EP3870921A1

EP3870921A1 - Abkühl-einrichtung zum abkühlen von platten- oder bandförmigem blech aus metall sowie abkühlverfahren

Info

Publication number: EP3870921A1
Application number: EP19789903.2A
Authority: EP
Inventors: Bora Özkan; Christoph NORPOTH
Original assignee: LOI Thermprocess GmbH
Current assignee: LOI Thermprocess GmbH
Priority date: 2018-10-25
Filing date: 2019-10-12
Publication date: 2021-09-01
Also published as: WO2020083673A1; DE102018126716A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abkühl-Einrichtung zum Abkühlen von platten- oder bahnförmigem Blech aus Metall, umfassend mindestens eine erste Transportrolle (1a, 1b, 1c, 1d), mit einem antreibbaren drehbaren Tragrohr (3), welches mit Tragelementen (4) versehen ist, die eine Transportebene (T) zum Transport des Bleches (2) in Durchlaufrichtung (D) durch die Abkühl-Einrichtung bilden. Erfindungsgemäß weist das Tragrohr (3) Düsenöffnungen (8) auf. In dem Tragrohr ist ein nicht drehbarer Kanal (5) für ein erstes Kühlmittel ausgebildet, wobei der Kanal (5) an eine erste Kühlmittel-Zuführung (6) angeschlossen ist. Der Kanal weist mindestens eine Ausnehmung (7) auf, die von dem ersten Kühlmittel durchströmbar ist, um das erste Kühlmittel zu den Düsenöffnungen (8) zu leiten, mittels derer das erste Kühlmittel auf eine erste Seite (2a) des Bleches (2) über dessen Breite aufbringbar ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Abkühl-Verfahren mit den Schritten: - Zuführen eines ersten Kühlmittels zu einem Kanal (5), welcher in dem Tragrohr (3) ausgebildet ist, - Leiten des ersten Kühlmittels durch Ausnehmungen (7) in dem Kanal (5) zu Düsenöffnungen (8) in dem Tragrohr und - Abkühlen des Bleches (2) mittels Aufbringen des ersten Kühlmittels auf eine erste Seite (2a) des Bleches (1) über dessen Breite.

Description

Abkühl-Einrichtung zum Abkühlen von platten- oder bahnförmigem Blech aus Metall sowie Abkühlverfahren

Die Erfindung betrifft eine Abkühl-Einrichtung zum Abkühlen von platten- oder bahnförmigem Blech aus Metall, umfassend mindestens eine erste Transportrolle, mit einem antreibbaren drehbaren Tragrohr, welches mit Tragelementen versehen ist, die eine erste Transportebene zum Transport des Bleches in Durchlaufrichtung durch die Abkühl-Einrichtung bilden.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Abkühlen eines platten- oder bahnförmigen Bleches aus Metall, wobei das Blech mit mindestens einer ersten Transportrolle kontinuierlich in Durchlaufrichtung durch eine Einrichtung zum Abkühlen trans portiert wird, wobei die Transportrolle ein Tragrohr mit Tra gelementen aufweist, die eine Transportebene für das Blech bildet .

In Abkühl-Einrichtungen zum kontinuierlichen Abkühlen von Ble chen werden in der Praxis in der Regel Transportrollen zum kontinuierlichen Transport des Bleches durch die Einrichtung verwendet. Auf einem Tragrohr sind Tragelemente angeordnet, die eine Transportebene beabstandet zum Tragrohr bilden, um einen Mindestabstand zum Blech zu gewährleisten. Die Tragele mente sind in der Regel scheibenförmig bzw. als Ringscheibe ausgebildet. In der Abkühl-Einrichtung sind in Durchlaufrich tung in einer Ebene eine Vielzahl von Transportrollen mit Ab stand hintereinander angeordnet und bilden einen Rollengang.

Einfache Anlagentypen weisen nur einen unteren Rollengang auf, so dass das Blech auf den Tragelementen aufliegt. Aufwendigere Anlagentypen weisen einen oberen und unteren Rollengang auf, so dass sich das Blech zwischen Paaren von oberen und unteren Transportrollen befindet. Das Blech läuft zwischen den oberen und unteren Transportrollen, die paarweise in Durchlaufrich tung beabstandet voneinander angeordnet sind.

Zwischen den Transportrollen befinden sich die für den Abkühl prozess erforderlichen Abkühlvorrichtungen, die das Blech über die Breite abkühlen. Je nach Prozesserfordernis werden ver schiedene Abschreckfluide auf das Blech aufgebracht. Wegen der einfachen Handhabung werden oft Luft und/oder Wasser als Kühl mittel verwendet.

Unter dem Begriff „Blech" werden Bleche verschiedener Stärken, Bänder oder andere Flachprodukte verstanden. Unter dem Begriff „Metall" werden verschiedene Stahlsorten und Nichteisenme talle, insbesondere Aluminium oder Messing verstanden.

