DE69123038T2

DE69123038T2 - System zur kontinuierlichen kühlung von metallbändern

Info

Publication number: DE69123038T2
Application number: DE69123038T
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Araki; Naoto Kitagawa; Hitoshi Oishi; Kouji Omori; Hiroaki Sato; Takaya Seike; Masafumi Suzuki; Masayuki Yamazaki; Osami Yoshioka
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1990-07-31
Filing date: 1991-07-26
Publication date: 1997-04-10
Anticipated expiration: 2011-07-27
Also published as: KR950004711B1; ATE145012T1; WO1992002645A1; ZA915774B; JP2592175B2; KR920702428A; EP0495115B1; EP0495115A1; DE69123038D1; JPH0488128A; ES2096656T3; BR9105852A; EP0495115A4

Description

Soweit uns bekannt, gibt es die folgenden, für die vorliegende Erfindung relevanten Dokumente des Stands der Technik:
1) Japanische Patentveröffentlichung Nr. 57-14 414 vom 4.3.1982 und
2) Japanische vorläufige Patentveröffentlichung Nr. 2-274 822 vom 9.11.1990.
Der Inhalt des in den obigen vorveröffentlichten Dokumenten offenbarten Stands der Technik ist nachfolgend im Abschnitt "HINTERGRUND DER ERFINDUNG" behandelt.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

(GEBIET DER ERFINDUNG)

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Kühlen eines fortlaufend in seiner Langsrichtung laufenden Metallbands zur Erzielung einer gleichmäßigen Temperaturverteilung in der Breiten- bzw. Querrichtung des Metallbands.

(ANGABE DES VERWANDTEN STANDS DER TECHNIK)

Ein kontinuierliches Glühen oder Anlassen eines Metallbands wird beispielsweise wie folgt durchgeführt: Ein fortlaufend in seiner Längsrichtung laufendes Metallband wird kontinuierlich auf eine vorgeschriebene (oder Soll-) Temperatur erwärmt und durchgewärmt. Sodann wird das so erwärmte und durchgewärmte, fortlaufend in seiner Längsrichtung laufende Metallband kontinuierlich mit einer vorgeschriebenen Kühlgeschwindigkeit auf eine vorgeschriebene Temperatur gekühlt, und zwar unmittelbar oder nach langsamem Abkühlen auf eine vorgeschriebene Temperatur. Hierauf wird das so gekühlte Metallband kontinuierlich einer Überalterungs- oder eine Anlaß- bzw. Temperaturbehandlung unterworfen.
Die für das Kühlen des Metallbands bei der erwähnten kontinuierlichen Glühbehandlung bekannten Verfahren umfassen ein Wasserkühlen, ein Gaskühlen und ein Walzenkühlen. Von diesen Kühlverfahren bietet das Walzenkühlen einen Vorteil dahingehend, daß das Metallband schnell auf eine gegebene Temperatur gekühlt werden kann. Diesbezüglich ist das Walzenkühlen dem Wasser- und Gaskühlen überlegen.
Als Vorrichtung zum kontinuierlichen Kühlen eines Metallbands durch Walzenkühlen offenbart z.B. die Japanische Patentveröffentlichung Nr. 57-14 414 vom 24.3.1982 eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Kühlen eines Metallbands, welche umfaßt:
eine Anzahl von Kühlwalzen, die frei drehbar sind und mit einem fortlaufend in seiner Längsrichtung laufenden Metallband in Berührung stehen, zum kontinuierlichen Kühlen des Metallbands, wobei jede der mehreren Kühlwalzen eine Lange mindestens gleich der Breite des Metallbands aufweist, die mehreren Kühlwalzen jeweils parallel zueinander liegende Achsen aufweisen, eine Kühlflüssigkeit das Innere jeder der mehreren Kühlwalzen zum kontinuierlichen Kühlen derselben durchströmt und mindestens eine der mehreren Kühlwalzen in Richtung auf das Metallband verschiebbar ist, um eine Berührungsfläche zwischen der Oberfläche der Kühlwalze und der Oberfläche des Metallbands zu steuern bzw. einzustellen (im folgenden als "Stand der Technik 1" bezeichnet).
Fig. 35 ist eine schaubildliche Darstellung einer typischen Vorrichtung zum kontinuierlichen Kühlen eines Metallbands, z.B. eines Stahlbands, gemäß obigem Stand der Technik 1. Gemäß Fig. 35 sind mehrere Kühlwalzen 2, z.B. fünf Walzen 2a - 2e, die frei drehbar sind und zum kontinuierlichen Kühlen eines fortlaufend in seiner Längsrichtung laufenden Stahlbands 1 mit diesem in Berührung stehen, mit zueinander parallel liegenden Achsen in vorgeschriebenen Abständen angeordnet.
Jede der Kühlwalzen 2 besitzt eine Länge zumindest gleich der Breite des Stahlbands 1; das Innere der Kühlwalze 2 wird zum kontinuierlichen Kühlen derselben von einer Kühlflüssigkeit durchströmt. Jede der Kühlwalzen 2 ist mittels eines nicht dargestellten Antriebsmechanismus zum Stahlband 1 hin verschiebbar, um die Berührungsfläche zwischen der Oberfläche der Kühlwalze 2 und der Oberfläche des Stahlbands 1 einzustellen.
Das Stahlband 1 bewegt sich fortlaufend in der durch den Pfeil in Fig. 35 angedeuteten Richtung, wobei es mit jeder der mehreren Kühlwalzen 2 in Berührung gelangt. Dabei wird der mit der Oberfläche jeder der Kühlwalzen 2 in Berührung befindliche Bereich der Oberfläche des Stahlbands 1 gekühlt. Die Berührungsfläche zwischen der Oberfläche der Kühlwalze 2 und der Oberfläche des Stahlbands 1 wird dadurch gesteuert bzw. eingestellt, daß jede der Kühlwalzen 2 zum Stahlband 1 hin verschoben wird. Das Stahlband 1 wird mithin durch die mehreren Kühlwalzen 2 kontinuierlich auf eine vorgeschriebene Temperatur (ab)gekühlt.
Der geschilderte Stand der Technik ist mit folgenden Problemen behaftet: Für das kontinuierliche Kühlen des fortlaufend in seiner Längsrichtung laufenden Stahlbands 1 zwecks Erzielung einer gleichmäßigen Temperaturverteilung in seiner Breiten- bzw. Querrichtung ist es nötig, die Oberflächen des Stahlbands 1 und jeder der mehreren Kühlwalzen 2 in der Querrichtung des Stahlbands 1 gleichmäßig in enge Berührung miteinander zu bringen.
Aus den folgenden Gründen ist es jedoch schwierig, die Oberflächen des Stahlbands und der Kühlwalzen 2 in der Querrichtung des Stahlbands 1 gleichmäßig in enge Berührung miteinander zu bringen:
1) Wenn das Stahlband 1 mit jeder der mehreren Kühlwalzen 2 in Berührung gelangt, wird es durch letztere in eine (bogenförmig) gewölbte Form gebogen, was zu einer sattelförmigen Deformation des Stahlbands 1 in seiner Querrichtung führt.
2) Im Stahlband 1 sind Schwankungen der Dicke in der Querrichtung, eine fehlerhafte Form und ungleichmäßige Zugspannung in der Querrichtung vorhanden.
3) Die Berührung mit dem Hochtemperatur-Stahlband 1 verursacht das Auftreten von Walzenballigkeit aufgrund von Wärmeverformung in jeder der mehreren Kühlwalzen 2.
4) Diemehreren Kühlwalzen 2 besitzen ungleichmäßige Oberflächenrauheit.
Es ist deshalb besonders schwierig, die Oberflächen der beiden Seitenrandbereiche des Stahlbands 1 in dessen Querrichtung mit der Oberfläche jeder der mehreren Kühlwalzen 2 in Berührung zu bringen.
Fig. 36 zeigt in graphischer Darstellung eine Temperaturverteilung eines Stahlbands 1 in dessen Querrichtung beim kontinuierlichen Kühlen des Stahlbands 1 unter z.B. den nachstehenden Bedingungen mittels der in Fig. 35 dargestellten Kühlvorrichtung nach dem Stand der Technik 1:
1) Dicke des Stahlbands 1: 1,2 mm
2) Breite des Stahlbands 1: 1200 mm
3) Anfangskühltemperatur des Stahlbands 1: etwa 600ºC
4) Zieltemperatur für das Kühlen des Stahlbands 1: 350ºC
5) Chemische Zusammensetzung des Stahlbands 1: gemäß Tabelle 1 Tabelle 1
In Fig. 36 sind auf der Abszisse eine Strecke vom Seitenrand des Stahlbands 1 zur Mitte in der Querrichtung desselben und auf der Ordinate eine Temperatur des Stahlbands 1 in der Querrichtung desselben aufgetragen.
Gemäß Fig. 36 liegt die Temperatur des Stahlbands 1 in dessen Querrichtung an der Austrittsseite der Kühlwalze 2e in einem Bereich innerhalb von etwa 100 mm vom Seitenrand des Stahlbands 1 über der Kühl-Zieltemperatur von 350ºC, und sie beträgt etwa 570ºC in einer Position z.B. 20 mm vom Seitenrand des Stahlbands 1 und etwa 350ºC in einer 100 mm von seinem Seitenrand entfernten Position. Die Temperaturverteilung in der Querrichtung des Stahlbands 1 an der Austrittsseite der Kühlwalze 2e ist daher ungleichmäßig, wobei am Seitenrand eine höhere Temperatur vorliegt als in der Mitte; die Temperaturdifferenz zwischen Mitte und Seitenrand beträgt etwa 220ºC. Dies führt zum Auftreten einer fehlerhaften Form, wie Randwelligkeit oder Wärmebeulen, im Stahlband 1 nach dem Walzenkühlen.
Wenn in den Seitenrändern des Stahlbands 1 Randwelligkeit vorliegt, ergibt sich in dem fortlaufend in seiner Längsrichtung laufenden Stahlband 1 ein anomaler Lauf, wie Zickzackbewegung, im nächsten Behandlungsprozeß, etwa einem Überalterungsbehandlungsprozeß, dem das Stahlband 1 nach dem Walzenkühlen unterworfen wird. In einem Extremfall kann infolgedessen das Stahlband 1 brechen, so daß die Fortführung des Betriebs unmöglich wird. Aus diesem Grund muß die Laufgeschwindigkeit des Stahlbands 1 nach dem Walzenkühlen im nächsten Behandlungsprozeß herabgesetzt werden, wodurch die Betriebsleistung stark beeinträchtigt wird. Wenn im Stahlband 1 Wärmebeulen vorhanden sind, wird das Stahlband als fehlerhaftes Erzeugnis zurückgewiesen, wodurch das Produktausbringen herabgesetzt wird
Fig. 37 ist eine graphische Darstellung eines Alterungsindex (AI) des oben angegebenen Stahlbands 1 in dessen Querrichtung, wenn das Stahlband 1 zwei Minuten lang einer Überalterungsbehandlung bei einer Temperatur von 350ºC, sodann einem Temper- bzw. Anlaßwalzen mit einem Reduktionsverhältnis von 1,5% und anschließend einer Alterungsbehandlung bei einer Temperatur von 100ºC während 60 min unterworfen wird. In Fig. 37 sind auf der Abszisse eine Strecke vom Seitenrand des Stahlbands 1 in Richtung auf seine Mitte in seiner Querrichtung und auf der Ordinate ein Alterungsindex (AI) des Stahlbands 1 in dessen Querrichtung aufgetragen.
Die von der Alterung herrührende höhere Streckgrenze des Stahlbands 1 führt zum Auftreten einer fehlerhaften Form und zu einem Rückfedern beim Preßformen sowie zu einer Verschlechterung einer Streckgrenzenlängung oder -dehnung und einer Knickfestigkeit des Stahlbands 1. Das Ausmaß des Auftretens dieser Defekte ist in der Breiten- bzw. Querrichtung des Stahlbands 1 unterschiedlich.
Wenn beim Stahlband 1 mit den angegebenen Abmessungen und der angegebenen chemischen Zusammensetzung die obere Grenze des Alterungsindex (AI), bis zu welcher eine Streckgrenzendehnung (yield point elongation) beim Preßformen nicht auftritt, zu beispielsweise 4 kgf/mm² vorausgesetzt wird, besitzt - wie aus Fig. 37 hervorgeht - der Bereich vom Seitenrand bis zu etwa 90 mm (einwärts) des Stahlbands 1 einen hohen Alterungsindex von über 4 kgf/mm². Dies führt zu ungleichmäßigen mechanischen Eigenschaften des Stahlbands 1 in dessen Querrichtung.
Als Vorrichtung zum kontinuierlichen Kühlen eines Stahlbands durch Walzenkühlen zwecks Lösung der oben geschilderten Probleme offenbart die vorläufige japanische Patentveröffentlichung Nr. 2-274 822 vom 9.11.1990 eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Kühlen eines Stahlbands, umfassend:
mehrere Kühlwalzen, die frei drehbar sind und mit einem fortlaufend in seiner Längsrichtung laufenden Stahlband in Berührung stehen, zum kontinuierlichen Kühlen des Stahlbands, wobei jede der mehreren Kühlwalzen eine Länge zumindest gleich der Breite des Stahlbands aufweist, die jeweiligen Achsen der mehreren Kühlwalzen parallel zueinander liegen und das Innere jeder der Kühlwalzen zum kontinuierlichen Kühlen derselben von einer Kühlflüssigkeit durchströmt wird, und einen an der Austrittsseite der mehreren Kühlwalzen angeordneten Gaskühler zum kontinuierlichen Kühlen des Stahlbands durch Aufblasen eines Kühlgases auf die Oberfläche des Stahlbands zwecks Erzielung einer gleichmäßigen Temperaturverteilung in der Querrichtung des Stahlbands nach dem endgültigen Kühlen desselben, wobei der Gaskühler in der Querrichtung des Stahlbands in einem vorgeschriebenen Abstand von jeder der beiden Oberflächen des Stahlbands angeordnet ist, der Gaskühler eine Anzahl von voneinander unabhängigen Düsenverteilern zum Aufblasen des Kühlgases auf die Oberfläche des Stahlbands aufweist und die mehreren Düsenverteiler zumindest eine Strömungsmenge und/oder eine Strömungsgeschwindigkeit des Kühlgases in der Breitenrichtung des Stahlbands steuern bzw. regeln (im folgenden als "Stand der Technik 2" bezeichnet).
Fig. 38 ist eine schaubildliche Darstellung einer typischen, dem oben angegebenen Stand der Technik 2 entsprechenden Vorrichtung zum kontinuierlichen Kühlen eines Stahlbands. Gemäß Fig. 38 sind mehrere Kühlwalzen 2 der gleichen Ausgestaltung, wie in Verbindung mit dem Stand der Technik 1 beschrieben, zum kontinuierlichen Kühlen eines fortlaufend in seiner Längsrichtung laufenden Stahlbands 1 angeordnet. An der Auslauf- oder Austrittsseite der mehreren Kühlwalzen ist in der Querrichtung des fortlaufend in seiner Längsrichtung laufenden Stahlbands 1 ein Gaskühler 3 in einem vorgeschriebenen Abstand von jeder der beiden Oberflächen des Stahlbands 1 angeordnet.
Fig. 39 veranschaulicht in schematischer perspektivischer Darstellung einen typischen Gaskühler 3, wie er bei der Vorrichtung nach dem Stand der Technik 2 verwendet wird. Gemäß Fig. 39 umfaßt der Gaskühler 3 eine Anzahl von voneinander unabhängigen Düsenverteilern 4 zum Aufblasen eines Kühlgases auf die Oberfläche des Stahlbands 1. Die mehreren Düsenverteiler 4 steuern bzw. regeln zumindest die Strömungsmenge und/oder die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlgases in der Breitenrichtung des Stahlbands 1. Jeder der mehreren Düsenverteiler 4 weist eine Vielzahl von Düsen(öffnungen) 5 auf, die in der Längsrichtung des Düsenverteilers 4 in vorbestimmten Abständen vorgesehen sind.
Gemäß Fig. 39 ist eine Leitung 6 zum Zuspeisen eines Kühlgases von einem nicht dargestellten Kühlgasreservoir zu jedem der Düsenverteiler 4 vorgesehen. Jedes von mehreren Zweigrohren 7, die von der Leitung 6 abzweigen, ist mit jedem (einem jeweiligen) der mehreren Verteiler 4 verbunden. In den Mittelbereich der Leitung 6 sind ein Gebläse 8 und ein Kühler 9 zum Kühlen des die Leitung 6 durchströmenden Kühlgases eingeschaltet, und im Mittelbereich jedes der Zweigrohre 7 ist ein Regelventil 10 vorgesehen.
Das Stahlband 1 läuft fortlaufend in der durch den Pfeil in Fig. 38 angegebenen Richtung, wobei es mit den genannten mehreren Kühlwalzen 2 in Berührung gelangt. Dabei wird der mit der Oberfläche jeder der Kühlwalzen 2 in Berührung gelangende Bereich der Oberfläche des Stahlbands 1 gekühlt.
Das durch jede der mehreren Kühlwalzen 2 auf eine vorgeschriebene Temperatur gekühlte Stahlband 1 wird dann in den Gaskühler 3 eingeführt, in welchem das Kühlgas aus jedem der mehreren Düsenverteiler 4 aufgeblasen wird, um nach dem endgültigen Kühlen des Stahlbands 1 eine gleichmäßige Temperaturverteilung in dessen Querrichtung zu erreichen. Durch das in jedes der mehreren Zweigrohre 7 eingeschaltete Regelventil 10 wird zumindest die Strömungsmenge und/oder Strömungsgeschwindigkeit des Kühlgases geregelt.
Fig. 40 ist eine graphische Darstellung einer Temperaturverteilung des gleichen Stahlbands 1, wie beim Stand der Technik 1, in dessen Querrichtung beim kontinuierlichen Kühlen des Stahlbands 1 von der Anfangskühltemperatur von etwa 600ºC auf die Kühl- Zieltemperatur von 350ºC mittels der in Fig. 38 dargestellten Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik 2. In Fig. 40 sind auf der Abszisse eine Strecke vom Seitenrand des Stahlbands 1 in Richtung auf dessen Mitte in seiner Querrichtung und auf der Ordinate eine Temperatur des Stahlbands 1 in dessen Querrichtung aufgetragen. Außerdem stehen in Fig. 40 die ausgezogene Linie für die Temperatur des Stahlbands 1 an der Austrittsseite jeder der fünf Kühlwalzen 2a bis 2e und die gestrichelte Linie für eine Temperatur des Stahlbands 1 in dessen Querrichtung.
Wie durch die ausgezogene Linie in Fig. 40 angegeben, liegt die Temperatur des Stahlbands 1 in dessen Querrichtung an der Austrittsseite der Kühlwalze 2e in einem Bereich innerhalb von etwa 100 mm vom Seitenrand des Stahlbands 1 über der Kühl-Zieltemperatur von 350ºC, und sie beträgt in einer beispielsweise 20 mm vom Seitenrand des Stahlbands 1 entfernten Position etwa 570ºC. An der Auslaß oder Austrittsseite des Gaskühlers 3 zeigt dagegen das Stahlband 1 eine gleichmäßige Temperatur von etwa 350ºC über den gesamten Bereich vom Seitenrand bis zur Mitte des Stahlbands 1, wie dies durch die gestrichelte Linie in Fig. 40 angegeben ist.
Fig. 41 zeigt in graphischer Darstellung einen Alterungsindex (AI) des oben angegebenen Stahlbands 1. In Fig. 41 sind auf der Abszisse eine Strecke vom Seitenrand des Stahlbands 1 in Richtung auf die Mitte in seiner Querrichtung und auf der Ordinate ein Alterungsindex (AI) des Stahlbands 1 in dessen Querrichtung aufgetragen. Wie aus Fig. 41 hervorgeht, erstreckt sich der Bereich mit einem Alterungs-index von über 4 kgf/mm² über etwa 80 mm von einem Seitenrand des Stahlbands 1.
Deroben geschilderte Stand der Technik 2 ist mit folgenden Problemen behaftet:
(1) Das die mehreren Kühlwalzen 2 fortlaufend durchlaufende Stahlband 1 weist eine niedrige Zugspannung auf. Infolgedessen bilden die beiden Seitenränder des Stahlbands 1 in dessen Querrichtung einen Aufwärtsverzug von der Oberfläche jeder der mehreren Kühlwalzen 2 mit großer Breite und großer Höhe dieses Verzugs. Die beiden Seitenränder des Stahlbands 1 in dessen Querrichtung besitzen daher eine höhere Temperatur als sein Mittelbereich an der Austrittsseite der mehreren Kühlwalzen 2.
Es ist daher erforderlich, die Zeit und die Menge des Aufblasens des Kühlgases auf die Oberfläche des Stahlbands 1 mittels des Gaskühlers 3 zu verlängern bzw. zu vergrößern, was einen Gaskühler 3 größerer Abmessungen bedingt, woraus sich höhere Installations- und Betriebskosten ergeben.
(2) Das den Gaskühler 3 fortlaufend durchlaufende Stahlband 1 weist eine niedrige Zugspannung auf. Dies kann zu einer Schwingung oder einer Zickzackbewegung des den Gaskühler 3 fortlaufend durchlaufenden Stahlbands 1 führen. Als Ergebnis verursacht die Berührung des Stahlbands 1 mit dem Gaskühler 3 Kratzer im Stahlband 1. Wenn ein Zwischenraum zwischen dem Stahlband 1 und dem Gaskühler 3 zur Verhinderung einer Berührung zwischen beiden vergrößert wird, nimmt eine Kühlwirkung am Stahlband 1 aufgrund des Gaskühlers 3 ab.
(3) Die Gleichmäßigkeit eines Alterungsindex (AI) des Stahlbands 1 in dessen Breiten- bzw. Querrichtung ist nicht ausreichend.
Infolgedessen besteht beim kontinuierlichen Kühlen eines fortlaufend in seiner Längsrichtung laufenden Metallbands mittels mindestens einer Kühlwalze und eines Gaskühlers ein großer Bedarf nach der Entwicklung einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Kühlen eines Metallbands, welche die Verhinderung des Auftretens eines Defekts, wie Randwelligkeit, Wärmebeulen oder Kratzer im Metallband und eines anomalen Laufs des Metallbands, wie Zickzackbewegung im nächsten Prozeß, ermöglicht, nur begrenzte Installations- und Betriebskosten für den Gaskühler erfordert und durch Erzielung einer gleichmäßigen Temperaturverteilung im Metallband in dessen Querrichtung ein hochqualitatives Metallband gleichmäßiger mechanischer Eigenschaften in dessen Querrichtung bereitstellt; eine derartige Vorrichtung ist jedoch noch nicht vorgeschlagen worden.

