DE69324566T2

DE69324566T2 - Kühlungsvorrichtung und -verfahren für metallband

Info

Publication number: DE69324566T2
Application number: DE69324566T
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Araki; Kazunori Hashimoto; Naoto Kitagawa; Hideo Kobayashi; Koji Ohmori; Hitoshi Oishi; Sugao Omori; Hideki Sato; Hiroaki Sato; Hiroshi Sawada; Takaya Seike; Masafumi Suzuki; Shuzo Uchino; Masayuki Yamazaki; Osamu Yoshioka
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1992-06-23
Filing date: 1993-06-22
Publication date: 1999-10-28
Anticipated expiration: 2013-06-23
Also published as: CA2116230A1; EP0614992A4; CN1088621A; CN1040130C; EP0614992A1; DE69324566D1; RU2120482C1; WO1994000605A1; RU94016952A; KR0159121B1; EP0614992B1

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Kühlen von Metallbändern in einer Wärmebehandlungslinie.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Wie beschrieben z. B. in der Druckschrift CA-A-2 047 793 kann eine typische Vorrichtung zum Kühlen eines Metallbandes eine Anzahl von Kühlwalzen enthalten, welche mit dem kontinuierlich an den Walzen vorbeilaufenden Metallband in Kontakt stehen, wobei jede Walze mittels eines Antriebsmechanismus zu dem Metallband verschiebbar ist, um die Kontaktfläche (Wickellänge) zwischen der Oberfläche des Metallbandes und der Oberfläche der jeweiligen Kühlwalze zu steuern. Die vorher genannte Druckschrift offenbart es weiterhin eine Gasstrahlkühleinrichtung vorzusehen, die Gasblasedüsen enthält, welche zu der Rückseite des gewickelten Bandes gerichtet sind. Die Düsen sind in vorgeschriebenen Abständen in einem bogenförmigen Düsenkopf vorgesehen, welcher zu dem Metallband verschiebbar ist und in der Longitudinalrichtung der jeweiligen Kühlwalze stationär oder verschiebbar angeordnet ist.
Bei einer Gasstrahlkühl- oder Walzenabschreckvorrichtung in kontinuierlichen Glühlinien sind oft ungleichförmige Bereiche in den Temperaturverteilungen in der Breite des Metallbandes aufgetreten, so daß Probleme wie ungleichförmige Qualitäten, Knicke oder Formfehler in den vorbeilaufenden Materialqualitäten oder Band aufgetreten sind. Die japanische offengelegte Patentschrift No. 60-169524 beschreibt daher, wie in Fig. 40 der beigefügten Zeichnungen zu sehen, eine Vorrichtung zum 5 Wickeln eines Metallbandes X auf einer Anzahl von Kühlwalzen #1 bis #4 zum Kühlen des Bandes an dessen in Kontakt stehenden Flächen, die gebildet ist aus einer Gasstrahlkühlvorrichtung α1 bis α4, Gasströmungssteuerventilen 84a bis 84e, Thermometer 90a bis 90d und Bandtemperatursteuersystemen 87a bis 87d,
wobei die den Kühlwalzen #1 bis #4 gegenüberliegende Gasstrahlvorrichtung α1 bis α4, wie in Fig. 41 zu sehen, über die Gesamtbreite des Metallbandes X in eine Anzahl von Teilen 10a bis 10e unterteilt ist,
wobei jedes der Gasströmungssteuerventile 84a bis 84e für jede der Unterteilungen vorgesehen ist,
wobei die in derselben gezeigten Thermometer 90a bis 90d vorgesehen sind zum Erfassen der Temperaturverteilungen in der Breite des Metallbandes X und zum Berechnen der Bandtemperaturdifferenz an jeweiligen Punkten in der Bandbreite in Bezug auf eine Durchschnittstemperatur in der Bandbreite, und wenn die Differenz eine Zulässigkeitsgrenze überschreitet, wird eine solche Position in der Bandbreite erfaßt, und
wobei die Bandtemperatursteuersysteme 87a bis 87d zum Einstellen der Gasströmungssteuerventile 84a bis 84e in Ansprache auf die erfaßte Position vorgesehen sind.
Die oben genannten Komponenten wurden auf eine tatsächliche Anlage zum Ausführen von Kühlexperimenten an den Metallbändern angewendet, nur abhängig von den Kühlwalzen unter Bedingungen der Banddicke: 0,5 bis 2,3 mm, der Bandbreite: 850 bis 1575 mm, der Bandtemperatur am Eingang der Kühlvorrichtung: 550 bis 680ºC und der Bandtemperatur am Ausgang derselben: 350 bis 480ºC. Als ein Ergebnis wurde in allen Fällen gefunden, wie in Fig. 42 gezeigt, daß die Temperaturen sowohl an den Kanten als auch den Mittelbereichen der Bänder höher waren als die Durchschnittstemperaturen in den Bandbreiten, mit W-förmigen Profilen der Bandtemperatur.
Es tritt nämlich eine positive Abweichung der Bandtemperatur innerhalb eines bestimmten Bereichs der Bandbreite in Bezug auf die Durchschnittstemperatur in der Bandbreite auf, unabhängig von den Ausmaßen der Metallbänder und den Kühlbedingungen im Mittelteil davon. An beiden Kanten desselben wird, je größer die Banddicke, die Geschwindigkeit oder der Betrag des Abfalls der Bandtemperatur in der Kühlvorrichtung wird, die Abweichung der Bandtemperatur in Bezug auf die Durchschnittsbandtemperatur in der Breite um so größer.
Nach Durchführung von Experimenten und Analysen über das Auftreten der Gründe von diesem Phänomenen wurden die nachfolgend festgestellten Sachverhalte gefunden. Wenn das Metallband X auf der Kühlwalze #1 gewickelt wurde, erschien eine Spannungsverteilung von Spannung/Kompression in der Banddicke und aufgrund der Deformation durch das Poisson'sche Verhältnis durch die besagte Spannung wurde eine Spannungsverteilung von Kompression/Spannung in der Richtung des rechten Winkels dazu induziert, d. h. in der Bandbreite, so daß eine umgekehrte Biegungsdeformation (hiernach als "sattelförmige Deformation" bezeichnet) in der Richtung des rechten Winkels zur Hauptbiegung hervorgerufen wurde, wie in Fig. 43 gezeigt.
Sobald die sattelförmige Deformation auftritt, werden um beide Bandkanten schlechte Kontaktierungen mit der Kühlwalze hervorgerufen, was in einer mangelhaften Kühlung resultiert, und die positive Abweichung der Bandtemperatur gegenüber der Durchschnittsbandtemperatur in der Breite tritt auf. Bei nur von den Kühlwalzen abhängender Kühlung kommen weiterhin, wenn das Metallband zu einer nachfolgenden Kühlwalze wandert, die schlechten Kontaktierungen durch die sattelförmige Deformation zu schlechten Kontaktierungen durch von der positiven Abweichung der Bandtemperatur herrührenden Differenzen in der Längung in der Bandlänge hinzu, und somit wachsen diese zu einer großen positiven Temperaturabweichung in der Bandtemperatur an.
Die Nichtkontaktierungslänge L zwischen der Kühlwalze und dem Metallband an beiden Kanten beim Wickeln auf der Kühlwalze ebenso wie die Bandverschiebung Z an beiden Kanten werden ausgedrückt durch die unten angegebenen Formeln 11 und 12. Zum Beispiel, im Falle der Bedingungen von Banddicke: 1,0 mm, Radius der Walze: 800 mm und Bandtemperatur: 600ºC beträgt die Nichtkontaktierungslänge L ungefähr 15 mm und die Bandverschiebung Z ist ungefähr 0,1 mm.
L: Nichtkontaktierungslänge zwischen Band und Walze
Z: Radiale Verschiebung (mm) an beiden Bandkanten
E: Young'sches Modul (kg/mm²) des Metallbandes
t: Dicke (mm) des Metallbandes
: Poisson'sches Verhältnis des Metallbandes
T b: Spannung (kg/mm²) der Banddurchlauflinie
R: Radius (mm) der Kühlwalze
Jedoch hat die in der offengelegten Patentschrift No. 60- 169524 beschriebene Kühlvorrichtung für Metallbänder die Nachteile, daß es notwendig ist, die Unterteilungszahl der Gasstrahlvorrichtung in der Bandbreite stark zu erhöhen, um einer Kühlung der Bandbreite in einem großen Bereich zu entsprechen, mit dem Ergebnis einer Erhöhung der Zahl von Gasstrahleinstellventilen und Gasröhren und erhöhten Kosten für die Anlage.
Wenn die Unterteilungszahl in der Bandbreite ungefähr fünf Abschnitte beträgt, wie in Fig. 41 der Veröffentlichung dargestellt, ist die Breite der unterteilten Düsen groß, so daß die Gasströmungsrate anwächst, und es werden nicht nur die Betriebskosten erhöht, sondern es wird auch um beide Bandkanten eine Überkühlung bewirkt. Wie aus Fig. 56 ersichtlich, die später erwähnte experimentelle Ergebnisse zeigt, kann die Bandtemperatur nicht in zufriedenstellender Weise über die Bandbreite vereinheitlicht werden.
Die vorliegende Erfindung ist geschaffen worden, um die oben genannten Probleme zu lösen, und dient dazu eine Vorrichtung zum Kühlen von Metallbändern und ein Verfahren dafür vorzuschlagen, durch welche ein schnelles Kühlen durchgeführt werden kann, während die Temperatur in der Bandbreite bei ökonomischen Betriebskosten in Hinblick auf große zu kühlende Abmessungen vereinheitlicht wird.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Die Kühlvorrichtung für Metallbänder gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Walzenabschreckvorrichtung, welche das Metallband um mindestens eine Kühlwalze wickelt und eine Wickellänge zwischen dem Metallband und der jeweiligen Kühlwalze durch Bewegen der Kühlwalze einstellt und eine Gasstrahlkühlvorrichtung mit einer der Rückseite des gewickelten Bandabschnitts zugewandten und zu dem Metallband verschiebbaren Düseneinrichtung enthält und weiterhin eine Gaseinstellvorrichtung enthält, welche Druck oder Strömungsrate eines in die Düseneinrichtung fließenden Kühlgases einstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaskühlvorrichtung mehr als einen Düsenkopf aufweist, in der Richtung der Walzenachse der jeweiligen Kühlwalze angeordnet und schmäler als das Metallband und jeweils längs der Bewegungsrichtung der jeweiligen Kühlwalze beweglich, und wobei mindestens einer der Düsenköpfe längs der Walzenachse beweglich ist.
Somit stellt diese Gaseinstellvorrichtung den Druck oder die Strömungsrate des in jeden Düsenkopf fließenden Kühlgases ein (der Aufbau von diesen entspricht dem Aufbau von Drucksteuerventilen, Gaszuführungsgebläsen oder einer Berechnungseinrichtung zur Bandtemperatursteuerung, welche die Öffnung der Drucksteuerventile und die Drehzahl der Gaszuführungsgebläse einstellt, wie später erläutert).
Ist eine heiße Stelle der W-förmigen uneinheitlichen Temperaturverteilung klein in der Breite, wie oben angegeben, und wenn eine Anzahl von Düsen in der Breite des Metallbandes vorgesehen sind, wie bei herkömmlichen Konstruktionen zu sehen, und wenn es heiße Stellen in den Unterteilungswänden entsprechenden Bereichen gibt, würde das Kühlen dort schwierig sein, und wenn das Kühlen zwangsweise erfolgt, würde der Bereich um die heiße Stelle übermäßig gekühlt werden. Bei der vorliegenden Konstruktion wird der Düsenkopf schmaler Breite gerade über die heiße Stelle bewegt, und das Kühlgas, dessen Druck oder Strömungsrate durch die Gassteuereinrichtung eingestellt worden ist, wird auf diese heißen Stellen zur Einwirkung gebracht, um dadurch darauf eine punktuelle Kühlung auszuführen, so daß die ungleichförmige Temperaturverteilung wirksam überwunden wird.
Der Grund, warum die Düsenköpfe in den Bewegungsrichtungen der Kühlwalze beweglich ausgebildet sind, ist weil die Kühlwalze in Querrichtung zur Banddurchlauflinie beweglich ist, damit die Kühlwalze die Wickellänge für das Band verändern kann, wobei es notwendig ist, daß der Düsenkopf stets eine optimale Düsenhöhe zum Kühlen des um die Kühlwalze wickelnden Bandes einnehmen kann (in diesem Fall bewegt sich der Düsenkopf in der gleichen Richtung wie die Bewegung der Kühlwalze), und der Kopf kommt nicht in Kontakt mit dem Metallband (wenn sich die Kühlwalze von der Banddurchlauflinie trennt und gerade vor dieser Trennung sich der Düsenkopf umgekehrt zur Richtung einer zurückgezogenen Position bewegt, und weiterhin, wenn die Kühlwalze im Begriff ist mit der Durchlauflinie in Kontakt zu kommen, bewegt sich der Düsenkopf in einer umgekehrten Richtung, wenn er sich von der zurückgezogenen oder Ruheposition der Kühlwalze nähert).
Um die punktuelle Kühlung an eine heiße Stelle der schmalen Breite anzupassen, ist es vorteilhaft in einer Reihe entlang der Durchlauflinie Mündungen der Düsenköpfe anzuordnen, welche schlitzförmig sind und die Banddurchlauflinie im wesentlichen unter einem rechten Winkel kreuzen.
Die Düsenmündungen 11 sind, wie in Fig. 44(a) bis (d) zu sehen, in der Innenseite von deren Querschnitt R-förmig, konisch, oder sie springen auswärts vor wie (c) und (d) derselben.
Wenn zwei Düsenköpfe längs der Walzenachse vorgesehen sind, ist jeder von diesen an den Bandkanten in der Breite derselben angeordnet, und in dem Fall von drei Düsenköpfen ist einer von diesen im wesentlichen im Zentrum der Bandbreite angeordnet. (der Düsenkopf im Zentrum wird nicht längs der Walzenachse bewegt, sondern kann dort feststehen), und wenn die verbleibenden zwei an den Bandkanten angeordnet sind, ist diese Anordnung wirkungsvoll, um die W-förmige uneinheitliche Verteilung der Bandtemperatur zu eliminieren (diese uneinheitliche Temperaturverteilung ist im allgemeinen an beiden Kanten höher als im Zentrum, und daher werden vorzugsweise die Düsenköpfe an beiden Kanten bewegt).
Die vorliegende Erfindung kann angewendet werden nicht nur auf eine Konstruktion mit einer Kühlwalze, sondern auch auf Konstruktionen mit zwei oder mehr Kühlwalzen. Im Falle einer Konstruktion mit einer Anzahl von Kühlwalzen ist es ausreichend, daß drei Düsenköpfe an mindestens der ersten Kühlwalze angeordnet sind, um die oben erläuterten Konstruktionen zu bilden. Sind weiterhin diese Kühlwalzen in eine Eingangsseite und eine Abgabeseite unterteilt, werden in Hinblick auf die Kühlwalzen der Eingangsseite drei Düsenköpfe so angeordnet, daß die oben genannte Anordnung von Köpfen geschaffen wird, während in Hinblick auf die Kühlwalzen des Abgabeabschnitts zwei Düsenköpfe so angeordnet werden, daß eine Anordnung von zwei Düsenköpfen geschaffen wird. Der Grund, warum an der ersten Kühlwalze oder den Kühlwalzen an der Eingangsseite drei Düsenköpfe angeordnet werden, ist weil der Mittelbereich des Metallbandes sich ausdehnt, wenn die Kühlwalze beginnt in Kontakt zu kommen, so daß eine ungleichförmige Temperaturverteilung hervorgerufen wird [wie in Fig. 45(a) zu sehen, wo der Körperteil der Walze #1, auf welchem das Band X aufgrund der schlechten Formung des Bandes nicht in Kontakt steht, mehr durch das Kühlmittel innerhalb der Kühlwalze gekühlt wird als der in Kontakt stehende Teil, und selbst wenn die Formgebung verbessert wird, wird der zentrale Teil derselben nicht so gekühlt wie in Fig. 45(b) und ist mehr ausgedehnt als an beiden Kanten und ergibt ein Resultat wie in Fig. 45(c). Dieses Phänomen wird als Mittenausdehnung bezeichnet. Insbesondere, im Falle von Materialien von kleiner Dicke und geringer Steifigkeit, werden dabei Falten hervorgerufen], und weil, sobald eine ungleichförmige Temperaturverteilung aufgrund der Eigenschaften der Kühlwalze hervorgerufen wird, diese Verteilung danach anwächst, und so wird, um die schlechte Formung des Bandes am Beginn des Kontakts der Walze zu verhindern, der Düsenkopf auch für den mittleren Bereich von mindestens der ersten Kühlwalze oder den Kühlwalzen des Eingangsabschnitts angeordnet, so daß der Punkt darauf und das auf die Kante des um die Kühlwalze gewickelten Streifens eingestrahlte Gas durchgeführt werden, um es dadurch zu ermöglichen, das Problem des zentralen Anschwellens zu lösen (dies ist insbesondere wirksam mittels der ersten Walze, selbst wenn das Material eine große Dicke hat). Umgekehrt, wenn die Konstruktion gebildet ist aus drei Düsenköpfen, die einen mittleren Düsenkopf in Bezug auf die erste Kühlwalze oder die Kühlwalzen des Eingangsabschnitts enthalten, ist es ausreichend, die Düsenköpfe jeweils für beide Bandkanten an den folgenden Kühlwalzen vorzusehen.
Auf der anderen Seite, wenn eine Anzahl von Kühlwalzen angeordnet sind, wie oben erwähnt, ist es auch möglich die Bewegungen der Düsenköpfe so einzustellen, daß der Düsenkopf des Eingangsabschnitts abweichend von der Bewegung des Düsenkopfes des Abgabeabschnitts in der Bewegungsrichtung der Walze bewegt wird. Das heißt, zum eliminieren der ungleichförmigen Temperaturverteilung in der Bandbreite, die durch die sattelförmige Deformation hervorgerufen ist, sollte die Kühlstärke an einer stromaufwärtigen Seite, wo diese Deformation erzeugt wird, soweit wie möglich verstärkt werden, und auf eine frühe Aufhebung der schlechten Formung des Bandes um den Teil, wo das Band und die Kühlwalze beginnen miteinander in Kontakt zu treten abzielend, sollte die Kühlstärke auch für die rückwärtige Oberfläche des um die Walze im Eingangsabschnitt gewickelten Bandes so groß wie mölich gemacht werden, (im übrigen ist die thermische Belastung sehr niedrig, und selbst die Walzen im Eingangsabschnitt führen manchmal eine Kühlung aus unter der Bedingung, daß die Walzen keinen vollen Verschiebungshub derselben aufweisen). Die Konstruktion erlaubt es, daß die Düsenköpfe des Eingangsabschnitts der Bewegung der Kühlwalzen folgen, so daß die Entfernungen der Düsenköpfe von den jeweiligen Kühlwalzen konstant gehalten werden, um dadurch den Kühlungseffekt im Eingangsabschnitt zu erhöhen. Mehr im einzelnen, der Düsenkopf wird von der zurückgezogenen Position in einer sich dem Band nähernden Richtung gleichzeitig mit dem Beginn des Kontakts zwischen dem Band in der Durchlauflinie und der Kühlwalze bewegt. Weiter, wenn der Verschiebungshub der Walze länger ist als zur Zeit des Inkontakttretens, wird der Düsenkopf bewegt, um die Entfernung von dem Band konstant zu halten. Wenn das Band und die Kühlwalze nicht in Kontakt sind, werden die Düsenköpfe zu der zurückgezogenen Position bewegt werden. Im Gegensatz dazu erfordern die Düsenköpfe des Abgabeabschnitts nicht stets diese Erfordernisse und können stationär sein. Jedoch sollten die Düsenköpfe zurückziehbar sein, weil, wenn die Düsenköpfe so ausgelegt sind, daß, wenn die Kühlwalzen den maximalen Verschiebungshub vollführen, die Länge der dazu entgegengesetzten Düsenköpfe maximal ist, z. B. eine Kühlwalze kann nicht verwendet werden, wodurch der Verschiebungshub der Kühlwalze vor oder nach der Kühlwalze kurz ist, so daß der der Kühlwalze folgende Düsenkopf, dessen Verschiebungshub kurz ist, oder der bezüglich der Rückseite des um die Kühlwalzen gewickelten Bandes feststehende Düsenkopf mit dem Streifen in Kontakt kommen. Somit ist es mäglich, daß der Düsenkopf des Abgabeabschnitts gewöhnlich so eingestellt wird, daß er beim Kühlen auf vorgegebene Positionen bewegt wird, und daß er nur im Notfall oder zu der Zeit, wenn nicht gekühlt wird, auf die zurückgezogene Position gestellt wird, so daß er der Bewegung der Kühlwalzen nicht absolut folgt. Das heißt, der Düsenkopf wird gleichzeitig mit dem Beginn des Kontakts zwischen dem Band in der Durchlauflinie und der Kühlwalze von der zurückgezogenen Position in Richtung zu dem Band bewegt, und danach bewegt sich der Düsenkopf nicht zu der vorgegebenen Position, obwohl der Verschiebungshub der Kühlwalzen lang wird, und der Düsenkopf wird wiederum in die zurückgezogene Position zurückgezogen unmittelbar bevor das Metallband und die Kühlwalze außer Kontakt kommen.
Zum Korrigieren der durch die sattelförmige Deformation hervorgerufenen ungleichförmigen Temperaturverteilungen entlang der Bandbreite sollte die Kühlrate auf der stromaufwärtigen Seite, von welcher die Deformation hervorgerufen wird, so groß wie möglich gemacht werden, und die Kühlung auf der Rückseite des um die Walze gewickelten Bandes, wo eine gleichförmige Kühlung in der Bandbreite vorgenommen werden kann, sollte hauptsächlich auf der stromaufwärtigen Seite erfolgen. Daher ist nicht nur die Kühllänge groß gemacht (der Verschiebungshub der Walzen ist groß gemacht), indem die Kühlwalzen aufeinanderfolgend von der stromaufwärtigen Seite im Eingangsabschnitt vorgeschoben werden, insbesondere unter Bevorzugung der ersten Kühlwalze, sondern auch der Gasstrahlstrom ist in der Folge von den Düsenköpfen der stromaufwärtigen Seite groß gemacht, um die Kühlung auszuführen, und die fehlende Kühlung wird auf der stromabwärtigen Seite ausgeglichen. Weil die Verschiebungs- oder Vorschubmethode der eine große Wickellänge des Bandes darauf einnehmenden Kühlwalze in der Folge von der ersten Kühlwalze verwendet wird, und wenn die geforderte Kühlrate niedrig ist oder wenn die Kühlstärke klein ist (das heißt, die Produktionsrate (Tonnen/Stunde) ist niedrig), ist der Düsenkopf zum Kühlen der rückwärtigen Seite des um die Kühlwalze gewickelten Streifens auf der stromabwärtigen Seite weit von dem Metallband getrennt (selbst wenn die Walze nicht in Kontakt ist, kann die rückwärtige Seite durch den Düsenkopf gekühlt werden). Um zu dieser Zeit Energie zu sparen, wenn die Entfernung zwischen dem Düsenkopf und der Kühlwalze größer als eine bestimmte Entfernung ist, wird ein Absperrventil des jeden Düsenkopf versorgenden Gaszuführungkanals geschlossen.
Auf der anderen Seite, wenn man eine Anzahl von Düsenköpfen in der Walzenachse hat, können die Beträge der Bewegung derselben in der Bewegungsrichtung der Kühlwalzen jeweils unterschiedlich gemacht werden, und die Entfernung zwischen jedem Düsenkopf und der Kühlwalze kann in der Walzenachse unterschiedlich gemacht werden. Eine solche Konstruktion kann angewendet werden, um es zu korrigieren, wenn eine geforderte Kühlwalze in der Querrichtung in der Walzenlänge variiert wird. Zusätzlich kann, wenn die Kühlrate immer noch eine übermäßige Leistung aufweist, die Verwendung von Einrichtungen so wie Gasgebläsen oder Ähnliches reduziert werden, was sich als nützlich zum Einsparen von Energie erweist.
Bei der obigen Konstruktion, bei welcher der Düsenkopf einer geringen Breite der Gasstrahlkühlvorrichtung unmittelbar über die heiße Stelle gebracht wird, um das Kühlgas darauf einzustrahlen, tritt, wenn die Bandbreiten sich stark verändern, ein neues Problem dahingehend auf, daß die Düsenköpfe der beiden Bandkanten diesen Änderungen nicht folgen können, und folglich kann die Rückseite des Bandes entsprechend der heißen Stelle nicht genau gekühlt werden. Daher kombiniert die vorliegende Konstruktion in Hinblick auf die Düsenköpfe für mindestens die beiden Bandkanten eine Anzahl von Düsenkörpern in der Walzenachse, und wenn sich die Bandbreiten ändern, wird bei der Konstruktion der Druck oder die Strömungsrate des Kühlgases der Düsenkörper nahe den Streifenkanten erhöht, um dadurch eine Verzögerung bei der Bewegung des Düsenkopfs (geringes Ansprechverhalten) zu kompensieren.
Mehr im einzelnen, wenn das Band nahe einer Schweißstelle zwischen unterschiedlich breiten Bändern von einer breiten Breite zu einer schmalen wechselt, werden die den beiden Kanten entsprechend inneren Kopfkörper αc, αe oder βc, βe ebenso wie die zentralen Kopfkörper αb, αf oder βb, βf verwendet, wie in Fig. 46(a) zu sehen. Wenn eine schmale Breite zu einer breiten wechselt, werden die den beiden Kanten entsprechenden äußeren Kopfkörper αa, αg oder βa, βg ebenso wie die zentralen Kopf körper αb, αf oder βb, βf verwendet, wie in Fig. 46(b) zu sehen, wodurch die Länge des Bandes, welches eine Temperaturabweichung in der Querrichtung aufweist, kürzestmöglich gemacht werden kann, um es dadurch zu ermöglichen Rollungen des in dem Wärmebehandlungsofen nach der Kühleinrichtung laufenden Metallstreifens zu verhindern.
Bei der Konstruktion, wo ein Anzahl von Kopfkörpern entlang der Walzenachse verbunden sind, sind, wenn die heißen Stellen an den den Trennwänden der verbundenen Teile der Kopfkörper entsprechenden Teilen vorliegen, diese Teile schwer zu kühlen. Bei der vorliegenden Konstruktion ist, wie in Fig. 47(a) zu sehen, der Düsenkopf 1 so aufgebaut, daß die verbundenen Kopfkörper 10 weiterhin mehrfach entlang der Laufrichtung des Metallbandes abgestuft sind, und die Düsenmündungen 11 der Kopfkörper 10 können entlang der Walzenachse in Bezug auf die stromaufwärtigen und stromabwärtigen Seiten entfernt sein, wodurch die Position, die eine Trennwand in einer Stufe ist, eine Position zur Anbringung der Düsenmündung 11 in der oberen oder unteren Stufe ist, so daß das Problem gelöst ist.
Weil die Düsenmündungen der Kopfkörper rechte Abstände haben, tritt kein Problem hinsichtlich des Einstrahlens des Gases auf, jedoch werden bei dieser Konstruktion, bei der die Anzahl von Kopfkörpern in der Walzenachse verbunden sind, wenn die Positionen zwischen zwei benachbarten Düsenmündungen die gleichen sind (d. h. die gleiche Position in der Walzenachse), durch das davon abgegebene Kühlgas leicht turbulente Strömungen erzeugt, und es kann kein effektives Kühlen sichergestellt werden. Bei der vorliegenden Konstruktion, wie in Fig. 47(b) gezeigt, sind die Positionen der Düsenmündungen 11 der verbundenen Kopfkörper 10 in der Bandlaufrichtung zu den benachbarten Kopfkörpern 10 verschoben, so daß beide benachbarten Düsenmündungen 11 verschieden positioniert sind und das obige Problem gelöst ist (im übrigen wird der gleiche Effekt bei einer Konstruktion hervorgebracht, welche eine Anzahl von Düsenmündungen in der Walzenachse innerhalb eines Düsenkopfes aufweist und bei der die benachbarten Düsenmündungen in der Bandlaufrichtung verschoben sind).