Ein wichtiges Anwendungsgebiet ist für die Erfindung ist die Wärmebehandlung von Blechen aus Stahl. Die Bleche werden zur Wärmebehandlung, insbesondere zum Härten in Wärmebehandlungs anlagen in einem Industrieofen erhitzt und anschließend im Durchlaufverfahren abgekühlt bzw. abgeschreckt.

Durch Abkühlen bzw. Abschrecken von erhitztem Stahl lassen sich dessen mechanische Eigenschaften, wie insbesondere Härte oder Zugfestigkeit, gezielt verändern.

Häufige Wärmebehandlungsverfahren sind:

- Erhitzung und Abkühlung von Kohlenstoff-haltigen Stahlble chen zur Einstellung einer martensitischen oder bainitischen Härte .

- Erhitzung und gezieltes Abkühlen von Kohlenstoff-haltigen Stahlblechen mit Verzögerung zum Erreichen eines perlitischen Gefüges .

- Erhitzung und sanftes Abkühlen von Kohlenstoff-armen Stahl blechen zum Erreichen eines ferritischen Gefüges.

- Erhitzung und gestuftes Abkühlen von höher legierten Blechen aus Stahl, Edelstahl, einer Nickelbasislegierung oder andere Nichteisenmetallen .

Beispielsweise wird ein Grobblech, das zunächst auf Austeniti sierungstemperatur, typischerweise auf 800°C bis 950°C, er wärmt bzw. erhitzt wurde, im Durchlaufverfahren mit einem Kühlmittel, in der Regel Wasser, mittels Vollstrahldüsen sehr schnell abgekühlt, um ein martensitisches oder bainitisches Gefüge zu erzeugen.

Für eine gezielte und effiziente und schnelle Abkühlung ist es erforderlich, einen möglichst großen Teilbereich bzw. eine möglichst große Fläche des Bleches mit dem Abkühlmittel zu be aufschlagen. Dabei bilden die Transportrollen unerwünschte Ab schattungsbereiche .

Dünne Bleche aus Edelstahl müssen zur Einstellung einer mar- tensitischen Härte langsam abgekühlt werden. Bei dünnen Ble chen sind die Abstände zwischen den einzelnen Transportrollen in der Abkühl-Einrichtung relativ gering. Daher besteht das Problem, dass nicht genügend Platz zwischen den Transportrol len für Abkühlvorrichtungen vorhanden ist, mit denen das Blech langsam abgekühlt werden kann, insbesondere mit Luft als Kühl mittel .

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgemäß darin, eine Mög lichkeit zu schaffen, im Durchlaufverfahren unterschiedlich dicke Blech im Rahmen von unterschiedlichen Wärmebehandlungen auf verschiedene Art und Weise flexibel abzukühlen.

Ein Aspekt der Aufgabe ist, dünne Bleche in Durchlaufverfahren platzsparend abzukühlen.

Schließlich ist ein weiterer Aspekt der Aufgabe, die Abkühlung von Blechen zu verbessern, insbesondere Abschattungsbereiche für das Kühlmittel auf dem Blech zu vermeiden. Die Aufgabe wird durch eine Abkühl-Einrichtung mit den Merkma len des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Verfahrens schritten des Anspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Ausführungs formen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.

Die erfindungsgemäße Abkühl-Einrichtung ist dadurch gekenn zeichnet, dass das Tragrohr Düsenöffnungen aufweist, dass in dem Tragrohr ein nicht drehbarer Kanal für ein erstes Kühlmit tel ausgebildet ist, dass der Kanal an eine erste Kühlmittel- Zuführung angeschlossen ist, dass der Kanal mindestens eine Ausnehmung aufweist, die von dem ersten Kühlmittel durchström- bar ist, um das erste Kühlmittel zu den Düsenöffnungen zu lei ten, mittels derer das erste Kühlmittel auf eine erste Seite des Bleches über dessen Breite aufbringbar ist.

Das Tragrohr, welches mit Tragelementen versehen ist, die an dem Blech zu Transportzwecken angreifen, weist Düsenöffnungen auf, die aus dem Inneren der Transportrolle mit einem ersten Kühlmittel bzw. einem Abkühlfluid versorgt werden. Als erstes Kühlmittel wird vorzugsweise Luft verwendet. Der innenliegende Kanal für das erste Abkühlmittel weist mindestens eine Ausspa rung auf, die die Düsenöffnungen, vorzugsweise diejenigen Dü senöffnungen, welche bei der Drehbewegung jeweils auf das Blech gerichtet sind, mit dem ersten Kühlmittel versorgen. Das erste Abkühlmittel wird aus Düsenöffnungen im Tragrohr auf das Blech gedüst und das Blech abgekühlt.

Diese Lösung hat den Vorteil, dass die Transportrollen zur Ab kühlung eingesetzt werden können, ohne dass der Einsatz weite rer Kühlvorrichtungen erforderlich ist. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass man Transportrollen auf einfache Weise so ausgestalten kann, dass zu der Transportfunktion eine Kühlfunktion hinzukommt. Die Transportrollen transportieren das Blech durch die Abkühl- Einrichtung und kühlen das Blech gleichzeitig ab. Mit der Er findung wird das Problem gelöst, dass beim Abkühlen von dünne Blechen aufgrund von geringen Abständen zwischen den Trans portrollen in Durchlaufrichtung nicht genügend Platz für ge sonderte Abkühlvorrichtungen oder Abkühldüsen vorhanden ist, um das Blech langsam abzukühlen.