ABRISS DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der Erfindung ist daher beim kontinuierlichen Kühlen eines fortlaufend in seiner Längsrichtung laufenden Metallbands mittels mindestens einer Kühlwalze und eines Gaskühlers die Schaffung einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Kühlen eines Metallbands, welche Vorrichtung die Verhinderung des Auftretens eines Defekts, wie Randwelligkeit, Wärmebeulen oder Kratzer im Metallband, und eines anomalen Laufs des Metallbands, wie Zickzackbewegung im nächsten Prozeß, ermöglicht, nur begrenzte Installations- und Betriebskosten für den Gaskühler erfordert und durch Erzielung einer gleichmäßigen Temperaturverteilung des Metallbands in dessen Querrichtung ein hochqualitatives Metallband mit gleichmäßigen mechanischen Eigenschaften in seiner Querrichtung liefert.
Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Kühlen eines Metallbands geschaffen, wie sie im Anspruch 1 definiert ist.
Aus der EP-A-230 780 ist eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Kühlen eines Metallbands bekannt, welche Vorrichtung umfaßt: einen an der Eintrittsseite eines stromauf einer Anzahl von Kühlwalzen angeordneten Gaskühlers angeordneten ersten Zugspannungsregler und einen an der Austrittsseite der Kühlwalzen angeordneten zweiten Zugspannungsregler.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 ein Fließbild zuur Darstellung eines typischen Kühlsystems unter Verwendung der Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung,
Fig. 3 eine schematisch perspektivische Darstellung eines typischen, bei der Vorrichtung gemäß dieser Erfindung verwendeten Gaskühlers,
Fig. 4 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen einer Zugspannung eines eine Kühlwalze durchlaufenden Stahlbands und einer Höhe eines Aufwärtsverzugs des Stahlbands am Seitenrandbereich in seiner Breiten- bzw. Querrichtung von der Oberfläche der Kühlwalze aus,
Fig. 5 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen einer Zugspannung eines einen Gaskühler durchlaufenden Stahlbands und einer Häufigkeit des Auftretens von Kratzern am Stahlband,
Fig. 6 eine graphische Darstellung einer Größe des Temperaturabfalls eines Stahlbands bei jeder von mehreren Kühlwalzen beim kontinuierlichen Kühlen des Stahlbands mittels der Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung,
Fig. 7 eine graphische Darstellung einer Temperaturverteilung eines Stahlbands in dessen Breiten- bzw. Querrichtung beim kontinuierlichen Kühlen des Stahlbands mittels der Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung,
Fig. 8 eine graphische Darstellung eines Alterungsindex (AI) eines Stahlbands in dessen Querrichtung beim kontinuierlichen Kühlen des Stahlbands mittels der Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung,
Fig. 9 eine schematische Seitenansicht einer typischen Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung,
Fig. 10 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen einem Wasserstoffgasgehalt in einem in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten Kühlgas und einer Größe des Wärmeübergangs des Kühlgases pro Zeiteinheit,
Fig. 11 eine schaubildliche Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß dieser Erfindung,
Fig. 12 eine graphische Darstellung einer Temperaturverteilung eines Stahlbands in dessen Querrichtung beim kontinuierlichen Kühlen des Stahlbands mittels der Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung,
Fig. 13 eine graphische Darstellung eines Alterungsindex (AI) eines Stahlbands in dessen Querrichtung beim kontinuierlichen Kühlen des Stahlbands mittels der Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung,
Fig. 14 eine schaubildliche Darstellung einer dritten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß dieser Erfindung,
Fig. 15 eine graphische Darstellung einer Temperaturverteilung eines Stahlbands in dessen Querrichtung beim kontinuierlichen Kühlen des Stahlbands mittels der Vorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform dieser Erfindung,
Fig. 16 eine graphische Darstellung eines Alterungsindex (AI) eines Stahlbands in dessen Querrichtung beim kontinuierlichen Kühlen des Stahlbands mittels der Vorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform dieser Erfindung,
Fig. 17 eine schaubildliche Darstellung einer vierten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß dieser Erfindung,
Fig. 18 eine graphische Darstellung einer Temperaturverteilung eines Stahlbands in dessen Querrichtung beim kontinuierlichen Kühlen des Metallbands mittels der Vorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform dieser Erfindung,
Fig. 19 eine graphische Darstellung eines Alterungsindex (AI) eines Stahlbands in dessen Querrichtung beim kontinuierlichen Kühlen des Stahlbands mittels der Vorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform dieser Erfindung,
Fig. 20 eine schaubildliche Darstellung einer fünften Ausführungsform der Vorrichtung gemäß dieser Erfindung,
Fig. 21 eine schematische Vorderansicht einer typischen, in der Vorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform verwendeten Kühlwalze,
Fig. 22 eine graphische Darstellung einer Temperaturverteilung eines Stahlbands in dessen Querrichtung beim kontinuierlichen Kühlen des Stahlbands mittels der Vorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform dieser Erfindung,
Fig. 23 eine graphische Darstellung eines Alterungsindex (AI) eines Stahlbands in dessen Querrichtung beim kontinuierlichen Kühlen des Stahlbands mittels der Vorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform dieser Erfindung,
Fig. 24 eine schaubildliche Darstellung der sechsten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß dieser Erfindung,
Fig. 25 eine schematische Seitenansicht einer typischen Vorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform dieser Erfindung,
Fig. 26 eine schematische Darstellung der Funktionen eines bei der Vorrichtung nach der sechsten Ausführungsform verwendeten Thermometers,
Fig. 27 eine graphische Darstellung einer Temperaturverteilung eines Stahlbands in dessen Querrichtung beim kontinuierlichen Kühlen des Stahlbands mittels der Vorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform dieser Erfindung,
Fig. 28 eine graphische Darstellung eines Alterungsindex (AI) eines Stahlbands in dessen Querrichtung beim kontinuierlichen Kühlen des Stahlbands mittels der Vorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform dieser Erfindung,
Fig. 29 eine schaubildliche Darstellung einer siebten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß dieser Erfindung,
Fig. 30 eine schaubildliche Darstellung einer achten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß dieser Erfindung,
Fig. 31 eine graphische Darstellung einer Temperaturverteilung eines Stahlbands in dessen Querrichtung beim kontinuierlichen Kühlen des Stahlbands mittels der Vorrichtung gemäß der achten Ausführungsform dieser Erfindung,
Fig. 32 eine graphische Darstellung eines Alterungsindex (AI) eines Stahlbands in dessen Querrichtung beim kontinuierlichen Kühlen des Stahlbands mittels der Vorrichtung gemäß der achten Ausführungsform dieser Erfindung,
Fig. 33(A) und 33(B) Fließbilder zur Darstellung einer typischen, die Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform beinhaltenden Durchlaufglühanlage,
Fig. 34(A), 34(B) und 34(C) schematische Fließbilder jeweils einer typischen chemischen Vorbehandlungszone in der Durchlaufglühanlage,
Fig. 35 eine schaubildliche Darstellung einer typischen Vorrichtung zum kontinuierlichen Kühlen eines Metallbands, beispielsweise eines Stahlbands gemäß dem Stand der Technik 1,
Fig. 36 eine graphische Darstellung einer Temperaturverteilung eines Stahlbands in dessen Querrichtung beim kontinuierlichen Kühlen des Stahlbands mittels der Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik 1,
Fig. 37 eine graphische Darstellung eines Alterungsindex (AI) eines Stahlbands in dessen Querrichtung beim kontinuierlichen Kühlen des Stahlbands mittels der Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik 1,
Fig. 38 eine schanbildliche Darstellung einer typischen Vorrichtung zum Kühlen eines Stahlbands gemäß dem Stand der Technik 2,
Fig. 39 eine schematische perspektivische Darstellung eines typischen, bei der Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik 2 verwendeten Gaskühlers,
Fig. 40 eine graphische Darstellung einer Temperaturverteilung eines Stahlbands in dessen Querrichtung beim kontinuierlichen Kühlen des Stahlbands mittels der Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik 2 und
Fig. 41 eine graphische Darstellung eines Alterungsindex (AI) eines Stahlbands in dessen Querrichtung beim kontinuierlichen Kühlen des Stahlbands mittels der Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik 2.

