JP5497147B2 - ピストン型層流冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は冶金分野の熱間圧延層流冷却装置に関し、特に、層流の幅を調整でき、鋼を圧延するための冶金ラインに適合化された冷却装置に関する。

熱間圧延された帯鋼の板形状は常に特別にユーザの注意を惹く品質上の課題であって、板形状の品質は製品の使用法に直接影響し、かつ特に近年の鉄鋼産業の急速な発展に伴って、帯鋼製品の応用分野は絶えず拡大され、板形状の品質に対するユーザの要求事項も日ごとに増大されている。

鉄鋼会社の熱間連続圧延ラインでは、帯鋼の板形状の品質を保証するために層流の冷却装置が使用されなければならないが、その主たる機能は、帯鋼の製品性能を保証するために、帯鋼を仕上圧延出口において巻取りにより設定される目標温度に従って急速に冷却することにある。

層流冷却装置は、概して幾つかのグループの冷却マニホールドを有する（上側のマニホールドと、これに対応する下側のマニホールドとが１つのグループを構成する）。帯鋼の冷却は、概して幾つかの冷却ゾーンに分割され、各冷却ゾーンはその固有の主冷却部および仕上げ用冷却部によって構成され、かつ上記冷却ゾーンの主冷却部は、強力な冷却マニホールドの幾つかのグループおよび主冷却マニホールドの幾つかのグループによって構成される。開放されるマニホールドのバルブのグループは、主冷却部については前から後へ、かつ仕上げ用冷却部については後から前へという規則に従ってＰＬＣ制御を介する層流冷却モデルにより計算される。ＰＬＣ制御では、マニホールドの各グループの位置に関するデータが存在し、さらには、層流圧延テーブル上の帯鋼の位置もＰＬＣ制御によって追跡される。この層流冷却装置の冷却制御方法は、下記の通りである。

まず、主冷却部および仕上げ用冷却部における開放される冷却マニホールドのグループの数が、このような設定された仕上圧延温度および巻取り温度に従って層流冷却モデルによる計算を介して処理機により決定され、かつ基本的自動制御機器へ送水バルブを制御するための指令が送られる。

第２に、帯鋼が最後の仕上圧延機のフレーミングを出て、仕上圧延後に用いられる温度計によって帯鋼の実際の仕上圧延温度が測定された後、開放される冷却マニホールドのグループの数は再度相応して調整される。

最後に、層流冷却後に用いられる巻取り用温度計によって帯鋼の実際の巻取り温度が測定された後、開放される層流冷却マニホールドのグループの数は、帯鋼の巻取り温度が設定範囲内であることを保証するように、このような設定された巻取り目標温度に従って動的に調整される。帯鋼の温度は、バルブの各グループ内の冷却水の量によって５℃に制御することが可能である。

圧延ラインの圧延仕様がさらに開発されかつ製品品質に対するユーザの要求事項が絶えず増大するにつれて、現在の層流冷却システムはある種の鋼、特に合金元素を含む（ＢＳ６００、ＢＳ７００、Ｂ５１０Ｌ、Ｓ４５Ｃ、ＳＳ４００、等々のような）幾つかの強度鋼の生産要件を満たすことができていない。現在の層流冷却システムには、水圧の不安定さおよび不均一な水流分布等の幾つかの問題点が存在することから、これらの強度鋼が層流冷却ゾーンを通過した後は帯鋼の冷却が不均一になり、よって帯鋼の不均一な冷却から生じるＣ字形の反り等の、帯鋼に対する板形状の一連の品質問題が生じ、かつ帯鋼の幅方向の不均一な冷却、特に縁部分における大きい温度降下は続いて起こる冷却処理の間に左右相称の波状傾向をもたらす内部応力を発生させ、帯鋼の幅方向における、板形状、機械的性能、温度および相変化の均質性に多大な影響が出る。

川崎製鉄株式会社は、中国で「金属帯材の冷却方法と装置」と題する特許において層流冷却装置を開示している（出願公開日：１９８７年１２月１６日、および特許公開第ＣＮ８７１００５９４号公報）。上記出願では、層流冷却装置において、スリットを画定する１対の平板部材によって構成される層流ノズルが使用され、これらのノズル内の通過面積を調整するために、これらのスリットを介して流れる冷却水によって冷却水グリッドが形成され、かつ層流ノズルの平板のうちの少なくとも１つは冷却水の流れ方向に対して垂直方向に変形されることが可能であり、一方で平板のうちの少なくとも１つは、冷却水の通過面積を調整するために、冷却水の圧力に応じて通過面積を効果的に変化させる。この解決策は、層流冷却マニホールドの縁部分をマスキングする方法を採用し、帯鋼の縁部分における温度を大幅に低減させる問題を解決するための方法を提供している。しかしながら、明らかに、この方法は最も重大な欠点を有する。即ち、より狭い帯鋼が生産される場合には、大量の冷却水が浪費され、現代における集約的生産のためにならない。