Grobbleche oder Flacherzeugnisse oder Bleche aus speziellem Stahl müssen im Rahmen von Wärmebehandlungen in der Regel sehr schnell und schroff abgekühlt werden. Dazu werden insbesondere Kühlvorrichtung in Form von Schlitzdüsen eingesetzt, die das Blech über dessen Breite mittels eines flüssigen Abkühlmit tels, in der Regel Wasser schnell abkühlen bzw. abschrecken.

Im Rahmen der Erfindung ist die Abkühl-Einrichtung dadurch ge kennzeichnet, dass sich in der Abkühl-Einrichtung mindestens eine erste Kühlvorrichtung befindet, die an eine Leitung für ein zweites Kühlmittel, vorzugsweise ein flüssiges Kühlmittel, angeschlossen ist und dass die erste Kühlvorrichtung mindes tens eine Austrittsdüse aufweist, die auf die erste Seite des Bleches gerichtet ist, um das Blech mit dem zweiten Kühlmittel abzukühlen. Auf diese Weise wird vermieden, dass bei Abkühl verfahren, bei denen Bleche im Durchlaufverfahren sehr schnell abgekühlt werden müssen, die Transportrollen Abschottungsbe reiche in Bezug auf die Kühlung des Bleches mittels der Kühl vorrichtung bilden.

Vorzugsweise sind die Düsenöffnungen in dem Tragrohr in Um fangsrichtung des Tragrohres in Reihen angeordnet. Mehrere Reihen mit Düsenöffnungen sind in Achsrichtung des Transport rohres mit Abstand zueinander über die Länge der Transport rolle angeordnet. Vorzugsweise befindet sich jeweils zwischen zwei Tragelementen eine Reihe mit Düsenöffnungen. Die in Umfangsrichtung des Tragrohres in Reihen angeordneten Düsenöffnungen können eine beliebige Querschnittsform aufwei sen und beispielsweise als Schlitze oder als Bohrung ausgebil det sein. Die Düsenöffnungen sind vorzugsweise über den Um fangs des Tragrohres gleichmäßig verteilt.

Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass diejenigen Düsenöffnungen, die während der Drehung der Transportrolle nicht auf die erste Seite des Bleches gerichtet sind, abdeckbar sind. Ineffiziente, nicht auf das Blech ge richtete Düsen können somit abgedeckt oder verschlossen und somit deaktiviert werden, um die Kühlmittel-Verluste zu mini mieren .

Bedarfsweise können auch diejenigen Düsen abgedeckt werden, die im Wesentlichen senkrecht und damit aus kurzem Abstand das Blech mit einem unerwünscht hohen Kühlimpuls beaufschlagen.

Vorzugsweise trifft das erste Kühlmittel, welches aus Düsen öffnungen, die von dem ersten Kühlmittel durchströmbar sind, in einem Winkel ( ) auf die erste Seite des Bleches gerichtet ist, unter einem Winkel ( ) zwischen 10° und 45°, vorzugsweise zwischen 20° und 30° auf der ersten Seite des Bleches auf. Die Kühlmittel-Strahlen aus den Düsenöffnungen sind vorzugsweise sowohl in Durchlaufrichtung D auch in Gegenrichtung gerichtet. Es ist aber auch möglich, dass nur diejenigen Düsenöffnungen von dem Kühlmittel durchströmbar sind, die in Durchlaufrich tung oder alternativ entgegen der Durchlaufrichtung auf die erste Seite des Bleches gerichtet sind.

Eine wesentliche Weiterbildung besteht darin, dass die Düsen öffnungen im Tragrohr mit röhrenförmigen Düsenkörpern versehen sind, welche sich vom Tragrohr ausgehend radial nach außen er strecken. Auf diese Weise kann das Kühlmittel mittels Prall- Strahlung mit hohe Kühlwirkung auf das Blech aufgebracht wer den. Die Düsenöffnungen in dem Tragrohr sind bei dieser Aus führungsform vorzugsweise als Bohrungen mit einem runden Quer schnitt ausgebildet.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Tragelemente als Tragringe ausgebildet sind, die drehfest mit dem Tragrohr verbunden sind und/oder dass eine Mehrzahl von Tragelementen mit axialem Abstand zueinander auf dem Tragrohr angeordnet sind. Die Tragelemente bilden eine Transportebene, die im Wesentlichen horizontal verläuft. Bei Transportrollen, die einen unteren Rollengang bilden, liegt das Blech auf den Tragelementen bzw. Tragringen auf.