GENAUE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Unter dem obengenannten Gesichtspunkt wurden ausgedehnte Untersuchungen durchgeführt, mit dem Ziel der Entwicklung einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Kühlen eines Metallbands, welche Vorrichtung beim kontinuierlichen Kühlen des fortlaufend in seiner Längsrichtung laufenden Metallbands mittels mindestens einer Kühlwalze und eines Gaskühlers die Verhinderung des Auftretens eines Defekts, wie Randwelligkeit, Wärmebeulen oder Kratzer im Metallband, und eines anomalen Laufs des Metallbands, wie Zickzackbewegung im nächsten Prozeß, ermöglicht, nur begrenzte Installations- und Betriebskosten für den Gaskühler bedingt und durch Erzielung einer gleichmäßigen Temperaturverteilung des Metallbands in dessen Querrichtung ein hochqualitatives Metallband gleichmäßiger mechanischer Eigenschaften in dessen Querrichtung liefert.
Als Ergebnis (der Untersuchungen) wurde folgendes gefunden: Es ist möglich, das Auftreten eines Defekts, wie oben angegeben, zu verhindern oder zu vermeiden, Installations- und Betriebskosten für den Gaskühler einzusparen und ein hochqualitatives Metallband mit gleichmäßigen mechanischen Eigenschaften in seiner Querrichtung zu erzielen, indem ein erster Zugspannungsregler mit mindestens zwei Walzen an der Einlauf- bzw. Eintrittsseite der genannten mindestens einen Kühlwalze zum kontinuierlichen Kühlen eines in seiner Längsrichtung laufenden Metallbands und ein zweiter Zugspannungsregler mit mindestens zwei Walzen an der Auslauf- bzw. Austrittsseite des genannten Gaskühlers zum kontinuierlichnen Kühlen des Metallbands durch Aufblasen eines Kühlgases angeordnet werden.
Die vorliegende Erfindung wurde auf der Grundlage der oben angegebenen Feststellungen entwickelt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist im folgenden anhand der Zeichnungen in Verbindung mit dem kontinuierlichen Kühlen eines Stahlbands beschrieben.
Fig. 1 ist eine schaubildliche Darstellung einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß dieser Erfindung. Gemäß Fig. 1 umfaßt die Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform eine Anzahl von Kühlwalzen 2, die frei drehbar sind und mit einem fortlaufend in seiner Längsrichtung laufenden Stahlband 1 in Berührung stehen, zum kontinuierlichen Kühlen des Stahlbands 1, einen an der Austrittsseite der mehreren Kühlwalzen 2 angeordneten Gaskühler 3 zum kontinuierlichen Kühlen des Stahlbands 1 durch Aufblasen eines Kühlgases auf die Oberfläche des Stahlbands 1 zwecks Erzielung einer gleichmäßigen Temperaturverteilung in der Breiten- bzw. Querrichtung des Stahlbands 1 nach dem endgültigen Kühlen desselben, einen ersten Zugspannungsregler 17 mit mindestens zwei an der Eintrittsseite der mehreren Kühlwalzen 2 angeordneten Tänzerwalzen (bridle rolls) und einen zweiten Zugspannungsregler 18 mit mindestens zwei an der Austrittsseite des Gaskühlers 3 angeordneten Tänzerwalzen. Die Anordnung nach Fig. 1 umfaßt auch jeweils an der Eintrittsseite und der Austrittsseite des Gaskühlers 3 angeordnete Umlenkwalzen 19 zur Aufrechterhaltung eines Abstands des den Gaskühler 3 durchlaufenden Stahlbands 1 vom Gaskühler 3.
Die mehreren Kühlwalzen 2 sind mit parallel zueinander liegenden Achsen in vorgeschriebenen Abständen angeordnet.
Jede der mehreren Kühlwalzen 2 besitzt eine Länge zumindest gleich der Breite des Stahlbands 1. Das Innere jeder der Kühlwalzen 2 wird zum kontinuierlichen Kühlen derselben von einer Kühlflüssigkeit durchströmt. Jede Kühlwalze 2 ist durch einen nicht dargestellten Antriebsmechanismus in Richtung auf das Stahlband 1 verschiebbar, um die Berührungsfläche zwischen der Oberfläche jeder Kühlwalze 2 und der Oberfläche des Stahlbands 1 einzustellen.
Der Gaskühler 3 ist in der Querrichtung des Stahlbands 1 in einem vorgeschriebenen Abstand von jeder der beiden Oberflächen des Stahlbands 1 angeordnet, das fortlaufend in seiner Längsrichtung durchläuft. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der in Fig. 39 dargestellte, dem Stand der Technik 2 entsprechende Gaskühler 3 eingesetzt werden. Gemäß Fig. 39 umfaßt der Gaskühler 3 eine Anzahl von voneinander unabhängigen Düsenverteilern 4 zum Aufblasen eines Kühlgases auf die Oberfläche des Stahlbands 1. Die mehreren Düsenverteiler 4 regeln zumindest Strömungsmenge und/oder Strömungsgeschwindigkeit des Kühlgases in der Breitenrichtung des Stahlbands.
Jeder der mehreren Düsenverteiler 4 weist eine Anzahl von Düsen 5 auf, die in vorgeschriebenen Abständen in der Längsrichtung des Düsenverteilers 4 angeordnet sind. Die Düse 5, die in (Fig.) 39 die Form einer Bohrung aufweist, kann schlitzförmig sein. Gemäß Fig. 39 dient eine Leitung 6 zum Zuspeisen eines Kühlgases von einem nicht dargestellten Kühlgasreservoir zu jedem der Düsenverteiler 4. Jeweilige Zweigrohre 7, die von der Leitung 6 abzweigen, sind mit jeweiligen der mehreren Verteiler 4 verbunden. In den Mittelbereich der Leitung 6 sind ein Gebläse 8 und ein Kühler 9 zum Kühlen des die Leitung 6 durchströmenden Kühlgases eingeschaltet, während im Mittelbereich jedes Zweigrohrs 7 ein Regelventil 10 vorgesehen ist.
Fig. 2 ist ein Fließbild eines typischen, die Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung verwendenden Kühlsystems. Gemäß Fig. 2 ist an der Austrittsseite des Gaskühlers 3 ein Thermometer 11 zum kontinuierlichen Messen einer Temperaturverteilung in der Breitenrichtung des Stahlbands 1 nach dem endgültigen Kühlen desselben angeordnet. Soll- oder Zieltemperaturen in der Querrichtung des Stahlbands 1 nach dem endgültigen Kühlen desselben sind in einem Rechner 12 abgespeichert.
Das Thermometer 11 mißt kontinuierlich die Temperaturverteilung in der Querrichtung des Stahlbands 1 nach dem endgültigen Kühlen desselben und überträgt das Meßergebnis zu einem ersten Komparator 13. Letzterer vergleicht das vom Thermometer 11 übertragene Meßergebnis mit der vom Rechner 12 übertragenen oder übermittelten Zieltemperatur in der Querrichtung des Stahlbands 1 nach dem endgültigen Kühlen desselben und berechnet die Differenz zwischen diesen Größen.
Der erste Komparator 12 bzw. 13 überträgt bzw. liefert ein Signal zum Regeln zumindest einer Strömungsmenge und/oder Strömungsgeschwindigkeit des Kühlgases in der Querrichtung des Stahlbands 1 zu dem in jedes der mehreren Zweigrohre 7 eingeschalteten Regelventil 10, so daß die auf oben angegebene Weise berechnete Differenz zu Null wird. Auf diese Weise wird die Strömungsmenge und/oder Strömungsgeschwindigkeit des aus jedem der mehreren Düsenverteiler 4 des Gaskühlers 3 auf die Oberfläche des Stahlbands 1 aufgeblasenen Kühlgases in der Querrichtung des Stahlbands 1 so geregelt, daß eine gleichmäßige Temperaturverteilung in der Querrichtung des Stahlbands 1 nach dem endgültigen Kühlen desselben erreicht wird.
Der Rechner 12 speichert auch Bedingungen für das Kühlen durch den Gaskühler 3 für jeweils eine Dicke, einen Wärmebehandlungszyklus (einschließlich einer Anfangskühltemperatur, einer Kühlgeschwindigkeit und einer Zieltemperatur für das Kühlen) sowie eine Laufgeschwindigkeit des Stahlbands 1. Wenn eine Anderung in der Dicke, dem Wärmebehandlungszyklus und der Laufgeschwindigkeit des Stahlbands 1 auftritt, überträgt ein Änderungsbefehlsgeber 14 ein Änderungssignal für die Kühlbedingungen zu einem zweiten Komparator 15 auf der Grundlage eines Signals vom Rechner 12. Ein Nahtpositionsdetektor (seam position detector) 16 detektiert andererseits eine Nahtposition des Stahlbands 1, dessen Dicke oder Laufgeschwindigkeit sich geändert hat, und überträgt ein Detektionssignal zum zweiten Komparator 15. Auf der Grundlage des Detektionssignals vom Nahtpositionsdetektor 16 überträgt der zweite Komparator 15 ein Signal zum Gebläse 8 und zum Kühler 91 um zumindest Strömungsmenge und/oder Strömungsgeschwindigkeit des vom Gebläse 8 geförderten Kühlgases und die Kühlbedingungen des Kühlgases durch den bzw. am Kühler 9 zu regeln. Hierdurch wird die Größe der Kühlung des Stahlbands 1 durch den Gaskühler 3 geregelt.
Fig. 3 ist eine schematische perspektivische Darstellung eines anderen typischen, bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten Gaskühlers. Gemäß Fig. 3 kann der Gaskühler 3 beispielsweise drei Düsenverteiler 4a, 4b und 4c aufweisen, die selektiv in der Querrichtung des Stahlbands 1 bewegbar bzw. verschiebbar sind. Mit einer solchen Konstruktion des Gaskühlers 3 ist eine Anpassung an eine Breitenänderung des Stahlbands 1 oder eine Zickzackbewegung des Stahlbands 1 möglich.
Bei der Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform, wie oben beschrieben, ist der erste Zugspannungsregler (oder -regulator) 17 an der Eintrittsseite der mehreren Kühlwalzen 2 angeordnet, während der zweite Zugspannungsregler 18 an der Austrittsseite des Gaskühlers 3 angeordnet ist. Das fortlaufend durch die mehreren. Kühlwalzen 2 und den Gaskühler 3 laufende Stahlband 1 wird somit mit einer gewünschten bzw. vorgesehenen Zugspannung beaufschlagt. Hierdurch wird die Häufigkeit einer schädlichen Berührung zwischen der Oberfläche des Stahlbands 1 und den Oberflächen der jeweiligen Kühlwalzen 2 sowie die Häufigkeit von Kratzern im Stahlband infolge der Berührung mit dem Gaskühler 3 beim Durchlauf (des Stahlbands) durch diesen herabgesetzt.
Fig. 4 ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen einer Zugspannung des fortlaufend durchlaufenden Stahlbands 1, während es mit jeder der mehreren Kühlwalzen 2 in Berührung gelangt, und einer Höhe eines Aufwärtsverzugs des Stahlbands am Seitenrandbereich in der Querrichtung desselben von der Oberfläche jeder der Kühlwalzen 2 (hinweg). In Fig. 4 sind auf der Abszisse eine auf das Stahlband 1 ausgeübte Zugspannung und auf der Ordinate eine Höhe eines Aufwärtsverzugs des Stahlbands 1 in seinem Seitenrandbereich gegenüber der Oberfläche der Kühlwalze 1 bzw. 2 aufgetragen. Wenn - wie aus Fig. 4 ersichtlich ist - eine Zugspannung des fortlaufend in Berührung mit jeder der mehreren Kühlwalzen 2 durchlaufenden Stahlbands durch den ersten Zugspannungsregler 17 und den zweiten Zugspannungsregler 18 auf mindestens 3 kg/mm² erhöht wird, verringert sich die Höhe des Aufwärtsverzugs am bzw. im Seitenrandbereich des Stahlbands 1 gegenüber (from) der Oberfläche der jeweiligen Kühlwalzen 2 auf bis zu 10 mm.
Infolgedessen wird die Temperaturdifferenz zwischen den beiden Seitenrändern des Stahlbands 1 in dessen Querrichtung und dem Mittelbereich des Stahlbands 1 an der Austrittsseite der mehreren Kühlwalzen 2 reduziert. Dies ermöglicht eine Verkürzung der Aufblaszeit des Kühlgases und eine Verringerung der Menge des durch den Gaskühler 3 zur Erzielung einer gleichmäßigen Temperaturverteilung in der Querrichtung des Stahlbands 1 nach dem endgültigen Kühlen desselben aufgeblasenen Kühlgases. Im Vergleich zur Vorrichtung nach dem Stand der Technik 2 sind dabei die Installations- und Betriebskosten des Gaskühlers 3 erheblich verringert.