Es kann ausreichend sein, daß der Zug des Metallbandes so variiert wird, daß er höher ist bevor die obige Kühlwalze mit dem Metallband in Kontakt kommt, um dadurch die Form des Bandes beim Kontakt zu stabilisieren.
Was eine andere Konstruktion zum Kompensieren der Verzögerung bei der Bewegung des Düsenkopfes betrifft, wie in Fig. 48 und 49 gezeigt, sind die Kopfkörper in nicht weniger als zwei (αa1, αa2, αc1, αc2, βa1, βa2, βc1, βc2) in der Bewegungsrichtung des Bandes geteilt und sind für die Düsenköpfe αa, ac, βa, βc unabhängig entlang der Walzenachse (oder der Bandbreite) beweglich, so daß zumindest an beiden Bandkanten die Gasstrahlkühlvorrichtung zum Kühlen der Rückseite des um die Kühlwalzen gewickelten Bandes und/oder die später beschriebene Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung am Ausgang der Kühlwalzen angeordnet ist. Wie in Fig. 50(a), (b), (c) und Fig. 51(a), (b), (c) zu sehen ist, sind die Düsenköpfe (αa1, αc1, βa1, βc1) gerade vor der Änderung der Bandbreiten für die Bandkanten an der stromaufwärtigen Seite vorher an die Seiten bewegt worden, die nach der Änderung die Bandkanten sein werden, und die Düsenköpfe (αa2, αc2, βa2, βc2) für die Bandkanten stromabwärts werden auch nach der Änderung an die Streifenkanten bewegt, unmittelbar die Bereiche verschiedener Bandbreite zu diesen Düsenköpfen kommen (Fig. 50 zeigt die Bewegungen der Köpfe der Bandkanten, wenn sich die breite Breite zu der schmalen Breite ändert, und Fig. 51 zeigt die Bewegungen der Köpfe im umgekehrten Fall).
Die obige Konstruktion kann nicht nur als Gasstrahlkühlvorrichtung und Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung vorgesehen werden, sondern auch als eine am Einlaß zu der Walzenabschreckvorrichtung vorzusehende Hilfskühlvorrichtung.
Wenn die obige Konstruktion vorgesehen wird, werden eine oder mehrere von
einer Zieldüsenpositionsberechnungseinrichtung für Bandbreitenänderung (eine Einrichtung, welche am Einlaß der Kühlwalzen eine Information betreffend Verbindungen, so wie Schweißungen von wechselnder Folge, der Breite des Metallbandes oder der Länge bis zur nächsten Schweißstelle transportiert und die Zeit bis zum Erreichen der Kühlwalzen berechnet und eine neue Einstellposition des Düsenkopfs in der Walzenachse ausgibt),
einem Bandkantenpositionsdetektor (eine Lichtquelle und ein Detektor, eine Laserquelle und ein Detektor, so wie eine später beschriebene Bandtemperaturprofilmeßvorrichtung (Profilthermometer), die mittels einer Temperaturdifferenz zwischen einem Bereich des Bandes hoher Temperatur und einem von dem Band verschiedenen Bereich von niedriger Umgebungstemperatur unterscheidet, oder eine damit ausgestattete Konstruktion), und
eine Bandtemperaturprofilmeßvorrichtung
am Einlaß der Kühlwalzen vorgesehen sind, um eine Information über die die Breite ändernde Schweißstelle und den Breitenänderungsbetrag entsprechend der Information davon zu erhalten, um es zu gestatten, die Düsenköpfe für die Kanten in der Bandbreite einzustellen. Wenn der die Bandbreite verbindende Schweißpunkt mit der unterschiedlichen Breite zum Einlaß der Kühlwalzen gelangt, wird eine Information über diesen Schweißpunkt am Einlaß übertragen. Wenn das Band von der schmalen Breite zur breiten wechselt, ist die Bewegung der Düsenköpfe zu der vorgegebenen Position vorher abgeschlossen worden (die Düsenköpfe bewegen sich weit weg) unmittelbar bevor die Schweißstelle den Einlaß der Kühlwalzen passiert. Umgekehrt, wenn sich die Breite zu der schmalen ändert, beginnen sich die Düsenköpfe zu der vorgegebenen Position zu bewegen nachdem die Stelle den Auslaß der Kühlwalzen passiert hat (die Düsenköpfe nähern sich einander an). Dies ist weil, wenn ein schmales Band durchläuft, ein Teil der Walzen außerhalb des laufenden Bandes einen Wärmescheitel bewirkt, und dieser Teil ist schlecht beim Kontaktieren des Bandes, selbst wenn die breite Breite kommt, und zusätzlich, wenn das Band breit ist, wird die Spannung des Bandes verhältnismäßig abgesenkt und die Kontaktierung des Bandes wird schlechter. Daher ist in einem solchen Falle der Düsenkopf vorher zu der vorgegebenen Position bewegt worden, und es ist vorteilhaft, daß bei einer Änderung des Bandes auf die breite Breite der Kontakt zwischen dem Band und der Walze durch Kühlen der Rückseite des um die Kühlwalze gewickelten Bandes zufriedenstellend gestaltet wird. Wenn das Band wandert, folgen die Düsenköpfe dem Wandern. Wie oben gesagt, wenn die Düsenköpfe an beiden Bandkanten eine Anzahl von in der Walzenachse (in Richtung der Bandbreite) verbundenen Kopfkörpern umfassen, oder wenn die Kopfkörper der Kantendüsenköpfen in der Bandlaufrichtung in zwei oder mehr getrennt und unabhängig beweglich sind, können abnorme Bereiche durch Kühlen des breiten Änderungsbereichs stärker reduziert werden und die Düsenbreite kann schmäler gemacht werden, so daß ein übermäßiges Kühlen in der Umgebung herabgesetzt werden kann.
Wenn es schwierig ist, die Temperaturabweichung in der Bandbreite mittels der oben beschriebenen den Kühlwalzen entgegengesetzten Gasstrahlkühlvorrichtung unter den Bedingungen einer großen Banddicke, Bewegungsgeschwindigkeit oder Bandtemperaturdifferenz in der Rollenkühlvorrichtung auszugleichen, kann ein solches Problem gelöst werden, indem man außer der besagten Gasstrahlkühlvorrichtung
eine Hilfsgaskühlvorrichtung, welche am Ausgang der Kühlwalzen oder Kühlwalzengruppen dem Metallband gegenüberliegend angeordnet ist und zwei oder mehr Gasstrahldüsenköpfe in der Bandbreite aufweist, wobei mindestens einer dieser Düsenköpfe (zwei sind mehr vorzuziehen, und insbesondere jeweils einer an der Kante) entlang der Bandbreite bewegbar ist, und
eine Gaseinstellvorrichtung, welche den Druck oder die Strömungsrate des in die Düsenköpfe strömenden Kühlgases einstellt, vorsieht.
Weiterhin, wenn diese Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung vorgesehen wird, ist es zulässig, daß mindestens solche Düsenköpfe an beiden Bandkanten unter Düsenköpfen, die aus mehreren in der Bandbreite verbundenen Kopfkörpern gebildet sind, als eine Konstruktion zum Kompensieren der Verzögerung in der Bewegung der Düsenköpfe, wenn die Bandbreite wechselt angeordnet werden, und wobei mindesten einer der Düsenköpfe entlang der Bandbreite bewegbar ist, oder die an beiden Bandkanten angeordneten Düsenköpfe, wie in Fig. 49 zu sehen, in der Bandlaufrichtung in zwei oder mehr unterteilt und unabhängig entlang der Bandbreite bewegbar sind.
Wenn man am Einlaß der Kühlwalzen eine oder mehrere Zieldüsenpositionsberechnungsvorrichtungen für die Bandbreitenänderung, Bandkantenpositionsdetektoren und Bandtemperaturprofilmeßvorrichtungen vorsieht, um so eine Information über die die Breiteändernde Schweißstelle und den Breitenänderungsbetrag entsprechend der Information davon zu erhalten, um dadurch die zwei Düsenköpfe der Gasstrahlkühlvorrichtung und der Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung für die Bandkanten einzustellen, ist es somit möglich vor oder nach der Ankunft der Schweißstelle von in den Breiten unterschiedlichen Bändern jeden der Düsenköpfe an die vorgegebenen Positionen zu bewegen.
Anders als die oben beschriebene Vorwärtssteuerung ist es auch möglich eine Rückkopplungssteuerung durchzuführen, bei der die Bandtemperaturprofilmeßvorrichtung am Ausgang der Kühlwalzen oder dem Ausgang der Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung vorgesehen ist. Entsprechend der Information davon wird jeder Düsenkopf der Gasstrahlkühlvorrichtung und/oder jeder Düsenkopf der Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung jeweils auf die Bandkanten eingestellt.
Weiterhin kann die obige Rückkopplungssteuerung auch durchgeführt werden durch Einstellen des Drucks oder der Strömungsrate des von den Düsenköpfen der Gasstrahlkühlvorrichtung und/oder denjenigen der Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung eingestrahlten Kühlgases entsprechend der Information der Bandtemperatur an den Ausgängen mit oder ohne Begleitung der Bewegungssteuerung der Düsenköpfe. Zusätzlich ist es möglich gleichzeitig die zwei Düsenköpfe auf die Bandkanten einzustellen und den Druck oder die Strömungsrate der Gase in diesen Düsenköpfen einzustellen.
Die tatsächliche Konstruktion der Gasstrahlkühlvorrichtung kann von zwei oder mehr Düsenköpfen mit einer schmaleren Breite als der Bandbreite Gebrauch machen, die mit den Gasstrahldüsen versehen sind, und von Bewegungsbettungen zum Bewegen der Düsenköpfe in Richtung zur Bandoberfläche und/oder in Richtung der Bandbreite.
Wenn die Düsenköpfe durch die Bewegungsbettung auf einen Bereich ungleichförmiger Verteilung der Bandtemperatur bewegt werden und das Kühlgas auf das Band eingestrahlt wird, wobei man die richtige Entfernung nimmt (wenn zwei Düsenköpfe nicht ausreichend sind, können sie in der Bandbreite auf drei, vier, ... erhöht werden), wird die Temperaturverteilung in der Bandbreite gesteuert. Somit wird die Verteilung dadurch in der Bandbreite vergleichmäßigt und durch diese Vergleichmäßigung kann die Kühlrate gleichförmig gemacht werden und die in der Bandbreite vergleichmäßigte Temperatur kann auf eine angestrebte Temperatur gebracht werden, so daß Schwierigkeiten hinsichtlich schlechter Eigenschaften oder Formfehler des Materials gelöst werden können.
Die obige Konstruktion kann natürlich angewendet werden auf das Kühlen der Rückseite des um die Walze gewickelten Streifens bei mindestens einer Walze, deren Inneres gekühlt worden ist (vorzugsweise ist der Düsenkopf gekrümmt, um sich an die Krümmung der Walze anzupassen), und sie kann als eine am Einlaß einer Walzenabschreckvorrichtung oder am Auslaß derselben vorzusehende Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung verwendet werden. (Was den Einlaß betrifft, gibt es dort eine durch Mangel an Kühlung an den Bandkanten bewirkte sattelförmige Deformation und, wenn die Bandkanten durch eine Gaskühlung vor der Walzenabschreckung gekühlt werden, kann die sattelförmige Deformation klein gemacht werden und die Nichtverteilung der Bandtemperatur in der Rollenabschreckvorrichtung kann verbessert werden. Der Düsenkopf hierbei ist eben; und was den Auslaß betrifft, wird hauptsächlich ein ebener Düsenkopf verwendet.) Zum Beispiel kann die obige Konstruktion als Kühlsystem (mit A und B bezeichnete Stellen) vor und/oder nach der Walzenabschreckvorrichtung verwendet werden, wobei man bei einem kontinuierlichen Glühhitzezyklus von weichem und dünnem Stahl (zum Tiefziehen), wie in Fig. 52 zu sehen, eine Rekristallisationstemperatur für eine Überalterungsbehandlung erreicht.
Die vorliegende Konstruktion kann angewendet werden unabhängig von einer horizontalen Durchlauflinie oder einer vertikalen. Bei Verwendung dieser Konstruktion als Hilfskühlkonstruktion am Einlaß einer Walzenabschreckvorrichtung oder als Hilfsgasstrahlkühlkonstruktion am Auslaß derselben können die Konstruktionen in Bezug auf sowohl die Vorder- als auch die Rückseiten des Bandes vorgesehen werden, anders als das Vorsehen der Düsenköpfe und der Bewegungsbettungen für eine Seite des Bandes. Wenn die Konstruktionen an beiden Seiten vorgesehen werden, wird die heiße Stelle (einschließlich Bereichen, welche heiße Stellen sein müssen) an beiden Seiten gekühlt, um es dadurch zu gestatten, die Kühleffizienz zu erhöhen und ein Flattern des Bandes zu verhindern.
Wenn es zwei Düsenhalter in der Bandbreite gibt, werden die Köpfe durch die Bewegungsbettungen unter Zunahme der Temperatur zu den beiden Kanten verschoben, und wenn es drei sind, wird der verbleibende eine zu nahezu der Mitte des Bandes mit hoher Temperatur gebracht, oder je nach den Fällen zu einer geeigneten Position zu der Bandoberfläche, um die heiße Stelle durch die Düsenköpfe zu kühlen. Wenn es drei Düsenköpfe in der Bandbreite sind, kann der mittlere Kopf fixiert sein, so daß er sich nicht bewegt (dem Düsenkopf kann es gestattet sein, sich in der Querrichtung zu bewegen).
Wenn die Kühlwalze zur Einstellung der Kühlstärke mit der Banddurchlauflinie in der Querrichtung bewegbar ist, ist es auch gestattet, daß der Düsenkopf auf die Bewegung der Kühlwalze eingestellt wird
(wenn die Walze und der Kopf integral sind und sich stets zusammen bewegen, tritt ein Problem auf, anders als wenn die Walze zurückgezogen wird. Das heißt, wenn die Walze beim Stehen der Linie von der Durchlauflinie zurückgezogen wird, kommt der Kopf oft mit dem Band an seinen Kanten in Kontakt. Daher wird der Düsenkopf auf die Bewegung der Kühlwalze in einen das Band nicht kontaktierenden Bereich gestellt, obwohl der Kopf der Bewegung der Walze folgt)
innerhalb eines das Band auf der Durchgangslinie nicht kontaktierenden Bereichs
(insbesondere, wenn eine (gekrümmte) Größe des Düsenkopfs auf der Rückseite festgelegt wird, um einem Fall zu entsprechen, in dem der Verschiebungshub der folgenden Walze auf der Rückseite maximal ist, sollte der Düsenkopf im Notfall zurückgezogen werden, so daß die Kühlbelastung gesenkt wird, und abhängig von den Positionen der Kühlwalze und wenn der Düsenkopf im Sinne einer maximalen Beaufschlagung stehen gelassen wird, wird er mit dem Band in Kontakt geraten),
oder der Düsenkopf wird unabhängig von der Bewegung der Kühlwalze bewegt
(hinsichtlich der unabhängigen Bewegung sind, anders als das Vermeiden des Kontakts, feine Einstellungen praktikabel, um eine hohe Kühlungseffizienz mit einer minimalen Gasmenge auszuführen, wobei die optimale Düsenhöhe der höchsten Kühlungseffizienz beibehalten wird).
Wenn die vorliegende Konstruktion als Hilfskühlkonstruktion am Einlaß der Walzenabschreckvorrichtung vorgesehen wird, wie oben gesagt, ist es ausreichend, die ungleichförmige Temperaturverteilung entlang der Streifenbreite vor der Walzenabschreckung wegzunehmen, oder den Bereich, der die heiße Stelle sein wird, durch die Walzenabschreckung zu kühlen, um es so so nahe wie möglich zu der gleichförmigen Temperaturverteilung zu bringen (wenn man die Walzenabschreckung durchführt, wird die ungleichförmige Verteilung leicht hervorgerufen oder verstärkt aufgrund der Beziehung zwischen der Sattelverformung des Metallbandes und dem Hitzescheitel der Walze). Wenn die vorliegende Konstruktion als Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung am Auslaß der Rollenabschreckvorrichtung angeordnet wird, ist es auch nützlich die bei der Walzenabschreckung erfolgte und verstärkte, oder durch diese Kühlvorrichtung nicht aufgehobene ungleichförmige Temperaturverteilung auszugleichen. Weiterhin, wenn die obige Konstruktion als Konstruktion der Hilfsstrahlkühlung am Einlaß oder Auslaß der Walzenabschreckvorrichtung verwendet wird, werden die Düsenköpfe 1 unter leichter Abweichung in der Laufrichtung des Metallbandes X angeordnet, nicht in einer Reihe angeordnet, so daß der ungleichförmige Bereich durch Einstrahlung des Gases gekühlt werden kann, selbst wenn die ungleichförmige Breite breiter als die Breite des Düsenkopfs 1 ist, wie in Fig. 53 gezeigt.
In Hinblick auf Anderes als das oben Beschriebene, ist die Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung auf der Durchlauflinie des Metallbandes versehen mit sich parallel zur Bandoberfläche und in Richtung quer zur Banddurchlauflinie bewegenden Wägen, Düsenköpfen in der Richtung der Durchlauflinie, deren Düsen schmäler als die Bandbreite sind, einem Mechanismus zum Bewegen des Wagens und flexiblen Teilen oder Ausdehnungsverbindungen an dem Teil des Gaszuführungskanals.
Die ungleichförmige Temperaturverteilung kann auch ausgeglichen werden durch Einstrahlen des Kühlgases auf das Band, folgendes Bewegen des auf dem Wagen angebrachten Düsenkopfes auf den Bereich der ungleichförmigen Verteilung der Bandtemperatur (wenn einer ungenügend ist, können die Düsenköpfe auf zwei, drei ... in der Bandbreite vermehrt werden). Somit ist die Verteilung dadurch in der Bandbreite vergleichmäßigt, und durch diese Vergleichmäßigung wird die Kühlrate gleichförmig gemacht und die in der Bandbreite vergleichmäßigte Temperatur wird auf eine angestrebte oder Soll-Temperatur gebracht, so daß Probleme hinsichtlich schlechter Eigenschaften oder Formfehler des Materials gelöst werden.
Es können auch an beiden Oberflächen des Bandes ein Wagen, davon getragene Düsenköpfe und Gaszuführungskanäle mit flexiblen Teilen oder Ausdehnungsverbindungen zu den Düsenköpfen für die Gasstrahlkühlung vorgesehen sein.
Die obige Konstruktion kann auch als Hilfskühlsystem zum Kühlen der Bandkanten und/oder heißer Stellen am Einlaß der Walzenabschreckvorrichtung verwendet werden (die sattelförmige Deformation kann reduziert werden, indem die Bandkanten vor der Walzenabschreckung im Vorhinein durch die Gaskühlung gekühlt worden sind, und die durch die Walzenabschreckung bewirkte ungleichförmige Verteilung der Bandtemperatur kann verbessert werden). Zum Beispiel kann die obige Konstruktion für Gasstrahlkühlsysteme vor und/oder nach der Walzenabschreckvorrichtung verwendet werden, wobei sie von der Rekristallisationstemperatur zu einer Überalterungsbehandlung in einem kontinu ierlichen Heißglühzyklus für weichen und dünnen Stahl (zum Tiefziehen) reicht, wie in Fig. 52 zu sehen.
Weiterhin ist die vorliegende Konstruktion unabhängig von horizontalen oder vertikalen Durchlauflinien anwendbar.
Wenn es zwei Düsenköpfe in der Bandbreite gibt, werden die Düsenköpfe durch die Wägen zu den beiden eine Temperaturerhöhung aufweisenden Kanten verfahren, und wenn es drei sind, wird einer nahe zur Bandmitte hoher Temperatur gebracht, um die heiße Stelle durch die Düsenköpfe zu kühlen. Zusätzlich ist es möglich in der Mitte der Bandbreite stationäre Düsenköpfe anstelle bewegliche Düsenköpfe anzubringen.
Die vorliegende Erfindung schlägt eine solche Kühlvorrichtung für Metallbänder vor, welche das Band um mindestens eine Kühlwalze wickelt und die Wickellängen zwischen dem Band und den Kühlwalzen individuell einstellt, enthaltend
eine Gasstrahlkühlvorrichtung, die drei oder mehr Düsenköpfe in der Walzenachse den Kühlwalzen gegenüberliegend enthält, wobei die Düsenköpfe längs den Bewegungsrichtungen der Kühlwalzen beweglich sind, und mindestens ein Düsenkopf entlang der Achse der Walze beweglich ist,
Bandkantenpositionsdetektoren,
Positionseinstellvorrichtungen, welche Bewegungen der beweglichen Düsenköpfe unter den Düsenköpfen entlang der Walzenachse einstellen,
eine Berechnungseinrichtung zur Düsenkopfpositionssteuerung, welche die Positionseinstelleinrichtungen entsprechend den von den Detektoren erfaßten Signalen steuert,
Positionseinstelleinrichtungen, welche die Positionen der Düsenköpfe mit Positionssignalen der Kühlwalzen entlang der Bewegungsrichtungen der Kühlwalze einstellen,
eine Bandtemperaturprofilmeßvorrichtung, welche die Temperaturverteilung in der Bandbreite am Auslaß der Kühlwalze erfaßt, und
eine Berechungseinrichtung zur Bandtemperatursteuerung, welche die Abweichung der Temperatur in Bezug auf die angestrebte Verteilung der Bandtemperatur mit dem von der Meßvorrichtung ausgegebenen Temperatursignal berechnet und den Druck oder die Strömungsrate des in die Düsenköpfe strömenden Kühlgases in Ansprache auf die Temperaturverteilung einstellt.
Der Düsenkopf wird in der Walzenachse verschoben, wobei die Berechnungseinrichtung für die Düsenkopfpositionssteuerung auf von dem Bandkantenpositionsdetektor erfaßte Daten zurückgreift, weil eine hohe Lage der Bandtemperaturverteilung meistens in der Bandbreite festgestellt wird. Aber wenn eine Meßvorrichtung für das Profil der Bandtemperatur für den Bandkantenpositionsdetektor verwendet wird, kann die hohe Lage der Bandtemperaturverteilung umgesetzt werden in Bewegungspositionen des Düsenkopfs wie die Bandkanten. Bei der vorliegenden Konstruktion wird die ungleichförmige Verteilung der Bandtemperatur durch die Rückkopplungssteuerung der Berechnungseinrichtung für die Bandtemperatursteuerung aufgehoben, welche mit den Erfassungsdaten der am Auslaß der Kühlwalzen oder am Auslaß der Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung angeordneten Bandtemperaturprofilmeßvorrichtung eingegeben worden ist. Ein Verfahren zum Aufheben der ungleichförmigen Verteilung wird praktiziert durch Einstellen des Drucks oder der Strömungsrate des in jeden Düsenkopf strömenden Kühlgases in Ansprache auf die Temperaturabweichung zu der angestrebten oder Soll-Verteilung der Bandtemperatur.
Als Soll-Verteilung der Bandtemperatur kann eine verwendet werden, die voreingestellt ist. Aber, zum Beispiel, können die Durchschnittstemperaturen (+α wird entsprechend den Fällen auftreten) von zwei viertel Teilen in der Bandbreite die Soll- Temperaturen in der Bandmitte sein, und die gemessene Temperatur in der Bandmitte (diese Temperatur ist manchmal 0ºC bis 20ºC niedriger als die Temperatur, je nachdem) kann zur Soll- Temperatur an beiden Kanten des Bandes gemacht werden.
Die obige Konstruktion kann eine Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung (einschließlich einer solchen Konstruktion, bei der mindestens zwei Düsenköpfe, insbesondere jeder Düsenkopf an der Kante, in der Bandbreite bewegbar ist) zusammen mit einer Bandtemperaturprofilmeßvorrichtung umfassen.
Die Länge des Bereichs der an beiden Bandkanten hervorgerufenen Bandtemperaturabweichung in Bezug auf die Durchschnittstemperatur in der Bandbreite ist relativ kurz, wie man in der Formel 11 erhält. Die Durchschnittsbandtemperaturabweichung ΔT der Bandkanten, die in Formel 13 definiert ist, ist in einem weiten Maße variiert, wie in Fig. 54 gezeigt, entsprechend der Kühlbreite und der Banddicke. Die Bandtemperaturabweichung kann durch Erfassen beider Bandkanten mittels des Detektors und Bewegen der Düsenköpfe an beiden Kanten längs der Walzenachse (oder der Bandbreite) auf die richtige Kühlbreite mittels der Positionseinstellvorrichtung auf ein Minimum reduziert werden.
(13)
ΔT= 1/150 ¹&sup5;&sup0;&sub0; T(x) - Ta ·dx
ΔT : Durchschnittstemperaturabweichung (ºC) in 150 mm der Bandkanten
T(x) : Temperatur (ºC) an der Position x mm von den Kanten
Ta : Durchschnittstemperatur (ºC) in der Bandbreite
x : Entfernung von den Bandkanten
Die richtige Kühlbreite Xe wird ausgedrückt als Formel 14 und 15 von Fig. 54
(14)
6 ≤ Xe ≤ 45
hierbei, t < 1,3 mm
(15)
12 t - 9,6 ≤ Xe ≤ 22 t + 16,4
hierbei, t ≥ 1,3 mm
Xe : Richtige Kühlbreite (mm)
t : Banddicke (mm)
Wie in Fig. 55 zu sehen, wird um die Schweißstelle von Bändern X mit verschiedenen Breiten die Länge irregulärer Kühlung in der Bandbreite so kurz wie möglich gemacht, und um ein stabiles Laufen des Bandes X in dem Wärmebehandlungsofen nach der Kühlvorrichtung zu erreichen, wurde gefunden, daß die irreguläre Kühllänge experimentell innerhalb 0,9 Lo (Lo: Durchlauflänge zwischen den Walzen in dem oben genannten Wärmebehandlungsofen) sein sollte. die Beziehung zwischen der Düsenbreite des Düsenkopfs an der Bandkante wird ausgedrückt durch die unten stehende Formel 16.
(16)
Xe ≤ Be - (Δw/2 - 0,9 Lo V/S)
Be : Breite (mm) der Düse
Δw : Breitendifferenz (mm) zwischen dem vorhergehenden und dem folgenden Band
Lo : Durchlauflänge (m) zwischen den Walzen in einem Wärmebehandlungsofen nach der vorliegenden Kühleinrichtung
V : Bewegungsgeschwindigkeit (mm/min) der Düsenköpfe an beiden Bandkanten
S : Liniengeschwindigkeit (m/min)
Daher kann die Düsenbreite Be der Düsenköpfe an beiden Kanten durch Auswählen der Größen der untenstehenden Formeln 1 oder 2 die an den Bandkanten hervorgerufene Bandtemperaturabweichung auf ein Minimum regeln (wenn die Bandkanten nicht konstant sind und von 1,0 mm bis 2,0 mm variieren, wird die Düsenbreite Be basierend auf der maximalen Dicke festgelegt).
(1)
6 ≤ Be - (Δw/2 - 0,9 Lo V/S) ≤ 45
hierbei, t < 1,3 mm
(2)
12 t - 9,6 ≤ Be - (Δw/2 - 0,9 Lo V/S) ≤ 22 t + 16,4
hierbei, t ≥ 1,33 mm
Be : Breite der Düsen (mm)
t : Banddicke (mm)
Δw : Breitenänderungsbetrag (mm) des Bandes
Lo : Durchlauflänge zwischen den Walzen in einem Wärmebehandlungsofen nach der Kühleinrichtung
V : Bewegungsgeschwindigkeit (mm/min) des Düsenkopfs in der Walzenlänge (oder in der Bandbreite)
S : Liniengeschwindigkeit (m/min)
Fig. 56 zeigt den Vergleich zwischen der Erfindung (mit No. 1 gezeigt) und dem Stand der Technik, bei dem das Kühlen ausgeführt wurde durch eine Gasstrahlvorrichtung, welche entlang der Bandbreite und den Kühlwalzen gegenüberliegend in die mehrfache Anzahl unterteilt wurde. Dieselbe zeigt auch die Bandtemperaturverteilung um die Bandkanten, und es ist zu sehen, daß die Erfindung einen kleineren Bereich mit übermäßiger Kühlung und eine gleichförmigere Temperaturverteilung im Vergleich mit dem Stand der Technik hat. Die experimentellen Bedingungen sind in der folgenden Tabelle 1 gezeigt.