Vorzugsweise ist der Kanal für das erste Kühlmittel rohrförmig ausgebildet. Das Tragrohr umgibt konzentrisch den Kanal, wobei sich die Ausnehmungen in dem Kanal mit den Düsenöffnungen im Tragrohr überlappen. Das Kühlmittel gelangt durch die Ausneh mungen in Kanal in die durchströmbaren bzw. aktiven Düsenöff nungen, die das Kühlmittel auf die erste Seite des Bleches dü sen .

Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Tragrohr an seinen Enden mittels eines Innenlagers drehbar gelagert ist und dass das Innenlager mit dem Kanal drehfest verbunden ist und/oder dass das Tragrohr an seinen Enden mittels eines Außenlagers in der Abkühl-Einrichtung ab stützbar ist.

Vorzugsweise ist in dem Kanal für das erste Kühlmittel ein Strömungsführungselement angeordnet, welches sich in Strö mungsrichtung des ersten Kühlmittels im Kanal verjüngt, vor zugsweise kegelförmig oder pyramidenförmig verjüngt. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass alle Düsenöffnungen mit gleichen Kühlmittel-Drücken beaufschlagt werden. Im Rahmen der Erfindung weist die Abkühl-Einrichtung mindes tens eine zweite Tragrolle auf, die in gleicher Weise wie die erste Transportrolle ausgebildet ist, wobei die zweite Trans portrolle spiegelbildlich zu der ersten Transportrolle ange ordnet ist. Das Blech bildet die Spiegelachse. Die Tragele mente der zweiten Tragrolle greifen an der zweiten Seite des Bleches an und bilden eine Transportebene. Das Blech wird zwi schen zwei sich gegenüber liegenden Transportrollen transpor tiert. Mittels Düsenöffnungen in dem Tragrohr der zweiten Transportrolle wird Kühlmittel auf die zweite Seite des Ble ches aufgebracht. Diese Variante hat den Verteil, dass beide Seiten des Bleches gleichmäßig abgekühlt werden können.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung befindet sich in der Abkühl-Einrichtung mindestens eine zweite Kühlvorrichtung, die spiegelbildlich in Bezug auf das Blech zu der ersten Kühlvor richtung angeordnet und ausgebildet ist, wobei die zweite Kühlvorrichtung mindestens eine Austrittsdüse aufweist, die auf eine zweite Seite des Bleches gerichtet ist.

Die Erfindung beinhaltet ferner ein Verfahren zum Abkühlen ei nes platten- oder bahnförmigen Bleches aus Metall, wobei das Blech mit mindestens einer ersten Transportrolle kontinuier lich in Durchlaufrichtung (D) durch eine Abkühl-Einrichtung transportiert wird, wobei die Transportrolle ein Tragrohr mit Tragelementen aufweist, die eine Transportebene für das Blech bilden, mit den Schritten:

- Zuführen eines ersten Kühlmittels zu einem Kanal, welcher in dem Tragrohr ausgebildet ist,

- Leiten des ersten Kühlmittels durch Ausnehmungen in dem Ka nal zu Düsenöffnungen in dem Tragrohr und

- Abkühlen des Bleches mittels Aufbringen des ersten Kühlmit tels auf eine erste Seite des Bleches über dessen Breite. In Rahmen der Erfindung kann zusätzlich folgender Verfahrens schritt ausgeführt werden:.

- Aufbringen eines zweiten Kühlmittels mittels mindestens ei ner ersten Kühlvorrichtung, die mindestens eine Austrittsdüse aufweist, auf eine erste Seite des Bleches über dessen Breite

Alternativ oder zusätzlich wird das erste Kühlmittels auf die zweite Seite des Bleches über dessen Breite mittels mindestens einer zweiten Transportrolle aufgebracht, die ein Tragrohr mit Tragelementen aufweist, die eine Transportebene für das Blech bilden, wobei das erste Kühlmittel einem Kanal zugeführt wird, welcher in dem Tragrohr ausgebildet ist und wobei das ersten Kühlmittel durch Ausnehmungen in dem Kanal zu Düsenöffnungen in dem Tragrohr geleitet wird.

Im Rahmen der Erfindung kann das Blech folglich mittels ersten und zweiten Transportrollen transportiert werden, wobei die zweiten Transportrollen in gleicher Weise wie die ersten

Transportrollen ausgestaltet sind. Die zweiten Transportrollen greifen spiegelbildlich zu den ersten Transportrollen auf der zweiten Seite des Bleches an und bringen das zweite Kühlmittel auf der zweiten Seite des Bleches auf. Auf diese Weise wird das Blech effektiv und gleichmäßig von beiden Seiten abge kühlt .

Vorzugsweise wird das Blech vor dem Eintritt in die Abkühl- Einrichtung zwecks Wärmebehandlung auf eine vorgegebene Tempe ratur erwärmt.

Die Erfindung, weitere Vorteile sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsformen beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die Erfindung soll durch die gezeigten Aus- führungsbeispiele nicht eingeschränkt werden. Es ist auch mög lich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Merkmale mit anderen Merkmalen aus anderen Figuren und/oder der Beschrei bung zu kombinieren.