Fig. 5 ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen einer Zugspannung des fortlaufend durch den Gaskühler 3 hindurchlaufenden Stahlbands 1 und einer Häufigkeit des Auftretens von Kratzern am Stahlband 1 infolge seiner Berührung mit dem Gaskühler 3. In Fig. 5 sind auf der Abszisse die auf das Stahlband 1 wirkende (Zugspannung) und auf der Ordinate eine Häufigkeit des Auftretens von Kratzern am Stahlband 1 aufgetragen. In Fig. 5 steht auch eine Kurve "a" für die Kratzerhäufigkeit oder -zahl bei einem Abstand von 75 mm zwischen dem Stahlband 1 und dem Gaskühler 3, während eine Kurve "b" für die Kratzerhäufigkeit bei einem Abstand von 150 mm zwischen dem Stahlband 1 und dem Gaskühler 3 steht.
Wie aus Fig. 5 hervorgeht, verringert sich die Kratzerhäufigkeit oder -zahl am Stahlband 1 mit zunehmender Zugspannung am kontinuierlich durchlaufenden Stahlband 1. Wenn die Zugspannung des Stahlbands 1 auf mindestens 3 kg/mm² erhöht wird, treten am Stahlband 1 nahezu keine Kratzer auf, auch wenn der Abstand (oder Freiraum) zwischen dem Stahlband 1 und dem Gaskühler 3 auf 75 mm reduziert ist oder wird. Durch Erhöhung der Zugspannung des den Gaskühler 3 fortlaufend durchlaufenden Stahlbands 1 ist es somit möglich, den Abstand zwischen dem Stahlband 1 und dem Gaskühler 3 zu verkleinern, ohne daß am Stahlband 1 Kratzer auftreten, so daß dadurch die Kühiwirkung des Gaskühlers 3 verbessert sein kann.
Gemäß Fig. 1 sollte die Berührungsfläche zwischen der Oberfläche des Stahlbands 1 und der Oberfläche jeder der Kühlwalzen 2a, 2b und 2c in der ersten Hälfte der mehreren Kühlwalzen 2 vorzugsweise größer sein als die Berührungsfläche zwischen der Oberfläche des Stahlbands 1 und der Oberfläche jeder der Kühlwalzen 2d und 2e in der zweiten Hälfte der mehreren Kühlwalzen 2. Die Berührungsfläche zwischen der Oberfläche des Stahlbands 1 und der Oberfläche jeder der Kühlwalzen 2 kann dadurch eingestellt werden, daß jede der mehreren Kühlwalzen 2 in Richtung auf das Stahlband 1 verschoben wird.
Fig. 6 ist eine graphische Darstellung einer Größe des Temperaturabfalls des Stahlbands 1 an jeder der mehreren Kühlwalzen 2a, 2b, 2c, 2d und 2e beim kontinuierlichen Kühlen des Stahlbands 1 mittels der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung. Wie aus Fig. 6 hervorgeht, resultiert eine größere Berührungsfläche zwischen der Oberfläche des Stahlbands 1 und der Oberfläche jeder der Kühlwalzen 2a, 2b und 2c in der ersten Hälfte in einer höheren Größe des Temperaturabfalls (ΔT) des Stahlbands 1 an jeder dieser Kühlwalzen 2a bis 2c. Hierdurch wird das Ausmaß der Ungleichmäßigkeit der Temperaturverteilung des Stahlbands 1 in dessen Querrichtung an der Austrittsseite der Kühlwalze 2e reduziert.
Der Grund hierfür ist folgender: Bei Berührung des Stahlbands 1 mit jeder der mehreren Kühlwalzen 2 tritt im Stahlband 1, wie oben beschrieben, eine sattelförmige Deformation in dessen Breiten- bzw. Querrichtung auf. Bezüglich der ersten Kühlwalze 2a tritt diese sattelförmige Deformation in sehr begrenzten Bereichen an beiden Seitenrändern des Stahlbands 1 auf. Wenn jedoch das Stahlband 1 sequentiell bzw. anschließend mit den Kühlwalzen 2b bis 2c in Berührung gelangt, erweitert sich der Bereich des Auftretens der sattelförmigen Deformation in der Querrichtung des Stahlbands 1. Die beiden Seitenrandbereiche des Stahlbands 1 in dessen Querrichtung an der Austrittsseite der letzten Kühlwalze 2e bilden daher einen Aufwärtsverzug, der stark von der Oberfläche der letzten Kühlwalze 2e abhebt, so daß die beiden Seitenrandbereiche des Stahlbands 1 eine höhere Temperatur als sein Mittelbereich aufweisen.
Es ist somit möglich, die Zunahme der Deformationen in der Querrichtung des Stahlbands 1 zu unterbinden und damit die Ausbreitung des genannten Aufwärtsverzugs auf den Mittelbereich des Stahlbands 1 zu verhindern, indem die Berührungsfläche zwischen der Oberfläche des Stahlbands 1 und der Oberfläche der jeweiligen Kühlwalzen 2a bis 2c in der ersten Hälfte (der Kühlwalzenreihe), an denen die sattelförmigen Deformationen in vergleichsweise begrenztem Bereich auftreten, vergrößert wird und außerdem die Größe des Temperaturabfalls des Stahlbands 1 an den genannten Kühlwalzen 2a bis 2c erhöht wird.
Hierdurch wird die Ungleichmäßigkeit der Temperaturverteilung des Stahlbands 1 in seiner Querrichtung an der Austrittsseite der Kühlwalze 2e verringert. Wahlweise kann die Berührungsfläche zwischen der Oberfläche des Stahlbands 1 und der Oberfläche jeder der mehreren Kühlwalzen 2a, 2b, 2c, 2d und 2e von der stromabseitigen Kühlwalze 2e zur stromaufseitigen Kühlwalze 2a allmählich oder fortschreitend vergrößert werden.
Fig. 7 ist eine graphische Darstellung einer Temperaturverteilung eines Stahlbands 1 in dessen Breitenrichtung beim kontinuierlichen Kühlen des Stahlbands 1 unter den gleichen Bedingungen wie beim Stand der Technik 2 mittels der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung. In Fig. 7 sind auf der Abszisse ein Abstand bzw. eine Strecke vom Seitenrand des Stahlbands 1 zu seiner Mitte in seiner Querrichtung und auf der Ordinate eine Temperatur des Stahlbands 1 in seiner Querrichtung aufgetragen. Wie durch die ausgezogene Linie in Fig. 7 angegeben, liegt in einem innerhalb von etwa 50 mm vom Seitenrand des Stahlbands 1 gelegenen Bereich die Temperatur des Stahlbands 1 in dessen Querrichtung an der Austrittseite der Kühlwalze 2e über der Kühl-Zieltemperatur von 350ºC, während sie an einer z.B. 20 mm vom Seitenrand des Stahlbands 1 entfernten Stelle etwa 480ºC beträgt. An der Austrittsseite des Gaskühlers zeigt dagegen das Stahlband 1, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 7 angegeben, eine gleichmäßige Temperatur von etwa 350ºC über den gesamten Bereich vom Seitenrand bis zur Mitte des Stahlbands 1 hinweg.
Die einfach strichpunktierte Linie in Fig. 7 steht für eine Temperaturverteilung eines Stahlbands 1 in dessen Querrichtung beim kontinuierlichen Kühlen des Stahlbands 1 gemäß dem oben angegebenen Stand der Technik 1, d.h. nur mit mehreren Kühlwalzen 2. Die doppelt strichpunktierte Linie in Fig. 7 steht für eine Temperaturverteilung eines Stahlbands 1 in dessen Querrichtung beim kontinuierlichen Kühlen desselben nur mit mehrerer Kühlwalzen 2f jedoch unter Verwendung von zwei Zugspannungsreglern, die jeweils an der Eintritts- und Austrittsseite der mehreren Kühlwalzen 2 angeordnet sind. Wie aus Fig. 7 hervorgeht, gewährleistet das Kühlen des Stahlbands 1 durch die Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik 1 die Erzielung einer gleichmäßigen Temperaturverteilung des Stahlbands 1 in dessen Querrichtung.
Fig. 8 ist eine graphische Darstellung eines Alterungsindex (AI) des oben angegebenen Stahlbands 1 in dessen Querrichtung. In Fig. 8 sind auf der Abszisse eine Strecke vom Seitenrand des Stahlbands 1 in Richtung auf dessen Mitte in seiner Querrichtung und auf der Ordinate ein Alterungsindex (AI) des Stahlbands 1 in dessen Querrichtung aufgetragen. Gemäß Fig. 8 nimmt der einen Alterungsindex von mehr als 4 kgf/mm² aufweisende Bereich nur etwa 30 mm vom Seitenrand des Stahlbands 1 ein, so daß der Bereich mit einem Alterungsindex von über 4 kgf/mm² im Vergleich zum Stand der Technik 1 und 2 deutlich verkleinert ist.
Die einfach strichpunktierte Linie in Fig. 8 steht für einen Alterungsindex eines Stahlbands 1 in dessen Querrichtung beim kontinuierlichen Kühlen desselben gemäß dem oben angegebenen Stand der Technik 1, d.h. nur mittels der mehreren Kühlwalzen 2. Die doppelt strichpunktierte Linie in Fig. 8 steht für einen Alterungsindex eines Stahlbands 1 in dessen Querrichtung beim kontinuierlichen Kühlen desselben nur mittels der mehreren Kühlwalzen 2, jedoch mit zwei Zugspannungsreglern, die jeweils an der Eintritts- und Austrittsseite der mehreren Kühlwalzen 2 angeordnet sind.
Wie aus Fig. 8 hervorgeht, kann beim Kühlen des Stahlbands 1 mit Hilfe der Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik 1 ein gleichmäßiger Alterungsindex des Stahlbands 1 in dessen Querrichtung erzielt werden. Wie weiterhin aus dem Vergleich mit der graphischen Darstellung gemäß Fig. 41 hervorgeht, wird beim Kühlen des Stahlbands 1 mittels der Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung der Alterungsindex des Stahlbands 1 in dessen Querrichtung auch im Vergleich zum Stand der Technik 2 gleichmäßig.
Fig. 9 ist eine schematische Seitenansicht einer typischen Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung. Gemäß Fig. 9 ist der erste Zugspannungsregler 17 mit mindestens zwei Schleifen- oder Tänzerwalzen (bridle rolls) an der Eintrittsseite der mehreren Kühlwalzen 2 angeordnet, während der zweite Zugspannungsregler 18 mit mindestens zwei gleichartigen Walzen an der Austrittsseite des Gaskühlers 3 angeordnet ist. An der Austrittsseite des Gaskühlers 3 ist ein Thermometer 11 zum fortlaufenden Messen einer Temperaturverteilung in der Querrichtung des Stahlbands 1 nach dem endgültigen Kühlen desselben vorgesehen. An Eintritts- und Austrittsseite des Gaskühlers 3 ist je eine Umlenkwalze 19 vorgesehen.
Gemäß Fig. 9 sind ein durch einen Motor 21 angetriebenes Gebläse 20 zum Blasen bzw. Fördern eines Kühlgases über eine Leitung 23 in den Gaskühler 3 und ein Kühler 22 zum Kühlen des Kühlgases vorgesehen. Zur Vermeidung der Gefahr einer Gasexplosion bei Verwendung eines später zu beschreibenden Mischgases mit einem großen Anteil an gasförmigem Wasserstoff sind das Gebläse 20, der Kühler 22, die Leitung 23 und der Gaskühler 3 in einer gegenüber der Außenluft abgeschirmten Gaskühlkammer 24 untergebracht. An Eintritts- und Austrittsseite der Gaskühlkammer 24 sind jeweils Schlitze 26 bzw. 26' zum Hindurchlaufenlassen des Stahlbands 1 vorgesehen. Im Mittelbereich der Leitung 23 ist ein nicht dargestellter Schieber (dumper) zum in der Querrichtung des Stahlbands 1 erfolgenden Regeln von zumindest Strömungsmenge und/oder Strömungsgeschwindigkeit des Kühlgases in der Querrichtung des Stahlbands 1 vorgesehen.
Gemäß Fig. 9 wird das fortlaufend in seiner Längsrichtung laufende Stahlband 1, das in einer Vorkühlzone langsam auf eine vorgeschriebene Temperatur abgekühlt worden ist, über den ersten Zugspannungsregler 17 den mehreren Kühlwalzen 2 zugeführt. Sodann wird das Stahlband 1 durch Berührung mit den jeweiligen Kühlwalzen 2 gekühlt. Hierauf läuft das Stahlband 1 über einen Schlitz 26 in die Gaskühlkammer 24 ein. Das Stahlband 1 wird in der Gaskühlkammer 24 im Gaskühler 3 so gekühlt, daß eine gleichmäßige Temperaturverteilung in der Querrichtung des Stahlbands 1 nach dem endgültigen Kühlen desselben erzielt wird. Das im Gaskühler 3 gekühlte Stahlband 1 verläßt die Gaskühlkammer 24 über den anderen Schlitz 26' und wird über den zweiten Zugspannungsregler 18 dem nächsten Behandlungsprozeß zugeführt.
