EP2866957A1 - VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR KÜHLUNG VON OBERFLÄCHEN IN GIEßANLAGEN, WALZANLAGEN ODER SONSTIGEN BANDPROZESSLINIEN - Google Patents

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR KÜHLUNG VON OBERFLÄCHEN IN GIEßANLAGEN, WALZANLAGEN ODER SONSTIGEN BANDPROZESSLINIEN

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EP2866957A1
EP2866957A1 EP13732950.4A EP13732950A EP2866957A1 EP 2866957 A1 EP2866957 A1 EP 2866957A1 EP 13732950 A EP13732950 A EP 13732950A EP 2866957 A1 EP2866957 A1 EP 2866957A1
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EP
European Patent Office
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nozzle
cooled
outlet
cooling
rolling
Prior art date
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EP13732950.4A
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English (en)
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EP2866957B1 (de
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Johannes Alken
Torsten Müller
Thomas Haschke
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SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Siemag AG
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Publication date
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Publication of EP2866957B1 publication Critical patent/EP2866957B1/de
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    • B21B45/0215—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes
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    • B21B27/10—Lubricating, cooling or heating rolls externally
    • B21B2027/103—Lubricating, cooling or heating rolls externally cooling externally

Definitions

  • the present invention is directed to a method and a device for cooling surfaces in casting plants, rolling mills or other strip processing lines.
  • cooling medium is preferably applied to the surface of a cast or rolled stock, in particular a metal strip or sheet, or a roll.
  • DE 41 16 019 A1 relates to a device for cooling a metal strip with liquid nozzles arranged on both sides, which are designed as full jet nozzles. Impinging jets are formed by these nozzles, with areas of shooting flow forming around the impact point of the individual impact jets. In this device, the beams hit the belt surface freely and without any guidance or confinement.
  • a disadvantage of such a device for example, the relatively high water consumption and despite the efforts made difficult to avoid formation of a vapor layer between the firing flow and the surface to be cooled.
  • DE 27 51 013 A1 discloses a cooling device in which a spray of water containing spray is generated and directed to a metal plate to be cooled. The nozzles required for this purpose are designed as Venturi tubes, through which a targeted mixing of air and water is promoted. The resulting multiphase coolant flow leads to a vapor layer formation, which significantly affects the cooling effect.
  • JP 20051 18838 A discloses a device for cooling by spray nozzles. By using the spray nozzles, a jet of liquid and gaseous components is formed. This also forms a vapor layer on the material to be cooled, which precludes effective cooling.
  • the object of the invention is to provide an improved method for cooling foundry material, rolling stock or rolls.
  • the object is preferably to overcome at least one of the above-mentioned disadvantages.
  • the required amount of coolant should preferably be reduced or the efficiency, effectiveness and / or flexibility of the cooling should be improved.
  • a nozzle which has an inlet with a first clear or inner cross section and an outlet opposite the surface to be cooled with a second clear or Inner cross-section includes, which is preferably larger than the first cross section.
  • a preferably single-phase volumetric flow of a cooling fluid is provided, which is supplied via the inlet of the nozzle and leaves the nozzle through the outlet. At least the nozzle outlet or the nozzle is stored at a variable (or freely adjustable) distance to the surface to be cooled.
  • the volume flow of the cooling fluid supplied to the inlet of the nozzle is also set in such a way that the nozzle or the nozzle outlet according to the Bernoulli principle (or the hydrodynamic paradox) on the surface to be cooled (self-contained) sucks.
  • the nozzle is stored with a variable or freely adjustable distance to the surface to be cooled and the volume flow of the cooling fluid flowing through the nozzle is adjusted such that it automatically according to the Bernoulli principle (English: Bernoulli's principle) on the surface Suction, effective cooling of the surface is made possible.
  • the cooling fluid for example water, air or an emulsion of water and oil
  • a lower pressure negative pressure
  • a state is reached in which the nozzle on the surface to be cooled becomes saturated due to the pressure difference to the pressure in the vicinity of the nozzle.
  • the nozzle does not collide with the surface to be cooled, since the volume flow (permanent) is fed or tracked through the inlet of the nozzle.
  • a substantially constant distance between the Nozzle outlet and the surface to be cooled guaranteed. This distance is self-regulating or in other words, the distance adjusts itself.
  • variable or movable mounting of the nozzle at a distance from the surface may preferably be in a range between 0.1 mm and 5 mm, preferably between 0.5 mm and 2 mm.
  • Further advantages of the invention include high heat transfer coefficients between the surface to be cooled and the nozzle and an increase in efficiency over known systems.
  • the length of a cooling device can be reduced when cooling a tape in the direction of tape travel by the increased efficiency.
  • coolant can be applied directly to a required location, so that, on the one hand, individual areas of the surface to be cooled are specifically cooled and, on the other hand, losses of coolant for cooling are avoided.
  • On the surface vaporizing cooling medium is shielded by the nozzle of the actual cooling zone.
  • the cooling performance of the nozzle is largely independent of the stray cooling medium. If multiple nozzles are distributed across a roller or belt width, portions of the roller or belt may either be less cooled or remain completely uncooled by shutting off nozzles in those areas.
  • the distance of the outlet is (exclusively) variable in a direction substantially perpendicular to the surface to be cooled. This means that the distance is not limited to a fixed amount. The distance is adjustable by the volume flow.
  • the nozzle is at least partially slidably mounted by a guide.
  • a guide may comprise, for example, a sliding bearing, wherein the nozzle slidably in a sleeve the bearing is slidably mounted.
  • the storage can be made such that only a movement is possible in a direction perpendicular to the surface to be cooled. This ensures a force-free independent adjustment of the distance between the nozzle outlet and the surface to be cooled.
  • the nozzle is mounted resiliently and / or additionally provided with a damping device.
  • the nozzle is biased in a direction perpendicular to the surface direction.
  • the surface to be cooled is carried by one or more nozzles.
  • the prestressed mounting of the nozzles is particularly advantageous, since on the one hand the surface to be cooled and thus rolling or casting material can be carried, on the other hand, a self-adjusting distance between the surface to be cooled and the belt is made possible.
  • Such nozzles can be arranged both on the top of a metal strip or sheet and on its underside.
  • the nozzle is substantially parallel to the surface to be cooled, in particular oscillatable by an oscillating device.
  • the oscillation preferably has at least one component perpendicular to the strip running direction or parallel to the axial direction of a roll.
  • the oscillation takes place in a plane parallel to the surface to be cooled. In an arrangement with several nozzles, they can also oscillate in different directions and with different frequencies.
  • the nozzle has a guide region between the inlet and the outlet, in which the coolant is guided substantially in a direction perpendicular to the surface to be cooled and is laterally enclosed by this.