Es zeigen in schematischer Darstellung:

Figur 1: im Zusammenhang mit der Erfindung relevante Be standteile einer ersten Ausführungsform einer erfindungsge mäßen Abkühl-Einrichtung;

Figur 2: im Zusammenhang mit der Erfindung relevante Be standteile einer zweiten Ausführungsform einer erfindungs gemäßen Abkühl-Einrichtung;

Figur 3: eine Seitenansicht einer Transportrolle für eine erfindungsgemäßen Abkühl-Einrichtung nach Figur 1;

Figur 4: eine Seitenansicht einer Transportrolle für eine erfindungsgemäße Abkühl-Einrichtung nach Figur 2;

Figur 5: eine Seitenansicht einer Transportrolle in einer weiteren Ausführungsform für eine erfindungsgemäße Abkühl- Einrichtung;

Figur 6: im Zusammenhang mit der Erfindung relevante Be standteile einer dritten Ausführungsform einer erfindungs gemäßen Abkühl-Einrichtung.

In allen Figuren haben gleiche Bauteile gleiche Bezugsziffern.

Die Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung Bestandteile einer Einrichtung zum Abkühlen von platten- oder bahnförmigem Blech aus Metall, insbesondere von Grobblech. Das Blech wird vor dem Abkühlen zwecks Wärmebehandlung in einem nicht darge stellten Industrieofen erhitzt und anschließend im Durchlauf- verfahren abgekühlt bzw. abgeschreckt, um die mechanischen Ei genschaften, wie insbesondere Härte oder Zugfestigkeit des Stahls gezielt zu verändern.

Zwei erste Transportrollen la und lb, die in den Figuren 3 im Detail dargestellt sind, erstrecken sich über die Breite des Bleches 2 quer zur Durchlaufrichtung D und sind mit Abstand nebeneinander in Durchlaufrichtung D angeordnet. Die Trans portrollen la, lb werden auf nicht dargestellte Art und Weise zu einer Rotationsbewegung angetrieben und drehen sich im Uhr zeigersinn, um das Blech 2 in Durchlaufrichtung D zu transpor tieren. Die beiden in Figur 1 dargestellten Transportrollen la und lb sind gleich aufgebaut und bilden zusammen mit weiteren nicht dargestellte Transportrollen in der Abkühl-Einrichtung einen unteren Rollengang zum Transport des Bleches 2 durch die Abkühl-Einrichtung .

In den Figuren 3 und 4 ist dargestellt, dass die Transport rolle la bzw. lb oder lc bzw. Id ein Tragrohr 3 aufweist, auf dem mehrere Tragelementen 4 angeordnet sind. Die Transportele mente 4 bilden gemeinsam beabstandet zum Tragrohr 3 eine in Figur 1 dargestellte Transportebene T für das Blech 2.

Die Tragelemente 4 sind scheibenförmig bzw. als Ringscheiben bzw. als Tragringe ausgebildet, die drehfest mit dem Tragrohr verbunden sind. Eine Mehrzahl von Tragelementen 4 ist mit axi alem Abstand zueinander auf dem Tragrohr 3 über die Länge des Tragrohres angeordnet. Das Blech 2 liegt beim Transport in Durchlaufrichtung D durch die Kühl-Einrichtung in Höhe der ersten Transportebene T auf den Tragelementen 4 auf.

In dem Tragrohr 3 ist koaxial ein nicht drehbarer rohrförmiger Kanal 5 für ein erstes Kühlmittel ausgebildet. Der Kanal 5 ist an eine erste Kühlmittel-Zuführung 6 angeschlossen. Bei dem Kühlmittel handelt es sich um Luft, die von einem nicht darge stellten Ventilator bzw. einem Gebläse bereitgestellt wird. Alternativ könnte aber auch ein flüssiges Kühlmittel, insbe sondere Wasser als Kühlmittel verwendet werden

In den Figur 1, 2 und 6 ist schematisch dargestellt, dass der Kanal 5 an seinem Umfang bzw. seiner Mantelfläche mehrere Aus nehmungen 7 aufweist, die von dem ersten Kühlmittel durch- strömbar sind, um das erste Kühlmittel zu ersten Düsenöffnun gen 8 (Figur 3 und 3) in dem Tragrohr 3 zu leiten und das Kühlmittel mittels Düsenöffnungen 8 auf eine erste Seite 2a des Bleches 2 aufzubringen. Die Ausnehmungen 7 in dem Kanal 5 für das erste Kühlmittel überlappen sich teilweise mit den Dü senöffnungen 8 im Tragrohr 3.

Die Düsenöffnungen 8 in dem Tragrohr 3 bilden mehrere in Um fangsrichtung des Tragrohres 3 verlaufende Reihen 12. Zwischen zwei Tragelementen 4 befindet sich jeweils eine Reihe 12 mit Düsenöffnungen 8.