Auf der Grundlage der mittels des Thermometers 11 bestimmten Temperaturverteilung in der Querrichtung des Stahlbands 1 nach dem endgültigen Kühlen desselben wird zumindest Strömungsmenge und/oder Strömungsgeschwindigkeit des Kühlgases, das auf die Oberfläche des Stahlbands 1 aufgeblasen wird, mittels des nicht dargestellten, in die Leitung 23 eingeschalteten Schiebers geregelt.
Als Kühlgas wird zweckmäßig ein Mischgas (bzw. Gasgemisch) verwendet, das gasförmigen Wasserstoff in einer Menge von 40 - 90 Vol.-% und gasförmigen Stickstoff in einer Menge von 10 - 60 Vol.-% enthält und eine hohe Wärmeübertragungsgröße pro Zeiteinheit aufweist. Fig. 10 veranschaulicht in graphischer Darstellung für ein Kühlgas in Form eines Mischgases aus Wasserstoff- und Stickstoffgas die Beziehung zwischen einem Wasserstoffgasgehalt im Kühlgas und einer Wärmeübertragungsgröße (amount of heat transfer) des Kühlgases pro Zeiteinheit. Wie aus Fig. 10 hervorgeht, führt ein Wasserstoffgasgehalt im genannten Kühlgas von unter 40 Vol.-% oder über 90 Vol.-% zu einer verkleinerten Wärmeübertragungsgröße des Kühlgases pro Zeiteinheit. Der zweckmäßigste Wasserstoffgasgehalt im Kühlgas beträgt etwa 70 Vol.-%.
Der Wasserstoffgasgehalt im Kühlgas wird bei Änderung der Dicke, des Wärmebehandlungszyklus oder der Laufgeschwindigkeit des Stahlbands 1 eingestellt. Erforderlichenfalls kann der Wasserstoffgasgehalt im Kühlgas in der Querrichtung des Stahlbands 1 geändert werden, um die Kühlbedingungen des Stahlbands 1 in dessen Querrichtung zu regeln. Wahlweise kann anstelle von gasförmigem Wasserstoff gasförmiges Hehum verwendet werden.
Fig. 11 ist eine schaubildliche Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß dieser Erfindung. Gemäß Fig. 11 entspricht die Vorrichtung nach der zweiten Ausführungsform derjenigen gemäß der ersten Ausführungsform nach Fig. 1, nur mit dem Unterschied, daß ein anderer oder weiterer Gaskühler 27 zum kontinuierlichen Kühlen des Stahlbands durch Aufblasen eines Kühlgases auf seine Oberfläche zwecks Erzielung einer gleichmäßigen Temperaturverteilung in der Querrichtung des Stahlbands 1 nach dem endgültigen Kühlen desselben zwischen dem ersten Zugspannungsregler 17 und den mehreren Kühlwalzen 2 angeordnet ist.
Fig. 12 ist eine graphische Darstellung einer Temperaturverteilung eines Stahlbands 1 in dessen Breiten- bzw. Querrichtung beim kontinuierlichen Kühlen desselben unter den gleichen Bedingungen wie bei der ersten Ausführungsform mit Hilfe der in Fig. 11 gezeigten Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung. In Fig. 12 sind auf der Abszisse eine Strecke vom Seitenrand des Stahlbands zu seiner Mitte in seiner Querrichtung und auf der Ordinate eine Temperatur des Stahlbands 1 in dessen Querrichtung aufgetragen. Wie durch die ausgezogene Linie in Fig. 12 angegeben, liegt in einem Bereich innerhalb von etwa 50 mm vom Seitenrand des Stahlbands 1 dessen Temperatur in seiner Querrichtung an der Austrittsseite der Kühlwalze 2e über der Kühl-Zieltemperatur von 350ºC. Wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 16 bzw. 12 gezeigt, besitzt dagegen das Stahlband 1 an der Austrittseite des Gaskühlers 3 über den gesamten Bereich vom Seitenrand bis zur Mitte des Stahlbands 1 eine gleichmäßige Temperatur von etwa 350ºC.
Fig. 13 ist eine graphische Darstellung eines Alterungsindex (AI) des genannten Stahlbands 1 in dessen Querrichtung. In Fig. 13 sind auf der Abszisse eine Strecke vom Seitenrand des Stahlbands 1 in Richtung auf seine Mitte in seiner Querrichtung und auf der Ordinate ein Alterungsindex (AI) des Stahlbands 1 in dessen Querrichtung aufgetragen. Gemäß Fig. 13 nimmt der einen Alterungsindex von über 4 kgf/mm² aufweisende Bereich nur etwa 30 mm vom Seitenrand des Stahlbands 1 ein, wobei der maximale Alterungsindex 4,8 kgf/mm² beträgt, so daß der Bereich mit einem Alterungsindex von über 4 kgf/mm² im Vergleich zum Stand der Technik 1 und 2 deutlich verkleinert ist.
Fig. 14 ist eine schaubildliche Darstellung einer dritten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß dieser Erfindung. Die in Fig. 14 gezeigte Vorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform entspricht derjenigen nach der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1, mit dem Unterschied, daß ein weiterer Gaskühler 28 zum kontinuierlichen Kühlen des Stahlbands 1 durch Aufblasen eines Kühlgases auf seine Oberfläche zwecks Erzielung einer gleichmäßigen Temperaturverteilung in der Querrichtung des Stahlbands 1 nach dem endgültigen Kühlen desselben im Mittelbereich der mehreren Kühlwalzen 2, d.h. zwischen den Kühlwalzen 2a bis 2c der ersten Hälfte und den Kühlwalzen 2d und 2e der zweiten Hälfte, angeordnet ist.
Fig. 15 ist eine graphische Darstellung einer Temperaturverteilung eines Stahlbands 1 in dessen Querrichtung beim kontinuierlichen Kühlen desselben unter den gleichen Bedingungen wie bei der ersten Ausführungsform mittels der in Fig. 14 gezeigten Vorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform dieser Erfindung. In Fig. 15 sind auf der Abszisse eine Strecke vom Seitenrand des Stahlbands 1 in Richtung auf dessen Mitte in seiner Querrichtung und auf der Ordinate eine Temperatur des Stahlbands 1 in dessen Querrichtung aufgetragen. Wie durch die ausgezogene Linie in Fig. 15 angegeben, liegt die Temperatur des Stahlbands 1 in dessen Querrichtung in einem Bereich innerhalb von etwa 50 mm vom Seitenrand des Stahlbands 1 an der Austrittsseite der Kühlwalze 2e über der Kühl-Zieltemperatur von 350ºC. Wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 15 angegeben, besitzt dagegen das Stahlband 1 an der Austrittsseite des Gaskühlers 3 eine gleichmäßige Temperatur von etwa 350ºC über den gesamten Bereich vom Seitenrand bis zur Mitte des Stahlbands 1 hinweg. Die einfach strichpunktierte Linie in Fig. 15 steht für eine Temperatur des Stahlbands 1 an der Austrittsseite des weiteren Gaskühlers 28.
Fig. 16 ist eine graphische Darstellung eines Alterungsindex (AI) des genannten Stahlbands in dessen Querrichtung. In Fig. 16 sind auf der Abszisse eine Strecke vom Seitenrand des Stahlbands 1 in Richtung auf die Mitte in seiner Querrichtung und auf der Ordinate ein Alterungsindex (AI) des Stahlbands 1 in dessen Querrichtung aufgetragen. Gemäß Fig. 16 nimmt der einen Alterungsindex von mehr als 4 kgf/mm² aufweisende Bereich bei einem maximalen Alterungsindex von 4,8 kgf/mm² nur etwa 40 mm vom Seitenrand des Stahlbands 1 ein, so daß der Bereich mit einem Alterungsindex von über 4 kgf/mm² im Vergleich zum Stand der Technik 1 und 2 deutlich verkleinert ist.
Fig. 17 ist eine schaubildliche Darstellung einer vierten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß dieser Erfindung. Gemäß Fig. 17 entspricht die Vorrichtung nach der vierten Ausführungsform derjenigen gemäß der ersten Ausführungsform nach Fig. 1, mit dem Unterschied, daß ein weiterer Gaskühler 27 zum kontinuierlichen Kühlen des Stahlbands 1 durch Aufblasen eines Kühlgases auf seine Oberfläche zwecks Erzielung einer gleichmäßigen Temperaturverteilung in der Querrichtung des Stahlbands 1 nach dem endgültigen Kühlen desselben zwischen dem ersten Zugspannungsregler 17 und den mehreren Kühlwalzen 2 und noch ein weiterer Gaskühler 28 zum kontinuierlichen Kühlen des Stahlbands 1 durch Aufblasen eines Kühlgases auf seine Oberfläche zwecks Erzielung einer gleichmäßigen Temperaturverteilung in seiner Querrichtung nach dem endgültigen Kühlen desselben im Mittelbereich der mehreren Kühlwalzen 2, d.h. zwischen den Kühlwalzen 2a bis 2c der ersten Hälfte und den Kühlwalzen 2d und 2e der zweiten Hälfte, angeordnet sind.
Fig. 18 ist eine graphische Darstellung einer Temperaturverteilung eines Stahlbands 1 in dessen Querrichtung beim kontinuierlichen Kühlen des Stahlbands 1 unter den gleichen Bedingungen wie bei der ersten Ausführungsform mittels der in Fig. 17 gezeigten Vorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform dieser Erfindung. In Fig. 18 sind auf der Abszisse eine Strecke vom Seitenrand des Stahlbands 1 in Richtung auf die Mitte in seiner Querrichtung und auf der Ordinate eine Temperatur des Stahlbands 1 in dessen Querrichtung aufgetragen. Wie durch die ausgezogene Linie in Fig. 18 angegeben, liegt die Temperatur des Stahlbands 1 in dessen Querrichtung an der Austrittsseite der Kühlwalze 2e in einem Bereich innerhalb von etwa 50 mm vom Seitenrand des Stahlbands 1 über der Kühl-Zieltemperatur von 350ºC. An der Austrittsseite des Gaskühlers 3 besitzt dagegen das Stahlband 1, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 18 angegeben, eine gleichmäßige Temperatur von etwa 350ºC über den gesamten Bereich vom Seitenrand bis zur Mitte des Stahlbands 1 hinweg. Die einfach strichpunktierte Linie in Fig. 18 steht für eine Temperatur des Stahlbands 1 an der Austrittsseite des noch weiteren Gaskühlers 28.
Fig. 19 ist eine graphische Darstellung eines Alterungsindex (AI) des genannten Stahlbands 1 in dessen Querrichtung. In Fig. 19 sind auf der Abszisse eine Strecke vom Seitenrand des Stahlbands 1 in Richtung auf die Mitte in dessen Querrichtung und auf der Ordinate ein Alterungsindex (AI) des Stahlbands in dessen Querrichtung aufgetragen. Gemäß Fig. 19 überdeckt der einen Alterungsindex von über 4 kgf/mm² aufweisende Bereich, bei einem maximalen Alterungsindex von 4,8 kgf/mm², nur etwa 35 mm vom Seitenrand des Stahlbands 1, so daß der Bereich mit einem Alterungsindex von mehr als 4 kgf/mm² im Vergleich zum Stand der Technik 1 und 2 deutlich verkleinert ist.
Fig. 20 ist eine schaubildliche Darstellung einer fünften Ausführungsform der Vorrichtung gemäß dieser Erfindung. Gemäß Fig. 20 entspricht die Vorrichtung nach der fünften Ausführungsform derjenigen der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1, mit dem Unterschied, daß mehrere Gasblasdüsen 29, die zu einer Berührungsfläche zwischen der Oberfläche jeder der mehreren Kühlwalzen 2 und der Oberfläche des Stahlbands 1 gerichtet sind, an der Seite der Kühlwalzen 2 vorgesehen sind.
Die mehreren Gasblasdüsen 29 sind mit vorgeschriebenen Abständen in der Längsrichtung jeder der Kühlwalzen 2 feststehend oder in der Längsrichtung der Kühlwalzen 2 verschiebbar vorgesehen. Jede Gasblasdüse 29 kühlt kontinuierlich das Stahlband 1 durch Aufblasen eines Kühlgases auf dessen Oberfläche zwecks Erzielung einer gleichmäßigen Temperaturverteilung in der Querrichtung des Stahlbands 1 nach dem endgültigen Kühlen desselben. Wie in der schematischen Vorderansicht von Fig. 21 gezeigt, sollten in der Oberfläche jeder der mehreren, bei der Vorrichtung der fünften Ausführungsform verwendeten Kühlwalzen 2 vorzugsweise flache Nuten 30 zum Hindurchleiten des aufgeblasenen Kühlgases vorgesehen sein.