Tabelle 1

Banddicke: 1,3 mm
Bandbreite: 1450 mm
Liniengeschwindigkeit: 248/min
Bandspannung: 3,1 kg/mm²
Durchschnittsbandtemperatur
am Einlaß der Kühlvorrichtung: 600ºC
am Ausgang derselben: 350ºC
Anzahl der verwendeten Kühlwalzen: 7
Durchmesser der Kühlwalzen: 1800 mm
Durchschnittskontaktwinkel derselben: 112º
Durchschnittswärmetransferkoeffizient der Gasstrahlkühlvorrichtung gegenüber der Kühlwalzen: 390 kcal/m²hºC
Durchschnittswinkel des Düsenkopfs derselben: 99º
Düsenkopf und Metallband desselben: 10 mm (Erfindung)
Kühlbreite des überlappenden Teils desselben: 250 mm (Stand der Technik)
Die Länge der im Zentrum des Bandes verursachten Bandtemperaturabweichung in Bezug auf die Durchschnittstemperatur in der Bandbreite ist innerhalb des in Fig. 57 gezeigten Bereichs. Die Düsenbreiten Bc von jedem zentralen Düsenkopf der Gasstrahlkühlvorrichtung und die der Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung kann die Bandtemperaturabweichung so steuern, daß sie ein Minimum ist, indem die durch die Formel 3 erhaltenen Ergebnisse gewählt werden, um dadurch die Bandtemperaturverteilung zu minimieren, wobei die Gasstrahlkühlvorrichtung der Kühlwalze gegenüber liegt und die Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung am Ausgang der Kühlwalzengruppe angeordnet ist.
(3)
0,09 W ≤ Bc ≤ 0,27 W
Bc : Düsenbreite (mm)
W : Bandbreite (mm)
Fast alle die Bereiche, die die Temperaturabweichungen bewirkt haben, sind symmetrisch in Bezug auf die Mittellinie des Metallbandes, und so werden die Düsen entlang der Walzenachse (oder der Bandbreite) bewegt und eingestellt, so daß die Mitten des Bandes und der Düsen zusammenfallen.
Fig. 58 zeigt einen Vergleich zwischen dem Stand der Technik und der Erfindung in Bezug auf Investitionskosten/Betriebskosten. Investitionskosten/Betriebskosten können eingespart werden, indem die Gasmenge und die Rotationsgeschwindigkeit der Ventile zurückgenommen werden, wie bei denselben gezeigt.
Die obige Konstruktion hat drei oder mehr Düsenköpfe entlang der Walzenachse und mindestens diejenigen Düsenköpfe darunter, die an den beiden Bandkanten angeordnet sind, umfassen eine Anzahl von in der Walzenachse verbundenen Kopf körpern, so daß die Düsenköpfe entlang der Walzenachse bewegbar sind, und die Gasstrahlkühlvorrichtung kann aus diesen Düsenköpfen zusammengesetzt sein.
Weil die Position, welche in der Bandtemperaturverteilung höher ist, wie oben erwähnt, in der Bandbreite nahezu bestimmt ist, bewegt die Recheneinrichtung für die Düsenkopfpositionssteuerung den Düsenkopf entlang der Walzenachse entsprechend Daten, welche von dem Bandkantenpositionsdetektor erfaßt worden sind. Jedoch, wenn die Bewegungen der Düsenköpfe an beiden Bandkanten gegenüber den Kanten des Bandes verzögert sind, wenn sich die Bandbreite ändert, können die verbundenen Düsenköpfe die Verzögerung abdecken, indem der Druck oder die Strömungsrate des Kühlgases in den Kopfkörpern nahe beiden Bandkanten erhöht wird. Auch bei der vorliegenden Konstruktion wird die ungleichförmige Verteilung der Bandtemperatur durch die Rückkopplungsregelung der Recheneinrichtung für die Bandtemperatur-Steuerung aufgehoben, welcher die Erfassungsdaten der am Ausgang der Kühlwalze installierten Bandtemperaturprofilmeßvorrichtung eingegeben worden sind. Das Verfahren zum Aufheben der ungleichförmigen Verteilung wird in die Praxis umgesetzt, indem der Druck oder die Strömungsrate des in jeden Düsenkopf strömenden Kühlgases entsprechend der Temperaturabweichung auf die Soll-Verteilung der Bandtemperatur eingestellt wird.
Wenn es schwierig ist, die Temperaturabweichung in der Bandbreite mittels der den Kühlwalzen gegenüberliegenden Gasstrahlkühlvorrichtung unter den Bedingungen aufzuheben, daß die Banddicke, die Bewegungsgeschwindigkeit oder die Verminderung der Bandtemperatur in der Kühlvorrichtung groß sind, kann ein solches Problem gelöst werden, indem man eine Gasstrahlkühlvorrichtung vorsieht, die aus mehreren Kopfkörpern zusammengesetzt ist, welche drei oder mehr Gasstrahldüsenköpfe in der Bandbreite haben und mit solchen an den beiden Bandkanten positionierten Düsenköpfen verbunden sind, sowie eine Gaseinstelleinrichtung zum Einstellen des Drucks oder der Strömungsrate des in jeden Düsenkopf strömenden Kühlgases.
In Hinblick auf die Düsenköpfe der Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung enthalten mindestens die Düsenköpfe darunter, die an beiden Bandkanten positioniert sind, eine Anzahl von Kopfkörpern, die in der Bandbreite verbunden sind und entlang der Bandbreite bewegbar sind, aus dem gleichen Grund, weshalb die gleiche Struktur am Düsenkopf der Gasstrahlkühlvorrichtung vorgesehen wird.
Der Bereich der im Bandzentrum in Bezug auf die Durchschnittstemperatur in der Bandbreite hervorgerufenen Bandtemperaturabweichung ist innerhalb der Grenzen, wie sie in Fig. 57 gezeigt sind. Wenn der Druck oder die Strömungsrate des in jeden Düsenkopf strömenden Kühlgases entsprechend der Bandtemperaturabweichung eingestellt wird, kann die im Zentrum der Bandbreite bewirkte Abweichung, wie oben gesagt, auf das Minimum reduziert werden, indem die durch die obige Formel 3 erhaltenen Ergebnisse in Bezug auf die Breite Bc des Düsenkopfs von jedem in der Mitte der den Kühlwalzen gegenüberliegenden Gasstrahlkühlvorrichtung und der Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung am Ausgang der Kühlwalzen installierten Düsenkopf ausgewählt werden.
Wenn die Düsenköpfe an beiden Bandkanten aus drei oder mehr Kopfkörpern zusammengesetzt sind, kann die an beiden Bandkanten hervorgerufene Abweichung auf ein Minimum reduziert werden, indem die Breiten Be der Kopfkörper auf eine Größe gewählt werden, die in der unten stehenden Formel 17 gezeigt ist, die Breiten Beo der Düsenköpfe an den Außenseiten auf eine Größe gewählt werden, die in Formel 4 gezeigt ist, die Breiten Bec der zentralen Kopf körper auf Größen gewählt werden, die in den Formeln 5 und 6 gezeigt sind (wenn die Banddicke nicht feststeht und im Bereich von 1,0 mm bis 2,0 mm variiert wird, wird die Düsenbreite Bec entsprechend der maximalen Dicke bestimmt) und die Breiten Bei der Kopfkörper an den Innenseiten werden auf Größen gewählt, die in Formel 7 gezeigt sind.
(4)
Beo ≥ ΔWu/2
ΔWu : Änderungsbetrag (mm) der Bandbreite, wenn Bänder von kleiner Breite zu großer Breite verbunden werden
(5)
6 ≤ Bec ≤ 45
hierbei t < 1,3 mm
(6)
12 t - 9,6 Bec ≤ 22 t + 16,4
hier t ≥ 1,3 mm
t : Banddicke (mm)
(7)
Bei ≥ ΔWd/2
ΔWd : Änderungsbetrag (mm) der Bandbreite, wenn Bänder von großer Breite zu kleiner Breite verbunden werden
(17)
Be = Beo + Bec + Bei
Der Bereich des an beiden Bandkanten in Bezug auf die Durchschnittstemperatur in der Bandbreite hervorgerufenen Band temperaturabweichung ist relativ klein. Die in Formel 13 definierte durchschnittliche Bandtemperaturabweichung ΔT variiert stark, wie in Fig. 54 gezeigt, in Abhängigkeit von der Bandbreite und -dicke. Daher zeigt Fig. 54, daß es vorteilhaft ist, die richtige Kühlbreite Bec gemäß den obigen Formeln 5 und 6 in Bezug auf die zentralen Düsenkörper der Düsenköpfe an beiden Bandkanten einzustellen.
Die Breite Beo des an der Außenseite der Düsenköpfe beider Kanten positionierten Kopfkörpers und die Breite Bei des an der Innenseite der Düsenköpfe derselben positionierten Kopfkörpers bestimmen die Kühlbreiten davon, um die Verzögerungen bei der Bewegung der Düsenköpfe an beiden Bandkanten abzudecken, wenn sich die Breiten ändern, und jede von ihnen ist so bestimmt, daß sie 1/2 des Breitenänderungsbetrags des Metallbandes ist (wenn es an beiden Kanten ist, ist 1/2 vernünftig).
Für das Walzenabschrecken in der kontinuierlichen Glühlinie wird die Kühlwalze #1 der in Fig. 59 gezeigten Konstruktion verwendet. Die Kühlwalze #1 hat einen Kühlmittelweg γ als Spirale an deren Innenseite nahe der Oberfläche, und das Kühlmittel, wie Kühlwasser, wird veranlaßt zum Kühlen der Walzenoberfläche an einem Ende des Weges γ dorthin einzutreten und nachdem die Wärme von dem damit in Kontakt stehenden Metallband abgeführt worden ist, wird das Kühlmittel am anderen Ende abgegeben. In Abhängigkeit von der Einstellung der geeigneten Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels, wird eine sehr hohe thermische Effizienz erhalten, und durch Veränderung der Kontaktlänge mit dem. Band kann die Kühlstärke leicht eingestellt werden. Somit hat diese Kühlwalze hervorragende Verdienste.
Die Walzenabschreckvorrichtung macht allgemein Gebrauch 1 von einer Anzahl von Kühlwalzen #1 bis #7, welche abwechselnd die obere oder rückwärtige Oberfläche des Bandes X kontaktieren, wie in Fig. 60 zu sehen. Das Kühlmittel wird in die Passagen γ der Walzen #1 bis #7 geleitet und das erwärmte Kühlmittel wird an der Abgabeseite gesammelt und an einen Wärmetauscher geschickt, um es zur Wiederverwendung abzukühlen.
Das Metallband X, welches durch die Walzen #1 bis #7 gekühlt worden ist, unterliegt normalerweise einer nicht- gleichförmigen Temperaturverteilung mit W-Form entlang der Bandbreite, wie in Fig. 43 gezeigt. Es wird angenommen, daß dies ein Phänomen ist, das durch die sattelförmige Deformation hervorgerufen wird, bei der sich das Band X an beiden Kanten aufrollt, wenn die Kühlwalzen gewickelt werden, indem dem Band X eine Spannung in der Bandlauflinie auferlegt wird. Auf die Methode, um ein solches Phänomen zu beheben, wurde bereits Bezug genommen. Tatsächlich wird das Aufheben der nicht-gleichförmigen Temperaturverteilung durch die obige Konstruktion beschleunigt, aber es ist nicht vollkommen, und wie in Fig. 61 gezeigt, werden eher die Temperaturabweichung Δt1 an beiden Kanten und Δt2 an beiden Viertelbereichen groß, und die nicht- gleichförmige Temperaturverteilung ist nicht symmetrisch in der Bandbreite, und wenn es merklich ist, fördert ein übermäßiges Kühlen die nicht-gleichförmige Verlängerung des Bandes X durch die Spannung innerhalb der Walzenabschreckvorrichtung, und dies bewirkt, daß das Band X sich in dem folgenden Behandlungsofen schlängelt oder macht die Bandeigenschaften nicht gleichförmig.
In Anbetracht der oben erwähnten Schwierigkeiten bei Durchführung des Kühlens des Metalls durch die Metallbandkühlvorrichtung schlägt die vorliegende Erfindung auch Kühlwalzen vor, durch welche keine nicht-gleichförmigen Eigenschaften des Metalls erzeugt werden, sowie eine Walzenabschreckvorrichtung unter Verwendung solcher Kühlwalzen.
Als Struktur für eine Kühlwalze mit einer Kühlmittelpassage an deren Innenseite, mit welcher das Metall kontaktiert wird, ist es ratsam eine Kühlwalze zu verwenden, die mit einer Anzahl von Kühlpassagen auf der gleichen Seite versehen ist.
Bei der Struktur, bei der eine Anzahl von Kühlwalzen in der Metalldurchgangslinie angeordnet sind und das Metall an dessen Oberfläche kontaktieren, wird die Flußrichtung des Kühlmittels in der Passage von jeder Kühlwalze pro Stück umgekehrt, um eine Struktur zum Zuführen des Kühlmittels zu schaffen.
Da eine herkömmliche Kühlwalze einen einzigen Kühlmittelweg an der inneren Umfangsfläche derselben aufweist, fließt das Kühlmittel von genügend niedriger Temperatur am Einlaß des Weges frei und tauscht kontinuierlich die Wärme des Metalls während der Fortbewegung, aber es gerät bis in einen fast ge sättigten Zustand hinsichtlich der Wärmetauschmenge am Auslaß des Weges gerade bis zum Kochen, wenn das Kühlmittel Wasser ist. Auf der anderen Seite, wenn eine Anzahl von Wegen in der gleichen Oberfläche ausgebildet sind, kann jede Länge der Kühlmittelwege für die notwendige Kühlmenge kurz gemacht werden, so daß die Wärmetauschmenge klein sein kann, was ein ausreichendes Ergebnis ist, um das Metall an der Walzenoberfläche selbst nahe dem Auslaß des Kühlmitteldurchgangs zu kühlen, und die Temperaturverteilung ist nach dem Kühlen in der Metallbreite symmetrisch.
Wenn eine Anzahl von Kühlwalzen entlang der Durchlauflinie installiert sind, tritt bei einer herkömmlichen Walzenabschreckvorrichtung, bei der das Kühlmittel in jede der Kühlwalzen von der gleichen Seite zugeführt und von der anderen abgegeben wird, ein Temperaturgradient zwischen den Walzenoberflächen an der Kante nahe dem Einlaß des Kühlmittels und nahe dem Auslaß desselben in jeder Kühlwalze in der gleichen Richtung auf. Auf der anderen Seite ist bei der obigen zweiten Struktur die Strömungsrichtung des Kühlmittels für jede Walze umgekehrt, so daß der o. g. Temperaturgradient für jede der Walzen umkehrt und für jede der Walzen kleiner wird, und dementsprechend wird der Gradient an der Kühlwalze des Abgabeabschnitts selbst Null.
Die vorliegende Erfindung schlägt auch ein schnelles Kühlverfahren vor, um die Temperatur in der Bandbreite in Hinblick auf einen weiten Bereich von Bändern nahezu auf die angestrebte Temperaturverteilung zu bringen.
Hier wird ein Verfahren zum Kühlen von Metallbändern vorgeschlagen, wobei dieses Verfahren umfaßt: Wickeln des Metallbandes um mindestens eine Kühlwalze und ein Einstellen einer Wickellänge zwischen dem Band und der jeweiligen Kühlwalze durch Bewegen der Walze, Verwenden einer Gasstrahlkühlvorrichtung, die mit einer Düseneinrichtung versehen ist, welche der jeweiligen Walze wegs des Bandes gegenüberliegt, um das Band durch Einstrahlen des Kühlgases von der Düseneinrichtung auf seiner Rückseite zu kühlen. Gemäß der Erfindung ist dieses Verfahren gekennzeichnet durch: Verwenden von einem oder mehreren Düsenköpfen, die in der Bewegungsrichtung der jeweiligen Walze und entlang der Walzenachse bewegbar sind und eine Breite haben, die schmäler als die des Bandes ist; Einstellen der Wickellänge, um so die Durchschnittsbandtemperatur oder die Temperatur im Bandzentrum basierend auf der Abweichung von einer angestrebten oder Soll-Bandtemperatur einzustellen stetes Beobachten einer Temperaturverteilung in der Bandbreite an mindestens einer Seite des Einlasses oder Auslasses der Kühlwalze(n), wobei die Trennentfernung zwischen dem Band und den Düsenköpfen entsprechend der Position der Walze(n) und der Düsenköpfe eingestellt wird, und Bewegen der Düsenköpfe auf eine Position, wo die Temperaturabweichung gegenüber der Soll- Temperaturverteilung auftritt, um dadurch die Temperaturverteilung des Bandes basierend auf der Abweichung zu regeln.
Insbesondere werden die Düsenköpfe auf eine Position bewegt, wo die Temperaturabweichung Null ist in Bezug auf die obige Soll-Temperaturverteilung, so daß die Bandtemperaturverteilung basierend auf der Abweichung von der angestrebten Temperaturverteilung geregelt wird.
Bei der obigen W-förmigen nicht-gleichförmigen Temperaturverteilung sind die heißen Stellen im Zentrum und an beiden Kanten schmal in der Breite, und bei der in der japanischen offengelegten Patentschrift No. 60-169524 beschriebenen herkömmlichen Konstruktion war es schwierig für eine effektive Kühlung zu sorgen, aber bei der obigen Konstruktion wird ein Düsenkopf von schmaler Breite unmittelbar über die heiße Stelle bewegt und strahlt das Kühlgas konzentrisch darauf ein, um es dadurch zu gestatten, die nicht-gleichförmige Temperaturverteilung effektiv aufzuheben. Dann wird ein Vergleich gemacht zwischen der Temperatur im Bandzentrum und der Soll-Temperatur, die eingestellt worden ist, um eine vorgegebene Wärmebehandlung des Metallbandes zu verwirklichen, und die Wickellänge des Metallbandes und der Kühlwalze wird eingestellt, um die Temperatur im Bandzentrum entsprechend der Bandtemperaturabweichung zu kontrollieren.
Zum Durchführen des Kühlens der Rückseite des Bandes durch Einstrahlen des Kühlgases von dem Düsenkopf auf das die Kühlwalze kontaktierende Band wird, während der Abstand zwischen dem Band und dem Düsenkopf in Hinblick auf die Position der Kühlwalze und die Position des Düsenkopfs eingestellt wird und stets die Temperaturverteilung in der Bandbreite zumindest an einem vom Eingang oder Ausgang der Kühlwalzen beobachtet wird, der Düsenkopf auf die Position zum Aufheben der Abweichung von der Soll-Temperaturverteilung bewegt (für diese angestrebte Temperaturverteilung kann eine voreingestellte verwendet werden, zum Beispiel anders als die Soll-Verteilung im Bandzentrum, die tatsächlich gemessene Temperatur im Bandzentrum oder eine um 0 bis 20ºC niedrigere Temperatur als die tatsächliche Temperatur werden zu Soll-Temperaturen an beiden Bandkanten gemacht, und die Soll-Temperaturverteilung kann dadurch bestimmt werden), und die Regelung der Bandtemperaturverteilung wird durchgeführt (z. h. die Vergleichmäßigung der Bandtemperatur).
In Hinblick auf die Regelung der Bandtemperaturverteilung werden, anders als das Bewegen des Düsenkopfs entlang der Walzenachse (in Richtung der Bandbreite), der Druck oder die Strömungsrate des in den Düsenkopf fließenden Kühlgases basierend auf der Temperaturverteilung eingestellt, und es kann dabei eine Konstruktion zum Einstrahlen des Kühlgases auf das Metallband eingeschlossen werden.
Der Grund, weshalb eine Voraussetzung darauf basiert, daß der Düsenkopf entlang der Kühlwalzenachse bewegbar ist, ist, weil die Kühlwalze in der Richtung quer zu der Banddurchgangslinie bewegt werden kann, um ihre Wickellänge zu ändern, und für den Düsenkopf ist es erforderlich, daß er stets die zum Kühlen der Rückseite des um die Walze gewickelten Bandes geeignete Entfernung einnimmt, und daß der Kopf nicht das Metallband kontaktiert.
Wenn die Anzahl der installierten Düsenköpfe zwei ist, werden die Düsenköpfe auf die Position zum Aufheben der Abweichung von der Soll-Verteilung bewegt, um die Bandtemperaturverteilung basierend auf der Abweichung zu regeln, wobei man auf die Temperaturabweichung von der Soll-Verteilung an beiden Bandkanten ausgeht. Bei der Nicht-Gleichförmigkeit der oben festgestellten W-förmigen Verteilung sind die beiden Kanten in der Temperatur höher als der zentrale Teil, und, somit werden die Düsenköpfe vorzugsweise zu beiden Bandkanten bewegt.
Auf der anderen Seite hat die heiße Stelle im zentralen Teil gewöhnlich eine niedrigere Temperatur als die beiden Kanten, und wenn das Band seine Breite ändert ändert die heiße Stelle kaum ihre Position. Somit sollten die obigen Düsenköpfe an beiden Kanten vorgesehen sein, und zum Entfernen der Nicht- Gleichförmigkeit können die Düsenköpfe im Zentrum des Bandes angeordnet sein. In diesem Fall bewegt sich ein derartiger Düsenkopf im Bandzentrum nur in der Bewegungsrichtung der Kühlwalze und bewegt sich nicht entlang der Walzenachse, und es wird lediglich der Druck oder die Strömungsrate des Kühlgases entsprechend der Temperaturabweichung in Hinblick auf die Regelung der Bandtemperaturabweichung basierend auf der Abweichung von der Soll-Verteilung eingestellt, um das Kühlgas auf das Metallband einzustrahlen.
Die vorliegende Erfindung kann natürlich angewendet werden nicht nur auf eine Konstruktion mit einer Kühlwalze, sondern auch auf eine mit zwei oder mehr Kühlwalzen. Bei einer Konstruktion mit einer Anzahl von Kühlwalzen werden für mindestens eine erste Kühlwalze drei Düsenköpfe vorgesehen, um die oben erläuterte Düsenkopfanordnung aufzubauen. Weiterhin werden diese Kühlwalzen in zwei Sektionen unterteilt, eine Eingangssektion und eine Abgabesektion, und die drei Düsenköpfe werden für die Kühlwalzen an der Eingangssektion vorgesehen, während die zwei Düsenköpfe für die Kühlwalzen in der Abgabesektion vorgesehen werden. Der Grund, weshalb es drei Düsenköpfe für die erste Kühlwalze oder die Kühlwalzen im Eingangsabschnitt gibt, ist weil aus dem gleichen Grund wie oben festgestellt, wenn das Bandzentrum beim Beginnen des Kühlens schwillt, eine nicht-gleichförmige Temperaturverteilung auftritt, und sobald die Nicht-Gleichförmigkeit auftritt, wächst diese um so mehr an aufgrund der Eigenschaften der Walze, und mit dem Ziel, Formfehler beim Beginn des Walzenkontakts aufzuheben, wird der Düsenkopf an mindestens der ersten Walze oder den Walzen im Eingangsabschnitt vorgesehen, um dadurch ein konzentrisches Kühlen daran ebenso wie ein Kühlen an der Rückseite davon auszuführen, um das Problem des Schwellens im Zentrum zu lösen. Wenn die Konstruktion drei Düsenköpfe einschließlich des zentralen Düsenkopfs für die erste Walze oder die Walzen im Eingangsabschnitt aufweist, ist es ausreichend, jeweils die Düsenköpfe für beide Bandkanten für die nachfolgenden Kühlwalzen vorzusehen.
Wenn eine Anzahl von Kühlwalzen vorgesehen werden, wie oben gesagt, ist es möglich die Bewegung des Düsenkopfs des Eingangsabschnitts in der Walzenbewegungsrichtung von der Bewegung des Düsenkopfs im Abgabeabschnitt abweichend zu gestalten. Was den Düsenkopf im Eingangsabschnitt betrifft, folgt er der Bewegung der Kühlwalze im Sinne eines Beibehaltens einer bestimmten Entfernung davon, und was den Düsenkopf im Abgabeabschnitt betrifft, wird er beim gewöhnlichen Kühlen auf eine vorgegebene Position bewegt und wird nur im Notfall oder wenn die Kühlmenge ziemlich klein ist auf die zurückgezogene Position zurückgenommen, so daß er der Bewegung der Kühlwalze nicht folgt.
Zum Aufheben der durch die sattelförmige Deformation hervorgerufenen nicht-gleichförmigen Verteilung in der Bandbreite wird die Kühllänge groß genommen, indem man nicht nur nacheinander die Walzen von der stromaufwärtigen Seite in Bevorzugung zu den Walzen des Eingangsabschnitts, insbesondere der ersten Kühlwalze, verschiebt, sondern auch die Gasstrahlfähigkeit sukzessive von den Walzen auf der stromaufwärtigen Seite auf das Maximum bringt, um ein mangelndes Kühlen stromabwärts zu kompensieren.
Beim Kühlen der Rückseite des um die Kühlwalze gewickelten Bandes mittels der drei oder mehr Düsenköpfe, die in den Bewegungsrichtungen der Kühlwalze und entlang der Kühlwalze bewegbar sind, ist es auch möglich die Durchschnittstemperatur des Bandes zu regeln, wobei auf die drei heißen Stellen Bezug genommen wird. Diese Regelung wird dann reduziert, um sie durch Einstellen der Wickellänge zwischen dem Metallband und der Kühlwalze auszuführen, und es ist für den Wärmeübergang nützlich die Position so einzustellen, daß die richtige Entfernung zwischen dem Düsenkopf und dem Metallband beibehalten wird, indem man herbeiführt, daß der Düsenkopf dem Ort des um die Kühlwalze gewickelten Bandes entspricht. Wenn die Entfernung zwischen dem Düsenkopf und dem Metallband 5 bis 50 mm ist, ist dies für die Genauigkeit der Einstellung der Bewegungen der Kühlwalze und des Düsenkopfs wirksam oder für ein Vermeiden eines durch einen Formfehler (z. B. Wellungen der Kanten) bewirktes Kontaktieren zwischen dem Düsenkopf und dem Metallband.
Die auf der Abweichung von der Soll-Verteilung basierende Verteilung der Bandtemperatur wird zusammen mit einer Regelung der Durchschnittsbandtemperatur geregelt. Denn, es ist wichtig die Kühlbreite durch Bewegen des Düsenkopfs zu regeln. Als Ergebnis von Experiment und Analyse durch die Kühlwalze unter Verwendung eines Stahlbandes als Metallband ist herausgefunden worden, wie oben gesagt, daß die in der Formel 13 definierte an den Kanten des Stahlbandes auftretende durchschnittliche Abweichung der Bandtemperatur durch die Kühlbreite und die Banddicke stark verändert wird, wie in Fig. 54 zu sehen. Während man die Entfernung zwischen dem Band und dem Düsenkopf einstellt, die von der Position der Walze und des Düsenkopfs erhalten wird, und stets die Positionen von beiden Bandkanten an mindestens einem von Eingang oder Ausgang der Kühlwalzen beobachtet, werden die Düsenköpfe so bewegt, daß die Positionen der an beiden Bandkanten positionierten Düsenköpfe der Kühlvorrichtung sich innerhalb der Kühlbereiche befinden, wie sie in den unten stehenden Formeln 8 und 9 in Bezug auf die beiden Bandkanten definiert sind, um dadurch zu ermöglichen, daß die Bandtemperaturabweichung zu einem Minimum gemacht wird.
(8)
6 ≤ WE ≤ 45
hierbei t < 1,3 mm
(9)
12 t - 9,6 ≤ WE ≤ 22 t + 16,4
herbei t ≥ 1,3 mm
WE : Kühlbreiten (mm) von beiden Düsenköpfen an beiden Bandkanten
t : Banddicke
Da die Bereiche, wo die Abweichungen im Zentrum des Bandes auftreten, fast symmetrisch sind in Bezug auf die Mittellinie in der Bandbreite, wird der Düsenkopf so bewegt, daß zum Kühlen des zentralen Teils des Bandes das Zentrum in der Bandbreite auf das Zentrum des Düsenkopfs in dem Zentrum des Bandes eingestellt wird. Der Bereich der Abweichung ist, wie in Fig. 57 zu sehen, in Bezug auf die Bandbreite innerhalb des in der unten stehenden Formel 10 gezeigten Bereichs, und es ist vorteilhaft einen solchen Teil zu kühlen.
(10)
0,09 B ≤ WC ≤ 0,27 B
WC : Kühlbreite (mm) der Düsenköpfe im Bandzentrum
B : Bandbreite (mm)
Die nicht-gleichförmige Bandtemperaturverteilung kann korrigiert werden durch stetes Messen der Temperaturverteilung in der Bandbreite am Ausgang der Kühlwalzen zusammen mit Einstellen der Kühlbreite durch Bewegen des Düsenkopfs und Einstellen des Drucks oder der Strömungsrate des in den Düsenkopf fließenden Kühlgases entsprechend der Abweichung von der Soll- Verteilung, um so das Kühlgas auf das Band einzustrahlen. Zusätzlich kann die oben benannte Konstruktion auf den Fall angewendet werden, daß, wenn die Nicht-Gleichförmigkeit durch die Konstruktion der Gasstrahlkühlvorrichtung zum Kühlen der Rückseite des Bandes nicht korrigiert werden kann, eine Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung (mit drei oder mehr jeweils entlang der Bandbreite an beiden Seiten des Metallbandes bewegbaren Düsenköpfen) zusätzlich am Ausgang der Kühlwalzen installiert wird.
Zum Regeln entsprechend Änderungen in der Temperaturverteilung in der Bandbreite, das einem durch Formfehler des Ban des erzeugten nicht-gleichförmigen Kontaktieren jeder Kühlwalze folgt, kann das obige Problem gelöst werden durch stetes Messen der Temperaturverteilung in der Bandbreite am Ausgang der Kühlwalzen, Erhalten der Positionen im Schwerpunkt der Abweichung in der Bandtemperatur eines Bereichs, wo die Temperaturabweichung an den Kanten und im Zentrum des Metallbandes in Bezug auf die Soll-Bandtemperatur auftritt, Bewegen der Düsenköpfe an den Kanten der Gasstrahlkühlvorrichtung oder derjenigen an den Kanten der Gasstrahlkühlvorrichtung und der Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung, so daß die doppelte Länge der Entfernung von der Bandkante zu dem besagten Schwerpunkt die Kühlbreite an den Bandkanten ist, Bewegen des zentralen Düsenkopfs so, daß dessen zentrale Position mit dem Schwerpunkt im Zentrum des Bandes übereinstimmt, und Einstrahlen des Kühlgases auf das Metallband von jedem der Düsenköpfe.
Wenn man die Ausführung des Verfahrens zum Einstellen der Positionen der Düsenköpfe der Gasstrahlkühlvorrichtung und der Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung darauf reduziert, daß man jeweils die Schwerpunkte der Bandtemperaturabweichung in dem Bereich erhält, wo die Abweichungen an den Bandkanten und im Zentrum auftreten, wird die Bandtemperaturverteilung so Vergleichmäßigt, wie No. 2 in Fig. 56 unter den Bedingungen von Tabelle 1, wobei man, zum Beispiel, den Düsenkopf an den Kanten nimmt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die eine kontinuierliche Glühlinie für ein Metallband X zeigt, die eine Walzenabschrecksektion gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufweist; Fig. 2 ist eine erläuternde Ansicht 7 eines Ausführungsbeispiels der Metallbandkühlvorrichtung nach Anspruch 48; Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht einer Gasstrahlkühlvorrichtung, die der Kühlwalze gegenüberliegend angeordnet ist; Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung, die hinter den Kühlwalzen installiert ist; Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht einer Gasstrahlkühlvorrichtung nach Anspruch 51, die der Kühlwalze gegenüberliegt; Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht der Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung, die hinter den Kühlwalzen ange ordnet ist; Fig. 7 ist eine schematische Ansicht einer Anlage, die ein drittes Ausführungsbeispiel zeigt, wo eine Gasstrahlkühlvorrichtung nach Anspruch 32 in einer Walzenabschrecksektion einer kontinuierlichen Glühlinie verwendet wird: Fig. 8 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Gasstrahlkühlvorrichtung; Fig. 9 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Konstruktion mit beweglichen Bettungen zeigt; Fig. 10 ist eine Draufsicht, die ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Gasstrahlkühlvorrichtung mit einer lateral fixierten zentralen Düse nach Anspruch 33 zur Verwendung zum Kühlen der Rückseite des um die Abschreckwalze gewickelten Bandes zeigt; Fig. 11 ist eine Querschnittsansicht, die eine Kühlvorrichtung für die Rückseite des um die Abschreckwalze gewickelten Bandes an den Bandkanten zeigt; Fig. 12 ist eine Querschnittsansicht, die eine Kühlvorrichtung für die Rückseite des um die Abschreckwalze gewickelten Bandes zeigt; Fig. 13 ist eine schematische Ansicht einer Anlage, die ein Ausführungsbeispiel eines Mechanismus zeigt, wo eine Gasstrahlkühlvorrichtung nach Anspruch 34 zum Kühlen der Rückseite eines um die Abschreckwalze in einer Walzenabschrecksektion mit einer horizontalen Banddurchlauflinie gewickelten Bandes verwendet wird; Fig. 14 ist eine Queransicht eines Teils der Kühlwalze #1 der vorhergehenden Figur; Fig. 15 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, die einen lateral bewegbaren Bewegungsbettungsmechanismus bei diesem Ausführungsbeispiel zeigt; Fig. 16 ist eine Querschnittsansicht die in ähnlicher Weise die Konstruktion für eine laterale Bewegung derselben zeigt; Fig. 17 ist eine Frontansicht eines Beispiels 4, das sich auf eine Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung nach Anspruch 41 bezieht; Fig. 18 ist eine Seitenansicht der Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels; Fig. 19 ist eine erläuternde Ansicht, die den Eingriff zwischen einem mit Düsenköpfen versehenen Laufwagen und einer Führungsschiene zeigt; Fig. 20 ist eine vergrößerte Ansicht, die den Eingriff zwischen den Rädern eines oberen Laufwagens und der Führungsschiene zeigt; Fig. 21 ist eine vergrößerte Ansicht, die den Eingriff zwischen den Rädern eines unteren Laufwagens und einer Führungs schiene zeigt; Fig. 22 ist eine erläuternde Ansicht, die einen synchronisierten Antriebsmechanismus für den Laufwagen zeigt; Fig. 23 sind erläuternde Ansichten, die den synchronisierten Antriebsmechanismus des oberen und unteren Laufwagens zeigt; Fig. 24 ist eine erläuternde Ansicht, die den Bewegungen des Düsenkopfs bei diesem Ausführungsbeispiel folgende Rohrleitungen zeigt; Fig. 25 ist eine Querschnittsansicht, die einen Mechanismus einer Teleskopausdehnungsverbindung zeigt; Fig. 26 ist eine Draufsicht einer Kühlvorrichtung, welche für eine Walzenabschrecksektion mit horizontalem Durchlauf angewendet wird; Fig. 27 ist eine Seitenansicht derselben; Fig. 28 ist eine erläuternde Ansicht, die den Eingriff zwischen den Rädern eines oberen Laufwagens und der Führungsschiene an der Eingangsseite der Sektion zeigt; Fig. 29 ist eine erläuternde Ansicht, die den Eingriff zwischen den Rädern des oberen Laufwagens und der Führungsschiene an der Abgabeseite dieses Ausführungsbeispiels zeigt; Fig. 30 ist eine erläuternde Ansicht, die den Eingriff zwischen den Rädern des unteren Laufwagens am Einlaß desselben und der Führungsschiene an der Eingangsseite desselben zeigt; Fig. 31 ist eine erläuternde Ansicht, die den Eingriff zwischen den Rädern des unteren Laufwagens und der Führungsschiene an der Abgabeseite desselben zeigt; Fig. 32 ist eine Querschnittsansicht, die die Konstruktion der Kühlwalze zur Verwendung für die Walzenabschreckvorrichtung zeigt; Fig. 33 ist eine Abwicklung derselben; Fig. 34 ist eine erläuternde Ansicht, die zeigt, wie Kühlwasser in den Abschreckwalzen des Walzenabschrecksystems fließt; Fig. 35 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen dem Wärmeübergang von dem Metallband zu der Walzenoberfläche und der Kühlwassergeschwindigkeit zeigt; Fig. 36 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Kühlwassergeschwindigkeit und dem Druckverlust einer Pumpe zeigt; Fig. 37 ist ein Flußdiagramm, das Prozeduren von Berechnungen des Wärmeübergangs in jeder Walze, der Kühlraten CR (J), der Durchschnittskühlraten ACR, sowie des durchschnittlichen Gesamtwärmeabsorbtionskoeffizienten AUo zeigt; Fig. 38 ist eine erläuternde Ansicht, die die positionsmäßige Beziehung zwischen dem um zwei Kühlwalzen gewickelten Metallband und den Düsenköpfen der Gasstrahlkühlvorrichtung zeigt; Fig. 39 ist ein Graph, der die Verteilung der Auslaßbandtemperatur für die Gasstrahlkühlvorrichtung zeigt; Fig. 40 ist eine Seitenansicht einer Metallbandkühlvorrichtung, die ein Ausführungsbeispiel nach dem Stand der Technik zeigt; Fig. 41 ist eine perspektivische Ansicht, die die Konstruktion der bei demselben angewendeten Gasstrahldüsenköpfe zeigt; Fig. 42 ist ein Graph, der die Verteilung der Bandtemperatur längs der Bandbreite zeigt, wenn das Band nur durch Kühlwalzen gekühlt wird; Fig. 43 ist eine perspektivische Ansicht, die die Deformation des um die Kühlwalze gewickelten Bandes zeigt; Fig. 44 sind Querschnittsansichten, die Beispiele von Formen der Düse zur Anwendung bei den Düsenköpfen zeigt; Fig. 45 sind erläuternde Ansichten, die die zentralen Teile der Metallbänder zeigt; Fig. 46 sind erläuternde Ansichten, die die Position der Düsenköpfe für die Bandkanten zeigt, wenn die Schweißstelle von Bändern mit verschiedenen Breiten durchläuft; Fig. 47 sind erläuternde Ansichten, die die Anordnung der Düsen von an den Bandkanten positionierten Köpfen zeigt; Fig. 48 sind perspektivische Ansichten, die zeigen, wie getrennte Düsenköpfe für jede Bandkante in der Kühlvorrichtung der Rückseite des um die Abschreckwalze gewickelten Bandes längs der Durchlauflinie angeordnet sind; Fig. 49 sind perspektivische Ansichten, die zeigen wie getrennte Düsenköpfe für jede Bandkante in einer am Ausgang der Walzenabschreckvorrichtung angeordneten Hilfsgaskühlvorrichtung längs der Durchlauflinie angeordnet sind; Fig. 50 sind erläuternde Ansichten, die die Weise zeigen, wie sich die getrennten Düsenköpfe bei Änderung der Bänder von einer schmalen Breite auf eine breite Breite bewegen; Fig. 51 sind erläuternde Ansichten, die die Weise zeigen, wie sich die getrennten Düsenköpfe bei Änderung der Bänder von einer breiten Breite auf eine schmale Breite bewegen; Fig. 52 ist ein Graph, der den Wärmezyklus von Weichstahlblechen in einer kontinuierlichen Glühlinie zeigt; Fig. 53 ist einer erläuternde Ansicht, die zeigt, wie die Düsenköpfe leicht in der Richtung der Bandbreite verschoben werden, wenn die vorliegende Vorrichtung als Hilfskühlkonstruktion vor oder nach der Walzenabschreckvorrich tung angewendet wird; Fig. 54 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Kühlbreite an den Bandkanten und der Abweichung in der Temperatur in der Nachbarschaft der Bandkanten zeigt; Fig. 55 ist eine schematische Ansicht, die die Beziehung zwischen den Positionen der Düsen der Gasstrahlkühlvorrichtung und der Kühlbreite an den Bandkanten zeigt, wenn sich die Bandbreite ändert; Fig. 56 ist ein Graph, der die Verteilungen der Bandtemperatur zeigt, wenn die Bandkanten mit einer Gasstrahlkühlvorrichtung gekühlt werden, die den Kühlwalzen gegenüberliegend angeordnet ist; Fig. 57 ist ein Graph, der die Temperaturabweichung im Bandzentrum und deren Bereiche zeigt; Fig. 58 ist ein Graph, der den relativen Vergleich der Betriebskosten und der Investitionskosten zwischen der vorliegenden Erfindung und einem herkömmlichen Typ zeigt; Fig. 59 ist eine erläuternde Ansicht, die die Struktur einer herkömmlichen Kühlwalze zeigt, wie sie zur Walzenabschreckung in einer kontinuierlichen Glühlinie angewendet wird: Fig. 60 ist eine schematische Ansicht einer Walzenabschrecksektion mit sieben Kühlwalzen, wie oben erwähnt, wobei das Band an seiner jeden Seite abwechselnd mit den Walzen in Kontakt gebracht und schnell abgeschreckt wird; und Fig. 61 ist ein Graph, der zeigt, daß die Temperaturverteilung in der Bandbreite nicht symmetrisch ist.