  • the volume flow is supplied to the outlet substantially perpendicular to its cross-section standing.
  • unwanted turbulences can be avoided, in particular when using a cooling liquid, which could lead to the formation of air bubbles.
  • the cross section of the outlet of the nozzle increases in the direction of the surface to be cooled.
  • a widening or widening shape of the outlet in the direction of the surface to be cooled parts of the coolant flow can be deflected in a horizontal direction.
  • Such a shape can further enhance the effect of the suction.
  • said expansion is continuous and / or, for example, funnel-shaped or outwardly curved.
  • the second cross section is formed substantially rotationally symmetrical in a plane lying parallel to the surface to be cooled.
  • the cross section may be substantially circular.
  • the nozzle is non-rotationally symmetrical in a plane lying parallel to the surface to be cooled. It is preferably elongate, in particular elliptical.
  • adjusting the volume flow comprises adjusting it Flow velocity and / or its pressure. The exact values of such a pressure or volume flow depend on the particular geometry and size of the nozzle.
  • the variable distance between the outlet and the surface to be cooled is kept greater than 0.1 mm and preferably greater than 0.5 mm by a limiting element (irrespective of the volumetric flow provided). By such a limiting element or by such a stop, for example, even in the case of a failure of the volume flow, a collision of the nozzle can be avoided with the surface to be cooled.
  • a plurality of nozzles are arranged in a grid-like manner in a plane opposite the surface to be cooled.
  • a large area of the surface to be cooled can be covered.
  • a plurality of nozzles is arranged side by side opposite the surface to be cooled.
  • multiple nozzles may be arranged in a row, for example, more than four nozzles.
  • a plurality of nozzles may be arranged in a direction parallel to the roller axis. In general, several such rows can be provided.
  • such rows may extend transversely to the strip running direction.
  • several rows can be arranged one behind the other in the strip running direction. It is also possible that the rows are offset relative to one another transversely to the strip running direction, so that viewed in the direction of tape travel, lie in the interstices of two adjacent nozzles of a row, nozzles of an adjacent tape running direction series. It is also possible for individual nozzles or nozzle rows to oscillate in the same direction or at different levels, parallel to the cooling surface, in order to obtain the most uniform possible cooling result.
  • the outlet of the nozzle is arranged opposite the surface of a roll or arranged opposite the surface of a metal strip, in particular between two roll stands of a rolling train. Especially in such positions, the inventive method is of particular advantage.
  • the invention is directed to a cooling device for cooling a surface of a metal strip, a sheet or a roll and preferably for carrying out the method according to one of the preceding embodiments.
  • the device comprises at least one nozzle, comprising an inlet with a first cross section for directing a volume flow and an outlet opposite the surface to be cooled with a second cross section for directing the volumetric flow, which is greater than the first cross section, and wherein the cooling device is further preferred is formed such that the distance of the outlet of the nozzle perpendicular to the surface to be cooled is between 0.1 mm and 10 mm, preferably between 0.5 mm and 5 mm or between 0.5 mm and 2 mm variable or freely adjustable ,
  • the nozzle may be slidably guided by a guide.
  • the invention is directed to a rolling mill for rolling rolling, which comprises said cooling device.
  • the rolling device comprises at least one roller with a roll surface to be cooled on which the nozzle outlet is directed for cooling the roll surface.
  • the rolling device comprises at least two rolling stands for rolling a metal strip, wherein a cooling device according to the invention is arranged between the two rolling stands for cooling the surface of the metal strip located between the two rolling stands.
  • the nozzle is preferably used to locally, that is, at the location of the nozzle, specific structural processes in the body to be cooled (in particular the rolling stock) cause. All features of the embodiments described above can be combined with each other or replaced.
  • Figure 1 is a schematic cross-sectional view of an embodiment of a nozzle according to the invention.
  • Figure 2 is a schematic cross-sectional view of an embodiment of a cooling device according to the invention.
  • Figure 3 is a partially transparent, schematic plan view of another
  • FIG. 1 shows a schematic cross-section of an embodiment of a nozzle 2 which can be used for the method according to the invention.
  • the illustrated nozzle 2 comprises an inlet 3 and an outlet 5 arranged opposite the surface of a body or strip 1 to be cooled 3 and the outlet 5, the nozzle 2 preferably has a region for guiding 9 of a volume flow V directed into the inlet 3 to the outlet 5.
  • the volume flow V is preferably perpendicular to the to be cooled Standing surface supplied to the outlet 5.
  • the inlet 3 preferably has a smaller clear diameter or cross section E than the outlet 5.
  • the outlet 5 has a larger clear diameter or cross section A than the inlet region 3 and / or the guide region 9.
  • the nozzle 2 or its outlet 5 widens in the direction of the surface to be cooled and is preferably in the guide region 9 mounted displaceably by a guide element 7 or mounted relative to the surface of the belt to be cooled 1 such that the distance d between the belt to be cooled 1 and the outlet 5 of the nozzle 2 is variable.
  • the nozzle 2 preferably slides in the guide 7. This movement preferably takes place in a direction S perpendicular to the surface to be cooled.
  • the nozzle 2 is particularly secured against tilting moments.
  • the nozzle outlet 5 is preferably flown through by the volume flow V of the cooling fluid.
  • Fluids may generally be liquids, in particular water or oil-water mixtures.
  • cooling by gases is also possible.
  • gases such as air or inert gases
  • a liquid is generally used as the coolant, since in this way higher heat transfer coefficients than in the case of gases can be realized.
  • only a single-phase cooling fluid should be used. If the volume flow V is adjusted accordingly, the nozzle 2 may become stuck to the surface to be cooled. This is done as already described above according to the Bernoulli principle or in other words according to the hydrodynamic paradox. The adjustment can be done by adjusting the pressure or the speed of the nozzle 2 supplied volume flow V.
  • a suction effect occurs when the volume flow V emerging from the outlet 5 between the outlet 5 and the surface 1 to be cooled has reached a sufficiently high relative speed, so that the pressure within the between the outlet 5 and the volume of flow V flowing to the surface 1 to be cooled drops below the pressure surrounding the nozzle 2.
  • This pressure can correspond to the atmospheric pressure.
  • Such variations in distance can be caused, for example, by an irregular surface to be cooled or, for example, by a deformed roll surface or inaccurate guidance of a metal band. The same can apply when cooling rolls for irregular roll surfaces.
  • the nozzle 2 or the method according to the invention can be used on a strip top side, but also on a strip underside.
  • FIG. 2 shows a schematic cross section of an exemplary embodiment of a cooling device 10 for cooling a metal strip 1.
  • the device 10 shown in Figure 2 has a Variety of nozzles 2, which are fed together by a cooling fluid container 14.