In den Figuren 1, 2 und 6 ist dargestellt, dass die Düsenöff nungen 8 in dem Tragrohr 3 in Umfangsrichtung über mindestens einen Umfangsabschnitt des Tragrohres 3 abdeckbar sind. Es sind nur die Düsenöffnungen 8 ' von dem ersten Kühlmittel durchströmbar, die während der Rotation der Transportrolle la. lb unter einem Winkel ( ) auf die erste Seite 2a des Bleches 2 gerichtet sind, so dass das erste Kühlmittel in Form von

Prallstrahlen auf der ersten Seite 2a des Bleches 2 schräg auftrifft. Die Kühlmittel-Prallstrahlen, die aus den Düsenöff nungen 8 ' austreten und mittels Pfeilen dargestellt sind, kön nen in Durchlaufrichtung D und/oder entgegen der Durchlauf richtung D auf dem Blech 2 auftreffen. Der Winkel ( ) kann zwischen 10° und 45°, vorzugsweise zwischen 20° und 30° betra- gen . In Figur 1 ist dargestellt, dass zwei erste Abkühlvorrichtung 9 und 9' mit unterschiedlicher Abkühlwirkung nebeneinander zwischen den Transportrollen la und lb angeordnet sind, um verschiedene Bleche auf unterschiedliche Art und Weise abküh len zu können. Die beiden Abkühlvorrichtungen 9, 9' sind je weils an Leitungen 10 und 10' für ein flüssiges Kühlmittel an geschlossen. Die beiden ersten Kühlvorrichtungen 9 und 9' wei sen Austrittsdüsen 11 und 11' für das zweite Kühlmittel auf, die auf die erste Seite 2a des Bleches 2 gerichtet sind, um das Blech 2 mit dem zweiten Kühlmittel abzukühlen.

In Figur 2 ist schematisch eine Abkühl-Einrichtung darge stellt, die erste Transportrollen lc und ld aufweist, mit de nen das Blech 2 während des Transport durch die Abkühl-Ein richtung abgekühlt wird. Diese Ausführungsform eignet sich für die Abkühlung von dünnen Blechen in Durchlaufverfahren . In Ab kühl-Einrichtung für dünne Bleche sind die Abstände in Durch laufrichtung zwischen den Transportrollen relativ gering, so dass wenig Platz für gesonderte Abkühlvorrichtungen, die zwi schen den Transportrollen installiert werden müssen, zur Ver fügung steht.

Bei der Ausführungsform nach Figur 2 sind die Düsenöffnungen 8 im Tragrohr lc und ld jeweils mit röhrenförmigen Düsenkörpern 13 versehen sind, welche sich vom Tragrohr 3 ausgehend radial nach außen erstrecken, so dass das erste Kühlmittel mit gerin gem Abstand auf die ersten Seite 2a des Bleches 2 bzw. auf die Unterseite des Bleches düsbar ist. Die Düsenkörper 13' sind unter einem Winkel ( ) auf die erste Seite 2a des Bleches 2 ge richtet. Der Winkel ( ) kann zwischen 10° und 45°, vorzugs weise zwischen 20° und 30° betragen. In Figur 4 sind die

Transportrollen lc und ld aus Figur 2 in einer Seitenansicht dargestellt . In den Figuren 3, 4 und 5 ist dargestellt, dass das Tragrohr 3 mittels eines Innenlagers 14 auf dem rohrförmigen Kanal 5 drehbar gelagert ist. Die Transportrolle wird an ihren Enden mittels eines Außenlagers 15 von außen gelagert.

In Figur 5 ist in der rechten Seite der Darstellung das Trag rohr 3 und der Kanal 5 nicht gezeigt, um darzustellen, dass in dem Kanal 3 für das erste Kühlmittel ein Strömungsführungsele ment 16 angeordnet ist, welches sich in Strömungsrichtung des ersten Kühlmittels in der Transportrolle 2 verjüngt, vorzugs weise kegelförmig oder pyramidenförmig verjüngt, so dass die der Druck des ersten Kühlmittels, der an den Düsenöffnungen 8 oder am Austritt der Düsenkörper 13 ansteht, über der Länge der Transportrolle 2 konstant ist.

In Figur 6 ist dargestellt, dass die Kühl-Einrichtung zweite Transportrollen le und lf aufweist, die in gleicher Weise wie die ersten Transportrollen la und lb ausgebildet sind. Die Tragelemente 4 der Tragrollen le und lf greifen an der zweiten Seite 2b des Bleches an und bilden eine Transportebene. Die zweiten Transportrollen le und lf sind spiegelbildlich zu der ersten Transportrolle la und lb angeordnet, wobei das Blech 2 die Spiegelachse bildet. Die Düsenöffnungen 8' in den zweiten Transportrollen le und lf sind von dem ersten Kühlmittel durchströmbar, um das erste Kühlmittel auf die zweite Seite 2b des Bleches 2 aufzubringen.

Zweite Kühlvorrichtungen 9'', 9''' düsen das zweite Kühlmittel auf die zweite Seite 2b des Bleches 2. So kann das Blech 2 mit ersten Transportrollen la, lb und zweiten Transportrollen le, lf durch die Abkühl-Einrichtung transportiert werden und gleichzeitig beidseitig abgekühlt werden.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind beispiel haft zu verstehen. Merkmale oder Verfahrensschritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, können auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Verfahrensschritten anderer beschriebener Ausführungsbei spiele verwendet werden, ohne den Schutzbereich der Patentan sprüche zu verlassen.