AM MEISTEN VORZUZIEHENDE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

(BEISPIEL 1)

Ein Ausführungsbeispiel einer Metallbandkühlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung soll unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 der beigefügten Zeichnungen erläutert werden.
Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die eine kontinuierliche Glühlinie für ein Metallband X zeigt, welche eine Walzenabschrecksektion gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufweist.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Metallband X von einer Abgaberolle 2000 abgewickelt und von einer an der Eingangsseite angeordneten Schermaschine 2001 geschert, worauf folgend eine Verbindung eines vorhergehenden Wickels und eines nachfolgenden Wickels mittels einer Schweißmaschine 2002 hergestellt wird. Das Metallband wird in einer Reinigungsanlage 2003 am Eingang elektrolytisch entfettet und kommt über einen Spannungsausgleicher 2004 als Dehnvorrichtung zu einem Eingangsschlingenkanal 2005. Weiter wird das Band in einen Vorwärmeofen 2006 und einen direkt befeuerten Reduktionsofen 2007 geschickt, um es auf eine Temperatur von 600 bis 750ºC zu erwärmen, und in einem Strahlungsröhrenofen 2008 auf eine geforderte Temperatur erwärmt und in einem Stahlungsröhrendurchwärmeofen 2009 auf dieser Temperatur gehalten und, zum Beispiel, in einer Gasstrahlkühlsektion 2010 auf 600ºC gekühlt und weiterhin in einer Rollenabschrecksektion 1000 auf 350ºC gekühlt. Nachfolgend, nachdem es durch eine Überalterungssektion 2011 und eine Schnellkühlsektion 2012 gelaufen ist, welche als gesteuerte Kühlanlagen mit Erwärmungs-Kühl-Funktionen vorgesehen sind, wird das Metallband in einer Wasserabschrecksektion 2013 abgeschreckt und mit einem Trockner 2014 getrocknet, und nachdem es durch einen Abgabeschlingenkanal 2015 gelaufen ist, wird das Metallband in einem Kaltnachwalzwerk 2016 auf eine geforderte Rauhigkeit gewalzt und wird durch einen Oberflächendetektor 2017 inspiziert und in einem Öler 2018 geölt und an der Abgabeseite durch eine Schermaschine 2019 auf eine geforderte Länge geschert und durch Spannrollen 2020 gewickelt.
Bei der oben genannten Anordnung ist der Spannungsausgleicher 2004 vor dem direkt befeuerten Reduktionsofen 2007 angeordnet aus Gründen, die folgen. Zuerst ist ein Problem der Oxidation des Metallbandes X in dem direkt befeuerten Reduktionsofen 2007 aufgetreten, jedoch ist der Mechanismus der Oxidation noch nicht aufgeklärt worden, und die Erfinder betrachten dies wie folgt. Eine Brennerflamme, die in dem direkt befeuerten Reduktionsofen 2007 erzeugt wird, hat einen geeigneten Entfernungsbereich von dem Band X für die reduzierende Erhitzung und, wenn die Brennerflamme das Metallband X nicht innerhalb dieses Bereichs berührt, hat sie keinerlei Reduktionseffekt, aber sie bewirkt eine Oxidation. Auf der anderen Seite, um die direkt befeuerte Reduktion durch einen Durchgang oder zwei Durchgänge in dem Ofen 2007 zu erreichen, ist es notwendig, daß die Entfernung zwischen den in dem Ofen angebrachten oberen und unteren Walzen mindestens 20 m ist, und dies bewirkt ein Flattern des durch den Ofen laufenden Bandes. In Hinblick auf die Form des Metallbandes X hat es manchmal eine Ungleichmäßigkeit oder Schwellung in ihrem Zentrum oder Wellen an den Kanten. Wenn die Steilheit a/w größer wird, welche ausgedrückt ist mit einem Verhältnis der Bandbreite w zu einer Verformung a des Metallbandes, die ein Maß eines Ansteigens im Zentrum im Querschnitt des Metallbandes X zeigt, wird die Form des Bandes schlechter. Wenn die Entfernung zwischen den oberen und unteren Walzen mindestens 20 m ist, flattert das Band, wie festgestellt, und zusätzlich beginnt das Band durch den Druck des Brenners bei der Verbrennung stark zu rollen. Wenn es rollt, kommt das Metallband X nicht innerhalb des besagten geeigneten Bereichs mit der Brennerflamme in Kontakt und es tritt ein Problem einer lokalen Oxidation auf.
Auf der anderen Seite treten Probleme auf, die ein Verziehen in der Gasstrahlkühlsektion 2010 betreffen und ein nicht- gleichförmiges Kühlen in der Walzenabschrecksektion 1000 betreffen, und von diesen Problemen wird angenommen, daß sie von dem Formfehler des Metallbandes X herrühren. Insoweit leichte Formfehler betroffen sind, ist bekannt geworden, daß, wenn das Band schnell in einem direkt befeuerten Ofen ohne Flattern gleichförmig erhitzt wird unter der Bedingung, daß eine bestimmte Spannung gegeben wird, werden solche Formfehler korrigiert oder neue Formfehler aufgrund nicht-gleichförmigen Erhitzens können vermieden werden. Jedoch können in besonderen Bereichen der Bandbreite auftretende Längungen kaum korrigiert werden, und wenn das Band so, wie es ist, in die Gasstrahlkühlsektion 2010 läuft, bewirkt dies dort ein Verziehen, und es wird angenommen, daß, wenn das Band in die Walzenabschreckvorrichtung 1000 läuft, der Teil der Längung nicht vollständig mit der Walzenoberfläche in Kontakt kommt oder einen nicht- kontaktierenden Zustand bildet, so daß es schwierig ist, die Bandtemperaturverteilung nach einem Schlußkühlen gleichförmig zu machen, und es tritt eine metallurgisch ungleiche Qualität in der Breite des Bandes oder des Walzens auf.
Es treten auch andere Probleme auf, daß die Strahlungsröhre in dem Strahlungsröhrenofen 2008 und dem Durchwärmungsofen 2009 mit dem Metallband X in Kontakt kommt, oder die Gasstrahl düse in der Schnellkühlsektion 2010 mit demselben in Kontakt kommt. Diese Probleme werden auch durch den Formfehler des Metallbandes X hervorgerufen, und insbesondere von dem letzteren Problem wird angenommen, daß es ausgelöst wird durch den Formfehler, der aufgrund des Verziehens oder dergleichen in der Gasstrahlkühlvorrichtung 2010 oder der Walzenabschrecksektion 1000 beschleunigt wird.
Die Erfinder haben angenommen, daß in dem Falle, daß diese Probleme aufgrund der oben angegebenen Gründe auftreten, diese Probleme gelöst werden können, indem ein Spannungsausgleicher 2004 zum Korrigieren der Form des Metallbandes X unmittelbar vor den Hitzebehandlungsanlagen und durch Hitzebehandlung des Metallbandes X mit korrigierter Formung gelöst werden können. So wurde, in Anbetracht der oben genannten Tatsache, daß es zur Verbesserung des Formfehlers wirkungsvoll war, eine gleichförmige Erhitzung bei der direkt befeuerten Schnellerhitzung ohne Flattern des Metallbandes auszuführen, wenn die Form des Metallbandes X in Bezug auf diese Tatsache korrigiert wurde, klargestellt, daß bei einmaliger Korrektur des Metallbandes X vor dem direkt befeuerten Reduktionsofen 2007 die oben genannten Probleme in den folgenden Anlagen nicht auftraten. Der oben genannte ist der Grund, warum der Spannungsausgleicher 2004 vor dem direkt befeuerten Reduktionsofen 2007 vorgesehen wurde.
Jedoch wird, weil es schwierig ist, eine gleichförmige Temperaturverteilung in der Bandbreite in der Walzenabschrecksektion 1000 durch lediglich einmaliges Korrigieren der Form zu erreichen, die besagte Vergleichmäßigung zusammen mit einem Kühlen der Rückseite des um die Walze gewickelten Bandes durch die Düsenköpfe α1 bis α4 praktiziert, durch die Kühlmittel auf die Rückseite des die Kühlwalzen #1 bis #4 kontaktierenden Metallbandes X eingestrahlt wurden, wie in Fig. 2 bei diesem Ausführungsbeispiel gezeigt. Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Metallbandkühlvorrichtung, welche sich auf das in Anspruch 48 angegebene Ausführungsbeispiel bezieht. Nachdem es erhitzt, durchgewärmt und langsam abgekühlt worden ist, wird dem Metallband X durch vor und nach der Bandkühlvorrichtung angeordnete Zugrollen &epsi;1 bis &epsi;3 und &epsi;4 bis &epsi;6 eine Spannung gegeben.
Während der Vorbereitung der Herstellung, bevor das Metallband X mit der Kühlwalze in Kontakt kommt, wird die Spannung des Metallbandes X verändert hinauf bis zu einer Spannung (3 kg/mm² oder mehr) zur Verwendung der Walze durch die Zugrollen &epsi;1 bis &epsi;6, um so die Bandform zu stabilisieren, wenn es die Walze kontaktiert. Die Kühlwalzen #1 bis #4 werden horizontal bewegt, um das Metallband X zu kontaktieren, und die Kühlrate wird eingestellt, während der Verschiebungshub (Wickellänge) der Walze eingestellt wird. Jedoch tritt in dieser Hinsicht die nicht-gleichförmige Temperaturverteilung leicht in Richtung der Bandbreite auf, und wenn eine solche Verteilung in der vorhergehenden Gasstrahlkühlsektion 2010 aufgetreten ist, wird diese in der Walzenabschreckvorrichtung verstärkt, und daher wird bei diesem Ausführungsbeispiel die Rückseite des um die Walzen gewickelten Bandes durch das Metallbandkühlgerät gekühlt, wie folgt.
Dieses Ausführungsbeispiel ist gebildet aus der Gasstrahlkühlvorrichtung, welche Düsenkopfgruppen α1 bis α4 aufweist, wobei drei Düsenköpfe eine Gruppe bilden; einem Bandkantenpositionsdetektor 89, welcher nahe dem Eingang des Metallbandkühlgeräts installiert ist; Positionseinstelleinrichtungen 82a bis 82d zum Einstellen der sich in Richtung der Walzenachse bewegenden Düsenköpfe; eine Recheneinrichtung 88 für die Düsenkopfpositionssteuerung, welche die Positionseinstelleinrichtungen 82a bis 82d in Ansprache auf Signale von dem Positionsdetektor 89 steuert; Positionseinstelleinrichtungen 81a bis 81d, welche die Positionen der Düsenkopfgruppen α1 bis α4 in der Querrichtung in Ansprache auf Signale von Walzenpositionseinstelleinrichtungen 80a bis 80d einstellen, welche die Wickellänge des Bandes um die Kühlwalzen ebenso wie die Positionen der jeweiligen Kühlwalzen #1 bis #4 steuern; eine Bandtemperaturprofilmeßeinrichtung 90a zum Messen der Temperaturverteilung in der Bandbreite, welche am Ausgang der Kühlsektion installiert ist; und eine Recheneinrichtung 87 für die Bandtemperatursteuerung, welche mindestens entweder Drucksteuerventile 84a bis 84d der Gasstrahlkühlvorrichtung oder die Drehzahl eines Gaszuführungs gebläses 85a in Ansprache auf von der Bandtemperaturprofilmeßvorrichtung 90a ausgegebene Temperatursignale steuert.
Bei der oben angegebenen Konstruktion sendet die Recheneinrichtung 88 für die Düsenkopfpositionssteuerung Steuersignale betreffs der Position in Richtung der Walzenachse in Bezug auf die Düsenkopfgruppen α1 bis α4 an die Positionseinstelleinrichtungen 82a bis 82d. Daher werden die beiden seitlichen Düsenköpfe an Positionen entsprechend der Bandkanten bewegt, während der zentrale Düsenkopf auf die dem Bandzentrum entsprechende Position bewegt wird.
Auf der anderen Seite wird, in Bezug auf die Einstellung der Wickellängen der Kühlwalzen #1 bis #4 entsprechend den Signalen von der Bandtemperaturprofilmeßvorrichtung 90, welche am Ausgang der Walzenabschreckvorrichtung positioniert ist, eine Temperatur im zentralen Teil der Bandbreite durch die Recheneinrichtung 87 für die Bandtemperatursteuerung erhalten, wobei diese Temperatur im Bandzentrum mit einer Soll-Bandtemperatur verglichen wird, die für die Ausführung einer geforderten Wärmebehandlung des Metallbandes X bestimmt worden ist, und die Signale werden in Ansprache auf eine Abweichung davon von der Recheneinrichtung 87 zu den Einrichtungen 80a bis 80d zum Einstellen der Kontaktlängen der Kühlwalzen gesendet (übrigens wird entsprechend dem Signal von der Bandtemperaturrofilmeßvorrichtung 90 die Durchschnittstemperatur entlang der Bandbreite durch die Recheneinrichtung 87 erhalten, welche diese Durchschnittstemperatur mit einer Soll-Temperatur vergleicht, die zur Ausführung einer geforderten Wärmebehandlung des Metallbandes X bestimmt worden ist, und in Ansprache auf die Abweichung davon wird das Signal von der Einrichtung 87 an die Einrichtungen 80a bis 80d gesendet).
Weiterhin wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Soll-Temperatur im zentralen Bereich der Bandbreite aus der Durchschnittstemperatur von beiden Viertelbereichen erhalten, und die Soll-Temperaturen an beiden Bandkanten werden mittels der Recheneinrichtung 87 für die Bandtemperatursteuerung, welcher die Temperatursignale von der Bandtemperaturprofilmeßvorrichtung 90a eingegeben worden sind, aus der gemessenen Bandtemperatur des zentralen Bereichs erhalten. Die tatsächlich gemessenen Temperaturen an beiden Kanten und im zentralen Bereich werden erhalten und mit den besagten Soll-Temperaturen in der Bandbreite verglichen. In Ansprache auf die Abweichung dazwischen verwendet die Recheneinrichtung 87 mindestens eine von der Drehzahlsteuerung eines Gaszuführungsgebläses 85a oder der Drucksteuerventile 84a bis 84d, um so den Druck (ein Druckmesser wird weggelassen) des in jeden Düsenkopf strömenden Kühlgases einzustellen. Aufgrund der oben genannten Einstellung werden beide Kanten und das Zentrum des Metallbandes X durch das von den gegenüber den Kühlwalzen installierten Düsenkopfgruppen α1 bis α4 eingestrahlte Gas gekühlt.
Die Positionen der Düsenkopfgruppen α1 bis α4 werden mittels der Positionseinstelleinrichtungen 81a bis 81d im Sinne der Position der Kühlwalzen #1 bis #4 ebenso wie im Sinne der Signale von den Walzenpositionseinstelleinrichtungen 80a bis 80d, welche die kontaktierenden Längen der Kühlwalzen einstellen, in der Bewegungsrichtung der Kühlwalzen eingestellt. Wenn die Kühlwalzen #1 bis #4 auf die maximale kontaktierende Länge mit dem Metallband positioniert sind, können die Düsenkopfgruppen α3 und α4 auf Positionen eingestellt und fixiert werden, wo die Entfernungen zwischen dem Metallband und den Düsenkopfgruppen exakt auf einen Abstand festgelegt werden können, so daß sie sie nicht kontaktieren und die Rückseite des Bandes wirksam kühlen.
Zusätzlich wird die Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung bei diesem Ausführungsbeispiel am Ausgang der Kühlwalzengruppen installiert, um so die Abweichung der Temperatur längs der Breite des Metallbandes X zu beheben, was perfekt zu überwinden schwierig ist, selbst bei der oben erläuterten Konstruktion. Das heißt, die Recheneinrichtung 87 für die Bandtemperatursteuerung erhält die Temperaturen an beiden Bandkanten und im zentralen Bereich aus den Temperatursignalen von der um den Ausgang der Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung angebrachten Bandtemperaturprofilmeßvorrichtung 90b, welche die Temperaturverteilung in der Bandbreite erfassen kann, oder von der Bandtemperaturprofilmeßvorrichtung 90a, und vergleicht sie gleichzeitig mit der besagten Soll-Temperatur in der Bandbreite und verwendet entsprechend dieser Abweichung mindestens eines von der Drehzahlsteuerung des Gaszuführungsgebläses 85b oder dem Drucksteuerventil 84e, um so den Druck des in jeden Düsenkopf strömenden Kühlgases einzustellen. Das Kühlgas wird von den Düsenkopfgruppen β1 und β2 der dem Metallband X gegenüberliegend angebrachten Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung eingestrahlt, und das durch die Walzenabschreckvorrichtung laufende Metallband X wird an beiden Kanten ebenso wie an dessen zentralem Bereich gekühlt.
Als Ergebnis, daß die Positionssteuersignale durch die Recheneinrichtung für die Düsenkopfpositionssteuerung, welche das Signal von dem Bandkantehpositionsdetektor 89 erhalten hat, zu den Positionseinstelleinrichtungen 83a und 83b gesendet werden, werden die Düsenköpfe der Gruppen β1 und β2 zu den den Bandkanten entsprechenden Positionen bewegt, und die zentralen Düsenköpfe werden auf den zentralen Bereich des Metallbandes entsprechende Positionen bewegt.
Fig. 3 ist die perspektivische Ansicht der den Kühlwalzen zugewandt angeordneten Düsenkopfgruppen α1 bis α4 (die Positionseinstelleinrichtung ist in dieser Figur weggelassen). Die Düsenköpfe αa und αc an beiden Enden werden zum Kühlen der Bandkanten verwendet, während der zentrale Düsenkopf αb zum Kühlen des Bandzentrums verwendet wird. In Hinblick auf diese Düsenköpfe αa bis αc werden die Positionseinstelleinrichtungen 820 bis 822 entsprechend der Anweisung zur Steuerung der Position in der Walzenachse von der Recheneinrichtung 88 für die Düsenkopfsteuerung so gesteuert, daß die Bewegungen für die Bandkanten und den zentralen Bereich eingestellt werden.
Der Druck des in jeden der Düsenköpfe αa bis αc strömenden Kühlgases wird entsprechend der Anweisung von der Recheneinrichtung 84 für die Bandtemperatursteuerung durch Einstellen der Öffnungswinkel der Drucksteuerventile 840a bis 840c, die auf dem halben Wege der mit den Düsenköpfen αa bis αc in Verbindung stehenden Rohrleitungen vorgesehen sind, eingestellt.
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die die einen Seitenteile der Düsenkopfgruppen der Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung zeigen, die am Ausgang der Walzenabschreckvorrichtung und dem Metallband gegenüberliegend angeordnet sind. Die Düsenköpfe βa und βc an beiden Enden sind zum Kühlen der Bandkanten vorgesehen, während der Düsenkopf βb im Zentrum zum Kühlen des zentralen Bereichs des Bandes vorgesehen ist. In Hinblick auf diese Düsenköpfe βa bis βc wird die Steuerung der Positionseinstelleinrichtungen 830 bis 832 jeweils entsprechend der Anweisung zur Steuerung der Position in der Walzenachse von der Recheneinrichtung 88 für die Düsenkopfpositionssteuerung durchgeführt, so daß die Bewegungen für die Bandkanten und den zentralen Bereich eingestellt werden.
Der Druck des in jeden der Düsenköpfe βa bis βc strömenden Kühlgases wird entsprechend der Anweisung von der Recheneinrichtung 87 für die Bandtemperatursteuerung durch Einstellung der Drucksteuerventile 843a bis 843c, die halbwegs in den eine Verbindung mit den Düsenköpfen βa bis βc herstellenden Rohrleitungen vorgesehen sind, eingestellt.