  • the cooling device 10 is arranged on the top of the band and on the underside of the band for cooling the metal band it 1.
  • the individual nozzles 2 are arranged in the tape running direction B in successive rows. Each row preferably extends transversely to the tape running direction B.
  • These rows may be offset perpendicularly to the tape running direction B, so that viewed in the tape running direction B, a greater part of the width of the tape 1 is covered by the nozzles 2 than by one of the rows.
  • the nozzles 2 are each fed with a volume flow V via their inlet 3, as shown in FIG.
  • the container 14 can be correspondingly under pressure to press the cooling fluid into the inlets 3 of the nozzles 2.
  • the nozzles 2 are slidably guided perpendicularly to the surface to be cooled by guide elements 7 (for example slide bearings), so that the distance d between the nozzle outlet 5 and the surface to be cooled is variable. Nevertheless, the distance d, for example mechanically, may be limited.
  • the device 10 in particular the nozzles 2 and / or the guide elements 3, preferably stops 1 1, which limit the movement of the nozzles 2 in the direction of the surface to be cooled.
  • the nozzles 2 may be biased by elastic means and / or spring elements 13 substantially in the perpendicular to the surface to be cooled.
  • the cooling device 10 may comprise one or more oscillation devices (not shown), which is either designed to oscillate each individual nozzle 2 parallel to the surface to be cooled or to jointly oscillate all the nozzles 2 of the device 10.
  • oscillation devices not shown
  • an oscillation of the entire container 14 together with the nozzle 2 mounted on this would be possible.
  • FIG. 3 shows a partially transparent plan view of an exemplary embodiment of a cooling device 10 '.
  • This device 10 ' essentially corresponds to that according to FIG. 2, but six are in the strip running direction B provided successively arranged nozzle rows.
  • the device according to FIG. 2 has only four such rows.
  • the nozzles 2 are supplied with cooling fluid by the fluid container 14 '.
  • the fluid emerges from the outlets 5 of the nozzles 2 in the form of the volume flow V, so that a heat transfer between the belt 1 and the cooling fluid or the volume flow V can take place.
  • the volume flow V leaves the outlet 5 of the nozzle preferably, and generally in a direction substantially parallel to the surface to be cooled. If the nozzle outlet 5 has the illustrated rotationally symmetrical or circular shape, then the volume flow V leaving the outlet moves substantially concentrically away from the nozzle 2.
  • a nozzle 2 according to the invention may have different shapes, such as slit-like or round shapes.
  • the nozzle 2 may extend at least over part of the width of the surface to be cooled, such as across the width of a roll or a metal strip.
  • the cross-section of the nozzles 2 or of the nozzle outlet 5 can likewise be adapted to an asymmetrical effective range which arises as a result of a movement of the surface to be cooled.
  • the clear diameter of the nozzle outlet may furthermore preferably be between 0.5 cm and 10 cm or preferably between 1 cm and 5 cm.
  • the distance between the outlet 5 of the nozzle 2 and the surface to be cooled may for example be between 0.1 mm and 5 mm, or preferably between 0.1 mm and 3 mm.
  • the distance between the outlet 5 of the nozzle 2 and the surface to be cooled for example, between 0.5 mm and 5 mm or preferably between 1 mm and 5 mm or even between 1 mm and 2 mm.
  • nozzles are arranged opposite the surface to be cooled, they may preferably have spacings between one another which correspond to 0.5 times to 5 times or preferably 1 to 2 times the clear diameter of the outlet 5.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlen einer Oberfläche von Gießgut, Walzgut (1) oder einer Walze. Verfahrensgemäß wird eine Düse bereitgestellt, welche einen Einlass (3) und einen der zu kühlenden Oberfläche gegenüberliegenden Auslass (5) umfasst. Ferner wird ein bevorzugt einphasiger Volumenstroms (V) eines Kühlfluids bereitgestellt, welcher über den Einlass (3) der Düse (2) zugeführt wird und die Düse (2) durch den Auslass (5) verlässt. Erfindungsgemäß wird der Düsenauslass (5) mit einem zu der zu kühlenden Oberfläche variablen Abstand (d) gelagert, wobei der Volumenstrom (V) des dem Einlass (3) der Düse (2) zugeführten Kühlfluids derart eingestellt wird, dass sich die Düse (2) gemäß dem Bernoulli-Prinzip an der zu kühlenden Oberfläche (1) festsaugt. Darüber hinaus ist die Erfindung auf eine Kühlvorrichtung (10) zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gerichtet sowie auf eine diese Kühlvorrichtung (10) umfassende Walzvorrichtung.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Kühlung von Oberflächen in Gießanlagen, Walzanlagen oder sonstigen Bandprozesslinien
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist auf ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Kühlung von Oberflächen in Gießanlagen, Walzanlagen oder sonstigen Bandprozesslinien gerichtet. Dabei wird bevorzugt Kühlmedium auf die Oberfläche eines Gieß- oder Walzguts, insbesondere eines Metallbands bzw. Blechs, oder einer Walze aufgebracht.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Verfahren zur Kühlung von Metallbändern oder Walzen bekannt.
Die DE 41 16 019 A1 bezieht sich beispielsweise auf eine Vorrichtung zur Kühlung eines Metallbands mit beidseitig angeordneten Flüssigkeitsdüsen, welche als Vollstrahldüsen ausgebildet sind. Durch diese Düsen werden Prallstrahlen gebildet, wobei sich rings um den Auftreffpunkt der einzelnen Prallstrahlen Bereiche schießender Strömung ausbilden. Bei dieser Vorrichtung treffen die Strahlen frei und ohne jegliche Führung oder Eingrenzung auf die Bandoberfläche. Nachteilig an einer solchen Vorrichtung sind zum Beispiel der relativ hohe Wasserverbrauch sowie eine trotz der vorgenommenen Anstrengungen nur schwer vermeidbare Bildung einer Dampfschicht zwischen der schießenden Strömung und der zu kühlenden Oberfläche. Die DE 27 51 013 A1 offenbart eine Kühleinrichtung, bei der ein Wassertropfen enthaltender Sprühstrahl erzeugt und auf eine zu kühlende Metallplatte gerichtet wird. Die dazu erforderlichen Düsen sind als Venturi-Rohre ausgebildet, durch welche eine gezielte Vernnischung von Luft und Wasser gefördert wird. Der daraus resultierende mehrphasige Kühlmittelstrom führt zu einer Dampfschichtbildung, welche die Kühlwirkung erheblich beeinträchtigt.