Fig. 22 ist eine graphische Darstellung einer Temperaturverteilung eines Stahlbands 1 in dessen Querrichtung beim kontinuierlichen Kühlen des Stahlbands 1 unter den gleichen Bedingungen wie bei der ersten Ausführungsform mittels der in Fig. 20 gezeigten Vorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform dieser Erfindung. In Fig. 22 sind auf der Abszisse eine Strecke vom Seitenrand des Stahlbands 1 in Richtung auf die Mitte in dessen Querrichtung und auf der Ordinate eine Temperatur des Stahlbands 1 in dessen Querrichtung aufgetragen. Wie durch die ausgezogene Linie in Fig. 22 angegeben, liegt die Temperatur des Stahlbands 1 in dessen Querrichtung an der Austrittsseite der Kühlwalze 2e in einem Bereich innerhalb von etwa 55 mm vom Seitenrand des Stahlbands 1 über der Kühl-Zieltemperatur von 350ºC. An der Austrittsseite des Gaskühlers 3 besitzt dagegen das Stahlband 1 eine gleichmäßige Temperatur von etwa 350ºC über den gesamten Bereich vom Seitenrand bis zur Mitte des Stahlbands 1, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 22 gezeigt.
Fig. 23 ist eine graphische Darstellung eines Alterungsindex (AI) des genannten Stahlbands 1 in dessen Querrichtung. In Fig. 23 sind auf der Abszisse eine Strecke vom Seitenrand des Stahlbands 1 in Richtung auf die Mitte in dessen Querrichtung und auf der Ordinate ein Alterungsindex (AI) des Stahlbands 1 in dessen Querrichtung aufgetragen.
Gemäß Fig. 23 nimmt der einen Alterungsindex von über 4 kgf/mm² aufweisende Bereich, bei einem maximalen Alterungsindex von 5,0 kgf/mm², nur etwa 35 mm vom Seitenrand des Stahlbands 1 ein, so daß der Bereich mit einem Alterungsindex von über 4 kgf/mm² im Vergleich zum Stand der Technik 1 und 2 deutlich verkleinert ist.
Fig. 24 ist eine schaubildliche Darstellung einer sechsten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß dieser Erfindung. Gemäß Fig. 24 entspricht die Vorrichtung nach der sechsten Ausführungsform derjenigen nach der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1, mit dem Unterschied, daß mehrere Gasblasdüsen 31, die zu einer Berührungsfläche zwischen der Oberfläche jeder der mehreren Kühlwalzen 2 und der Oberfläche des Stahlbands 1 gerichtet sind, an der Seite des Stahlbands 1 vorgesehen sind.
Fig. 25 ist eine schematische Seitenansicht einer typischen Vorrichtung nach der sechsten Ausführungsform dieser Erfindung. Gemäß Fig. 25 umfaßt jede der mehreren Gasblasdüsen 31 einen bogenförmigen Düsenverteiler 32, der an der Seite des Stahlbands 1 zu einer Berührungsfläche zwischen der Oberfläche jeder der Kühlwalzen 2 und der Oberfläche des Stahlbands 1 vorgesehen bzw. gerichtet ist, und eine Vielzahl von Düsen 33, die in vorgeschriebenen Abständen an bzw. in jedem der bogenförmigen Düsenverteiler 32 vorgesehen sind.
Jeder der bogenförmigen Düsenverteiler 32 ist beispielweise mittels eines Luftzylinders 34 in Richtung auf das Stahlband 1 verschiebbar, so daß damit ein Abstand oder Spalt zwischen dem Stahlband 1 und der Gasblasdüse 31 einstellbar ist. Jede der Gasblasdüsen 31 mit einer solchen Ausgestaltung ist in einem vorgeschriebenen Abstand feststehend oder in der Längsrichtung jeder der Kühlwalzen 2 verschiebbar angeordnet.
Die Vorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform entspricht der Vorrichtung der ersten Ausführungsform insoweit, als der Gaskühler 3 an der Austrittsseite der mehreren Kühlwalzen 2, der erste Zugspannungsregler 17 an der Einstrittsseite der mehreren Kühlwalzen 2 und der zweite Zugspannungsregler 18 an der Austrittsseite des Gaskühlers 3 angeordnet sind. Ein Strahlungsthermometer 11a und ein Mehrfachreflexionsthermometer 11b als Thermometer 11 sind jeweils an der Eintrittsseite des ersten Zugspannungsreglers 17 und (bzw.) an der Austrittsseite des zweiten Zugspannungsreglers 18 vorgesehen. Eine Temperaturverteilung in der Querrichtung des Stahlbands 1 nach dem endgültigen Kühlen desselben wird mittels des Strahlungsthermometers 11a und des Mehrfachreflexionsthermometers 11b an der Austrittsseite des zweiten Zugspannungsreglers 18 kontinuierlich gemessen. Die Umlenkwalze 19 ist jeweils an der Eintrittsseite und der Austrittsseite des Gaskühlers 3 vorgesehen. Gemäß Fig. 25 sind eine Verschluß- oder Dichtwalze 58 jeweils an Eintritt und Austritt des Gaskühlers 3 angeordnet und ferner eine bewegbare oder verschiebbare Trennplatte 59 vorgesehen.
Fig. 26 ist eine schematische Darstellung der Funktionen des Strahlungsthermometers 11a und des Mehrfachreflexionsthermometers 11b als Thermometer 11. Das Strahlungsthermometer 11a mißt eine Strahlungstemperatur des Stahlbands 1 in dessen Querrichtung. Das Mehrfachreflexionsthermometer 11b mißt eine echte Temperatur des Stahlbands 1 an seiner mit einer Walze in Berührung stehenden Oberfläche. Die durch das Mehrfachreflexionsthermometer 11b ermittelte echte, d.h. wahre Temperatur des Stahlbands 1 wird zu einem Rechner 60 übertragen. Die mittels des Strahlungsthermometers 11a gemessene Strahlungstemperatur des Stahlbands 1 wird andererseits zu einer Wärmeemissionsgradkorrekturstufe (thermal emissivity corrector) 61 übertragen, welche den Meßwert der Strahlungstemperatur des Stahlbands 1 in dessen Querrichtung auf der Grundlage der vom Rechner 60 übertragenen oder gelieferten wahren Temperatur des Stahlbands 1 korrigiert. Die so korrigierte Strahlungstemperatur des Stahlbands 1 in dessen Querrichtung wird beispielsweise zum ersten Komparator 13 gemäß Fig. 2 übertragen.
Fig. 27 ist eine graphische Darstellung einer Temperaturverteilung eines Stahlbands 1 in dessen Querrichtung beim kontinuierlichen Kühlen des Stahlbands 1 unter den gleichen Bedingungen wie bei der ersten Ausführungsform mittels der in Fig. 24 dargestellten Vorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform dieser Erfindung. In Fig. 27 sind auf der Abszisse eine Strecke vom Seitenrand des Stahlbands 1 in Richtung auf die Mitte in dessen Querrichtung und auf der Ordinate eine Temperatur des Stahlbands 1 in dessen Querrichtung aufgetragen. Wie durch die ausgezogene Linie in Fig. 27 angegeben, beträgt die Temperatur des Stahlbands 1 in dessen Querrichtung an der Austrittsseite der Kühlwalze 2e am Seitenrand des Stahlbands 1 etwa 380ºC, und sie ist in einem Bereich etwa 10 mm vom Seitenrand des Stahlbands 1 im wesentlichen der Kühl- Zieltemperatur von 350ºC gleich. An der Austrittsseite des Gaskühlers (gestrichelte Linie in Fig. 27) verringert sich die Temperatur des Stahlbands 1 in dessen Querrichtung in einer Position etwa 10 mm vom Seitenrand des Stahlbands 1 geringfügig unter die Kühl-Zieltemperatur von 350ºC.
Fig. 28 ist eine graphische Darstellung eines Alterungsindex (AI) des genannten Stahlbands in dessen Querrichtung. In Fig. 28 sind auf der Abszisse eine Strecke vom Seitenrand des Stahlbands 1 in Richtung auf die Mitte in seiner Breiten- bzw. Querrichtung und auf der Ordinate ein Alterungsindex (AI) des Stahlbands 1 in dessen Querrichtung aufgetragen. Beim Kühlen des Stahlbands 1 mittels der Vorrichtung nach der sechsten Ausführungsform ist - wie aus Fig. 28 hervorgeht - kein Bereich mit einem Alterungsindex von über 4 kgf/mm² vorhanden; der Alterungsindex ist an den beiden Seitenränden des Stahlbands 1 sehr niedrig.
Fig. 29 ist eine schaubildliche Darstellung einer siebten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Gemäß Fig. 29 entspricht die Vorrichtung nach der siebten Ausführungsform derjenigen nach der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1, mit dem Unterschied, daß ein dritter Zugspannungsregler 35 mit mindestens zwei Schleifen- oder Tänzerwalzen zusätzlich zwischen den mehreren Kühlwalzen 2 und dem Gaskühler 3 angeordnet ist.
Eine Temperaturverteilung und ein Alterungsindex (AI) des Stahlbands 1 in dessen Querrichtung beim kontinuierlichen Kühlen desselben mittels der Vorrichtung nach der siebten Ausführungsform entsprechen im wesentlichen denen bei der Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform nach Fig. 1, so daß auf eine nähere Beschreibung verzichtet werden kann.
Fig. 30 ist eine schaubildliche Darstellung einer achten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Gemäß Fig. 30 umfaßt die Vorrichtung nach der achten Ausführungsform eine einzige Kühlwalze 36, die frei drehbar ist und mit einem fortlaufend in seiner Längsrichtung laufenden Stahlband 1 in Berührung steht, um das Stahlband 1 kontinuierlich zu kühlen, einen an der Austrittsseite der einzigen Kühlwalze 36 angeordneten Gaskühler 3 zum kontinuierlichen Kühlen des Stahlbands 1 durch Aufblasen eines Kühlgases auf seine Oberfläche zwecks Erzielung einer gleichmäßigen Temperaturverteilung in der Querrichtung des Stahlbands 1 nach dem endgültigen Kühlen desselben, einen an der Eintrittsseite der einzigen Kühlwalze 36 angeordneten ersten Zugspannungsregler 17 mit mindestens zwei Schleifen- bzw. Tänzerwalzen und einen an der Austrittsseite des Gaskühlers angeordneten zweiten Zugspannungsregler 18 mit mindestens zwei Schleifen- bzw. Tänzerwalzen.
Die (einzige) Kühlwalze 36 ist relativ zum Stahlband 1 ortsfest angeordnet. Die Kühlwalze 36 besitzt eine Länge zumindest gleich der Breite des Stahlbands 1; das Innere der Kühlwalze 36 wird zum kontinuierlichen Kühlen derselben von einer Kühlflüssigkeit durchströmt. An Eintritts- und Austrittsseite der Kühlwalze 36 ist jeweils eine Leitwalze 37 zum Regeln einer Berührungsfläche zwischen der Oberfläche der Kühlwalze 36 und der Oberfläche des Stahlbands 1 vorgesehen. Jede Leitwalze 37 ist mittels eines nicht dargestellten Antriebsmechanismus längs des Außenumfangs der (einzigen) Kühlwalze 36 verschiebbar. Die Berührungsfläche zwischen der Oberfläche der Kühlwalze 36 und der Oberfläche des Stahlbands 1 kann dadurch geregelt oder eingestellt werden, daß jede der Leitwalzen 37 längs des Außenumfangs der Kühlwalze 36 verschoben wird.
Fig. 31 ist eine graphische Darstellung einer Temperaturverteilung eines Stahlbands 1 in dessen Querrichtung beim kontinuierlichen Kühlen desselben unter den gleichen Bedingungen wie bei der ersten Ausführungsform mittels der in Fig. 30 gezeigten Vorrichtung nach der achten Ausführungsform dieser Erfindung. In Fig. 31 sind auf der Abszisse eine Strecke vom Seitenrand des Stahlbands 1 in Richtung auf die Mitte in der Querrichtung desselben und auf der Ordinate eine Temperatur des Stahlbands in dessen Querrichtung aufgetragen. Wie durch die ausgezogene Linie in Fig. 31 angegeben, liegt die Temperatur des Stahlbands 1 in dessen Querrichtung an der Austrittsseite der einzigen Kühlwalze 36 in einem Bereich innerhalb von etwa 10 mm vom Seitenrand des Stahlbands 1 über der Kühl-Zieltemperatur von 350ºC. An der Austrittsseite des Gaskühlers 3 zeigt andererseits das Stahlband 1 eine gleichmäßige Temperatur von etwa 350ºC über den gesamten Bereich vom Seitenrand bis zur Mitte des Stahlbands 1, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 31 angegeben.