(BEISPIEL 2)

Fig. 5 sind perspektivische Ansichten, die die Konstruktionen der Düsenkopfgruppen α1 und α2 der Gasstrahlkühlvorrichtung in der den Kühlwalzen gegenüberliegenden Metallbandkühlvorrichtung gemäß Anspruch 51 zeigen (die Positionseinstelleinrichtung ist in dieser Figur weggelassen). Der in derselben mit (a) und (b) gezeigte zentrale Düsenkopf αd (der Kopfkörper) ist zum Kühlen des zentralen Bereichs des Bandes vorgesehen, während die Düsenköpfe αa bis αc und αe bis αg (die Kopfkörper) zum Kühlen der Bandkanten vorgesehen sind. Bei den Düsenköpfen zum Kühlen der Bandkanten sind αa und αg Kopfkörper 10, die an den Außenseiten der Vorrichtung angeordnet sind, αb und αf sind Kopfkörper 10, die an deren zentralen Bereichen angeordnet sind, und αc und αe sind Kopfkörper 10, die an deren Innenseiten angeordnet sind. Die Düsenköpfe αa bis αc und αe bis αg werden mittels der Positionseinstelleinrichtungen 820 bis 822 entsprechend der von der Recheneinrichtung 88 für die Düsenkopfpositionssteuerung ausgegebenen Anweisung zur Steuerung der Positionen in der Walzenachse zu beiden Bandkanten bewegt und dann mittels der in den Zentren dieser an der Kantenposition befindlichen Düsenköpfe positionierten Düsenköpfe αb und αf auf Positionen zur exakten Festlegung der Kühlbreiten eingestellt.
In dem Bereich mit Ausnahme der Nachbarschaft der Schweißbereiche mit verschiedenen Bandbreiten werden der zentrale Düsenkopf αd ebenso wie die zentral angeordneten Kopfkörper αb und αf unter den Düsenköpfen an beiden Kanten in Bezug auf den Druck des Kühlgases darin entsprechend der Steueranweisung von der Recheneinrichtung 87a zur Bandtemperatursteuerung eingestellt. Auf der anderen Seite wird im Bereich um die Schweißbereiche verschiedener Breite bei Änderung des Bandes von der schmalen auf die große Breite der Druck des Kühlgases in den außerhalb der Düsenköpfe angeordneten Kopfkörpern αa und αg entsprechend dem Steuersignal von der Recheneinrichtung 87b zur Bandtemperatursteuerung eingestellt basierend auf den Signalen von Computern C, die Information über das Metallband einer folgenden Größe speichern. Umgekehrt, wird, wenn das Band seine breite Breite auf eine schmale ändert, der Druck des Kühlgases in den innerhalb der Düsenköpfe an den Kantenseiten angeordneten Kopfkörpern αc und αg entsprechend einem Steuersignal von der Recheneinrichtung 87b zur Bandtemperatursteuerung eingestellt basierend auf Signalen von den Computern C, die Information über das Metallband der nachfolgenden Größe abspeichern.
Fig. 6 sind perspektivische Ansichten, die die Konstruktionen von Düsenkopfgruppen β1 und β2 einer am Ausgang von dem Metallband gegenüberstehenden Kühlwalzengruppen angeordneten Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung in der Metallbandkühlvorrichtung nach Anspruch 52 zeigen. Der in derselben mit (a) und (b) gezeigte zentrale Düsenkopf βd (der Kopfkörper) ist zum Kühlen des zentralen Bereichs des Bandes vorgesehen, während die mit (a) und (c) gezeigten Köpfe βa bis βc und βe bis βg zum Kühlen der Bandkanten vorgesehen sind. Unter den Düsenköpfen zum Kühlen der Bandkanten sind βa und βg die an den Außenseiten angeordneten Kopfkörper, βb und βf sind in den zentralen Bereichen angeordnet, und βc und βe sind an den Innenseiten angeordnet. Die Düsenköpfe βa bis βc und βe bis βg werden mittels der Positionseinstelleinrichtungen 830 bis 832 entsprechend einer von der Recheneinrichtung 88 zur Düsenkopfpositionssteuerung ausgegebenen Anweisung zur Steuerung der Positionen in der Bandbreite auf beide Kanten des Bandes bewegt und dann mittels der im Zentrum dieser an der Kantenposition angeordneten Düsenköpfe positionierten Düsenköpfe βb und βf auf Positionen zur exakten Festlegung der Kühlbreiten eingestellt.
Im Bereich mit Ausnahme der Nachbarschaft der Schweißbereiche mit verschiedenen Bandbreiten werden der zentrale Düsenkopf βe ebenso wie die zentral angeordneten Kopf körper βb und βf unter den Düsenköpfen an beiden Kanten entsprechend der Steueranweisung von der Recheneinrichtung 87a zur Bandtemperatursteuerung eingestellt. Auf der anderen Seite wird im Bereich um die besagten Schweißbereiche verschiedener Breite bei Änderung des Bandes von schmaler Breite auf breite Breite der Druck des Kühlgases in den außerhalb der Düsenköpfe der Kantenseiten angeordneten Kopfkörpern βa und βg entsprechend dem Steuersignal von der Recheneinrichtung 87b zur Bandtemperatursteuerung eingestellt basierend auf Signalen von Computern C, die Information über das Metallband einer nachfolgenden Größe abspeichern. Umgekehrt, wenn sich das Band von der breiten Breite auf die schmale ändert, wird der Druck des Kühlgases in den an der Innenseite der Düsenköpfe der Kantenseiten angeordneten Kopfkörpern βc und βe entsprechend dem Steuersignal von der Recheneinrichtung 87b zur Bandtemperatursteuerung eingestellt basierend auf Signalen von den Computern C, die eine Information bezüglich des Metallbandes der nachfolgenden Größe abspeichern.

(BEISPIEL 3)

Eine weitere Erläuterung soll gegeben werden über ein Ausführungsbeispiel nach Anspruch 32, welches als eine weitere Gasstrahlkühlvorrichtung der Metallbandkühlvorrichtung verwendet wird.
Fig. 7 bis 9 zeigen Ausführungsbeispiele, bei denen die Gasstrahlkühlvorrichtung verwendet wird für eine Konstruktion 5 zur Kühlung der Rückseite des um die Kühlwalze gewickelten Bandes, welche in einer Walzenabschreckvorrichtung einer kontinuierlichen Glühlinie für ein Metallband X vorgesehen ist.
In einer vertikalen Walzenabschreckvorrichtung, die von einer Ofenschale umgeben ist, sind Kühlwalzen #1 bis #7 vertikal aufeinanderfolgend angeordnet zwischen einer Zugrolle &epsi;1 am Eingang und einer Zugrolle &epsi;2 am Ausgang, welche dem Metallband X einen vorgegebenen Zug geben, und die Wickellänge zwischen der Walze und dem Metallband ist durch Verschiebungen der jeweiligen Kühlwalzen in horizontaler Richtung eingestellt. In dieser Zeichnung bedeutet Bezugsziffer 91 ein Profilthermometer am Eingang, 90 ist eine Bandtemperaturmeßvorrichtung am Ausgang der Walzenabschreckvorrichtung, 92 ist ein Profilthermometer am Ausgang, β1 und β2 sind eine Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung.
Gekrümmte Düsenköpfe α1 bis α7, die mit der Bezugsziffer 1 gezeigt sind, sind an den Rückseiten des sich um die Kühlwalzen wickelnden Bandes X angeordnet. Wie in Fig. 8 und 9 gezeigt, ist jeder der Düsenköpfe 1 mit einer Bewegungsbettung 3 versehen, welche den Düsenkopf in der Breite des Metallbandes X (hiernach als "Lateralrichtung" bezeichnet) und der Richtung zur Oberfläche des Metallbandes (hiernach als "Vor-und-Rück- Richtungen" bezeichnet) bewegt. Die Bewegungsbettung 3 ist außerhalb der Ofenschale vorgesehen.
Es gibt drei Düsenköpfe 1, die längs der Kühlwalzenachse rechts, links und zentral angeordnet sind, und die Kühlwalze an der Abgabesektion ist hinsichtlich ihrer gekrümmten Größe entsprechend dem maximalen Verschiebungshub der Walze festgelegt, und die Breite einer jeden Kühlwalze ist schmäler als die des Metallbandes X, und ist entsprechend der Breite der heißen Stelle ausgelegt, wenn die Temperaturverteilung in der Bandbreite nicht gleichförmig ist. Düsenmündungen, welche horizontal ausgedehnt und schlitzförmig sind, sind in mehreren Stufen an der Oberfläche der Gaseinstrahlungsseite angeordnet. Weiterhin sind an der Rückseite Kopfträger 100 zum Tragen der Köpfe 1 angeordnet, welche das Kühlgas von der Außenseite zu den Köpfen 1 zuführt. Weil die Kopfträger 100 zur Außenseite der Ofenschale vorspringen, wird ein hitzebeständiger, nicht-metallischer Balgen 101 zwischen dem Umfang der Ofenschale und einem Durch dringungsbereich desselben verwendet, um dadurch einen ausreichenden Bewegungsbereich ebenso wie die Aufrechterhaltung von Luftdichtigkeit sicherzustellen.
Die Bewegungsbettung 3 umfaßt Führungsschienen 31a, 31b die in Vor-und-Rück-Richtung einer stationären Bettung 30 vorgesehen sind; eine entlang dieser bewegbare Basis 32; eine die Basis 32 in Vor-und-Rück-Richtung bewegende Antriebseinrichtung 33; an der Basis 32 unabhängig für die zentralen, rechten und linken Düsenköpfe vorgesehene Lateralführungsschienen 34a bis 34c; entlang dieser lateral bewegbare Bewegungsbettungen 35a bis 35c; sowie die Bewegungsbettungen 35a bis 35c in den lateralen Richtungen unabhängig verfahrende Antriebseinrichtungen 36a bis 36c. Die Kopfträger 100 sind jeweils auf den lateral bewegbaren Bettungen 35a bis 35c fixiert. Daher bewegen sich die drei Düsenköpfe 1 gleichermaßen um denselben Hub durch die Antriebseinrichtung 33 in der Vor-und-Rück-Richtung, und jeder der zentralen, rechten und linken Düsenköpfe 1 bewegt sich unabhängig in den lateralen Richtungen. Die Antriebseinrichtungen 33 und 36a bis 36c sind solche, die für lineare Bewegungen geeignet sind, wie ein Hydraulikölzylinder, ein elektrischer Zylinder oder eine Kombination einer Kugelumlaufspindel und eines Elektromotors. Wenn für die Führungsschienen 31a und 34a bis 34c direkt wirkende Lagerungen verwendet werden, kann die Bewegung mit hoher Präzision erfolgen. Es ist vorteilhaft die Bewegungsgeschwindigkeiten in den lateralen Richtungen mit der unten stehenden Formel 18 und die Bewegungsgeschwindigkeit in der Vor-und-Rück-Richtung mit der unten stehenden Formel 19 zu bestimmen.
(18)
(ΔW/2) / VN1 < L/VS
hierbei ΔW : Maximalwert (mm) des Breitenänderungsbetrags des Bandes
VN1 : Bewegungsgeschwindigkeit (mm/min) des Düsenkopfs
L : Toleranz (m) der unmöglichen Länge
zur Steuerung der Temperaturverteilung
Vs : Bewegungsgeschwindigkeit (m/min) des Bandes
(19)
VN2 > VR
hierbei VN2 : Bewegungsgeschwindigkeit (mm/min) des Düsenkopfs
VR : Bewegungsgeschwindigkeit (mm/min) der Walze
Die folgende Erläuterung soll gegeben werden über die Verschiebung der Kühlwalzen bei der obigen Walzenabschreckvorrichtung und den Betrieb der Gasstrahlkühlvorrichtung bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Bei der vorliegenden Walzenabschreckvorrichtung wird die Spannung des Metallbandes X unter Verwendung der Walze durch die Zugrollen &epsi;1 oder &epsi;2 auf einen Zug (3 kg/mm² oder mehr) variiert. Nachfolgend werden die Kühlwalzen #1 bis #7 horizontal verschoben, um mit dem Metallband X in Kontakt zu kommen, und die Kühlstärke wird durch Einstellen des Verschiebungshubs der Walze (Wickellänge) eingestellt, jedoch tritt bei der vorliegenden Walzenabschreckvorrichtung leicht eine nicht-gleichförmige Temperaturverteilung längs der Breite des Metallbandes auf, und wenn eine solche nicht-gleichförmige Verteilung in der Gaseinstrahlzone (nicht gezeigt) in der Eingangssektion aufgetreten ist, wird sie bei der vorliegenden Walzenabschreckvorrichtung verstärkt, und so wird das Kühlen der Rückseite des um die Walze gewickelten Bandes durch die Gasstrahlkühlvorrichtung ausgeführt. Zum Kühlen der Rückseite des um die Walze gewickelten Bandes gibt es Einstellungen der Bewegungen in der Vor-und-Rück-Richtung und der lateralen Richtung der Düsenköpfe 1, und im folgenden soll auf jede von diesen Bezug genommen werden.
Erstens, in Bezug auf die Einstellung in der Vor-und-Rück- Richtung, bewegen sich eine Gruppe von den Kühlwalzen #1 und #2 der Eingangssektion zugewandten Düsenköpfen α1 und α2 und eine Gruppe von den Kühlwalzen #3 bis #7 der Abgabesektion zugewandten Düsenköpfen α3 und α7 unterschiedlich. Das heißt, die Gruppe der Köpfe α1 und α2 bewegt sich vorwärts, wobei sie den maximalen Bewegungshub der Köpfe von der zurückgezogenen oder Ruheposition zu der gleichen Zeit einnimmt, zu der der Kontakt zwischen dem Metallband X in der Durchlauflinie und den Kühlwalzen #1 und #2 beginnt. Wenn der Verschiebungshub der Kühlwalzen #1 und #2 größer ist, bewegt sich diese Gruppe rückwärts, um eine bestimmte Entfernung in Bezug zu dem Metallband X einzuhalten (diese Bewegung wird umgekehrt, indem der Verschiebungshub der Kühlwalzen #1 und #3 kurz gemacht wird). Auf der anderen Seite bewegt sich die Gruppe von Köpfen α3 und α7 von der zurückgezogenen Position (was, wenn irgendeine von den Walzen wegen einer Schwierigkeit nicht verwendet werden kann, eine zurückgezogene Position ist, die festgelegt ist, um den Kontakt mit der Walze zu vermeiden, weil diese so ausgelegt ist, daß die maximale Länge des Düsenkopfs durch den maximalen Verschiebungshub der Walzen eingenommen werden kann) zu der gleichen Zeit vorwärts, wie das Band X in der Durchlauflinie und die Kühlwalzen #3 bis #7 in Kontakt kommen, und die Köpfe bewegen sich nicht einmal, wenn der Verschiebungshub der Kühlwalzen #3 bis #7 länger ist. Der Grund für den Unterschied in der Bewegung unter diesen Düsenköpfen ist, daß die nicht- gleichförmige Verteilung weiter verstärkt wird, wenn nicht eine solche längs der Breite des Metallbandes auftretende nicht-gleichförmige Verteilung während des Beginns des Kontakts mit den Kühlwalzen aufgehoben wird, wobei eine solche Verteilung das Auftreten einer sattelförmigen Deformation des Metallbandes X durch die Verschiebung der Kühlwalzen und ein Auftreten eines Wärmescheitels in den Kühlwalzen bewirkt (der andere Grund ist, daß im Fall von sehr niedrigem Wärmeübergang selbst die Kühlwalzen #1 und #2 das Kühlen unter der Bedingung ausführen 'können, daß sie nicht den maximalen Verschiebungshub erreichen).
In Hinblick auf die Düsenkopfeinstellung in den lateralen Richtungen mißt das Profilthermometer 91 die Temperaturvertei lung in der Bandbreite am Ausgang der Gasstrahlsektion. Wenn die Verteilung nicht gleichförmig ist, werden die drei Kühlpositionen am zentralen, rechten und linken Düsenkopf 1 entsprechend dabei gemessenen Daten und durch die Profilthermometer 91 und 92 erfaßten Daten der Bandkanten zum Kühlen der Rückseiten des um die Walzen gewickelten Bandes bestimmt, und der Düsenkopf 1 wird einzeln auf die heißen Stellen im Zentrum in der Bandbreite und an dessen rechten und linken Bandkanten bewegt. Solche Kühlpositionen des Düsenkopfs 1 werden auch entsprechend dem Meßergebnis der Verteilung durch das Profilthermometer 92 am Ausgang der Walzenabschreckvorrichtung bestimmt, aber die erstere Vorwärtssteuerung wird gewöhnlich bevorzugt gegenüber dieser Rückkopplungsregelung ausgeführt (natürlich kann entweder die erstere Vorwärtssteuerung oder die letztere Rückkopplungsregelung ausgeführt werden). In Bezug auf die Bedingung der nicht-gleichförmigen Temperaturverteilung ändert sich, selbst wenn sich die Bandbreite ändert, die Position der zentralen heißen Stelle nicht, und weil übrigens die Temperatur im Zentrum niedriger ist als die der Bandkanten, bewegt sich der zentrale Düsenkopf nicht lateral, sondern er bewegt sich vor und zurück, wie in Fig. 10 bis 12 zu sehen ist. Die Leistungsfähigkeit des zentralen Düsenkopfs kann kleiner als die der rechten und linken Düsenköpfe 1 sein. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Kühlungswirksamkeit durch das aus dem Kopf strahlende Gas gesteuert durch Steuerung der Gasstrahlmenge oder des Gasdrucks entsprechend den Meßwerten des Profilthermometers 92 am Ausgang.
Eine Einstellung des sich in lateraler Richtung bewegenden Düsenkopfs 1 ist auch erforderlich, wenn die Schweißstelle (die besondere Stelle des Bandes), wo sich die Bandbreite ändert, in die Walzen eintritt. Das heißt, die Information über diese besondere Stelle des Streifens wird vorher vom Eingang der Linie eingegeben, so daß, wenn sich das Material von der schmalen Breite auf die breite Breite ändert, die Bewegung der rechten und linken Düsenköpfe auf die vorgegebene Position abgeschlossen ist, bevor die besagte besondere Stelle das Profilthermometer 91 am Eingang passiert. Umgekehrt, wenn das Material sich von der breiten Breite auf die schmale Breite ändert, werden die rechten und linken Düsenköpfe auf die vorgegebene Position bewegt, nachdem die besondere Stelle das Profilthermometer 92 am Ausgang passiert.
Die Hilfsgasstrahlkühlsysteme β1 und β2 sind Hilfskonstruktionen, um die Nicht-Gleichförmigkeit der Temperaturverteilung längs der Bandbreite aufzuheben, welche durch die oben genannte Konstruktion zum Kühlen der Rückseite des um die Kühlwalze gewickelten Bandes bei diesem Ausführungsbeispiel nicht vollständig aufgehoben worden ist, wobei sich die Düsenköpfe an der Rückseite der Gasstrahlkühlvorrichtung zum Einstrahlen des Kühlgases auf die heißen Stellen lateral bewegen.
Die durch dieses Ausführungsbeispiel hervorgebrachten Effekte sollen nun erläutert werden. Bei einer herkömmlichen Walzenabschreckvorrichtung, bei welcher keine Kühlung der Rückseite des um die Kühlwalze gewickelten Bandes ausgeführt wurde, trat in der Bandtemperaturverteilung längs der Bandbreite eine Nicht-Gleichförmigkeit auf, wie in Fig. 42 zu sehen, jedoch ist eine solche Nicht-Gleichförmigkeit aufgehoben worden, je nach der Konstruktion des vorliegenden Ausführungsbeispiels. Die Abweichung in der Bandtemperatur im Hinblick auf die Durchschnittstemperatur in der Bandbreite bei Anwendung des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist kleiner gewesen als im Fall der herkömmlichen Konstruktion, und im übrigen ist bei diesem Ausführungsbeispiel die Fläche einer übermäßigen Kühlung kleiner gewesen, wodurch es ermöglicht wird, die Bandtemperaturverteilung zu vergleichmäßigen.
Fig. 10 bis 12 zeigen ein Ausführungsbeispiel wie in Anspruch 33 beansprucht, bei dem sich der zentrale Düsenkopf 1 nicht lateral bewegt. Der Kopfträger 100 für den zentralen Düsenkopf 1 ist direkt an der Basis 32 der Bewegungsbettung 3 fixiert (es gibt weder die Führungsschiene 34b, die laterale Bewegungsbettung 35b noch die Antriebseinrichtung 36b. Siehe Fig. 12). Die Düsenköpfe 1 an beiden Kanten können sich, wie in Fig. 11 zu sehen, in lateraler Richtung bewegen, wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel. In Bezug auf die nicht- gleichförmige Bandtemperaturverteilung längs der Bandbreite ist, weil die Temperatur im Bandzentrum niedriger als die an den Kanten ist, die Kühlfähigkeit des zentralen Düsenkopfs 1 kleiner als die der rechten und linken Düsenköpfe 1.
Die oben erläuterte Konstruktion kann auch angewendet werden, wenn die Durchgangslinie horizontal ist. Fig. 13 bis 16 zeigen eine Konstruktion, wie in Anspruch 34 beansprucht, welche auf eine Linie mit horizontalem Durchgang angewendet wird. In Fig. 13 bezeichnen #1 bis #3 die Kühlwalzen, und die gekrümmten Düsenköpfe 1 sind wegs des Metallbandes X an deren Rückseiten angeordnet. Diese Kopfträger 100 treten durch die Ofenschale nach außen durch, wobei Balgen 101 an den Durchtrittsbereichen vorgesehen sind.
Fig. 14 zeigt eine seitliche Querschnittsansicht der Kühlwalze #1 der vorhergehenden Figur. Hierbei sind die drei Düsenköpfe 1 unmittelbar oberhalb des Metallbandes X parallel entlang der Richtung der Breite angeordnet, und die Kopfträger 100 treten durch die Balgen 101 nach außen durch. Diese Kopfträger 100 werden in dem Zustand gehalten, daß sie durch die Bewegungsbettung 3 an der Außenseite seitlich, rückwärts und vorwärts bewegbar sind, Das heißt, die Kopfträger 100 treten durch einen Heber 37 der Bewegungsbettung 3 durch, und sind, wie in Fig. 15 und 16 gezeigt, von Wägen 35a bis 35c getragen, welche entlang der Bandbreite längs an dem Heber 37 angeordneter Führungsschienen 34a bis 34c bewegbar sind, und sind weiterhin mit Stangen von Antriebseinrichtungen 36a bis 36c verbunden, und weil die Kopfträger 100 durch die Antriebseinrichtungen 36a bis 36c lateral bewegt werden, können jeweils die drei Düsenköpfe lateral bewegt werden. Der Heber 37 ist mit Stangen von Hebeeinrichtungen 38a und 38b verbunden, so daß der Heber 37 durch den Antrieb der Hebeeinrichtungen 38a und 38b rückwärts und vorwärts bewegt werden kann.