Die JP 20051 18838 A offenbart eine Vorrichtung zur Kühlung durch Spraydüsen. Durch Verwendung der Spraydüsen entsteht ein aus einer Flüssigkeit und gasförmigen Bestandteilen bestehender Strahl. Dadurch bildet sich ebenfalls eine Dampfschicht auf dem zu kühlenden Material, welche einer effektiven Kühlung entgegensteht.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Kühlung von Gießgut, Walzgut oder Walzen bereitzustellen.
Bevorzugt besteht die Aufgabe darin, mindestens einen der oben genannten Nachteile zu überwinden. Insbesondere sollte bevorzugt die benötigte Kühlmittelmenge verringert bzw. die Effizienz, Effektivität und/oder Flexibilität der Kühlung verbessert werden.
Offenbarung der Erfindung
Die technische Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Gemäß dem beanspruchten Verfahren zum Kühlen einer Oberfläche von Gießgut, Walzgut (insbesondere Metallband oder Blech) oder einer Walze wird eine Düse bereitgestellt, welche einen Einlass mit einem ersten lichten bzw. inneren Querschnitt und einen der zu kühlenden Oberfläche gegenüberliegenden Auslass mit einem zweiten lichten bzw. inneren Querschnitt umfasst, welcher vorzugsweise größer als der erste Querschnitt ist. Ferner wird ein vorzugsweise einphasiger Volumenstrom eines Kühlfluids bereitgestellt, welcher über den Einlass der Düse zugeführt wird und die Düse durch den Auslass verlässt. Zumindest der Düsenauslass oder die Düse wird mit variablem (bzw. frei einstellbaren) Abstand zu der zu kühlenden Oberfläche gelagert. Der Volumenstrom des dem Einlass der Düse zugeführten Kühlfluids wird zudem derart eingestellt, dass sich die Düse bzw. der Düsenauslass gemäß dem Bernoulli-Prinzip (bzw. dem hydrodynamischen Paradoxon) an der zu kühlenden Oberfläche (selbstständig) festsaugt.
Dadurch, dass die Düse mit variablem bzw. frei verstellbarem Abstand zu der zu kühlenden Oberfläche gelagert wird und der Volumenstrom des durch die Düse strömenden Kühlfluids derart eingestellt wird, dass diese sich gemäß dem Bernoulli-Prinzip (Englisch: Bernoulli's principle) selbsttätig an der Oberfläche festsaugt, wird eine effektive Kühlung der Oberfläche ermöglicht. Gemäß dem genannten Prinzip, entsteht beim Ausströmen des Kühlfluids (zum Beispiel Wasser, Luft oder eine Emulsion aus Wasser und Öl) aus dem Düsenauslass, ein relativ zu der Umgebung der Düse niedrigerer Druck (Unterdruck), welcher dazu führt, dass sich die Düse an der zu kühlenden Oberfläche festsaugt oder mit anderen Worten sich der Abstand zwischen dem Auslass und der Oberfläche eigenständig verringert. Dies kann zum Beispiel dadurch hervorgerufen werden, dass die Strömungsgeschwindigkeit des aus dem Auslass ausströmenden Fluids erhöht wird, wodurch sich gemäß dem Bernoulli-Prinzip der Druck der aus der Düse ausströmenden Flüssigkeit erniedrigt. Durch diese Druckerniedrigung im Bereich der Strömung zwischen der zu kühlenden Oberfläche und dem Düsenauslass wird ein Zustand erreicht, in dem sich die Düse an der zu kühlenden Oberfläche aufgrund des Druckunterschieds zum Druck in der Umgebung der Düse festsaugt. Die Düse kollidiert allerdings nicht mit der zu kühlenden Oberfläche, da der Volumenstrom (permanent) durch den Einlass der Düse zugeführt bzw. nachgeführt wird. Somit wird bei vorzugsweise konstantem Volumenstrom ein im Wesentlichen gleichbleibender Abstand zwischen dem Düsenauslass und der zu kühlenden Oberfläche gewährleistet. Dieser Abstand ist selbstregulierend oder anders ausgedrückt, der Abstand stellt sich selbst ein.
Die variable bzw. bewegliche Lagerung der Düse im Abstand zu der Oberfläche kann bevorzugt in einem Bereich zwischen 0,1 mm und 5 mm, vorzugsweise zwischen 0,5 mm und 2 mm liegen.
Weitere Vorteile der Erfindung umfassen hohe Wärmeübergangskoeffizienten zwischen der zu kühlenden Oberfläche und der Düse sowie eine Wirkungsgradsteigerung gegenüber bekannten Systemen. Zudem kann die Länge einer Kühleinrichtung bei Kühlung eines Bandes in Bandlaufrichtung durch die erhöhte Effizienz reduziert werden. Insbesondere kann Kühlmittel direkt an einer benötigten Stelle aufgebracht werden, sodass einerseits einzelne Bereiche der zu kühlenden Oberfläche gezielt gekühlt und andererseits Verluste von Kühlmittel zur Kühlung vermieden werden. Auf der Oberfläche vagabundierendes Kühlmedium wird durch die Düse von der eigentlichen Kühlzone abgeschirmt. Somit ist die Kühlleistung der Düse weitestgehend unabhängig von dem vagabundierenden Kühlmedium. Sind mehrere Düsen über eine Walzen- oder Bandbreite verteilt, können Teilbereiche der Walze oder des Bandes entweder weniger stark gekühlt werden oder gänzlich ungekühlt bleiben, indem Düsen in diesen Bereichen abgeschaltet werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist der Abstand des Auslasses (ausschließlich) in einer im Wesentlichen senkrecht zu der zu kühlenden Oberfläche stehenden Richtung variabel. Das bedeutet, dass der Abstand nicht auf ein festes Maß beschränkt ist. Der Abstand ist durch den Volumenstrom einstellbar.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist die Düse zumindest teilweise durch eine Führung gleitend gelagert. Eine solche Führung kann zum Beispiel ein Gleitlager umfassen, wobei die Düse gleitend in einer Hülse des Lagers verschiebbar gelagert ist. Die Lagerung kann derart erfolgen, dass lediglich eine Bewegung in einer senkrecht zu der zu kühlenden Oberfläche stehenden Richtung ermöglicht ist. Dies gewährleistet eine möglichst kräftefreie selbstständige Einstellung des Abstands zwischen dem Düsenauslass und der zu kühlenden Oberfläche.