Die Merkmale, welche zusammen mit anderen Merkmalen beschrie ben sind, definieren unabhängig davon, ob sie in der Beschrei bung, den Ansprüchen, den Figuren oder anderweitig offenbart sind, auch einzeln wesentliche Bestandteile der Erfindung.

Im Rahmen der Erfindung sind ohne weiteres Abwandlungen mög lich. So kann anstelle von zwei ersten und/oder zweiten Kühl vorrichtungen nur eine einzige Kühlvorrichtung zwischen zwei Transportrollen angeordnet werden. In einem Rollengang können sowohl Transportrollen eingesetzt werden, die im Tragrohr Dü senöffnungen aufweisen als auch Transportrollen, bei denen das Tragrohr Düsenöffnungen aufweist, die mit Düsenkörpern verse hen sind. Schließlich wird darauf hingewiesen, dass der Be griff „aufweisend" keine Bauteile oder Elemente ausschließt, dass Bezugszeichen in den Ansprüchen keine Einschränkung dar stellen und dass „ein" oder „eine" eine Vielzahl einschließt.

Bezugszeichenliste la, lb, lc, ld erste Transportrollen

le, lf zweite Transportrollen

2 Blech

2a erste Seite des Bleches

2b zweite Seite des Bleches

3 Tragrohr

4 Tragelement

5 Kanal

6 Kühlmittel-Zuführung

7 Ausnehmung im Kanal

8 Düsenöffnungen im Tragrohr

8 Düsenöffnungen durchströmbar

9, 9 ' erste Kühlvorrichtung

9 ", 9 " ' zweite Kühlvorrichtung

10, 10' Leitung Kühlvorrichtung

11, 11' Austrittsdüse Kühlvorrichtung

12 Reihe mit Düsenöffnungen

13 Düsenkörper

13 ' Düsenkörper durchströmbar

14 Innenlager

15 Außenlager

16 Strömungsführungselement D Durchlaufrichtung

T Transportebene

Winkel zwischen Blech und Strahl des ersten Kühlmittels

Claims

Patentansprüche

1. Abkühl-Einrichtung zum Abkühlen von platten- oder bahnför migem Blech aus Metall, umfassend

mindestens eine erste Transportrolle (la, lb, lc, ld) , mit einem antreibbaren drehbaren Tragrohr (3) , welches mit Tra gelementen (4) versehen ist, die eine Transportebene (T) zum Transport des Bleches (2) in Durchlaufrichtung (D) durch die Abkühl-Einrichtung bilden, dadurch gekennzeich net,

dass das Tragrohr (3) Düsenöffnungen (8, 8') aufweist, dass in dem Tragrohr ein nicht drehbarer Kanal (5) für ein ers tes Kühlmittel ausgebildet ist, dass der Kanal (5) an eine erste Kühlmittel-Zuführung (6) angeschlossen ist, dass der Kanal mindestens eine Ausnehmung (7) aufweist, die von dem ersten Kühlmittel durchströmbar ist, um das erste Kühlmit tel zu den Düsenöffnungen (8, 8') zu leiten, mittels derer das erste Kühlmittel auf eine erste Seite (2a) des Bleches (2) über dessen Breite aufbringbar ist.

2. Abkühl-Einrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass sich in der Abkühl-Einrichtung mindestens eine erste Kühlvorrichtung (9, 9') befindet, die an eine Leitung (10, 10') für ein zweites Kühlmittel, vor zugsweise ein flüssiges Kühlmittel, angeschlossen ist und dass die erste Kühlvorrichtung (9, 9') mindestens eine Aus trittsdüse (11, 11') aufweist, die auf die erste Seite (2a) des Bleches (2) gerichtet ist, um das Blech (2) mit dem zweiten Kühlmittel abzukühlen.

3. Abkühl-Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Düsenöffnun gen (8, 8') mehrere in Umfangsrichtung verlaufende Reihen

(12) bilden und dass die Reihen (12) mit Düsenöffnungen (8, 8') mit Abstand zueinander in Achsrichtung des Transport rohres (2) über die Länge der Transportrolle (la, lb, ) an geordnet sind und dass sich vorzugsweise jeweils eine Reihe (12) mit Düsenöffnungen (8, 8') zwischen zwei Tragelementen

(4) befindet.

4. Abkühl-Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass diejenigen Düsenöffnungen (8), die während der Drehung der Transportrolle (la, lb, lc, ld) nicht auf die erste Seite (2a) des Bleches (2) gerichtet sind und/oder im Wesentlichen senkrecht auf die erste Seite (2a) des Bleches (2) gerichtet sind, abdeckbar sind.