(BEISPIEL 4)

Es soll weiter eine Erläuterung gegeben werden über ein Ausführungsbeispiel, wie in Anspruch 41 beansprucht, unter Verwendung einer anderen Konstruktion der Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung der Metallbandkühlvorrichtung.
Fig. 17 und 18 zeigen ein Ausführungsbeispiel, wo das vorliegende Ausführungsbeispiel für eine Hilfsgasstrahlkühlvor richtung verwendet wird, die am Ausgang der Walzenabschreckvorrichtung einer kontinuierlichen Glühlinie verwendet wird.
Bei der von einer Ofenschale eingeschlossenen vertikalen Walzenabschreckvorrichtung bei diesem Ausführungsbeispiel sind Kühlwalzen #1 bis #7, die das Metallband X kontaktieren, aufeinanderfolgend in der Vertikalrichtung angeordnet, und die Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung der vorliegenden Konstruktion ist am Ausgang angeordnet, wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel zu sehen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind Führungsschienen 4 parallel zur Durchlauflinie des Metallbandes X vorgesehen, und ein Laufwagen 5 ist auf den Führungsschienen angebracht, wobei die oben erwähnte Bewegungseinrichtung aus diesen zwei Konstruktionen zusammengesetzt ist. Der Laufwagen 5 ist mit Düsenköpfen β versehen, die Gasstrahldüsen und eine schmälere Breite aufweisen als die Bandbreite parallel zur Durchlauflinie, wobei zwei Düsenköpfe an einer Seite vorgesehen sind, d. h., vier (β1 bis β4) insgesamt an beiden Seiten. Der Wagen 5 läuft mittels eines Laufmechanismus 6 entlang den Führungsschienen 4, so daß die Düsenköpfe β entlang der Bandbreite bewegt werden können. Jeder der Düsenköpfe β ist mit einer Rohrleitung 7 als Gaszuführungspassage versehen, und die Rohrleitung 7 trennt sich an ihrer Mitte auf und ist mit den oberen und unteren Teilen von jedem Düsenkopf β verbunden. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind, wie in Fig. 17 gezeigt, die zentralen Düsenköpfe β5 und β6 (die Rückseite) entlang der Durchlauflinie im Zentrum in der Bandbreite fixiert, so daß sie die in der Bandbreite im Zentrum auftretenden heißen Stellen kühlen. Jedoch befinden sich die heißen Stellen in diesem Bereich fast an den gleichen Positionen, selbst wenn sich die Breiten des Metallbandes ändern, und weil die Temperatur an der heißen Stelle im Zentrum gewöhnlich niedriger als die an beiden Bandkanten ist, wird die Position des Kopfes nicht geändert, und dessen Länge ist kürzer als die der anderen Düsenköpfe β1 bis β4.
Die Führungsschienen 4 sind quer und parallel mit der Bandbreite vorgesehen, wobei es zwei Führungsschienen an den oberen und unteren Bereichen von einer Seite des Metallbandes X gibt, d. h. insgesamt vier an beiden Seiten. Die oberen Führungsschienen 40 und 41 sind, wie in Fig. 19 und 20 zu sehen, im Querschnitt keilförmig, so daß sie nicht rattern, wenn die oberen Laufwägen 50 bis 53 daran aufsteigen, welche Räder 500 haben, die mit einer konischen Nut versehen sind, wobei eine solche Konstruktion für einen richtigen Abstand zwischen dem Düsenkopf β und dem Metallstreifen X sorgt. Die unteren Führungsschienen 42 und 43 haben Konstruktionen, welche Spiele Y1 und Y2 nach oben und rechts und links zwischen spulenförmigen Rädern 501 der unteren Wägen 54 und 57 aufweisen, wodurch Einflüsse durch Wärmeausdehnung des Düsenkopfs β und ein Verwerfen der Schiene berücksichtigt werden (Y1 wird bestimmt unter Berücksichtigung der Herstellungspräzision des Düsenkopfs β und der Wärmeausdehnung, und Y2 ist bestimmt unter Berücksichtigung der Herstellungspräzision der Schiene). Wie in Fig. 19 gezeigt, sind Abschirmungsplatten 502 an der dem Metallband X zugewandten Seite vorgesehen, so daß die oberen und unteren Führungsschienen 4 nicht aufgrund lokaler Erhitzung durch Strahlung von dem Band verbogen werden.
Was den Laufwagen 5 betrifft, so sind die oberen Wägen 50 bis 53 mit den Rädern 500 an den oberen Führungsschienen 40 und 41 angebracht, und die unteren Wägen 54 bis 57 laufen mit den Rädern 501 an den unteren Führungsschienen 42 und 43 frei, und die oberen Wägen 50 bis 53 tragen den Düsenkopf β und die unteren Wägen 54 bis 57 werden dazu verwendet, daß der längliche Düsenkopf β mit dem Metallband X parallel gehalten wird.
Der Düsenkopf β ist länglich entlang der Durchgangslinie. Eine Anzahl von Düsen, die längs der Düsenbreite länglich sind, sind an der Oberfläche vorgesehen und die Breite der Düse ist entsprechend der Temperaturverteilung festgelegt. Der Abstand zwischen der Düse und dem Metallband X sollte so sein, daß der gewünschte Wärmeübergang erhalten wird und ein Kontakt mit dem Metallband X vermieden wird. Wie oben gesagt, wird der Düsenkopf β im wesentlichen von den oberen Wägen 50 bis 53 getragen und wird zusätzlich von den unteren Wägen 54 bis 57 unterstützt.
In Bezug auf den Laufmechanismus 6 sind Schraubspindeln 600, welche an der Außenseite der Ofenschale entlang den Führungsschienen 4 vorgesehen sind, grundsätzlich zusammengestellt aus zwei an den oberen und unteren Bereichen einer Seite in der Bandbreite und vier an den oberen und rückwärtigen Seiten, d. h. insgesamt acht, und umfassen damit durch umschließende Verlängerungen 601 verbundene Antriebswellen 602, Antriebsmotoren 603a und 603b, die in der Bandbreite angeordnet sind, um eine Antriebskraft auf die Schraubspindeln 600 zu übertragen, Getriebe 604 zum Übertragen der Antriebskraft, synchrone Drehgetriebe 605, die an Eingangswellen der Schraubspindeln 600 angebracht sind, um die Antriebskraft zu übertragen, sowie Rollenketten 606, welche zwischen das obere und untere Synchrongetriebe 605 geschaltet sind. Das heißt, wie in Fig. 22 und 23 zu sehen sind, die Antriebsmotoren 603a oder 603b an den jeweiligen einen Seiten der Ofenschale angeordnet, und deren rotierende Wellen sind mit den Getrieben 604 verbunden und in zwei Wellen unterteilt, welche mit den Eingangswellen der Getriebespindeln 600 verbunden sind, um die Antriebswellen 602 vor und zurückzubewegen. Weil die jeweiligen Antriebswellen 602 mit den unteren Wägen 54 und 56 oder 55 und 57 verbunden sind, laufen die unteren Wägen längs der unteren Führungsschienen 42 und 43, indem die Antriebswellen vor und zurückbewegt werden. Auf der anderen Seite übertragen die an den Eingangswellen beider Schraubspindeln 600 angebrachten Synchrongetriebe 605 ihre eigene Drehantriebskraft auf die Synchrondrehgetriebe 605 der oberen Schraubspindeln 600, um in dergleichen Weise die mit den Schraubspindeln 600 verbundenen Antriebswellen 602 vor und zurückzubewegen. Dementsprechend bewirkt eine Drehung von einem Antriebsmotor 603a oder 603b, daß die oberen und unteren Wägen, von denen es insgesamt vier an einer Seite des Bandes gibt, synchron längs den oberen und unteren Führungsschienen 40 und 43 laufen. Weil die oberen und unteren Wägen sich an beiden Seiten des Bandes X um die gleiche Entfernung in der gleichen Richtung bewegen, können die Düsenköpfe β1, β2 oder β3, β4 unter der Bedingung, daß sie ihre vertikale Stellung ohne sich zu neigen beibehalten, zu den gewünschten Positionen zum Band bewegen. Die Bezugsziffer 607 von Fig. 22 bezeichnet einen Sensor zum Erfassen der Position des Kopfs, welcher die Anzahl von Drehungen der Schraubenspindel 600 zählt und sie zu einer Motorsteuereinrichtung 608 überträgt, wodurch diese Einrichtung 608 den Antriebsmotor 603a oder 603b steuert. Die Bewegungsentfernung des Wagens zu dieser Zeit wird unter Berücksichtigung der Breite des Metallbandes X bestimmt.
Wie in Fig. 17 und 18 zu sehen, führt die Rohrleitung 7 von der Außenseite der Ofenschale zu deren Innenseite, und verzweigt sich in obere und untere Teile und ist mit oberen und unteren Teilen eines Düsenkopfs β verbunden, um das Kühlgas von außen in den Düsenkopf β zuzuführen. Wie oben erwähnt, sind der Rohrleitung 7, weil die Düsenköpfe β1 bis β4 durch die Wägen 50 bis 57, wenn diese laufen, entlang der Bandbreite bewegt werden, auch in dem verzweigten Teil Verlängerungen 70 zwischengeschaltet, um es dadurch zu ermöglichen, den Bewegungen der Düsenköpfe β1 bis β4 zu folgen. Eine Steuerung des Gasdrucks oder der Menge des durch die Rohrleitung 7 zugeführten Kühlgases bewirkt eine Steuerung der Kühlmenge für das Band X unter Verwendung jedes der Düsenköpfe β1 bis β4. Weiterhin ist es ausreichend, wie in Fig. 25 zu sehen, eine Teleskopeinrichtung 71 anstelle der besagten Verlängerung 70 dazwischen zu schalten oder eine flexible Konstruktion zu verwenden unter der Bedingung von Luftdichtigkeit.
Im folgenden soll eine Erläuterung des Betriebs der Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung bei der oben genannten Walzenabschreckvorrichtung gegeben werden. Die Kühlwalzen #1 bis #7 werden, wie oben gesagt horizontal bewegt, um das Metallband X zu kontaktieren, wobei gleichzeitig die Spannung des Metallbandes X bis hinauf zur Spannung (3 kg/mm² oder mehr) variiert wird, wobei die Walze durch die Zugrollen &epsi;1 und &epsi;2 verwendet wird, und die Kühlrate wird eingestellt durch Einstellen des Verschiebungshubs der Walze (Wickellänge), und auch wird bei der vorliegenden Walzenabschreckvorrichtung die Rückseite des um die Walze gewickelten Bandes durch die Gasstrahlkühlvorrichtung gekühlt. Zum Kühlen der Rückseite des um die Walze gewickelten Bandes werden die Köpfe α1 bis α7 zum Kühlen der Rückseiten des um die Walzen gewickelten Bandes durch Steuerung der Bewegungen der Köpfe α1 bis α7 in Querrichtung zu der Bandoberfläche und in Richtung der Bandbreite zu den heißen Stellen bewegt. Somit wird die Rückseite des Bandes unter Beibehaltung geeigneter Entfernungen gekühlt.
Die Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung an der Abgabesektion ist mit einer Hilfskühlkonstruktion für die Walzenabschreckvorrichtung versehen, um die längs der Bandbreite auftretende nicht- gleichförmige Temperaturverteilung aufzuheben, welche mit der besagten rückwärtigen Kühlvorrichtung nicht vollständig aufgehoben werden konnte, wobei die Düsenköpfe β1 bis β4 in der Abgabesektion lateral bewegt werden, um das Kühlgas auf die heißen Stellen von beiden Oberflächen des Metallbandes X einzustrahlen.
Es soll das Einstellen der Bewegung des Düsenkopfs erläutert werden. Wenn man die Temperaturverteilung in der Bandbreite mit dem Profilthermometer 92 mißt und wenn die Verteilung nicht gleichförmig ist, werden die von den Düsenköpfen β1 bis β4 zu kühlenden Positionen entsprechend gemessenen Daten und an den Bandkanten durch die Profilthermometer 91 und 92 erfaßten Daten bestimmt, die Antriebsmotoren 603a und 603b im Sinne einer individuellen Bewegung der Gruppen von Wägen 50, 52, 54, 56 und der Gruppe der Wägen 51, 53, 55, 57 angetrieben und jeweils die Gruppe von Düsenköpfen β1 und β3 wie auch β2 und β4 zu den heißen Stellen an beiden Bandkanten in der Breite des Bandes X bewegt. Im Hinblick auf die Bedingung, unter der die Temperaturverteilung längs der Bandbreite nicht gleichförmig ist, wird die Position der heißen Stelle im Bandzentrum nicht verändert, obwohl die Bandbreite variiert, und weil die Temperatur derselben niedriger als die der Bandkante ist, sind die Düsenköpfe β5 und β6 im Zentrum fixiert, und die Kühlfähigkeit der Köpfe ist kleiner als die der rechten und linken Düsenköpfe β1 bis β4.
Die Einstellung der Bewegung der Düsenköpfe β1 bis β4 an den Bandkanten ist auch notwendig, wenn der Schweißbereich (besondere Stelle) des Bandes auftritt. Das heißt, wenn die Information über diese besondere Stelle vorher vom Eingang der Linie erhalten wird, Änderung von der schmalen Breite auf die breite Breite, sind die Düsenköpfe β1 bis β4 auf die vorgegebenen Positionen bewegt worden bevor die besondere Stelle das Profilthermometer 91 passiert. Umgekehrt bei Änderung von der breiten Breite auf die schmale beginnen die Düsenköpfe β1 bis β4 sich auf die vorgegebenen Positionen zu bewegen nachdem die besondere Stelle das Profilthermometer passiert.
Es soll der Betrieb dieses Ausführungsbeispiels erläutert werden. Bei einer herkömmlichen Walzenabschreckvorrichtung, bei welcher eine Kühlung der Rückseite des um die Kühlwalze gewickelten Streifens nicht durchgeführt wird, tritt eine nicht- gleichförmige Temperaturverteilung längs der Bandbreite auf, wie in Fig. 42 zu sehen. Aber eine solche Nicht-Gleichförmigkeit wird unter Verwendung der Struktur des Kühlens der Rückseite des um die Walze gewickelten Bandes gemildert. Weiterhin wird bei diesem Ausführungsbeispiel eine Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung verwendet, wodurch die Nicht-Gleichförmigkeit damit vollständig aufgehoben wird (Ergebnisse nahezu wie in Fig. 56 gezeigt).
Die vorliegende Konstruktion kann auch angewendet werden auf eine Linie mit horizontalem Durchgang. Fig. 26 bis 31 zeigen die Konstruktion nach Anspruch 41, wobei diese Konstruktion darauf angewendet wird, daß die Durchgangslinie des Metallbandes X horizontal ist. Fig. 26 ist eine Draufsicht auf eine Seite der horizontalen Durchgangslinie, wobei die Führungsschienen 4 lateral zu der Durchgangslinie vorgesehen sind und der Laufwagen 5 längs der Führungsschienen 4 bewegbar ist. Wie in Fig. 27 zu sehen ist der auf dem Wagen 5 angebrachte und mit den Gasstrahldüsen versehene Düsenkopf β, welcher eine schmälere Breite als die Bandbreite hat, parallel zu der Durchgangslinie. Der Laufwagen 5 bewegt sich auf den Führungsschienen 4 mittels des Laufmechanismus 6 (welcher zusammengesetzt ist aus acht Gewindespindeln 600 entlang den Führungsschienen 4 außerhalb der Ofenschale, damit durch einschließende Verlängerungen 601 verbundenen Antriebswellen 602, den Eingangswellen der Gewindespindeln 600 eine Antriebskraft verleihende Antriebsmotoren 603a, 603b, an den rotierenden Wellen der Gewinde spindeln 600 zum Übertragen der Antriebskraft angebrachte Synchrondrehgetriebe 605, sowie eine zwischen die Synchrondrehgetriebe 605 geschaltete Rollenkette 606), so daß der Düsenkopf β in Richtung der Bandbreite bewegt werden kann. Manchmal tritt in dem Metallband X eine Kettenlinie auf, so daß an den Trägern der Führungsschienen 41 und 43 der unteren Düsenköpfe β3 und β4 hydraulische oder Druckluftzylinder 44 vorgesehen sind, um die Höhe der Köpfe β3 und β4 einzustellen.
Fig. 28 zeigt den Eingriff zwischen der Führungsschiene 40 und dem Rad 503 des oberen Laufwagens 51 am Eingang der vorherigen Figur. Fig. 29 zeigt den Eingriff zwischen der Führungsschiene 42 und dem Rad 504 des oberen Laufwagens am Ausgang, Fig. 30 zeigt den Eingriff zwischen der Führungsschiene 41 und dem Rad 503 des unteren Wagens 53 am Eingang, und Fig. 31 zeigt den Eingriff zwischen der Führungsschiene 43 und dem Rad 504 des unteren Wagens 57 am Ausgang. In diesen Figuren sind die oberen und unteren Führungsschienen 40 und 41 am Eingang im Querschnitt keilförmig, so daß kein Rattern auftritt, wenn das Rad 503 mit konischer Nut daran aufsteigt, wie in dem vorherigen Ausführungsbeispiel, während unter Berücksichtigung der Größe Δ1 der thermischen Ausdehnung die Führungsschienen 42 und 43 am oberen und unteren Ausgang eine ebene Struktur in der Breite von mindestens Δ1 haben, so daß das scheibenförmige Rad 504 darauf gleiten kann.

(BEISPIEL 5)

Es soll noch eine weitere Erläuterung eines Ausführungsbeispiels gegeben werden, wie in Anspruch 54 beansprucht, welches für eine Walzenabschreckvorrichtung geeignet ist, die mit einer Metallbandkühlvorrichtung versehen ist.
Die Konstruktion der für die Walzenabschreckvorrichtung 1000 zu verwendenden Kühlwalzen #1 bis #7 ist wie in Fig. 32 gezeigt gemacht, die die Querschnittskonstruktion der Walze darstellt, und Fig. 33 stellt eine Abwicklung davon dar, und die Kühlwasserlaufkanäle in den Kühlwalzen #1 bis #7 sind in Fig. 34 gezeigt.
Jeder der Walzenkörper der Kühlwalzen #1 bis #7 ist aus einer mit Wasserströmungspassagen γ als Kühlmittelpassagen versehenen inneren Röhre 1001 und einer auf dem Umfang der inneren Röhre 1001 durch eine Schrumpfpassung befestigte äußere Röhre 1002 zusammengesetzt. Was die Wasserströmungspassage γ betrifft, sind, wie in Fig. 33 zu sehen, sechs Passagen γ1 bis γ6 parallel auf der gleichen Oberfläche in Richtung der Walzenwelle spiralförmig vorgesehen.
Die Wasserströmungskanäle in die Kühlwalzen #1 bis #7 haben, wie in Fig. 34 gezeigt, zwei Passagen für Kühlwasserzuführungsröhren 1010 und Kühlwasserableitungsröhren 1011. Die Zuführungsröhren 1010a und die Ableitungsröhren 1011b sind an einer Seite der Kühlwalzen #1 bis #7 abwechselnd angeordnet, während die Ableitungsröhren 1011a und Zuführungsröhren 1011b entsprechend an der anderen Seite angeordnet sind, und somit die Zuführungs- und Ableitungsröhren so angeschlossen sind, daß sie sich abwechselnd mit Vor- und Rückleitungen gegenüber stehen. Die Strömungsrichtungen des Kühlwassers in den Passagen γ der Kühlwalzen #1 bis #7 können in jeder von diesen umgekehrt werden.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gibt es sechs solche obige Wasserpassagen, und es soll auf eine allgemeine Bestimmung von einzelnen Passagen bezug genommen werden. Die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers in der Passage muß auf 1,3 bis 4,0 m/sec im Bereich der Wand um den Ausgang des Wassers, das sich auf hoher Temperatur befindet, eingestellt werden. Dies ist, weil (1) das Kühlwasser in der Wasserpassage der Kühlwalze der Vorrichtung, wo die thermische Last hoch ist (der Wickelwinkel groß ist) nicht kochen darf, und die Strömungsgeschwindigkeit in diesem Fall wird 1,3 m/sec oder mehr, (2) die für jede der Walzenabschreckvorrichtungen erforderte Wärmetauscherlast bestimmt ist, aber die Strömungsgeschwindkigkeit des Kühlwassers in der Passage, wo die Wärmetauscherlast der geforderten Größe oder mehr in Hinblick auf Fig. 35 erreicht wird (zum Beispiel nicht weniger als 0,6 m/sec), (3) mindestens 0,6 m/sec oder mehr als Strömungsgeschwindigkeit erforderlich ist, um in der Passage keine Ablagerungen zu erzeugen, wobei die untere Grenze der Strömungsgeschwindigkeit darin entsprechend der Bedingung (1) bestimmt wird, und auf der anderen Seite, (4) wenn die Strömungsgeschwindigkeit 4,0 m/sec überschreitet, der Druckabfall einer Pumpe zur Förderung des Kühlwassers 4,4 kg/cm² oder mehr erreicht, und der Leistungsverlust oder Druckverlust extrem ansteigt, wenn sich Ablagerungen festsetzen, und dementsprechend ist die obere Grenze der Strömungsgeschwindigkeit bestimmt.
Wenn die Temperatur des Wassers innerhalb des Strömungsbereichs in der Passage 70ºC überschreitet, treten leicht Ablagerungen auf, und die Temperatur am Ausgang der Kühlwalze muß so bestimmt werden, daß sie nicht höher als 70ºC ist.
Auf der anderen Seite, bis die Wärmetauscherlast QH zwischen dem Metallband und dem Kühlwasser gleich dem Kühlwert Qs wird, wird für jede Walze entsprechend der in dem Flußdiagramm von Fig. 37 gezeigten Prozedur eine Wärmeübergangsberechnung gemacht, und nachfolgend werden Berechnungen über die Kühlrate CR (J) jeder Walze, der durchschnittlichen Kühlrate ACR und der durchschnittlichen Gesamtwärmeabsorbtionsrate Auo vorgenommen.
Auf diese Weise wird die Zahl der Wasserpassagen gewählt, welche die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers, die Wassertemperatur am Ausgang der Walze, die Kühlrate CR (J), die durchschnittliche Kühlrate ACR und die durchschnittliche Gesamtwärmeabsorbtionsrate AUo erfüllt.
Die in dem Flußdiagramm von Fig. 37 gezeigte Berechnung ist wie folgt. Zuerst wird die Walzenposition [X(I), Y(I)] bei der maximalen Wicklung des Metallbandes X ausgelesen, und diese Position wird als Anfangswert genommen. Nachfolgend werden Berechnungen gemacht über die Walzenwickellänge LS (I) des Metallbandes X, des Wickelwinkels AR (I), der Gesamtwickellänge TLL, sowie der gesamten Durchlauflänge LO. Es werden die Bedingungen bestimmt, daß die Bandtemperatur am Eingang TSE wie TS (I) ist, die Wassertemperatur am Eingang TWE wie TWE (I) ist, die Wickellänge LS wie LS (I) ist, der Wickelwinkel AR wie AR (I) ist, die Dicke RST des Walzenmantels wie RT (I) ist, und der Walzendurchmesser D wie D (I) ist. Basierend darauf und der unten stehenden Prozedur folgend werden die Bandtemperatur TSD am Ausgang der Walze, die Wassertemperatur TWD am Ausgang der Walze, die Wärmetauscherlast QH zwischen dem Metallband X und dem Kühlwasser, und die durchschnittliche Gesamtwärmeabsorbtionsrate Uo erhalten. In anderen Worten, (1) die Bandtemperatur TSD am Walzenausgang wird vorausgesetzt und der Kühlwert Qs des Metallbandes X wird durch die unten stehende Formel 20 erhalten;
(2) unter der Annahme, daß der Kühlwert Qs die von dem Kühlwasser abgeleitete Wärme Qw ist, wird die innere Temperatur TRSI des Mantels durch die unten stehende Formel 21 erhalten;
(3) unter der Annahme, daß dieser Kühlwert Qs die Wärmekapazität QR durch den Wärmeübergang des Walzenmantels ist, wird die äußere Temperatur TRSO des Mantels durch die unten stehende Formel 22 erhalten;
(4) der Wärmeübergang λL des Materials auf der Seite der niedrigen Temperatur wird aus TRSO erhalten, und unter der Annahme, daß die Temperatur des Metallbandes X ist TRSA = (TSE + TSD)/2, wird der Wärmeübergang λH des Materials auf der Seite der hohen Temperatur erhalten;
(5) die Vickers-Härte Hv wird erhalten durch TRSA, und der Oberflächendruck P wird erhalten aus dem Walzendurchmesser D, der Banddicke ST und dem Linienzug LTENS;
(6) die Kontaktwärmeleitfähigkeit Hc wird erhalten aus diesen Werten λL, λH, P und Hv entsprechend der nachfolgenden Formel 23;
(7) die durchschnittliche Gesamtwärmeabsorbtionsrate Uo und die Wärmetauscherlast QH zwischen dem Metallband und dem Wasser werden aus diesem Hc entsprechend den Formeln 24 und 25 erhalten;
(8) die Bandtemperatur TSD am Ausgang der Walze wird zurückgesetzt bis die Kühlkapazität Qs des Metallbandes gleich der Wärmetauscherlast QH zwischen dem Metallband und dem Wasser ist, und die obigen Prozeduren (1) bis (7) werden wiederholt. Wenn die Wärmeübergangsberechnungen der obigen Schritte (1) bis (8) für eine Kühlwalze abgeschlossen worden sind, wird angenommen, daß die Bandtemperatur TSD am Ausgang dieser Kühlwalze die Bandtemperatur TSI am Eingang der folgenden Kühlwalze ist und unter Abspeicherung von anderen Werten TWD, Uo und QH für die gleichen Werte wird die Wärmeübergangsberechnung für jede Walze wiederholt (I = 1 bis zur Anzahl NR der Walzen). Wenn die Bandtemperatur TS (NR + 1) am Ausgang der Kühlwalzen gleich der Soll-Bandtemperatur TSDA ist, werden Berechnungen über die Kühlrate CR (J) jeder Walze, die durchschnittliche Kühlrate ACR, und die durchschnittliche Gesamtwärmeabsorbtionsrate AUo durchgeführt. Die berechneten Ergebnisse werden eingegeben. Wenn beide Werte gleich sind, wird der Verschiebungshub DY der zu bewegende Kühlwalze berechnet, nur für diese Walze [CRT (I) = 1] wird die Walzenposition zurückgesetzt und wiederum zum Neustart der Berechnungen der Walzenwickellänge LS (I) des Metallbandes X, des Wickelwinkels AR (I), der Gesamtwickellänge TLL und der Gesamtdurchgangslänge LO zurückgekehrt.
(20)
Qs = (HSE - HSD) · ST · W · V · 60 · 7,85 10&supmin;³
hierbei HSE : Wärmewert (kcal/kg) am Eingang des Bandes
HSD : Wärmewert (kcal/kg) am Ausgang des Bandes
ST : Banddicke (mm)
W : Bandbreite (mm)
V : Liniengeschwindigkeit (m/min)
(21)
QW = ALPHI · AI · (TRSI - TWA)
hierbei ALPHI: Wärmedurchgangsfähigkeit (kcal/m² hºC) innerhalb der Röhre
7 AI Wärmeübergangsfläche (m²) im Wasserkanal
(22)
QR = THCRSA · RST · 10&supmin;³ · AM · (TRSO - TRSI)
hierbei THCRSA : Wärmeübergang (kcal/m²hºC) des Mantels
AM : durchschnittliche Wärmeübergangsfläche (m²)
(23)
Hc = 3 · 10&sup4; · (P/H · λL · λH/λL + λH) + 2 · 10³
hierbei Hc : Kontaktwärmeübergang (kcal/m²hºC)
(24)
Uo = 20, 1 · Hc0,8 · RST-0,22 · AR-0,23
hierbei Uo : summierte Wärmeabsorbtion (kcal/m²hºC)
(25)
QH = Uo · W · LS · 10&supmin;&sup6; · TM
hierbei LS : Anstiegslänge (mm) des Bandes auf der Walze
TM : Differenz in der logarithmischen Durchschnittstemperatur (ºC)
Bei einer kontinuierlichen Glühlinie gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist, wenn der Spannungsausgleicher 2004 an der stromaufwärtigen Seite des direktbefeuerten Reduktionsofens 2007 angeordnet ist, die Lauffähigkeit des Metallbandes innerhalb des Ofens 2007 verbessert, und die Heizqualität für die Reduktion wird stabil sichergestellt.
Formen von verlängerten Bereichen im Metallband X können durch den Spannungsausgleicher 2004 korrigiert werden, um dadurch keine Knicke in der Gasstrahlkühlsektion 2010 zu erzeugen und das Knicken und nicht-gleichförmige Kühlen in der Walzenabschreckvorrichtung 1000 wesentlich zu verbessern, und als Ergebnis wird das Metallband X in der Linie nicht rollen und die Qualität der Erzeugnisse wird verbessert. Weiterhin gibt es keine Probleme des Kontaktierens mit den Röhren des Strahlungsröhrenofens 2008 und des Durchwärmofens 2009, des Kontaktierens mit den Gasstrahldüsen in der Gasstrahlsektion 2010, des Kontaktierens mit den Düsenköpfen α1 bis α7 zum Einstrahlen des Kühlgases auf die Rückseiten des um die Kühlwalzen gewickelten Bandes in der Walzenabschreckvorrichtung 1000 und des Kontaktierens mit den Gasstrahldüsen in der Schnellkühlsektion 2012.
Als nächstes sollen Erläuterungen gegeben werden über die Weise der Wasserzuführung und die Bewegungen der Kühlwalzen #1 bis #7 in der Walzenabschreckvorrichtung 1000 und den Betrieb der Düsenköpfe α1 bis α7 zum Kühlen der Rückseiten des Bandes. Bei der Vorbereitung zum Betreiben der Walzenabschreckvorrichtung 1000 wird Wasser in die in Fig. 34 gezeigten Wasserpassagen zugeführt, wobei die Durchlaufrichtungen des Kühlwassers in allen sechs Wasserpassagen γ1 bis γ6 für jede der Walzen umgekehrt werden. Die Spannung des Metallbandes X wird mittels der Zugrollen &epsi;1 und &epsi;2 bis zu der Spannung (3 kg/mm² oder mehr) zum Verwenden der Walzen variiert, und die Kühlwalzen #1 bis #7 werden in der horizontalen Richtung bewegt, um mit dem Metallband X in Kontakt zu kommen, und die Kühlmenge wird eingestellt durch Steuerung des Verschiebungshubs (der Wickellänge).
Bei den Kühlwalzen #1 bis #7 von diesem Ausführungsbeispiel gibt es sechs spiralförmig verlaufende Wasserpassagen λ1 bis λ6, so daß die Länge von jeder der Passagen λ1 bis λ6 kurz gemacht werden kann, und die Wärmeaustauscherlast des Kühlwassers kann klein gemacht werden. Als Ergebnis ist das Kühlen ausreichend wirksam für das Metallband X auf der Walzenoberfläche an den Kanten nahe des Ausgangs der Passage, und nach dem Kühlen ist die Temperaturverteilung entlang der Bandbreite fast symmetrisch. Zusätzlich, weil die Wasserströmungsrichtungen in den Passagen λ der Kühlwalzen #1 bis #7 für jede der Walzen umgekehrt werden, wird ein Temperaturgradient zwischen der Walzenoberfläche an den Kanten nahe dem Eingang der Passage λ und der Walzenoberfläche an den Kanten nahe dem Ausgang für jede der Walzen umgekehrt, und es gibt schließlich keinen Temperaturgradienten selbst in den Kühlwalzen in der Abgabesektion.