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist die Düse federnd und/oder zusätzlich mit einer Dämpfungsvorrichtung versehen gelagert. Vorzugsweise ist die Düse in einer senkrecht zur Oberfläche stehenden Richtung vorgespannt. Es ist möglich, dass die zu kühlende Oberfläche durch ein oder mehrere Düsen getragen wird. In diesem Falle ist die vorgespannte Lagerung der Düsen besonders vorteilhaft, da einerseits die zu kühlende Oberfläche und damit zum Beispiel Walz- oder Gießgut getragen werden kann, jedoch andererseits ein sich selbstständig einstellender Abstand zwischen zu kühlender Oberfläche und dem Band ermöglicht wird. Solche Düsen können sowohl auf der Oberseite eines Metallbandes oder Blechs als auch auf dessen Unterseite angeordnet werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist die Düse im Wesentlichen parallel zu der zu kühlenden Oberfläche, insbesondere durch eine Oszillationsvorrichtung, oszillierbar. Durch ein derartiges Merkmal kann einer ungleichmäßigen Kühlung der Oberfläche entgegengewirkt werden. Insbesondere kann mit einer begrenzten Anzahl von Düsen eine größere Oberfläche abgedeckt werden. Die Oszillation weist bevorzugt zumindest eine Komponente senkrecht zur Bandlaufrichtung auf bzw. parallel zu axialen Richtung einer Walze auf. Vorzugsweise erfolgt die Oszillation dabei in einer parallel zu der zu kühlenden Oberfläche liegenden Ebene. Bei einer Anordnung mit mehreren Düsen, können diese auch in verschiedene Richtungen und mit verschiedenen Frequenzen oszillieren. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens weist die Düse zwischen dem Einlass und dem Auslass einen Führungsbereich auf, in dem das Kühlmittel im Wesentlichen in einer senkrecht zu der zu kühlenden Oberfläche stehenden Richtung geführt und seitlich von diesem umschlossen wird. Mit anderen Worten wird der Volumenstrom dem Auslass im Wesentlichen senkrecht zu dessen Querschnitt stehend zugeführt. Dadurch können insbesondere bei Verwendung einer Kühlflüssigkeit unerwünschte Verwirbelungen vermieden werden, welche zu einer Bildung von Luftblasen führen könnte. Denn die Wärmeübertragung zwischen der Kühlflüssigkeit und der zu kühlenden Oberfläche kann durch die Vermeidung von Luftblasen bedeutend verbessert werden. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens vergrößert sich der Querschnitt des Auslasses der Düse in Richtung der zu kühlenden Oberfläche. Durch eine sich verbreiternde oder aufweitende Form des Auslasses in Richtung der zu kühlenden Oberfläche können Teile des Kühlmittelstroms in eine horizontale Richtung abgelenkt werden. Eine derartige Form kann den Effekt des Soges weiter verstärken. Vorzugsweise erfolgt die genannte Aufweitung stetig und/oder zum Beispiel trichterförmig oder nach außen gekrümmt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist der zweite Querschnitt in einer parallel zu der zu kühlenden Oberfläche liegenden Ebene im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet. Mit anderen Worten kann der Querschnitt im Wesentlichen kreisförmig ausgebildet sein. Durch eine derartige Ausbildung kann eine homogene Versorgung mit Kühlmittel erreicht werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist die Düse in einer parallel zu der zu kühlenden Oberfläche liegenden Ebene nicht- rotationssymmetrisch ausgebildet. Sie ist bevorzugt länglich, insbesondere elliptisch ausgebildet. Durch ein solches Merkmal kann zum Beispiel einer asymmetrischen Kühlzone bei bewegten Kühlflächen entgegengewirkt werden. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Einstellen des Volumenstroms ein Einstellen von dessen Strömungsgeschwindigkeit und/oder von dessen Druck. Die genauen Werte eines solchen Drucks oder Volumenstroms hängen von der jeweils vorliegenden Geometrie und Größe der Düse ab. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der variable Abstand zwischen dem Auslass und der zu kühlenden Oberfläche durch ein Begrenzungselement (unabhängig von dem bereitgestellten Volumenstrom) größer als 0,1 mm und vorzugsweise größer als 0,5 mm gehalten. Durch ein solches Begrenzungselement bzw. durch solch einen Anschlag kann zum Beispiel selbst im Falle eines Ausfalls des Volumenstroms eine Kollision der Düse mit der zu kühlenden Oberfläche vermieden werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden mehrere Düsen rasterartig in einer der zu kühlenden Oberfläche gegenüberliegenden Ebene angeordnet. Durch diese rasterartige Anordnung von Düsen kann ein großer Bereich der zu kühlenden Oberfläche abgedeckt werden. Mit anderen Worten wird eine Vielzahl von Düsen nebeneinanderliegend gegenüber der zu kühlenden Oberfläche angeordnet. Anders beschrieben, können mehrere Düsen in einer Reihe angeordnet werden, zum Beispiel mehr als vier Düsen. Im Falle der Kühlung einer Walze können vorzugsweise mehrere Düsen in eine parallel zur Walzenachse liegenden Richtung angeordnet sein. Es können im Allgemeinen auch mehrere solcher Reihen vorgesehen werden. Im Falle der Kühlung von Walz- oder Gießgut, wie einem Metallband, können solche Reihen sich quer zur Bandlaufrichtung erstrecken. Zudem können mehrere Reihen hintereinander in Bandlaufrichtung angeordnet werden. Es ist ebenfalls möglich, dass die Reihen relativ zueinander quer zur Bandlaufrichtung versetzt sind, sodass in Bandlaufrichtung betrachtet, in den Zwischenräumen zweier benachbarter Düsen einer Reihe, Düsen einer in Bandlaufrichtung benachbarten Reihe liegen. Ebenfalls ist es möglich, dass einzelne Düsen oder Düsenreihen gleich- oder verschiedensinnig, parallel zur Kühloberfläche oszillieren, um ein möglichst gleichmäßiges Kühlergebnis zu erhalten. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der Auslass der Düse gegenüberliegend der Oberfläche einer Walze angeordnet oder gegenüberliegend der Oberfläche eines Metallbands, insbesondere zwischen zwei Walzgerüsten einer Walzstraße angeordnet. Besonders an solchen Postionen ist das erfindungsgemäße Verfahren von besonderem Vorteil.
Darüber hinaus ist die Erfindung auf eine Kühlvorrichtung zum Kühlen einer Oberfläche eines Metallbandes, eines Blechs oder einer Walze und vorzugsweise zur Durchführung des Verfahrens gemäß einer der vorhergehenden Ausführungsformen gerichtet. Dabei umfasst die Vorrichtung mindestens eine Düse, umfassend einen Einlass mit einem ersten Querschnitt zur Leitung eines Volumenstroms und einen der zu kühlenden Oberfläche gegenüberliegenden Auslass mit einem zweiten Querschnitt zur Leitung des Volumenstroms, welcher größer als der erste Querschnitt ist, und wobei die Kühlvorrichtung ferner bevorzugt derart ausgebildet ist, dass der Abstand des Auslasses der Düse senkrecht zu der zu kühlenden Oberfläche zwischen 0,1 mm und 10 mm, vorzugsweise zwischen 0,5 mm und 5 mm oder zwischen 0,5 mm und 2 mm variabel bzw. frei verstellbar ist. Insbesondere kann die Düse gleitend durch eine Führung geführt sein.