5. Abkühl-Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass Düsenöffnungen (8'), die auf die erste Seite (2a) des Bleches (2) unter einem Winkel ( ) gerichtet sind, von dem ersten Kühlmittel durchströmbar sind und dass der Winkel ( ) , unter dem das erste Kühlmit tel auf der ersten Seite (2a) des Bleches (2) auftrifft, zwischen 10° und 45°, vorzugsweise zwischen 20° und 30° be trägt .

6. Abkühl-Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenöffnungen (8, 8') im Tragrohr (3) mit röhrenförmigen Düsenkörpern (13, 13') ver sehen sind, welche sich vom Tragrohr (3) ausgehend radial nach außen erstrecken.

7. Abkühl-Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Tragelemente (4) als Trag ringe ausgebildet sind, die drehfest mit dem Tragrohr (4) verbunden sind und/oder dass eine Mehrzahl von Tragelemen ten (4) mit axialem Abstand zueinander auf dem Tragrohr (3) angeordnet ist.

8. Abkühl-Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (5) für das erste Kühlmittel rohrförmig ausgebildet und von dem Tragrohr (3) konzentrisch umgeben ist und/oder dass sich die Ausnehmun gen (7) in dem Kanal (5) mit den Düsenöffnungen (8, 8') in dem Tragrohr (3) überlappen.

9. Abkühl-Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass das Tragrohr (3) an seinen En den mittels eines Innenlagers (14) drehbar gelagert ist und dass das Innenlager (14) mit dem Kanal (5) drehfest verbun den ist und/oder dass das Tragrohr (3) an seinen Enden mit tels eines Außenlagers (15) abstützbar ist.

10. Abkühl-Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass sich in dem Kanal (5) für das erste Kühlmittel ein Strömungsführungselement (16) befin- det, welches sich in Strömungsrichtung des ersten Kühlmit tels im Kanal (5) verjüngt, vorzugsweise kegelförmig oder pyramidenförmig verjüngt.

11. Abkühl-Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass sich in der Abkühl-Einrichtung mindestens eine zweite Transportrolle (le, lf) befindet, die in Bezug auf das Blech (2) spiegelbildlich zu der ersten Transportrolle (la, lb, lc, ld) angeordnet und ausgebildet ist, so dass mittels

Düsenöffnungen (8, 8') in dem Tragrohr (3) der zweiten

Transportrolle (le, lf) Kühlmittel auf eine zweite Seite (2b) des Bleches (2) aufbringbar ist.

12. Abkühl-Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass sich in der Abkühl-Einrichtung mindestens eine zweite Kühlvorrichtung (9'', 9''') befin det, die spiegelbildlich in Bezug auf das Blech (2) zu der ersten Kühlvorrichtung (9, 9 ') angeordnet und ausgebildet ist und dass die zweite Kühlvorrichtung (9'', 9''') mindes tens eine Austrittsdüse (11, 11') aufweist, die auf eine zweite Seite (2b) des Bleches (2) gerichtet ist.

13. Verfahren zum Abkühlen eines platten- oder bahnförmigen

Bleches aus Metall, wobei das Blech (2) mit mindestens ei ner ersten Transportrolle (la, lb, lc, ld, ) kontinuierlich in Durchlaufrichtung (D) durch eine Abkühl-Einrichtung transportiert wird, wobei die erste Transportrolle (la, lb, lc, ld) ein Tragrohr (3) mit Tragelementen (4) aufweist, die eine Transportebene (T) für das Blech (2) bilden, mit den Schritten: Zuführen eines ersten Kühlmittels zu einem Kanal (5) , welcher in dem Tragrohr (3) ausgebildet ist,

Leiten des ersten Kühlmittels durch Ausnehmungen (7) in dem Kanal (5) zu Düsenöffnungen (8, 8') in dem Tragrohr (3) und

Abkühlen des Bleches (2) mittels Aufbringen des ersten Kühlmittels auf eine erste Seite (2a) des Bleches (1) über dessen Breite.

14. Verfahren nach Anspruch 13,

dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich folgende Verfah rensschritte ausgeführt werden:

- Aufbringen eines zweiten Kühlmittels mittels mindestens einer ersten Kühlvorrichtung (9, 9'), die mindestens eine Austrittsdüse (11, 11') aufweist, auf die erste Seite (2a) des Bleches (2) über dessen Breite und/oder

- Aufbringen des ersten Kühlmittels auf eine zweite Seite (2b) des Bleches (1) über dessen Breite, mittels mindestens einer zweiten Transportrolle (le, lf, ) , die ein Tragrohr (3) mit Tragelementen (4) aufweist, welche eine Transport ebene (T) für das Blech (2) bilden, wobei das erste Kühl mittel einem Kanal (5) zugeführt wird, welcher in dem Trag rohr (3) ausgebildet ist und wobei das ersten Kühlmittel durch Ausnehmungen (7) in dem Kanal (5) zu Düsenöffnungen (8, 8') in dem Tragrohr (3) geleitet wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 14,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Blech (2) vor dem Eintritt in die Abkühl-Einrich- tung zu einer Wärmebehandlung auf eine vorgegebene Tempera tur erwärmt wird.