(BEISPIEL 6)

Schließlich soll ein Beispiel erläutert werden von einem Verfahren zum Kühlen von Metallbändern, wie in Anspruch 64 beansprucht, wobei eine Metallbandkühlkonstruktion des oben erläuterten Ausführungsbeispiels 1 verwendet wird.
Bei der Walzenabschreckvorrichtung, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, wird die Rückseite des um die Kühlwalzen gewickelten Bandes in der Metallbandkühlkonstruktion gekühlt, wie nachfolgend bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben.
Die Temperaturverteilung in der Breite des Bandes X wird durch eine Bandtemperaturprofilmeßvorrichtung 90a detektiert, die am Ausgang der Kühlwalzengruppe #1 bis #4 installiert ist, und entsprechend den Temperatursignalen davon wird ein Vergleich zwischen der Temperatur im Zentrum des Bandes und einer angestrebten oder Soll-Temperatur des Bandes mittels der Recheneinrichtung 87 zur Bandtemperatursteuerung vorgenommen. In Bezug auf die Steuerung der durchschnittlichen Bandtemperatur basierend auf der Abweichung der Bandtemperatur zwischen diesen, wird die Wickellänge zwischen jeder der Kühlwalzen der Gruppe #1 bis #4 und dem Metallband X durch die Walzenpositionseinstelleinrichtung 80 eingestellt.
Weiterhin wird entsprechend der Steuerung der Temperaturverteilung basierend auf der angestrebten Bandtemperaturverteilung ein Ort des um die Kühlwalzen gewickelten Metallbandes X von der Position jeder der Kühlwalzen #1 bis #4 so erhalten, daß das Metallband X nicht mit den Düsenköpfen α1 bis α4 der der Kühlwalzengruppe #1 bis #4 gegenüberstehend installierten Gasstrahlkühlvorrichtung in Kontakt kommt, und jeder Düsenkopf der Gasstrahlkühlvorrichtung wird durch die Positionseinstelleinrichtung 81 so in Bewegungsrichtung der Kühlwalze bewegt, daß eine geeignete Entfernung zwischen diesen erhalten wird.
Aus den von den am Eingang und am Ausgang der Kühlwalzengruppe #1 bis #4 installierten Bandkantenpositionsdetektoren 89 erfaßten Positionssignalen für beide Bandkanten wird von der Recheneinrichtung 88 eine Annahme zur Düsenkopfpositionssteuerung im Hinblick auf beide Bandkanten und das Zentrum der Bandbreite an den jeweiligen Positionen der am Ausgang der Kühlwal zengruppe #1 bis #4 positionierten Gasstrahlkühlvorrichtung und Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung getroffen. Die Düsenköpfe an beiden Bandkanten und im Bandzentrum werden mittels der mit den jeweiligen Düsenköpfen der Gasstrahlkühlvorrichtung und der Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung verbundenen Positionseinstelleinrichtungen 82 und 83 entlang der Bandbreite bewegt. Somit werden die Positionseinstellungen jeweils so vorgenommen, um eine Kühlbreite (die Kühlbreite an dem sich überlagernden Bereich von Düsenkopf und Metallband) zu schaffen, wie sie in den Formeln 8 und 9 für die Düsenköpfe beider Kanten gezeigt ist, und so dafür zu sorgen, daß das Zentrum der Bandbreite und das Zentrum der Düsenköpfe in Bezug auf den zentralen Düsenkopf zusammenfallen. Mehr im einzelnen bezugnehmend auf Fig. 3 und 4 werden die Düsenköpfe αa und αc an den beiden Seitenkanten der den Kühlwalzen gegenüberstehenden Gasstrahlkühlvorrichtung mittels der mit den Düsenköpfen an beiden Kanten verbundenen Positionseinstelleinrichtungen 820 und 822 in den Einrichtungen 82 positionsmäßig eingestellt, während der zentrale Düsenkopf αb mittels der mit den zentralen Düsenkopf verbundenen Positionseinstelleinrichtung 821 positionsmäßig eingestellt wird. Ähnlich werden die Düsenköpfe βa und βc an beiden Kanten der am Ausgang der Kühlwalzengruppe #1 bis #4 installierten Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung mittels der mit den Düsenköpfen an beiden Kanten verbundenen Positionseinstelleinrichtungen 830 und 832 in der Einrichtung 32 positionsmäßig eingestellt, während der Düsenkopf βb mittels der mit dem zentralen Düsenkopf verbundenen Positionseinstelleinrichtung 831 positionsmäßig eingestellt wird.
Basierend auf den von der am Ausgang der Kühlwalzengruppe #1 bis #4 installierten Bandtemperaturprofilmeßvorrichtung 90a und der am Ausgang der Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung installierten Bandtemperaturprofilmeßvorrichtung 90b längs der Bandbreite erfaßten Temperatursignalen werden die gemessene Bandtemperaturverteilung und die angestrebte oder Soll-Bandtemperaturverteilung zur Bandtemperatursteuerung durch die Recheneinrichtung 87 verglichen. Entsprechend der Abweichung zwischen diesen wird mindestens eines von Drehzahl der Kühlgaszufüh rungsgebläse 85a und 85b oder den Drucksteuerventilen 84a bis 84e verwendet, um dem Kühlgasdruck (ein Druckmesser wird vermieden) in den Düsenköpfen α, β der Gasstrahlkühlvorrichtung und der Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung einzustellen und das eingestellte Kühlgas auf das Metallband X einzustrahlen. Das Kühlgas wird der Gasstrahlkühlvorrichtung und der Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung vom Inneren des Ofens (in Fig. 2 weggelassen) über einen Wärmetauscher 86 und das Kühlgaszuführungsgebläse 85 zugeführt.
In Fig. 2 ist die Bandtemperaturprofilmeßvorrichtung an den Ausgängen der Kühlwalzengruppen #1 bis #4 und der Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung installiert, aber es ist ausreichend die Meßvorrichtung lediglich am Ausgang der Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung zu installieren.
Es soll eine Erläuterung gegeben werden von einem Verfahren zur Berechnung einer optimalen Position (d. h. einer optimalen Trennentfernung) des Düsenkopfs der Gasstrahlkühlvorrichtung zu den Kühlwalzen.
Für die zwei Kühlwalzen #1 und #2 wird angenommen, daß die Radien der Walzen F1 und F2 sind, die Achsentfernung zwischen den Walzen L0 ist, die projizierten Längen der Walzen von einer Basislinie, wenn die Walzen nicht mit dem Band X in Kontakt sind, L1 und L2 sind, der Wickelwinkel der Walze und des Bandes X ist θ, und die Winkel der Düsenköpfe α1, α2 η1 und η2 sind. Unter diesen Bedingungen soll der untere Düsenkopf α2 betrachtet werden.
Die Koordinate des Punktes A als Kontaktpunkt zwischen dem Band X und der unteren Kühlwalze #2 wird durch die folgende Formel 26 ausgedrückt.
(26)
(-L2 + F2 - F2 · cosθ, F2 · sinθ)
Die Koordinate des Punktes B als Kontaktpunkt zwischen dem Band X und der unteren Kühlwalze #1 wird durch die nachfolgende Formel 27 ausgedrückt.
(27)
(L1 - F1 + F1 · cosθ, L0 - F1 · sinθ)
Die Neigung des linearen Teils des Bandes X wird durch die folgende Formel 28 ausgedrückt.
(28)
1/tanθ
Der Kontaktwinkel θ wird ausgedrückt durch die nachfolgende Formel 29.
(29)
Aus dieser Formel 29 wird sich die folgende Formel 30 ergeben.
(30)
θ = tan&supmin;¹ {X2/ 1 - X2² } - tan&supmin;¹X1
X1 = (F1 + F2 - L1 - L2) / L0
X2 = (F1 + F2)/ L0² + (F1 + F2 - L1 - L2)²
Der lineare Teil des Bandes X wird ausgedrückt durch die folgende Formel 31.
(31)
γ - F2 · sinθ = (X + L2 - F2 + F2 cosθ) / tanθ
Wenn man annimmt, daß die minimale Trennentfernung zwischen dem Düsenkopf α2 und dem Band X als G gegeben ist, ist die optimale Position des Düsenkopfs α2 wie nachfolgend.
1) Wenn die Länge des um die Walze gewickelten Bandes länger als der Düsenkopf α2 ist,
das heißt, im Falle daß θ ≥ (η1) / 2, ist die optimale Position des Düsenkopfs die der Entfernung zwischen dem Punkt E der zentralen Position des Düsenkopfs α2 und des Bandes X.
2) Wenn diese Länge kleiner als der Düsenkopf α2 ist,
das heißt, im Fall daß θ < (η1) / 2, sind die Koordinaten der Punkte D, C und E wie in den Formeln 32, 33 und 34 gezeigt.
(32)
(X3, Y3) = [X3, (F2 + G) sin (η2 / 2) - G · sinθ
hierbei ist X3 ein Wert, der durch Einsetzen von y in der Formel 29 erhalten wird.
(33)
(X4, Y4) = (X3 - G · cosθ, Y3 + G · sinθ
(34)
(X5, y5) = {X4 - (F2 + G) [1 - cos (η2 / 2)], 0}
Daher ist die optimale Position eine solche Position des Düsenkopfs α2, daß die Entfernung zwischen dem Band X und der zentralen Position E des Düsenkopfs α2 gegeben ist als X5 .
Als Beispiele zur Steuerung der Bandtemperaturverteilung der angestrebten oder Soll-Verteilung soll anhand von Fig. 39 eine Erläuterung gegeben werden für ein Verfahren zur Berechnung der optimalen Position des Düsenkopfs in der Bandbreite der Gasstrahlkühlvorrichtung und der Hilfsgasstrahlkühlvorrich tung in Ansprache auf Veränderungen im Profil der Temperaturverteilung längs der Bandbreite.
1) Abschätzung der Verteilung der Bandtemperatur Zuerst soll die Verteilung der Sandtemperatur abgeschätzt werden. Die Verteilung der Temperatur entlang der Bandbreite kann ausgedrückt werden durch ein Potenzreihe der vierten Ordnung, wie in Formel 35 gezeigt.
(35)
T (X) = a&sub1;X&sup4; + a&sub2;X³ + a&sub3;X² + a&sub4;X + a&sub5;
hierbei ist X in Richtung der Breite normalisiert, und -1 ≤ X ≤ 1.
Die Funktion der Formel 35 wird durch das Verfahren der kleinsten quadratischen Abweichung von dem gemessenen Ergebnis für die Bandtemperatur ("90" von Fig. 2) erhalten.
2) Berechnung der optimalen Position des Düsenkopfs in der Bandbreite.
Nachfolgend wird die Berechnung ausgeführt für die Position des Düsenkopfs in der Bandbreite. Wenn die Temperaturverteilung entlang der Bandbreite am Ausgang der Kühlwalzengruppe, die durch die Abschätzung wie in Fig. 39 gezeigt, erhalten wird, sind die schlechten Bereiche der Temperatur an der Seite mit höherer Temperatur als die Verteilung T'(x) der Soll- Temperatur des Bandes
(1) -1 ≤ X ≤ X1
(2) X2 ≤ X ≤ X3
(3) X4 ≤ X ≤ 1.
hierbei werden X1, X2, X3, X4 unterteilt in die Grenzen der schlechten Bereiche hoher Bandtemperatur (siehe die schraffierten Bereiche von Fig. 39).
Die Positionen Xe1, Xe2 im Schwerpunkt, wo die Abweichung in den Bandtemperaturen an beiden Kanten auftritt, und die Position Xc des Schwerpunkts, wo die Abweichung in der Tempera tur des Bandzentrums auftritt, werden durch Berechnung der Schwerpunkte nach den nachfolgenden Formeln 36, 37 und 38 erhalten.
(36)
Xc1 = x1&submin;&sub1; T(X) - T'(X) · x · dx/ x1&submin;&sub1; T(X) - T'(X) dx
(37)
Xc2 = ¹x4 T(X) - T'(X) · x · dx/ ¹x4 T(X) - T'(X) dx
(38)
Xc = x3x2 T(X) - T'(X) · x · dx/ x3x2 T(X) - T'(X) dx
Daher werden die Düsenköpfe an beiden Kanten jeweils so gesteuert, daß die Kühlbreiten le1,, le&sub2; so sind, wie in den Formeln 39 und 40 gezeigt, und die zentrale Position des Düsenkopfs im Zentrum wird auf die Position Xc bewegt, und der Druck des in jeden Düsenkopf strömenden Kühlgases wird entsprechend der Abweichung der Bandtemperatur in jedem Bereich eingestellt, um Variationen im Profil der Bandtemperaturverteilung durch Einstrahlen des eingestellten Kühlgases auf das Metallband X zu folgen.
(39)
le&sub1; = (Xe&sub1; + 1) · B
(40)
le&sub2; = (1 - Xe&sub2;) · B
hierbei B : Bandbreite (mm)
le&sub1;, le&sub2; : Kühlbreiten (mm) an den Kanten
hierbei B : Bandbreite (mm)
le&sub1; und le&sub2;: Kühlbreiten an den Bandkanten
Entsprechend den Konstruktionen dieser Erfindung kann das Kühlen schnell bei geringen Kosten ausgeführt werden, wobei die Temperaturvereilung in der Bandbreite auf eine angestrebte oder Soll-Verteilung der Bandtemperatur gebracht wird.
Weiter kann entsprechend den Konstruktionen, wie sie in den Ansprüchen 14 bis 17, 29 und 30, 51 bis 53, 56 und 57 beansprucht sind, das Kühlen in korrekter Weise ausgeführt werden, wobei die Verzögerungen bei der Bewegung der Düsenköpfe in der Linie abgedeckt werden, wenn die Bandbreite sich häufig ändert, und dadurch ein Kühlen in der Bandbreite gleichförmig und schnell sicherzustellen.
Abhängig von den Konstruktionen, wie sie in den Ansprüchen 31 bis 41 und 58 bis 63 beansprucht sind, werden die Düsenköpfe auf nicht-gleichförmige Bereiche der Bandtemperaturverteilung bewegt, und das Kühlgas wird unter Einhaltung einer geeigneten Trennentfernung so eingestrahlt, daß die Temperaturverteilung entlang der Bandbreite gesteuert werden kann.
Zusätzlich kann abhängig von den Kühlwalzen, wie in Anspruch 54 beansprucht, wobei die Kühlwalze an ihrer Innenseite viele Passagen für das Kühlwasser aufweist, jede Länge der Passagen insgesamt kurz gemacht werden, und die Wärmetauscherlast des in der Passage fließenden Kühlmittels reduziert werden. Als Ergebnis wird das Metall auch an den Walzenoberflächen an den Kanten nahe dem Ausgang der Kühlmittelpassage wirksam gekühlt, und die Temperaturverteilung entlang der Bandbreite kann während des Kühlens vergleichmäßigt werden, und die Temperaturverteilung ist nach dem Kühlen fast symmetrisch in der Bandbreite. Der Kühlkonstruktion folgend, wie sie in Anspruch 55 beansprucht ist, wobei die Flußrichtung des Kühlmittels in jeder Kühlwalze für jede der Walzen umgekehrt wird, wird der Temperaturgradient für jede der Walzen zwischen den Walzenober flächen an den Kanten nahe dem Eingang der Kühlmittelpassage und der Walzenoberflächen an den Kanten nahe dem Ausgang umgekehrt, so daß die Kühlrate in dem Metallband vergleichmäßigt werden kann, und je näher die Kühlwalzen der Abgabesektion sind, um so kleiner ist der Temperaturgradient selbst. Daher werden die Qualitäten der herzustellenden Metalle in deren Breiten gleichförmig gemacht.

INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT

Die vorliegende Erfindung kann angewendet werden auf eine Kühlkonstruktion für die Rückseiten eines um die Kühlwalzen einer Walzenabschreckvorrichtung gewickelten Bandes, sowie auf eine Hilfskühlkonstruktion am Eingang und Ausgang der Walzenabschreckvorrichtung.

Claims

1. Vorrichtung zum Kühlen von Metallbändern, welche das Metallband (X) um mindestens eine Kühlwalze (#1 - #4) wickelt und eine Wickellänge zwischen dem Metallband (X) und der jeweiligen Kühlwalze (#1 - #4) durch Bewegen der Kühlwalze (#1) einstellt, und eine Gasstrahlkühlvorrichtung mit einer der Rückseite des gewickelten Bandabschnitts (X) zugewandten Düseneinrichtung (α&sub1;) aufweist und zu dem Metallband (X) verschiebbar ist, und weiterhin eine Gaseinstellvorrichtung (87) enthält, welche Druck oder Strömungsrate eines in die Düseneinrichtung (α&sub1;) strömenden Kühlgases einstellt,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Gaskühleinrichtung mehr als einen Düsenkopf (αa, αb, ...) aufweist, die in der Richtung der Walzenachse der jeweiligen Kühlwalze (#1 - #4) angeordnet und schmäler als das Metallband (X) und jeweils längs der Bewegungsrichtung der jeweiligen Kühlwalze (#1 - #4) bewegbar sind, und wobei mindestens einer der Düsenköpfe (αa, αb, ...) längs der Walzenachse bewegbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Düsenmündungen der Düsenköpfe in eine Durchlauflinie des Metallbandes unter einem rechten Winkel kreuzenden Schlitzen gebildet und in einer Reihe längs der Durchlauflinie angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Innenkante der Düsenmündung R-förmig ist oder sich in ihrem Querschnitt verjüngt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenmündung auswärts vorspringt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zwei Düsenköpfe gibt, welche an den Kanten in der Bandbreite angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es drei Düsenköpfe gibt, von welchen einer im Zentrum der Breite des Bandes und die anderen beide an den Kanten in der Bandbreite angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Kühlwalzen angebracht sind, wobei mindestens die erste Kühlwalze davon drei Düsenköpfe hat, von denen einer im Zentrumsbereich der Bandbreite angeordnet ist und die anderen zwei an den Kanten des Bandes angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Kühlwalzen angebracht sind, wobei mindestens die Kühlwalzen eines Eingangsabschnitts jeweils drei Düsenköpfe haben, von denen einer im Zentrumsbereich der Breite des Bandes angeordnet ist und die anderen zwei an den Kanten des Bandes angeordnet sind, und die Kühlwalzen eines Abgabeabschnitts jeweils zwei Düsenköpfe haben.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest der ersten Kühlwalze gegenüberliegenden Düsenköpfe gleichzeitig mit dem Beginn des Kontakts zwischen der Kühlwalze und dem Metallband von einem zurückgezogenen Ort zu der Durchlauflinie des Metallbandes bewegt werden, und wenn der Verschiebungshub der Kühlwalze länger als der zur Zeit des Kontakts ist, die Düsenköpfe im Sinne eines Beibehaltens erforderlicher Abstandsentfernungen von dem Metallband bewegt werden, und wenn das Metallband nicht im Kontakt mit der Kühlwalze ist, die Düsenköpfe bis zu dem zurückgezogenen Ort bewegt werden.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Fall, daß eine Anzahl von Kühlwalzen vorgesehen sind, die anderen Düsenköpfe als die zumindest der ersten Kühlwalze gegenüberliegenden Düsenköpfe so ausgebildet sind, daß eine maximale Länge des Düsenkopfes durch einen maximalen Verschiebungshub der folgenden Walze erhalten wird, und sich die Düsenköpfe gleichzeitig mit dem Beginn des Kontakts zwischen der Kühlwalze und dem Metallband von dem zurückgezogenen Ort zu der Durchlauflinie des Metallbandes bewegen, und sich danach nicht bewegen, selbst wenn der Verschiebungshub der Kühlwalze lang ist, und der Düsenkopf zu dem zurückgezogenen Ort zurückgenommen wird bevor das Metallband und die Kühlwalze außer Kontakt kommen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Fall, daß eine Anzahl von Kühlwalzen vorgesehen sind, ein um so längerer Verschiebungshub genommen wird, je mehr sich die Kühlwalze dem Eingangsabschnitt nähert.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Fall, daß eine Anzahl von Kühlwalzen vorgesehen sind, sich die Kühlwalze um so mehr dem Eingangsabschnitt nähert, je länger der Verschiebungshub der Walze ist, und in Bezug auf den der Kühlwalze gegenüberliegenden Düsenkopf die Gasstrahlrate sich dem Maximum nähert, je mehr sich der Düsenkopf dem Eingangsabschnitt nähert.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Fall, daß eine Anzahl von Düsenköpfen längs der Walzenachse vorgesehen sind, die Beträge der Bewegung der Düsenköpfe jeweils in Bewegungsrichtung der Kühlwalzen variiert werden, und die Abstände zwischen den Düsenköpfen und den Kühlwalzen jeweils bezüglich der Walzenachse variiert werden.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Düsenköpfe in der Richtung der Walzenachse der Kühlwalze über dem Metallband angeordnet sind, wobei die Düsenköpfe längs der Bewegungsrichtungen der Kühlwalzen bewegbar sind, und zumindest die an beiden Bandkanten angeordnete Walzenkühlvorrichtung solche Düsenköpfe aufweist, welche aus mehreren Düsenkopfkörpern gebildet sind, die längs der Länge der Walzen verbunden und schmäler als das Metallband sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenköpfe aus mehreren an beiden Bandkanten angeordneten und bezüglich der Walzenachse verbundenen Düsenkopfkörpern gebildet sind, und die verbundenen Düsenkopfkörper weiterhin in mehreren Stufen längs der Bandlaufrichtung vorgesehen sind, und die Position jeder Düsenmündung der Düsenkopfkörper längs der Walzenachse an der Eingangsseite und der Abgabeseite abweicht.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenköpfe aus mehreren an beiden Bandkanten angeordneten und in der Walzenachse verbundenen Düsenkopfkörpern gebildet sind, und die verbundenen Düsenkopfhauptkörper im Sinne eines Gleitens der Düsenmündungen entlang der Bandlaufrichtung angeordnet sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Düsenköpfe in der Richtung der Walzenachse an den Kühlwalzen über dem Metallband vorgesehen und in zwei oder mehr in Bandlaufrichtung unterteilt sind, und mindestens die an den beiden Bandkanten vorgesehene Walzenkühlvorrichtung aus solchen Düsenköpfen gebildet ist, welche eine schmälere Breite als die Breite des Bandes haben und unabhängig längs der Walzenachse bewegbar sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung des Metallbandes erhöht wird bevor die Kühlwalze mit dem Metallband in Kontakt kommt, wodurch die Form des Bandes beim Kontakt stabilisiert wird.

19. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch:

eine Zieldüsenpositionsberechnungseinrichtung für eine Bandbreitenänderung,

einen Bandkantenpositionsdetektor, und

eine Bandtemperaturprofilmeßvorrichtung,

die am Einlaß der Kühlwalzen vorgesehen sind, und wobei die Düsenköpfe für die Bandkanten auf die Kanten der Bandbreite eingestellt werden, indem eine Information des Breitenänderungsbruchteils oder -betrags von dort erhalten wird.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß wenn ein Schweißpunkt als Verbindungsbereich von verschiedenen Breiten in den Einlaß der Kühlwalzen gelangt, diese Information vorher vom Einlaß der Linie erhalten wird, wobei, wenn das Band sich von einer schmalen Breite zu einer breiten Breite ändert, die Düsenköpfe für die Bandkanten auf die Kanten des Bandes der breiten Breite eingestellt worden sind bevor der Schweißpunkt in den Einlaß der Kühlwalzen gelangt, und bei einer Änderung von der breiten Breite zu der schmalen Breite die Düsenköpfe auf die Kanten des Streifens der breiten Breite eingestellt werden nachdem der Schweißpunkt in den Einlaß der Kühlwalzen eingetreten ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifentemperaturprofilmeßvorrichtung am Auslaß der Kühlwalzen angebracht ist, und entsprechend der Information davon die Düsenköpfe für die Bandkanten der Gasstrahlkühlvorrichtung auf die Kanten in der Breite des Bandes eingestellt werden.

22. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandtemperaturprofilmeßvorrichtung an den Auslässen der Kühlwalzen vorgesehen ist, um dadurch entsprechend der Information davon den Druck oder die Strömungsrate des Kühlgases der Düsenköpfe der Gasstrahlkühlvorrichtung für die Bandkanten einzustellen.

23. Kühlvorrichtung nach Anspruch 7 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandtemperaturprofilmeßvorrichtung am Auslaß der Kühlwalzen vorgesehen ist, und entsprechend der Information die Düsenköpfe der Gasstrahlkühlvorrichtung für die Bandkanten auf die Kanten in der Bandbreite eingestellt werden, um dadurch den Druck oder die Strömungsrate des Kühlgases der Düsenköpfe der Gasstrahlkühlvorrichtung für die Bandkanten einzustellen.

24. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß: die Gasstrahlkühlvorrichtung mit zwei Düsenköpfen versehen ist, welche an Kanten in der Bandbreite in Richtung der Walzenachse an den Kühlwalzen über dem Metallband angeordnet und schmäler als das Metallband sind,

eine Hilfsgaskühlvorrichtung mit zwei oder mehr Gasstrahldüsenköpfen in der Bandbreite vorgesehen ist, die es gestattet die an zumindest beiden Bandkanten angeordneten Düsenköpfe längs der Streifenbreite zu bewegen, und

wobei die Gaseinstelleinrichtungen für die Hilfsgaskühlvorrichtung den Druck oder die Strömungsrate des in jeden Düsenkopf strömenden Kühlgases einstellen.

25. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß: die Gasstrahlkühlvorrichtung mit drei Düsenköpfen versehen ist, welche im Zentrum und an den Kanten in der Bandbreite in der Richtung der Walzenachse an den Kühlwalzen über dem Metallband angeordnet und schmäler als das Metallband sind, wobei die Düsenköpfe zumindest an beiden Kanten längs der Walzenachse bewegbar sind,

eine Hilfsgaskühlvorrichtung mit zwei oder mehr Gasstrahldüsenköpfen in der Streifenbreite vorgesehen ist, die es gestattet die an zumindest beiden Streifenkanten vorgesehenen Düsenköpfe längs der Streifenbreite zu bewegen, und

die Gaseinstelleinrichtungen für die Hilfsgaskühlvorrichtung den Druck oder die Strömungsrate des in jeden Düsenkopf strömenden Kühlgases einstellen.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasstrahlkühlvorrichtung mit drei Düsenköpfen versehen ist, welche im Zentrum und an den Kanten in der Bandbreite in Rich tung der Walzenachse an mindestens der ersten Kühlwalze von den Kühlwalzen über dem Metallband angeordnet sind.

27. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasstrahlkühlvorrichtung mit drei Düsenköpfen versehen ist, welche im Zentrum und an den Kanten in der Bandbreite in Richtung der Walzenachse an mindestens den Kühlwalzen in einem Eingangsabschnitt der Kühlwalzen über dem Metallband angeordnet sind.

28. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Düsenköpfe für die Bandkanten in der Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung längs der Bandbreite bewegbar sind.

29. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die an beiden Kanten angeordneten Düsenköpfe unter den Düsenköpfen der am Auslaß der Kühlwalzen angeordneten Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung eine Anzahl von längs der Bandbreite verbundenen Düsenköpfenkörpern umfassen, und mindestens einer der Düsenköpfe längs der Bandbreite bewegbar ist.

30. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens an beiden Bandkanten angeordnete Düsenköpfe unter den Düsenköpfen der am Auslaß der Kühlwalzen angeordneten Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung in zwei oder mehr in der Laufrichtung des Metallbandes unterteilt sind, und die Düsenköpfe unabhängig längs der Bandbreite bewegbar sind.

31. Vorrichtung nach Anspruch 1, 14 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei oder mehr Düsenköpfe aufweist, die mit Düsen zum Einwirken des Gases auf das Metallband versehen sind, deren Breite schmäler als die Bandbreite ist, und welche eine Bewegungsbettung zum Bewegen des Düsenkopfes in der Querrichtung zur Bandoberfläche und/oder längs der Bandbreite aufweist.

32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Fall, daß es zwei oder drei Düsenköpfe in der Breite des Bandes gibt, die Bewegungsbettungen davon in der Querrichtung zur Bandoberfläche und längs der Bandbreite bewegbar sind.

33. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Fall, daß es drei Düsenköpfe in der Bandbreite gibt, die Bewegungsbettung zum Bewegen des mittleren Düsenkopfes nur in Querrichtung zur Bandoberfläche bewegbar ist, und die Bewegungsbettungen zum Bewegen der rechten und linken Düsenköpfe in Querrichtung zur Bandoberfläche und in Richtung der Bandbreite bewegbar sind.

34. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlauflinie des Metallbandes der Walzenkühlvorrichtung horizontal oder vertikal ist.

35. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung zwei oder mehr Düsenköpfe vorgesehen werden, deren Breite schmäler als die Bandbreite ist, wobei die Düsenköpfe mit Düsen zum Einwirken von Gas auf das Metallband versehen sind, und mit Bewegungsbettungen, welche die Düsenköpfe in Richtung quer zur Bandoberfläche und/oder in der Bandbreite bewegen.

36. Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Fall, daß Düsenköpfe und Bewegungsbettungen als Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung vorgesehen sind, die Düsenköpfe und Bewegungsbettungen für beide Oberflächen des Metallbandes vorgesehen sind.

37. Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlauflinie des Metallstreifens horizontal oder vertikal ist.

38. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung eine Bewegungseinrichtung vorgesehen ist, welche parallel zur Bandoberfläche und längs der Bandbreite bewegbar ist, die Düsenköpfe mit den Düsen zum Einwirken des Gases auf das Metallband verteilt sind, die Dü senköpfe an der Bewegungseinrichtung vorgesehen sind, deren Breite schmäler als die Bandbreite ist, wobei sie einen Antriebsmechanismus zum Bewegen der Bewegungseinrichtung aufweist, und flexible Teile oder dehnbare Verbindungen an einem Teil eines Gaszuführungskanals vorgesehen sind.

39. Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungseinrichtungen vorgesehen sind, die Düsenköpfe an den Bewegungseinrichtungen befestigt sind, und die Gaszuführungskanäle an den Düsenköpfen befestigt sind und Verbindungen haben, die flexibel oder ausdehnbar in Bezug auf beide Oberflächen des Metallbandes sind.

40. Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenköpfe zum Einwirken des Gases um das Zentrum des Bandes angeordnet sind.

41. Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlauflinie des Metallstreifens horizontal oder vertikal ist.

42. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß am Einlaß der Kühlwalzen angeordnet sind:

eine Zieldüsenpositionsberechnungseinrichtung für eine Änderung der Bandbreite,

ein Bandkantenpositionsdetektor, und

eine Bandtemperaturpofilmeßvorrichtung,

die eine Information über einen breitenändernden Schweißpunkt und den breitenändernden Betrag entsprechend der Information davon erhalten, um dadurch jeweils die Düsenköpfe der Gasstrahlkühlvorrichtung für die Bandkanten und die zwei Düsenköpfe der Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung für die Bandkanten einzustellen.

43. Vorrichtung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Fall, daß ein besonderer Punkt als Schweißbereich von verschiedenen Breiten in den Einlaß der Kühlwalzen gelangt, diese Information vorher am Einlaß der Linie erhalten wird, und wenn das Band sich von der schmalen Breite zu der breiten Breite ändert, die Düsenköpfe der Gasstrahlkühlvorrichtung für die Bandkanten und die zwei Düsenköpfe der Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung für die Bandkanten jeweils auf die Bandkanten eingestellt worden sind bevor der besagte besondere Punkt in den Einlaß der Kühlwalzen gelangt, und wenn das Band sich von der breiten Breite zu der schmalen Breite ändert, diese Düsenköpfe jeweils auf die Bandkanten der schmalen Breite eingestellt werden nachdem der besagte besondere Punkt in den Einlaß der Kühlwalzen gelangt.

44. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandtemperaturprofilmeßvorrichtung am Auslaß der Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung angebracht ist, und entsprechend der Information davon die Düsenköpfe der Gasstrahlkühlvorrichtung für die Bandkanten und die zwei Düsenköpfe der Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung für die Bandkanten jeweils auf die Bandkanten eingestellt werden.

45. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandtemperaturprofilmeßvorrichtung am Ausgang der Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung angebracht ist, um dadurch entsprechend der Information davon den Druck oder die Strömungsrate des Kühlgases in den Düsenköpfen der Gasstrahlkühlvorrichtung und der Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung einzustellen.

46. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandtemperaturprofilmeßvorrichtung am Ausgang der Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung angebracht ist, und entsprechend der Information davon die Düsenköpfe der Gasstrahlkühlvorrichtung für die Kanten und die zwei Düsenköpfe der Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung für die Kanten jeweils auf die Bandkanten eingestellt werden, um dadurch den Druck oder die Strömungsrate des Kühlgases in jedem Düsenkopf einzustellen.

47. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasstrahlkühlvorrichtung mit mindestens drei Düsenköpfen versehen ist, die in der Walzenachse an den Kühlwalzen angeord net sind, wobei die Düsenköpfe längs der Bewegungsrichtungen der Kühlwalzen bewegbar sind, und mindestens ein Düsenkopf längs der Walzenachse bewegbar ist; und durch

Bandkantenpositionsdetektoren zum Erfassen der Bandkanten des Metallbandes;

Positionseinstelleinrichtungen, welche Bewegungen der bewegbaren Düsenköpfe unter den Düsenköpfen längs der Walzenachse einstellen;

eine Berechnungseinrichtung zur Düsenkopfpositionssteuerung, welche die Positionseinstelleinrichtungen entsprechend den von den Detektoren erfaßten Signalen steuert;

Positionseinstelleinrichtungen, welche die Positionen der Düsenköpfe entsprechend Positionssignalen der Kühlwalzen längs der Bewegungsrichtungen der Kühlwalzen einstellen;

eine Bandtemperaturprofilmeßvorrichtung, welche am Auslaß der Kühlwalzen angebracht ist und die Temperaturverteilung in der Bandbreite erfaßt; und

eine Berechnungseinrichtung zur Bandtemperatursteuerung, welche die Abweichung der Temperatur in Bezug auf die angestrebte Verteilung der Bandtemperatur entsprechend dem von der Meßvorrichtung ausgegebenen Temperatursignal berechnet und den Druck oder die Strömungsrate des in die Düsenköpfe strömenden Kühlgases entsprechend der Temperaturabweichung einstellt.

48. Vorrichtung nach Anspruch 47, gekennzeichnet durch eine Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung, welche drei oder mehr Düsenköpfe längs der Bandbreite aufweist, die am Ausgang der Kühlwalzen an dem Metallband angeordnet sind, und wobei mindestens einer der Düsenköpfe längs der Bandbreite beweglich ist und die Bandtemperaturprofilmeßvorrichtung am Ausgang der Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung angeordnet ist.

49. Vorrichtung nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei der Düsenköpfe der Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung für die Bandkanten jeweils längs der Bandbreite bewegbar sind.

50. Vorrichtung nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenbreite Be der Düsenköpfe an beiden Seiten der Gasstrahlkühlvorrichtung und/oder der Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung die Beziehungen der untenstehenden Formeln 1 und 2 und die Düsenbreite Bc des mittleren Düsenkopfs die Beziehung der unten stehenden Formel 3 erfüllen.

(1)

6 ≤ Be - (Δw/2 - 0,9 Lo V/S) ≤ 45

wobei t < 1,3 mm

(2)

12 t - 9,6 ≤ Be - (Δw/2 - 0,9 Lo V/S) ≤ 22 t + 16,4

wobei t ≥ 1,3 mm

Be: Düsenbreite (mm)

t: Banddicke (mm)

Δw: Breitenänderungsbetrag (mm) des Metallbandes

Lo: Durchlauflänge (m) zwischen den Walzen in einem Wärmebehandlungsofen hinter der Kühlvorrichtung

V: Bewegungsgeschwindigkeit (mm/min) des Düsenkopfs in der Walzenlänge (oder in der Bandbreite)

S: Liniengeschwindigkeit (m/min)

(3)

0,09 W ≤ Bc ≤ 0,27 W

Bc: Düsenbreite (mm)

W: Bandbreite (mm)

51. Vorrichtung nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die an beiden Bandkanten angeordneten Düsenköpfe eine Anzahl von Düsenkopfkörpern enthalten, die längs der Walzenachse verbunden und längs der Walzenachse bewegbar sind.

52. Vorrichtung nach Anspruch 51, gekennzeichnet durch eine Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung, welche drei oder mehr Düsenköpfe in der Bandbreite aufweist, die am Auslaß der Kühlwalzen an dem Metallband angeordnet sind, und längs der Bandbreite mindestens an beiden Bandkanten angeordnete Düsenköpfe bewegen, die eine Anzahl von längs der Bandbreite verbundenen Düsenkopfkörpern enthalten, sowie eine Gaseinstelleinrichtung zum Einstellen des Drucks und der Strömungsrate eines in jeden Düsenkopf strömenden Kühlgases.

53. Vorrichtung nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Fall, daß die an beiden Bandkanten angeordneten Düsenköpfe der Gasstrahlkühlvorrichtung und/oder der Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung drei oder mehr Düsenkopfkörper enthalten, wobei die Breite Beo der Düsenkopfkörper an der äußersten Seite der drei oder mehr Düsenkopfkörper die Beziehung der untenstehenden Formel 4 erfüllen, und die Breite Bec der mittleren Düsenkopfkörper davon die Beziehungen der untenstehenden Formeln 5 und 6 erfüllen, die Breite Bei der Düsenkopfkörper an der innersten Seite davon die Beziehung der untenstehenden Formel 7 erfüllen, und die Breite Bc des am Zentrum des Metallbandes angeordneten Düsenkopfs die Beziehung der untenstehenden Formel 3 erfüllen.

(4)

Beo ≥ ΔWu/2

ΔWu: Änderungsbetrag (mm) der Bandbreite beim Verbinden der Bänder von der kleinen Breite zu der großen Breite

(5)

6 ≤ Sec ≤ 45

wobei t < 1,3 mm

(6)

12t - 9,6 ≤ Bec ≤ 22t + 16,4

wobei t ≤ 1,3 mm

t: Streifendicke

(7)

Bei ≥ ΔWd/2

ΔWd: Änderungsbetrag (mm) der Bandbreite beim Verbinden der Bänder von der großen Breite zu der kleinen Breite

(3)

0,09 W ≤ Bc ≤ 0,27 W

Bc: Düsenbreite (mm)

W: Banddicke (mm)

54. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dabei verwendeten Kühlwalzen mit einer Anzahl von Kühlmittelpassagen versehen sind, die in der gleichen Ebene im Inneren der Walzen ausgebildet sind.

55. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl von verwendeten Kühlwalzen längs der Durchlauflinie des Metallbandes angeordnet sind, und daß die Struktur zur Zuführung des Kühlmittels so aufgebaut ist, daß beim Kühlen des Metallbandes durch das Herumwickeln die Strömungsrichtung des Kühlmittels in Durchgang einer jeden Kühlwalze für jedes Stück umgekehrt ist.

56. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Düsenköpfe einer Hilfsgaskühlvorrichtung am Einlaß einer Walzenkühlvorrichtung zum Abkühlen des Metallbandes durch Wickeln um eine oder mehrere an deren Innenseite gekühlte Walzen vorgesehen sind, wobei die Düsenköpfe dem Metallband gegenüberliegen und zwei oder mehr in der Bandbreite angeordnet sind, und mindestens solche Düsenköpfe an beiden Bandkanten angeordnet sind, die eine Anzahl von längs der Bandbreite verbundenen Düsenköpfen umfassen, wobei mindestens ein Düsenkopf längs der Bandbreite bewegbar ist.

57. Vorrichtung nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Düsenköpfe dem Metallband gegenüberliegen und zwei oder mehr in der Bandbreite angeordnet sind, und mindestens solche Düsenköpfe an beiden Bandkanten angeordnet sind, die Düsenkopfkörper enthalten, welche in zwei oder mehr in der Laufrichtung des Bandes unterteilt sind, wobei jeder der Düsenköpfe unabhängig längs der Bandbreite bewegbar ist.

58. Vorrichtung nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Düsenköpfe, welche mit Düsen zum Einwirken von Gas auf das Metallband versehen sind, nicht weniger als einer sind, wobei die Breite schmäler als die des Metallbandes ist, und Bewegungsbettungen vorgesehen sind, welche die Düsenköpfe in Richtung quer zur Bandoberfläche und/oder in der Richtung der Bandbreite bewegen.

59. Vorrichtung nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß es zwei oder drei weitere Düsenköpfe gibt, welche mit Düsen zum Einwirken von Gas auf das Metallband versehen sind, deren Breite schmäler als die des Metallbandes ist, und Bewegungsbettungen vorgesehen sind, welche die Düsenköpfe in der Richtung quer zur Bandoberfläche und längs der Richtung der Bandbreite bewegen.

60. Vorrichtung nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß es drei weitere Düsenköpfe gibt, welche mit Düsen zum Einwirken von Gas auf das Metallband versehen sind, deren Breite kleiner als die des Metallbandes ist, und Bewegungsbettungen, welche die Düsenköpfe für das Zentrum des Metallbandes tragen, nur in Richtung quer zur Bandoberfläche bewegbar sind, und die Bewegungsbettungen zum Tragen der Düsenköpfe für beide Bandkanten in der Richtung quer zur Bandoberfläche und längs der Richtung längs der Bandbreite bewegbar sind.

61. Vorrichtung nach Anspruch 58, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenköpfe und die Bewegungsbettungen an einer Seite des Metallbandes oder an beiden Seiten davon vorgesehen sind.

62. Vorrichtung nach Anspruch 58, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlauflinie des Metallbandes horizontal oder vertikal ist.

63. Vorrichtung nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Düsenköpfe parallel zur Bandoberfläche und längs des Bandes bewegbar sind, und daß längs der Durchlauflinie Düsenköpfe vorgesehen sind, welche an den Schienen angeordnet sind und deren Breite schmäler als die des Metallbandes ist, wobei die Düsenköpfe Düsen zum Einwirken von Gas auf das Metallband aufweisen, und daß ein Bewegungsmechanismus zum Bewegen von Wägen und flexiblen oder Ausdehnungsverbindungen an dem Teil des Gaszuführungskanals vorgesehen sind.

64. Verfahren zum Kühlen von Metallbändern, enthaltend: Wickeln des Metallbandes um mindestens eine Kühlwalze und Einstellen einer Wickellänge zwischen dem Band und der jeweiligen Kühlwalze durch Bewegen der Walze,

Verwendung einer Gasstrahlkühlvorrichtung, die mit gegenüber der jeweiligen Walze über dem Band vorgesehenen Düseneinrichtungen versehen ist, um das Band an seiner rückwärtigen Oberfläche durch Einwirken des Kühlgases von der Düseneinrichtung zu kühlen,

gekennzeichnet durch

Verwenden von einem oder mehreren Düsenköpfen, welche in der Bewegungsrichtung der jeweiligen Walze und längs der Walzenachse bewegbar sind und eine Breite schmäler als die des Bandes haben,

Einstellen der Wickellänge, um die mittlere Bandtemperatur oder die Temperatur im Zentrum des Bandes basierend auf der Abweichung von einer angestrebten Bandtemperatur einzustellen, stetes Beobachten einer Temperaturverteilung in der Bandbreite an mindestens einer Seite des Einlasses oder Auslasses der Kühlwalze(n), wobei die Trennentfernung zwischen dem Band und den Düsenköpfen entsprechend der Position der Walze(n) und der Düsenköpfe eingestellt wird, und Bewegen der Düsenköpfe auf eine Position, wo die Temperaturabweichung gegenüber der angestrebten Temperaturverteilung auftritt, um dadurch die Temperaturverteilung des Bandes basierend auf der Abweichung zu regeln.

65. Verfahren nach Anspruch 64, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck und die Strömungsrate des in die Düsenköpfe strömenden Kühlgases basierend auf der Temperaturabweichung eingestellt wird, um dadurch die Temperaturverteilung des Bandes basierend auf der Abweichung zu regeln.

66. Verfahren nach Anspruch 64, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Düsenköpfe an der Gasstrahlkühlvorrichtung vorgesehen sind, und diese Düsenköpfe basierend auf der gegenüber der angestrebten Temperaturverteilung des Bandes auftretenden Abweichung zur Steuerung der Temperaturverteilung des Bandes bewegt werden, abzielend auf den gegen die angestrebten Bandtemperaturen an beiden Bandkanten auftretenden Teil der Abweichungen, um so die Abweichung aufzuheben.

67. Verfahren nach Anspruch 66, dadurch gekennzeichnet, daß außer den zwei an der Gasstrahlkühlvorrichtung vorgesehenen Düsenköpfen Düsenköpfe an einer der Mitte der Bandbreite entsprechenden Position Düsenköpfe für die Bandmitte vorgesehen werden, wobei diese Düsenköpfe nur in den Bewegungsrichtungen der Kühlwalze bewegbar und längs der Walzenachse unbewegbar sind, und daß an den mittleren Düsenköpfen nur der Druck und die Strömungsrate des in die Düsenköpfe fließenden Kühlgases eingestellt werden basierend auf der Temperaturabweichung, die gegenüber der angestrebten Bandtemperaturverteilung auftritt in Bezug auf die Steuerung der Bandtemperaturverteilung basierend auf der Abweichung, um das Kühlgas auf das Metallband einwirken zu lassen.

68. Verfahren nach Anspruch 64, dadurch gekennzeichnet, daß drei oder mehr Düsenköpfe an der Gasstrahlkühlvorrichtung vorgesehen werden, und

daß in Bezug auf die Steuerung der mittleren Bandtemperatur oder die Temperatur in der Mitte des Bandes basierend auf der Abweichung gegenüber der angestrebten Bandtemperatur die Wickellänge zwischen dem Metallband und der Kühlwalze eingestellt wird, und

daß in Bezug auf die Steuerung der Bandtemperaturverteilung basierend auf der Abweichung von der angestrebten Bandtemperaturverteilung die Trennentfernung zwischen dem Metallband und diesen Düsenköpfen entsprechend der Position der Kühlwalzen und der Düsenköpfe eingestellt wird, wobei stets die Temperaturverteilung in der Bandbreite mindestens am Einlaß oder Auslaß der Kühlwalzen beobachtet wird, die an den Kanten positionierten Düsenköpfe an beiden Bandkanten so bewegt werden, daß die Kühlbreiten so sind, wie in den untenstehenden Formeln 8 und 9 gezeigt, wobei die zentrale Position des in der Mitte angeordneten Düsenkopfs im Sinne eines Einstellens auf die zentrale Position in der Streifenbreite so bewegt wird, daß Kühlbreite so ist, wie in der untenstehenden Formel 10 gezeigt, wobei stets die Temperaturverteilung in der Streifenbreite am Ausgang der Kühlwalzen beobachtet wird, und wobei der Druck und die Strömungsrate des in den Düsenkopf strömenden Kühlgases eingestellt wird, um das Kühlgas auf das Metallband einwirken zu lassen

(8)

6 ≤ WE ≤ 45

wobei t < 1,3 mm

(9)

12t - 9,6 ≤ WE ≤ 22t + 16,4

wobei t ≥ 1,3 mm

WE: Kühlbreite (mm) der Düsenköpfe an beiden Bandkanten

t: Banddicke (mm)

(10)

0,09B ≤ WC ≤ 0,27B

WC: Kühlbreite (mm) an den mittleren Düsenköpfen

B: Bandbreite (mm)

69. Verfahren nach Anspruch 68, gekennzeichnet durch Verwendung einer Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung, die am Auslaß der Kühlwalzen angeordnet ist und an den oberen und rückwärtigen Oberflächen des Metallbandes mit drei oder mehr längs der Bandbreite bewegbaren Düsenköpfen versehen ist, Bewegen der an den Kanten positionierten Düsenköpfe der Gaskühlvorrichtung und der Hilfsgaskühlvorrichtung an beiden Bandkanten so, daß die Kühlbreiten so wie in den Formeln 8 und 9 angegeben ist.

70. Verfahren nach Anspruch 69, dadurch gekennzeichnet, daß stets die Temperaturverteilung in der Bandbreite am Ausgang der Kühlwalzen beobachtet wird, wobei jeweils Positionen im Schwerpunkt der Abweichung in der Bandtemperatur in einem Bereich erhalten werden, wo eine Temperaturabweichung an den Kanten und im Zentrum des Metallbandes in Bezug auf eine angestrebte Bandtemperatur auftritt, die Düsenköpfe der Gasstrahlkühlvorrichtung oder der Gasstrahlkühlvorrichtung und der Hilfsgasstrahlkühlvorrichtung an den Kanten so bewegt werden, daß die doppelte Länge der Entfernung von der Bandkante zu dem besagten Schwerpunkt die Kühlbreite an den Bandkanten ist, der zentrale Düsenkopf so bewegt wird, daß dessen zentrale Position mit dem Schwerpunkt im Zentrum der Bandbreite übereinstimmt, und daß Kühlgas von jedem der Düsenköpfe auf das Metallband einwirkt.