Ferner ist die Erfindung auf eine Walzvorrichtung zum Walzen von Walzgut, gerichtet, welche die genannte Kühlvorrichtung umfasst. Die Walzvorrichtung umfasst mindestens eine Walze mit einer zu kühlenden Walzenoberfläche auf die der Düsenauslass zur Kühlung der Walzenoberfläche gerichtet ist. Alternativ oder zusätzlich umfasst die Walzvorrichtung mindestens zwei Walzgerüste zum Walzen eines Metallbandes, wobei eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung zwischen den beiden Walzgerüsten zur Kühlung der Oberfläche des sich zwischen den beiden Walzgerüsten befindlichen Metallbandes angeordnet ist. Ferner wird die Düse bevorzugt eingesetzt, um lokal, das heißt am Ort der Düse, gezielte Gefügeprozesse im zu kühlenden Körper (insbesondere dem Walzgut) hervorzurufen. Sämtliche Merkmale der oben beschriebenen Ausführungsformen können miteinander kombiniert oder gegeneinander ausgetauscht werden.
Kurze Beschreibung der Figuren
Im Folgenden werden kurz die Figuren der Ausführungsbeispiele beschrieben. Weitere Details sind der detaillierten Beschreibung der Ausführungsbeispiele zu entnehmen. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Düse;
Figur 2 eine schematische Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung; und
Figur 3 eine teiltransparente, schematische Draufsicht auf ein weiteres
erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Kühlvorrichtung.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele Die Figur 1 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Ausführungsbeispiels einer für das erfindungsgemäße Verfahren verwendbaren Düse 2. Die dargestellte Düse 2 umfasst einen Einlass 3 sowie einen gegenüberliegend der zu kühlenden Oberfläche eines Körpers bzw. Bandes 1 angeordneten Auslass 5. Zwischen dem Einlass 3 und dem Auslass 5 weist die Düse 2 bevorzugt einen Bereich zum Führen 9 eines in den Einlass 3 geleiteten Volumenstroms V zu dem Auslass 5 auf. Der Volumenstrom V wird bevorzugt senkrecht zu der zu kühlenden Oberfläche stehend dem Auslass 5 zugeführt. Der Einlass 3 weist bevorzugt einen geringeren lichten Durchmesser bzw. Querschnitt E als der Auslass 5 auf. Mit anderen Worten weist der Auslass 5 einen größeren lichten Durchmesser bzw. Querschnitt A auf als der Einlassbereich 3 und/oder der Führungsbereich 9. Die Düse 2 bzw. deren Auslass 5 weitet sich in Richtung der zu kühlenden Oberfläche auf und ist vorzugsweise im Führungsbereich 9 durch ein Führungselement 7 verschiebbar gelagert bzw. relativ zur Oberfläche des zu kühlenden Bandes 1 derart gelagert, dass der Abstand d zwischen dem zu kühlenden Band 1 und dem Auslass 5 der Düse 2 variabel ist. Dabei gleitet die Düse 2 bevorzugt in der Führung 7. Diese Bewegung findet vorzugsweise in einer senkrecht zu der zu kühlenden Oberfläche stehenden Richtung S statt. Durch die Führung 7 ist die Düse 2 insbesondere gegen Kippmomente gesichert. Aus bzw. in Richtung S wird bevorzugt der Düsenauslass 5 durch den Volumenstrom V des Kühlfluids angeströmt. Als Fluide können im Allgemeinen Flüssigkeiten, insbesondere Wasser oder Öl-Wasser-Gemische in Frage kommen. Alternativ ist ebenso eine Kühlung durch Gase, wie zum Beispiel Luft oder Inertgase, möglich. Bevorzugt wird als Kühlmittel im Allgemeinen allerdings eine Flüssigkeit verwendet, da so höhere Wärmeübergangskoeffizienten als bei Gasen realisiert werden können. Bevorzugt soll allerdings nur ein einphasiges Kühlfluid Verwendung finden. Wird der Volumenstrom V entsprechend eingestellt, kann sich die Düse 2 an der zu kühlenden Oberfläche festsaugen. Dies geschieht wie bereits zuvor beschrieben gemäß dem Bernoulli-Prinzip oder anders ausgedrückt gemäß dem hydrodynamischen Paradoxon. Die Einstellung kann durch eine Anpassung des Drucks oder der Geschwindigkeit des der Düse 2 zugeführten Volumenstroms V erfolgen.
Das Bernoulli-Prinzip an sich ist dem Fachmann bekannt. Ein entsprechender Effekt tritt beispielsweise ebenfalls bei einer Vorbeifahrt eines PKW an einem LKW auf, wobei, während sich beide Fahrzeuge auf gleicher Höhe befinden, der PKW relativ zum LKW hingesogen wird. Nach Passage des LKW bewegt sich der PKW quer zu seiner Fahrtrichtung wieder zurück. Der während des Passierens entstehende Sog wird durch den eingeengten und beschleunigten Luftstrom zwischen beiden Fahrzeugen verursacht. Gemäß dem Prinzip von Bernoulli resultiert dieser eingeengte, beschleunigte Luftstrom in einem Unterdruck zwischen beiden Fahrzeugen relativ zum Luftdruck in der verbleibenden Umgebung der Fahrzeuge. Diese Erläuterung soll allerdings lediglich der Veranschaulichung dienen und sollte nicht einschränkend verstanden werden.
In Bezug auf die Erfindung bzw. das beschriebene Ausführungsbeispiel tritt ein Sogeffekt ein, wenn der aus dem Auslass 5 austretende Volumenstrom V zwischen dem Auslass 5 und der zu kühlenden Oberfläche 1 eine hinreichend hohe Relativgeschwindigkeit erreicht hat, sodass der Druck innerhalb des zwischen dem Auslass 5 und der zu kühlenden Oberfläche 1 strömenden Volumenstroms V unter den die Düse 2 umgebenden Druck abfällt. Dieser Druck kann dem Atmosphärendruck entsprechen. Wird der Volumenstrom V konstant gehalten, wenn sich der Sogeffekt eingestellt hat, besteht gemäß dem Bernoulli- Prinzip ein sich selbst erhaltendes Kräftegleichgewicht. Wird nun der Abstand d zwischen der zu kühlenden Oberfläche und dem Düsenauslass 5 verändert, stellt die Düse automatisch den Abstand im Kräftegleichgewicht wieder her. Solche Abstandsveränderungen können zum Beispiel durch eine unregelmäßige zu kühlende Oberfläche hervorgerufen werden oder zum Beispiel durch eine verformte Walzenoberfläche oder eine ungenaue Führung eines Metall band es 1 . Gleiches kann bei der Kühlung von Walzen für unregelmäßige Walzenoberflächen gelten. Im Allgemeinen kann die Düse 2 bzw. das erfindungsgemäße Verfahren auf einer Bandoberseite Anwendung finden, jedoch ebenfalls auf einer Bandunterseite.
