部段彼此连接的两个直部段，所述直部段中的较长的直部段与冷却剂腔室连接。在另一个实施方式中，直的冷却剂出口管位于冷却剂腔室内，所述冷却剂腔室的进入口处于冷却剂腔室的上部区域中。

在具有J形构造的冷却剂出口管的冷却梁中存在如下问题：在断开到冷却梁的冷却液体输送之后从单个或从多个冷却剂出口管中基于抽吸效应在一定时间段期间冷却液体继续流出，这称作为惯性流出。在冷却梁的其他上述实施变型中，在断开冷却剂流之后冷却液体惯性流出，直至在冷却剂出口管的冷却剂进入口上方形成空气体积(空体积)。冷却液体的这种惯性流出一方面对生产过程中的流程产生不利影响，例如对带后续时间产生不利影响，并且另一方面对被冷却的金属产品产生不利影响，特别是因为惯性流出在惯性流出量和惯性流出位置方面大多随机出现或者在冷却过程之后相同的冷却剂出口管不总是表现出惯性流出效应。

已知的是：借助机械调节机构执行冷却液体的体积流的修改，例如通过使用至少一个可移动地设置在冷却梁之外的屏蔽元件或偏转元件，所述屏蔽元件或偏转元件抑制或至少显著地限制体积流出现到金属产品上，或者通过使用可移动地设置在冷却梁之内的截止设备、例如可转动的管中的孔板执行，所述截止设备抑制或至少显著地限制体积流从冷却梁中离开。这种机械的调节机构伴随增加的磨损、易出现故障和维护影响以及伴随一次性和持续的成本。

DE 2 107 664A1公开一种用于冷却实际上水平移动的金属条或金属带的冷却设备，其具有多个水箱，所述水箱沿金属带的移动方向依次设置在所述金属带上方并且从一侧起装水。每个水箱都设有相当数量的水管或虹吸管，所述水管或虹吸管以其上侧相连，并经由弯曲的中间部段朝下游方向敞开，进而类似鹅颈地成形。各一个自由与外部空气连通的竖管与水箱上侧的一个或两个端部连接。

发明内容

本发明的目的是：提高冷却带形产品的精度并且更便宜地实现该冷却。

该目的通过独立专利权利要求实现。在以下描述、从属权利要求和附图中描述有利的设计方案，其中所述设计方案分别本身或以这些设计方案中的至少两个彼此间的各种技术上有意义的组合呈现本发明的改进的、尤其还优选或有利的方面。在此，该设备的设计方案可以对应于方法的设计方案，并且反之亦然，即使在下面在个别情况下没有明确提及也如此。

根据本发明的用于冷却带形产品的设备具有至少一个冷却梁，所述冷却梁具有冷却剂腔室和多个与冷却剂腔室相通连接的、用于将冷却液体施加到带形产品上的冷却剂出口管以及至少一个用于将加压流体冲击导入冷却剂腔室中的装置。

根据本发明，为了抑制冷却液体从冷却剂出口管惯性流出，将加压流体冲击地导入冷却剂腔室中，由此借助加压流体冲击来中断从冷却剂腔室到各个冷却剂出口管的冷却液体输送或者冲击性地提高冷却剂腔室中的压力，这引起更快的空转或引起在冷却剂出口管的进入口上方更快速地形成空体积。在以根据本发明的方式将加压流体冲击地导入冷却剂腔室中之后，几乎不再存在惯性流出。由此，最大可能量的冷却液体保留在冷却梁中并且冷却梁内的水位不再下降到例如在DE 2 107 664A1中给出的如此低的水平。由此，在再次接通对冷却梁供应冷却液体时提高了接通速度或减少了在重新接通对冷却梁供应冷却液体之后直至冷却液体重新出现到要冷却的产品上所经过的时间。

加压流体经由至少一个压力管路输送给冷却剂腔室。将加压流体冲击导入冷却剂腔室中优选与切断对冷却梁供应冷却液体的断开过程同步，并且在该断开过程之后立即执行，以便实现抑制冷却液体惯性流出的尽可能快的时间点。加压流体是相对于环境处于压力下的流体。加压流体例如可以是压缩空气。

本发明实现了对要冷却的产品施加冷却液体体积流的施加特性的改型。特别地，本发明通过如下方式实现惯性流出特性的改型：即抑制或至少很大程度地减小从冷却梁中的惯性流出。这伴随施加要冷却的产品上的冷却液体的施加特性的改进，特别是在时间和空间特性以及可调节性方面改进。由此，可以实现配备根据本发明的设备的设施的更高的工艺速度、更好的工艺稳定性和动态和更高的生产率。