Fig. 32 ist eine graphische Darstellung eines Alterungsindex (AI) des genannten Stahlbands 1 in dessen Querrichtung. In Fig. 32 sind auf der Abszisse eine Strecke vom Seitenrand des Stahlbands 1 in Richtung auf die Mitte in seiner Querrichtung und auf der Ordinate ein Alterungsindex (AI) des Stahlbands 1 in seiner Querrichtung aufgetragen. Gemäß Fig. 32 überdeckt der einen Alterungsindex von über 4 kgf/mm² aufweisende Bereich, bei einem maximalen Alterungsindex von 4,5 kgf/mm², nur etwa 10 mm vom Seitenrand des Stahlbands 1 aus, so daß der Bereich mit einem Alterungsindex von über 4 kgf/mm² im Vergleich zum Stand der Technik 1 und 2 deutlich verkleinert ist.
Die Fig. 33(A) und 33(B) sind Fließbilder zur Darstellung einer typischen Durchlaufglühanlage für ein Stahlband mit der Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung. Gemäß den Fig. 33(A) und 33(B) sind ein eintrittsseitiger Schlingenspanner 40, eine Vorwärmzone 41, eine Direktwärmzone 42, eine Indirektwärmzone 43, eine Ausgleichszone 44, eine Langsamkühlzone 45, eine erste Kühlzone 46 mit der Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung, eine Überalterungszone (oder Temperzone, was auch im folgenden gilt) 47, eine zweite Kühlzone 48 und ein austrittsseitiger Schlingenspanner 49 in der angegebenen Reihenfolge zwischen mehreren Abrollhaspeln 38 und mehreren Auflaufhaspeln 39 angeordnet.
In der die Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform dieser Erfindung aufweisenden ersten Kühlzone 46 sind in der angegebenen Reihenfolge ein erster Zugspannungsregler 17, mehrere Kühlwalzen 2, ein Gaskühler 3 und ein zweiter Zugspannungsregler 18 angeordnet.
Zwischen der zweiten Kühlzone 48 an der Austrittsseite der Überalterungszone 47 und dem austrittsseitigen Schlingenspanner 49 ist eine chemische Vorbehandlungszone 54 angeordnet, um einen Film bzw. eine Schicht aus Nickel oder einer Nickellegierung in kleiner Menge und einen Oxidfilm bzw. eine Oxidschicht in kleiner Menge auf der Oberfläche des durchlaufgeglühten Stahlbands 1 zu erzeugen und damit die chemische Behandelbarkeit und/oder Schmier- bzw. Gleitfähigkeit des Stahlbands zu verbessern. Zwischen dem austrittsseitigen Schlingenspanner 49 und den mehreren Auflaufhaspeln 39 sind ein Dressierwalzwerk 55, ein Besäumer 56 und ein Öler 57 in dieser Reihenfolge angeordnet.
Das fortlaufend in seiner Längsrichtung durchlaufende Stahlband 1, das von einer der Ablaufhaspeln 38 abgespult, an seinen beiden Enden in der Längsrichtung durch das Messer bzw. die Schere 50 geschnitten und durch die Schweißeinheit 51 an seinen Stirnflächen stumpfgeschweißt worden ist, wird sodann in der Reinigungseinheit 52 an seinen beiden Oberflächen gereinigt und hierauf zur Richtmaschine 53 überführt, welche das Stahlband 1 auf eine flache Form begradigt. Hierdurch wird ein durch Zickzackbewegung des Stahlbands 1 im eintrittsseitigen Schlingenspanner 40, in der Vorwärmzone 41, in der Direktwärmzone 42, in der Indirektwärmzone 53, in der Ausgleichszone 44 usw. hervorgerufener anomaler Lauf sowie eine Berührung zwischen dem Stahlband 1 und der Ofenwand oder dem Brenner verhindert.
Das Stahlband 1, dessen Form mittels der Richtmaschine 53 gerichtet worden ist, wird über den eintrittsseitigen Schlingenspanner 40 nacheinander in die Vorwärmzone 41, die Direktwärmzone 42, die Indirektwärmzone 43, die Ausgleichszone 44 und die Langsamkühlzone 45 eingeführt. Zwischenzeitlich wird das Stahlband 1 in Übereinstimmung mit einem vorgeschriebenen Wärmezyklus vorgewärmt, direkt erwärmt, indirekt erwärmt, ausgleichsgeglüht (soaked) und dann langsam abgekühlt. In den oben angegebenen Stufen wird das Stahlband 1 gleichmäßig auf eine vorgeschriebene Temperatur erwärmt, wobei sich nur wenige Unregelmäßigkeiten im Erwärmen oder thermische Deformationen ergeben.
Da das Stahlband 1 insbesondere in der genannten Direktwärmzone 42 schnell erwärmt wird, durchläuft das Stahlband 1 einen instabilen Wärmedeformationsbereich in einer sehr kurzen Zeitspanne. Infolgedessen ist das Stahlband 1 weniger anfällig für die thermische Deformation bzw. Wärmedeformation, die beim Erwärmen auftreten kann, wobei eine Zickzackbewegung des die Direktwärmzone 42 durchlaufenden Stahlbands 1 verhindert oder vermieden wird.
Das in der Langsamkühlzone 45 langsam auf eine vorgeschriebene Temperatur abgekühlte Stahlband 1 wird sodann in die erste Kühlzone 46 eingeführt, in welcher es durch die mehreren Kühiwalzen 2 kontinuierlich gekühlt wird, und es wird anschließend durch den Gaskühler 3 kontinuierlich gekühlt, um eine gleichmäßige Temperaturverteilung in der Querrichtung des Stahlbands 1 nach dem endgültigen Kühlen desselben zu erreichen. Da das Stahlband 1 durch die Richtmaschine 53 in eine flache Form gerichtet worden ist, wird eine ungenügende Berührung des Stahlbands 1 mit den mehreren Kühlwalzen 2 vermieden.
Das in der ersten Kühlzone 46 auf eine vorgeschriebene Temperatur gekühlte Stahlband 1 wird sodann in die Überalterungszone 47 eingeführt, in welcher es einer Überalterungsbehandlung unterworfen wird. Da das Stahlband 1 in der genannten ersten Kühlzone 46 so gekühlt worden ist, daß eine gleichmäßige Temperaturverteilung in der Querrichtung des Stahlbands 1 nach dem endgültigen Kühlen desselben erreicht wird, tritt im Stahlband 1 keine fehlerhafte Form, wie Randwelligkeit oder Wärmebeulen auf, so daß auch in dem die Überalterungszone 47 als nächste Prozeßstufe durchlaufenden Stahlband 1 in keinem Fall ein anomaler Lauf, wie Zickzackbewegung, auftritt.
Das in der Überalterungszone 47 überalterte und in der zweiten Kühlzone 48 auf eine Temperatur, bei der keine Oxidation auftritt, abgekühlte Stahlband 1 wird dann in die chemische Vorbehandlungszone 54 eingeführt, in welcher eine Schicht aus Nickel oder Nickellegierung in kleiner Menge auf der Oberfläche des Stahlbands 1 durch kathodische Elektrolysebehandlung erzeugt wird, worauf auf der Nickel- oder Nickellegierungsschicht mittels einer Tauchbehandlung in einem neutralen oder alkalischen Bad eine Oxidschicht in kleiner Menge erzeugt wird.
Die Fig. 34(A) bis 34(C) sind schematische Fließbilder jeweils einer typischen chemischen Vorbehandlungszone 54. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 34(A) umfaßt die chemische Vorbehandlungszone 54 einen Kühltank 62, einen Beiztank 63, einen Wasserspültank 64, eine Nickel/Phosphorlegierungsplattiertank 65, einen weiteren Wasserspültank 64, einen Wäscher 66, einen Neutralisiertank 67, einen weiteren Wäscher 66, einen Heißwassertank 68 und einen Kaltwassertank 69. Das Stahlband 1 wird über den Kühltank 62, den Beiztank 63 und den Wasserspültank 64 in den genannten Plattiertank 65 eingeführt, in welchem eine Nickel/Phosphorlegierungsschicht in kleiner Menge durch kathodische Elektrolysebehandlung auf der Oberfläche des Stahlbands 1 erzeugt wird. Das Stahlband 1, auf dessen Oberfläche die genannte Plattierschicht auf diese Weise erzeugt worden ist, wird sodann durch den anderen Wasserspültank 64, den Wäscher 66, den Neutralisiertank 67 und den anderen Wäscher 66 in den Heißwassertank 68 und den Kaltwassertank 69 eingeleitet, wobei auf der Nickel/Phosphorlegierungsplattierschicht eine Oxidschicht in kleiner Menge erzeugt wird.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 34(B) entspricht derjenigen nach Fig. 34(A), mit dem Unterschied, daß anstelle des erwähnten Nickel/Phosphorlegierungsplattiertanks 65 ein Nickelplattiertank 70 vorgesehen ist. Die Ausführungsform gemäß Fig. 34(C) entspricht derjenigen nach Fig. 34(B) mit dem Unterschied, daß anstelle des erwähnten Wäschers 66 und des Neutralisiertanks 67 ein Wassersprühtank 71 vorgesehen ist.
Das durchlaufgeglühte Stahlband 1 besitzt aufgrund einer Direktflammenreduziererwärmung in der Direktwärmzone 42, einer Erwärmung in einer schwach reduzierenden Atmosphäre in der Indirektwärmzone 43 und der Ausgleichszone 44 sowie eines nichtoxidierenden Kühlens in der ersten Kühlzone 46 eine Oberfläche eines ausgezeichneten Aussehens. Das Stahlband 1 ist jedoch bezüglich chemischer Behandelbarkeit und/oder Gleitfähigkeit (lubricity) nicht immer zufriedenstellend. Dieses Problem wird gelöst durch Erzeugen einer Nickel- oder Nickellegierungsschicht in einer kleinen Menge und einer Oxidschicht in kleiner Menge auf der Oberfläche des Stahlbands 1 in der chemischen Vorbehandlungszone 54 auf oben beschriebene Weise, wodurch chemische Behandelbarkeit und/oder Gleitfähigkeit des Stahlbands 1 verbessert werden können.
Das in der chemischen Vorbehandlungszone 54 vorbehandelte Stahlband 1 wird sodann über den austrittsseitigen Schlingenspanner 49 in das Dressierwalzwerk 55 eingeführt, in welchem das Stahlband 1 einem Dressieren unterworfen wird. Sodann werden die Seitenränder des Stahlbands 1 mittels des Besäumers 56 getrimmt. Nach Auftragen eines Korrosionsschutzöls durch den Öler 57 wird das Stahlband 1 durch eine der Auflaufhaspeln 39 zu einem Coil gewickelt.
Da das Stahlband 1 nach seinem endgültigen Kühlen im oben beschriebenen Prozeß eine gleichmäßige Temperaturverteilung in seiner Querrichtung aufweist, weist das Stahlband 1 im wesentlichen einen gleichmäßigen Alterungsindex in seiner Querrichtung auf. Auf diese Weise ist es somit möglich, ein Stahlband 1 gleichmäßiger mechanischer Eigenschaften und ausgezeichneter Güte herzustellen.
Die obige Beschreibung bezieht sich hauptsächlich auf die erfindungsgemäße Vorrichtung für das Kühlen beim Durchlaufglühen eines Stahlbands aus einem gewöhnlichen aluminiumberuhigten Stahl. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist jedoch auch beispielsweise für das Kühlen beim Durchlaufhärten oder -tempern eines Stahlbands aus einem hochzugfesten Stahl, das Kühlen beim Durchlaufglühen eines Stahlbands aus einem aluminiumberuhigten Stahl mit mindestens einem Element wie Titan, Niob, Zirkon, Vanadium und Bor in kleiner Menge zum Fixieren von Kohlenstoff oder Stickstoff im Stahl, das Kühlen eines durchlaufgeglühten Stahlbands an der Eintrittsseite eines Schmelztauchplattiertanks in einer Durchlaufschmelztauchplattieranlage und das Kühlen eines schmelztauchplattierten Stahlbands an der Austrittsseite eines Schmelztauchplattiertanks anwendbar.
Mit der vorstehend im einzelnen beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung kann für das kontinuierliche Kühlen eines fortlaufend in seiner Längsrichtung laufenden Metallbands mit Hilfe mindestens einer Kühlwalze und eines Gaskühlers eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Kühlen eines Metallbands bereitgestellt werden, mit welcher das Auftreten von Defekten, wie Randwelligkeit, Wärmebeulen oder Kratzer im Metallband, und eines anomalen Laufs des Metallbands, wie Zickzackbewegung, im nächsten Prozeß vermieden oder verhindert werden kann, die nur begrenzte Installations- und Betriebskosten für den Gaskühler erfordert und ein hochqualitatives Metallband mit gleichmäßigen mechanischen Eigenschaften in seiner Querrichtung liefert, und zwar durch Erzielung einer gleichmäßigen Temperaturverteilung des Metallbands in dessen Breiten- bzw. Querrichtung; hierdurch wird ein großer industrieller Nutzeffekt gewährleistet.