Die Figur 2 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Ausführungsbeispiels einer Kühlvorrichtung 10 zur Kühlung eines Metallbandes 1 . Zur Vereinfachung wurden für gleiche oder analoge Elemente dieselben Bezugszeichen wie in der Figur 1 verwendet. Die in der Figur 2 dargestellte Vorrichtung 10 weist eine Vielzahl von Düsen 2 auf, die gemeinsam durch einen Kühlfluidbehälter 14 gespeist werden. Die Kühlvorrichtung 10 ist jeweils auf der Bandoberseite und auf der Bandunterseite zur Kühlung des Metall band es 1 angeordnet. Die einzelnen Düsen 2 sind in Bandlaufrichtung B in hintereinanderliegenden Reihen angeordnet. Jede Reihe erstreckt sich vorzugsweise quer zur Bandlaufrichtung B. Diese Reihen können senkrecht zur Bandlaufrichtung B versetzt sein, sodass in Bandlaufrichtung B betrachtet, ein größerer Teil der Breite des Bandes 1 durch die Düsen 2 abgedeckt ist als durch eine der Reihen. Die Düsen 2 werden ähnlich wie in der Figur 1 gezeigt jeweils mit einem Volumenstrom V über ihren Einlass 3 gespeist. Dabei kann der Behälter 14 entsprechend unter Druck stehen, um das Kühlfluid in die Einlässe 3 der Düsen 2 zu pressen. Die Düsen 2 sind senkrecht zu der zu kühlenden Oberfläche durch Führungselemente 7 (zum Beispiel Gleitlager) gleitend geführt, sodass der Abstand d zwischen dem Düsenauslass 5 und der zu kühlenden Oberfläche variabel ist. Dennoch kann der Abstand d, zum Beispiel mechanisch, begrenzt sein. Um eine Kollision mit der zu kühlenden Oberfläche zu verhindern, weist die Vorrichtung 10, insbesondere die Düsen 2 und/oder die Führungselemente 3, vorzugsweise Anschläge 1 1 auf, welche die Bewegung der Düsen 2 in Richtung der zu kühlenden Oberfläche begrenzen. Zusätzlich können die Düsen 2 durch elastische Mittel und/oder Federelemente 13 im Wesentlich in der senkrecht zu der zu kühlenden Oberfläche vorgespannt sein.
Ferner ist es im Allgemeinen möglich, dass die Kühlvorrichtung 10 eine oder mehrere Oszillationsvorrichtungen (nicht dargestellt) umfasst, welche entweder zur Oszillation jeder einzelnen Düse 2 parallel zu der zu kühlenden Oberfläche ausgebildet ist oder sämtliche Düsen 2 der Vorrichtung 10 gemeinsam oszillieren kann. Bevorzugt wäre eine Oszillation des gesamten Behälters 14 samt der an diesem montierten Düsen 2 möglich.
Die Figur 3 zeigt eine teilweise transparente Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer Kühlvorrichtung 10'. Diese Vorrichtung 10' entspricht im Wesentlichen jener gemäß der Figur 2, jedoch sind sechs in Bandlaufrichtung B hintereinander angeordnete Düsenreihen vorgesehen. Die Vorrichtung gemäß Figur 2 weist lediglich vier solcher Reihen auf. Die Düsen 2 werden durch den Fluidbehälter 14' mit Kühlfluid versorgt. Das Fluid tritt in Form des Volumenstroms V jeweils aus den Auslässen 5 der Düsen 2 aus, sodass eine Wärmeübertragung zwischen dem Band 1 und dem Kühlfluid bzw. dem Volumenstrom V erfolgen kann. Wie in der Figur 3 dargestellt, verlässt der Volumenstrom V den Auslass 5 der Düse bevorzugt und im Allgemeinen in einer zu der zu kühlenden Oberfläche im Wesentlichen parallel stehenden Richtung. Weist der Düsenauslass 5 die dargestellte rotationssymmetrische bzw. kreisförmige Form auf, so bewegt sich der den Auslass verlassende Volumenstrom V im Wesentlichen konzentrisch von der Düse 2 weg.
Generell kann eine erfindungsgemäße Düse 2 verschiedene Formen aufweisen, wie zum Beispiel schlitzartige oder runde Formen. Bei einer schlitzartigen Ausbildung kann sich die Düse 2 zumindest über einen Teil der Breite der zu kühlenden Oberfläche erstrecken, wie etwa über die Breite einer Walze oder eines Metallbandes.
Im Allgemeinen kann der Querschnitt der Düsen 2 bzw. des Düsenauslasses 5 allerdings ebenfalls an einen sich aufgrund einer Bewegung der zu kühlenden Oberfläche einstellenden asymmetrischen Wirkungsbereich angepasst werden.
Der lichte Durchmesser des Düsenauslasses kann ferner bevorzugt zwischen 0,5 cm und 10 cm oder bevorzugt zwischen 1 cm und 5 cm liegen.
Im Falle einer Kühlung mit einem Gas, wie zum Beispiel Luft oder einem Inertgas, kann der Abstand zwischen dem Auslass 5 der Düse 2 und der zu kühlenden Oberfläche zum Beispiel zwischen 0,1 mm und 5 mm liegen oder bevorzugt zwischen 0,1 mm und 3 mm liegen. Im Falle einer Kühlung mit einer Flüssigkeit, wie zum Beispiel mit Wasser, einem Wassergemisch oder einer Emulsion kann der Abstand zwischen dem Auslass 5 der Düse 2 und der zu kühlenden Oberfläche beispielsweise zwischen 0,5 mm und 5 mm liegen oder bevorzugt zwischen 1 mm und 5 mm oder sogar zwischen 1 mm und 2 mm liegen.
Noch kleinere Abstände als die genannten sind in der Regel nicht von Vorteil, da in einem solchen Fall eine erhöhte Gefahr einer Kollision zwischen der zu kühlenden Oberfläche und der Düse 2 bestünde. Eine derartige Kollision kann zur Beschädigung der Düse 2 und oder der zu kühlenden Oberfläche führen.
Werden mehrere Düsen gegenüberliegend der zu kühlenden Oberfläche angeordnet, können diese vorzugsweise untereinander Abstände aufweisen, welche dem 0,5-fachen bis 5-fachen oder vorzugsweise dem 1 -fachen bis 2- fachen des lichten Durchmessers des Auslasses 5 entsprechen.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele dienen vor allem dem besseren Verständnis der Erfindung und sollten nicht einschränkend verstanden werden. Der Schutzumfang der vorliegenden Patentanmeldung ergibt sich aus den Patentansprüchen.