本发明的参数可以是加压流体流的量、体积、压力和/或时间特性、流动方向和/或加压流体流关于冷却液体经过冷却梁的流动方向的引入部位、用于对冷却液体进行流量调节的电路技术方面和时间上的同步和/或将冷却流体纳入用于对冷却液体进行流量调节的部件中。可以以如下方式实现将加压流体在工艺流程技术上引入到流动的冷却液体中：即改进将冷却液体时间和空间施加到要冷却的产品上的特性，使得优化在产品处产生的性能。冷却液体例如可以是具有或没有添加剂的水。

冷却剂出口管可以从冷却剂腔室在上部区域中引出。在此，冷却剂出口管可以分别大致类似鹅颈或大致J形地构造并且分别具有两个经由弯曲部段彼此连接的、不同长度的直部段，其中较长的直线部段与冷却剂腔室连接。替选地，冷却剂出口管可以设置在冷却剂腔室内部并且具有位于冷却剂腔室的上部区域中的进入口。

根据本发明的设备尤其可以用于冷却金属加工工业的带形产品。例如，借助根据本发明的设备可以冷却热轧机中的金属带和/或板。替选地，根据本发明的设备可用于将液态和气态介质施加到例如在造纸、金属或塑料工业中的基材主体上。

根据一种有利的设计方案，该设备具有至少一个用于接通和断开对冷却梁供应冷却液体的组件和至少一个用于操控装置和组件的操控电子装置，其中操控电子装置设计用于操控装置和组件，使得加压流体在断开对冷却梁供应冷却液体之后立即导入冷却剂腔室中。由此，将压缩流体冲击导入冷却剂腔室中与切断过程同步并且在切断过程之后立即执行，以便可以尽可能快地避免惯性流出。

根据另一有利的设计方案，该设备具有至少一个用于接通和断开对冷却梁供应冷却液体的组件，其中组件具有至少一个气动的控制元件，所述控制元件在对冷却梁供应冷却液体期间借助压缩空气保持敞开，并且其中气动的控制元件的排出口经由至少一个压缩空气管路相通地与冷却剂腔室连接。该组件还具有至少一个气动的驱动器，可以借助所述气动的驱动器操作该组件的至少一个截止机构、例如截止活瓣或截止阀，经由所述截止机构可以开启和截止对冷却梁供应冷却液体。气动的驱动器经由气动的控制元件加载压缩空气。在断开对冷却梁供应冷却液体时，气动的驱动器的压缩空气供应借助于气动的控制元件停止。同时或紧随其后，可以将施加在气动的控制元件处的压缩空气切换到气动的控制元件的排出口上。由此，自动地实现断开对冷却梁供应冷却液体一方与将通过压缩空气提供的加压流体冲击导入冷却剂腔室中另一方的完美同步，并且在理想的时间点将加压流体冲击导入冷却剂腔室中。加压流体冲击导入冷却剂腔室中的时间点因此优选地通过对气动的控制元件的开关来限定。当仅将气动的控制元件的“开关空气”作为压力冲击导入冷却剂腔室中时，接通持续时间同样可以通过气动的控制元件的开关来限定。不必设有附加的压缩空气输送部。气动的控制元件可以构造成电磁阀。

根据另一有利的设计方案，压缩空气管路相对于气动的控制元件的排出口和冷却剂腔室设置成，使得压缩空气管路在冷却梁位移时形成虹吸件。尤其当冷却梁发生位置变化时，通过从气动的控制元件到进入冷却梁中的导入部位的该管路引导禁止冷却液体进入气动的控制元件中。例如，如果冷却梁向上枢转，则通过管路引导形成虹吸件，在所述虹吸件中残留剩余物空气并且无法逸出，由此防止冷却液体进入气动的控制元件中。不需要附加的止回阀。

根据用于运行冷却带形产品的设备的根据本发明的方法，在断开对冷却梁供应冷却液体之后立即将加压流体冲击地导入冷却剂腔室中，所述设备具有至少一个冷却梁，所述冷却梁具有冷却剂腔室和多个与冷却剂腔室相通连接的、用于将冷却液体施加到带形产品上的冷却剂出口管。

上面关于设备提出的优点相应地与该方法关联。特别地，根据上述设计方案之一或这些设计方案中的至少两个彼此间的组合的设备可用于执行该方法。

根据一种有利的设计方案，在对冷却梁供应冷却液体期间，气动的控制元件借助压缩空气将用于接通和断开对冷却梁供应冷却液体的组件保持敞开，并且将在断开对冷却梁供应冷却液体时从气动的控制元件离开的压缩空气用作为加压流体。上面关于设备的相应的设计方案提出的优点相应地与该设计方案关联。

附图说明

在下文中，参照所附的附图根据优选的实施方式示例性地解释本发明，其中下面解释的特征可以单独地和以彼此间的不同的技术上有意义的组合来代表本发明的有利的或进行改进的方面。附图示出