Claims

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Kühlen eines Metallbands, umfassend:

mehrere Kühlwalzen, die frei drehbar sind und mit einem fortlaufend in seiner Längsrichtung laufenden Metallband in Berührung stehen, zum kontinuierlichen Kühlen des Metallbands, wobei jede der mehreren Kühlwalzen eine Länge zumindest gleich der Breite des Metallbands aufweist, die jeweiligen Achsen der mehreren Kühlwalzen parallel zueinander liegen, jede der mehreren Kühlwalzen in Richtung auf das Metallband verschiebbar ist, um eine Berührungsfläche zwischen der Oberfläche jeder der mehreren Kühlwalzen und der Oberfläche des Metallbands zu steuern bzw. einzustellen, und jede der mehreren Kühlwalzen zum kontinuierlichen Kühlen derselben von einer Kühlflüssigkeit durchströmt wird, und einen an der Auslauf- oder Austrittsseite der mehreren Kühiwalzen angeordneten Gaskühler zum kontinuierlichen Kühlen des Metallbands durch Aufblasen eines Kühlgases auf die Oberfläche des Metallbands zwecks Erzielung einer gleichmäßigen Temperaturverteilung in der Breiten- bzw. Querrichtung des Metallbands nach dem endgültigen Kühlen desselben, wobei der Gaskühler in der Querrichtung des Metallbands mit einem vorgeschriebenen Abstand von jeder der beiden Oberflächen des Metallbands angeordnet ist, der Gaskühler mehrere voneinander unabhängige Düsenverteiler zum Aufblasen des Kühlgases auf die Oberfläche des Metallbands aufweist und die beiden Düsenverteiler zumindest eine Strömungsmenge und/oder eine Strömungsgeschwindigkeit des Kühlgases in der Querrichtung des Metallbands regeln,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Berührungsfläche zwischen der Oberfläche jeder der Kühlwalzen (in) der ersten Hälfte unter der Anzahl von Kühlwalzen und der Oberfläche des Metallbands größer ist als die Berührungsfläche zwischen der Oberfläche jeder der Kühlwalzen (in) der hinteren oder zweiten Hälfte (latter- half) unter der Anzahl von Kühlwalzen und der Oberfläche des Metallbands und

ein erster Zugspannungsregler mit mindestens zwei Walzen an der Eintrittsseite der mehreren Kühlwalzen und ein zweiter Zugspannungsregler mit mindestens zwei Walzen an der Austrittsseite des Gaskühlers angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Thermometer zum kontinuierlichen Messen einer Temperaturverteilung in der Querrichtung des Metallbands nach dem endgültigen Kühlen desselben an der Austrittsseite des Gaskühlers vorgesehen ist und zumindest die Strömungsmenge und/oder Strömungsgeschwindigkeit des aus den mehreren Düsenverteilern des Gaskühlers auf die Oberfläche des Metallbands aufgeblasenen Kühlgases in der Querrichtung des Stahlbands auf der Grundlage der mittels des Thermometers gemessenen Temperaturverteilung geregelt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein anderer Gaskühler zum kontinuierlichen Kühlen des Metallbands durch Aufblasen eines Kühlgases auf die Oberfläche des Metallbands zwecks Erzielung einer gleichmäßigen Temperaturverteilung in der Querrichtung des Metallbands nach dem endgültigen Kühlen desselben zwischen dem ersten Zugspannungsregler und den mehreren Kühlwalzen angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein anderer Gaskühler zum kontinuierlichen Kühlen des Metallbands durch Aufblasen eines Kühlgases auf die Oberfläche des Metallbands zwecks Erzielung einer gleichmäßigen Temperaturverteilung in der Querrichtung des Metallbands nach dem endgültigen Kühlen desselben im Mittelbereich der mehreren Kühlwalzen angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein anderer Gaskühler zum kontinuierlichen Kühlen des Metallbands durch Aufblasen eines Kühlgases auf die Oberfläche des Metallbands zwecks Erzielung einer gleichmäßigen Temperaturverteilung in der Querrichtung des Metallbands nach dem endgültigen Kühlen desselben zwischen dem ersten Zugspannungsregler und den mehreren Kühlwalzen angeordnet ist und noch ein anderer Gaskühler zum kontinuierlichen Kühlen des Metallbands durch Aufblasen eines Kühlgases auf die Oberfläche des Metallbands zwecks Erzielung einer gleichmäßigen Temperaturverteilung in der Querrichtung des Metallbands nach dem endgültigen Kühlen desselben im Mittelbereich der mehreren Kühlwalzen angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei mehrere Gasblasdüsen, die jeweils zu einer Berührungsfläche zwischen der Oberfläche jeder der mehreren Kühlwalzen und der Oberfläche des Metallbands gerichtet sind, an der Seite der mehreren Kühlwalzen angeordnet sind und jede der mehreren Gasblasdüsen das Metallband durch Aufblasen eines Kühlgases auf die Oberfläche des Metallbands kontinuierlich kühlt, um eine gleichmäßige Temperaturverteilung in der Querrichtung des Metallbands nach dem endgültigen Kühlen desselben zu erreichen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei mehrere Gasblasdüsen, die jeweils zu einer anderen Oberfläche des Metallbands gerichtet sind, welche dessen mit der Oberfläche jeder der mehreren Kühlwalzen in Berührung stehenden Oberfläche entgegengesetzt ist, an der Seite des Metallbands vorgesehen sind und jede der mehreren Gasblasdüsen das Metallband durch Aufblasen eines Kühlgases auf die andere Oberfläche des Metallbands kontinuierlich kühlt, um eine gleichmäßige Temperaturverteilung in der Querrichtung des Metallbands nach dem endgültigen Kühlen desselben zu erreichen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein dritter Zugspannungsregler mit mindestens zwei Walzen zwischen den mehreren Kühlwalzen und dem Gaskühler angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Kühlgas gasförmigen Wasserstoff in einer Menge in einem Bereich von 40 - 90 Vol.-% und gasförmigen Stickstoff in einer Menge in einem Bereich von 10 - 60 Vol.-% enthält.