Die Merkmale der beschriebenen Ausführungsbeispiele können miteinander kombiniert oder gegeneinander ausgetauscht werden. Ferner können die beschriebenen Merkmale durch den Fachmann an vorhandene Gegebenheiten oder vorliegende Anforderungen angepasst werden. Bezugszeichenliste
1 Walzgut, Gießgut, Metallband oder Blech
2 Düse
3 Einlass
5 Auslass
7 Führungselement
9 Führungsbereich
10 Kühlvorrichtung
10' Kühlvorrichtung
1 1 Begrenzungselement
13 Vorspannelement / Federelement /Dämpfungselement
14 Fluidbehälter
14' Fluidbehälter
A Querschnitt des Auslasses
B Bandlaufrichtung
E Querschnitt des Einlasses
S zur zu kühlenden Oberfläche senkrechte Richtung
V Volumenstrom des Kühlmittels
V aus dem Auslass der Düse austretender Volumenstrom d Abstand der Düse zur zu kühlenden Oberfläche

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum Kühlen einer Oberfläche von Gießgut, Walzgut (1 ) oder einer Walze, umfassend die folgenden Schritte:
Bereitstellen einer Düse (2), umfassend einen Einlass (3) und einen der zu kühlenden Oberfläche gegenüberliegenden Auslass (5),
Bereitstellen eines bevorzugt einphasigen Volumenstroms (V) eines
Kühlfluids, welcher der Düse (2) über den Einlass (3) zugeführt wird und die
Düse (2) durch den Auslass (5) verlässt,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest der Düsenauslass (5) mit einem zu der zu kühlenden Oberfläche variablen Abstand (d) gelagert wird und
der Volumenstrom (V) des dem Einlass (3) der Düse (2) zugeführten Kühlfluids derart eingestellt wird, dass sich die Düse (2) gemäß dem Bernoulli-Prinzip an der zu kühlenden Oberfläche (1 ) festsaugt.
2. Das Verfahren gemäß Anspruch 1 , wobei der Abstand (d) des Auslasses (5) von der zu kühlenden Oberfläche im Wesentlichen in einer senkrecht zu der zu kühlenden Oberfläche stehenden Richtung (S) variabel ist.
3. Das Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Düse (2) zumindest teilweise in einer Führung (7) gleitend gelagert wird.
4. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Düse (2) im Wesentlichen senkrecht zu der zu kühlenden Oberfläche vorgespannt gelagert wird.
5. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Querschnitt (A) des Auslasses (5) in einer parallel zu der zu kühlenden Oberfläche liegenden Ebene im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet ist oder, alternativ, zum Entgegenwirken des Einflusses einer bewegten zu kühlenden Oberfläche länglich, insbesondere im Wesentlichen elliptisch, ausgebildet ist.
6. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Düse (2) im Wesentlichen parallel zu der zu kühlenden Oberfläche (1 ) oszillierend bewegt wird.
7. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehrere Düsen (2) oder Reihen von Düsen (2) im Wesentlichen parallel zu der zu kühlenden Oberfläche (1 ) oszillierend bewegt werden und die Oszillation benachbarter Düsen (2) oder Düsenreihen (2) zumindest teilweise gleichsinnig oder gegensinnig erfolgt.
8. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Düse (2) zwischen dem Einlass (3) und dem Auslass (5) einen Führungsbereich (9) aufweist, in dem das Kühlmittel im Wesentlichen in einer senkrecht zu der zu kühlenden Oberfläche (1 ) stehenden Richtung (S) von dem Einlass (3) zu dem Auslass (5) geführt und seitlich von diesem umschlossen wird.
9. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich der Querschnitt (A) des Auslasses (5) stromabwärtsgerichtet, vorzugsweise stetig, aufweitet.
10. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Einstellen des Volumenstroms ein Einstellen von dessen Strömungsgeschwindigkeit und/oder von dessen Druck umfasst.
1 1 . Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der variable Abstand (d) zwischen dem Auslass (5) und der zu kühlenden Oberfläche (1 ) durch ein Begrenzungselement (1 1 ) unabhängig von dem bereitgestellten Volumenstrom (V) größer als 0,09 mm und vorzugsweise größer als 0,5 mm gehalten wird.
12. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zugeführte Volumenstrom (V) durch eine Kühlflüssigkeit gebildet wird.
13. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Auslass (5) der Düse (2) gegenüberliegend der Oberfläche einer Walze oder gegenüberliegend der Oberfläche eines Metallbands (1 ) zwischen zwei Walzgerüsten einer Walzstraße angeordnet wird.
14. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehrere Düsen (2) rasterartig in einer der zu kühlenden Oberfläche (1 ) gegenüberliegenden Ebene angeordnet werden oder jeweils mehrere Düsen (2) in mehreren nebeneinanderliegenden und der zu kühlenden Oberfläche gegenüberliegenden Reihen angeordnet werden.
15. Eine Kühlvorrichtung (10) zum Kühlen einer Oberfläche von Gießgut, Walzgut (1 ) oder einer Walze, vorzugsweise zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend:
mindestens eine Düse (2), umfassend einen Einlass (3) mit einem ersten lichten Querschnitt (E) und einen der zu kühlenden Oberfläche (1 ) gegenüberliegenden Auslass (5) mit einem zweiten lichten Querschnitt (A), welcher größer als der erste Querschnitt (E) ist, und wobei die Kühlvorrichtung (10) ferner derart ausgebildet ist, dass
der senkrecht zu der zu kühlenden Oberfläche liegende Abstand (d) zwischen dem Auslass (5) und der Düse (2) zwischen 0,1 mm und 5 mm, vorzugsweise zwischen 0,5 mm und 2 mm, variabel bewegbar ist.
16. Eine Walzvorrichtung zum Walzen von Walzgut, umfassend mindestens eine Kühlvorrichtung (10) gemäß Anspruch 15,
wobei die Walzvorrichtung mindestens eine Walze mit einer zu kühlenden Walzenoberfläche umfasst und der Auslass (5) der Düse (2) zur Kühlung auf die Walzenoberfläche gerichtet ist;
oder, wobei die Walzvorrichtung mindestens zwei nebeneinanderliegende Walzgerüste zum Walzen eines Metallbandes (1 ) umfasst und die Kühlvorrichtung (10) zwischen den beiden Walzgerüsten zur Kühlung der Oberfläche des sich zwischen den beiden Walzgerüsten befindlichen Metallbandes (1 ) angeordnet ist.
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