图1：根据本发明的设备的一种实施例的示意图；

图2：根据本发明的设备的另一实施例的示意图；

图3A：处于冷却状态的根据本发明的设备的另一实施例的示意剖面图；

图3B：处于静止状态的图3A中所示的设备的示意剖面图；

图4A：处于冷却状态的根据本发明的设备的另一实施例的示意图；和

图4B：处于静止状态下的图4A中所示的设备的示意剖面图。

相同或功能相同的构件在图中设有相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出根据本发明的用于冷却未示出的带形产品的设备1的一种实施例的示意图。

设备1具有冷却梁2，所述冷却梁具有冷却剂腔室3和多个与冷却剂腔室3相通连接的、从冷却剂腔室3离开的、用于将冷却液体施加到带形产品上的类似鹅颈成形的冷却剂出口管4。冷却剂出口管4可以例如根据图3A和3B构造。

此外，设备1具有用于将压缩空气形式的加压流体冲击导入冷却剂腔室3中的装置5，使得导入冷却剂腔室3中的加压流体流经冷却剂出口管4的未示出的进入口。装置5设置成，使得沿如下方向将加压流体导入冷却剂腔室3中，所述方向对应于通过箭头6表明的方向，冷却液体沿所述通过箭头6表明的方向导入冷却剂腔室3中。

此外，设备1具有用于接通和断开对冷却梁2供应冷却液体的组件7。组件7具有构成为电磁阀的气动的控制元件8，所述控制元件经由压缩空气管路9供应压缩空气。此外，气动的控制元件8与供电线路10连接。

组件7还具有借助于气动的控制元件8运行的气动的驱动器11。气动的驱动器11操作截止阀12，可以经由所述截止阀选择性地开启或截止从冷却剂入口13对冷却梁2供应冷却液体。在对冷却梁2供应冷却液体期间借助压缩空气保持气动的控制元件8打开，使得气动的驱动器11将截止阀12保持在其打开位置中。

气动的控制元件8的未示出的排出口经由压缩空气管路14相通地与冷却剂腔室3连接。压缩空气管路14可以相对于气动的控制元件8的排出口和冷却剂腔室3设置成，使得压缩空气管路14在冷却梁2位移时形成虹吸件。如果气动的控制元件8闭合，则结束对气动的驱动器11供应压缩空气，由此气动的驱动器11使截止阀12移动到其截止位置中，使得断开对冷却梁2供应冷却液体。在气动的控制元件8关闭时，气动的控制元件8的排出口同时打开，使得压缩空气经由压缩空气管路14冲击地导入冷却剂腔室3中。例如，这可以根据图2进行。

图2示出根据本发明的用于冷却未示出的带形产品的设备15的另一实施例的示意图。此外，设备15可以根据图1中所示的实施例构造。为了避免重复，因此参考图1的以上描述。

图2示出压缩空气管路14如何引入和构造到冷却剂腔室3中。压缩空气管路14具有位于冷却剂腔室3中的出口端部部段16，所述出口端部部段构造为，使得从其流出的压缩空气根据箭头17流过冷却剂出口管4的未示出的进入口17。

图3A示出处于冷却状态下的根据本发明的用于冷却未示出的带形产品的设备18的另一实施例的示意剖面图。此外，设备18可以根据图1和/或图2所示的实施例构造。为避免重复，因此参考图1和图2的上述说明。

仅示出了设备18的冷却剂腔室3和两个从其离开的、类似鹅颈成形的冷却剂出口管4。每个冷却剂出口管4都J形地构造并且具有C形弯曲的上部部段19、与冷却剂腔室3相通连接的较长的直的竖直部段20和冷却液体22从中流出的较短的直的竖直部段21，其中较长的直的竖直部段20经由C形弯曲的上部部段19与较短的直的竖直部段21连接。此外，示出冷却剂出口管4的进入口24。

在图3A所示的冷却状态下，冷却剂腔室3和冷却剂出口管4完全用冷却液体22填充，并且冷却液体22根据箭头23从冷却剂出口管4流出，以冷却带形产品。

图3B示出处于静止状态下的图3A中所示的设备18的示意图。通过如下方式产生该静止状态：停止对冷却梁2供应冷却液体22并且在这样停止对冷却梁2供应冷却液体22之后立即将加压流体冲击导入冷却剂腔室3中，使得导入冷却剂腔室3中的压缩流体流经冷却剂出口管4的进入口24。由此，冷却液体22与进入口24分开，使得仅出现冷却液体22的非常少量的惯性流出并且保持仍最大量用冷却液体22填充冷却剂出口管4。

图4A示出处于冷却状态下的根据本发明的用于冷却未示出的带形产品的设备25的另一实施例的示意图。此外，设备25可以根据图1和/或图2和/或图3所示的实施例构造。为避免重复，因此参考图1或图2或图3的上述说明。

仅示出了设备25中的冷却梁26，所述冷却梁具有冷却剂腔室27和多个与冷却剂腔室27相通连接的、设置在冷却剂腔室27内的、直线构造的冷却剂出口管28。冷却剂出口管28的进入口29设置在冷却剂腔室27的上部区域中。冷却液体22从每个冷却剂出口管28流出，以冷却未示出的带形产品。

图4B示出处于静止状态下的图4A中所示的设备25的示意剖面图。该静止状态通过如下方式产生：停止对冷却梁26供应冷却液体22并且在停止对冷却梁26供应冷却液体22之后立即将加压流体冲击地导入冷却剂腔室27中。由此，冷却剂腔室27中的压力冲击性地提高，这引起更快速的空转或引起在冷却剂出口管28的进入口29上方更快速地形成空体积30，使得仅出现冷却剂22的非常轻微的惯性流出并且冷却剂出口管28还保持冷却剂22的最大量填充。

附图标记列表

1 设备

2 冷却梁

3 冷却剂腔室

4 冷却剂出口管

5 装置

6 箭头(冷却液体流动方向)

7 组件

8 控制元件

9 压缩空气管路

10 供电线路

11 驱动器

12 截止阀

13 冷却剂入口

14 压缩空气管路

15 设备

16 14的出口端部部段

17 箭头(压缩空气流动方向)

18 设备

19 4的弯曲的部段

20 4的直的较长的部段

21 4的直的较短的部段

22 冷却液体

23 箭头(冷却液体流动)

24 4的进入口

25 设备

26 冷却梁

27 冷却剂腔室

28 冷却剂出口管

29 28的进入口

30 空体积(空气)

Claims (9)

1.一种用于冷却带形产品的设备(1、15、18、25)，所述设备具有至少一个冷却梁(2、26)，所述冷却梁具有冷却剂腔室(3、27)和多个相通地与所述冷却剂腔室(3、27)连接的、用于将冷却液体(22)施加到所述带形产品上的冷却剂出口管(4、28)，

其特征在于，

设有至少一个用于将加压流体冲击导入所述冷却剂腔室(3、27)中的装置(5)。

2.根据权利要求1所述的设备(1、15、18、25)，其特征在于，所述加压流体是压缩气体。

3.根据权利要求1或2所述的设备(1、15、18、25)，其特征在于，设有至少一个用于接通和断开对所述冷却梁(2、26)供应所述冷却液体(22)的组件(7)和至少一个用于操控所述装置(5)和所述组件(7)的操控电子装置，其中所述操控电子装置操控所述装置(5)和所述组件(7)，从而使得所述加压流体在断开对所述冷却梁(2、26)供应所述冷却液体(22)之后立即被导入所述冷却剂腔室(3、27)中。

4.根据权利要求1或2所述的设备(1、15、18、25)，其特征在于，设有至少一个用于接通和断开对所述冷却梁(2、26)供应所述冷却液体(22)的组件(7)，其中所述组件(7)具有至少一个气动的控制元件(8)，所述控制元件在对所述冷却梁(2、26)供应所述冷却液体(22)期间借助压缩空气保持敞开，并且其中所述气动的控制元件(8)的排出口经由至少一个压缩空气管路(14)相通地与所述冷却剂腔室(3、27)连接。

5.根据权利要求4所述的设备(1、15、18、25)，其特征在于，所述压缩空气管路(14)相对于所述气动的控制元件(8)的所述排出口和所述冷却剂腔室(3、27)设置成，使得所述压缩空气管路(14)在所述冷却梁(2、26)位移时形成虹吸件。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备(1、15、18、25)，其特征在于，所述装置(5)设置成，使得将所述加压流体沿如下方向导入所述冷却剂腔室(3、27)中，该方向对应于所述冷却液体(22)被导入所述冷却剂腔室(3、27)中的方向(6)。

7.一种用于运行冷却带形产品用的设备(1、15、18、25)的方法，所述设备具有至少一个冷却梁(2、26)，所述冷却梁具有冷却剂腔室(3、27)和多个相通地与所述冷却剂腔室(3、27)连接的、用于将冷却液体(22)施加到所述带形产品上的冷却剂出口管(4、28)，

其特征在于，

在断开对所述冷却梁(2、26)供应所述冷却液体(22)之后立即将加压流体冲击地导入所述冷却剂腔室(3、27)中。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在对所述冷却梁(2、26)供应所述冷却液体(22)期间，气动的控制元件(8)借助压缩空气将用于接通和断开对所述冷却梁(2、26)供应所述冷却液体(22)的组件(7)保持敞开，并且将在断开对所述冷却梁(2、26)供应所述冷却液体(22)时从所述气动的控制元件(8)离开的压缩空气用作加压流体。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述加压流体沿如下方向导入所述冷却剂腔室(3、27)中，该方向对应于所述冷却液体(22)被导入所述冷却剂腔室(3、27)中的方向(6)。

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