２００２年１２月１７日に公開された「帯材の冷却装置」と題する三菱重工業株式会社（日本国）による特開２００２−３６１３１６号公報におけるその解決策は、層流冷却処理の間、帯鋼の縁部分における温度は、帯鋼の縁部分における冷却水を貯水槽を介して集めることによって上昇され、かつ貯水槽によって集められた冷却水は固有の排水管によって空にされるというものである。明らかに、この技術も、より狭い帯鋼が生産される場合には、大量の冷却水が浪費されるという同じ欠点を有する。

その結果、出願人は、帯鋼の縁部分における温度降下を低減して帯鋼の幅方向における板形状、機械的性能、温度および相変化の均質性を保証するために、異なる幅の帯鋼を冷却するニーズに従って帯材の通過する幅に対応する隙間層流を確立して層流冷却ゾーンにおける幅の変更を達成し、よってそのエリアにおける冷却水を通過幅方向に調整できる、さらなる層流冷却装置を発明することを望んでいる。この冷却装置および制御方法は従来の縁部分のマスキング技術とは異なり、冷却水を大量に節約することができる。

本発明の目的は、帯鋼の幅方向で冷却分布が不均一である従来の層流冷却システムにおける現象を対象とするピストン型層流冷却装置を提供することにあり、本冷却装置は、帯鋼の縁部分における温度降下を低減して帯鋼の幅方向における板形状、機械的性能、温度および相変化の均質性を保証するために、僅かな冷却水を用いることにより異なる幅の帯鋼を冷却するニーズに従って帯材の通過する幅に対応する隙間層流を確立して層流冷却ゾーンにおける幅の変更を達成し、よってそのエリアにおける冷却水を通過幅方向に調整することができる。

上記目的を達成するために、第１の本発明は、
幾つかのグループのノズル装置を備えたピストン型層流冷却装置であって、各グループの前記ノズル装置は、層流冷却ステーション内に帯鋼の進行方向に対して垂直に固定式に配置されたマニホールド（１）と、前記マニホールド（１）上に配置されかつ前記マニホールド（１）と連通された給水管（２）と、前記マニホールド（１）と連通され且つ前記マニホールド（１）上で前記マニホールドの軸方向に一様に配置された幾つかのノズル（３）と、を備え、
各グループの前記ノズル装置は、さらに、
前記マニホールド（１）の両端部内に配置された２つのピストン（５）であって、その外径が前記マニホールド（１）の内径にぴったり合う前記２つのピストン（５）と、
前記２つのピストン（５）と接続された、前記２つのピストン（５）が前記マニホールド（１）内で互いに対向する向きに、または反対向きに移動するように駆動するための駆動装置と、を備え、
前記駆動装置は、
前記２つのピストン（５）が各々２つの端部に配置された逆ねじロッドと、
前記逆ねじロッドを駆動するために前記逆ねじロッドに接続されたモータと、を有し、
前記２つのピストン（５）は、前記２つのピストン（５）上に配置された内側のねじ山を介して前記逆ねじロッドとねじ式に接続されており、
前記ピストン（５）および前記マニホールド（１）の内壁には、少なくとも一対の、軸方向の案内キーおよび軸方向の案内スロットが相応して配置されており、
前記ピストン（５）は、ピストン本体（５１）と、外径が前記ピストン本体の外径と同じである少なくとも１つの研磨層（５２）と、を備え、前記研磨層（５２）は前記ピストン本体（５１）の半径方向の端面上へ固定式に配置された、ことを特徴とするピストン型層流冷却装置である。
また、第２の本発明は、
幾つかのグループのノズル装置を備えたピストン型層流冷却装置であって、各グループの前記ノズル装置は、層流冷却ステーション内に帯鋼の進行方向に対して垂直に固定式に配置されたマニホールド（１）と、前記マニホールド（１）上に配置されかつ前記マニホールド（１）と連通された給水管（２）と、前記マニホールド（１）と連通され且つ前記マニホールド（１）上で前記マニホールドの軸方向に一様に配置された幾つかのノズル（３）と、を備え、
各グループの前記ノズル装置は、さらに、
前記マニホールド（１）の両端部内に配置された２つのピストン（５）であって、その外径が前記マニホールド（１）の内径にぴったり合う前記２つのピストン（５）と、
前記２つのピストン（５）と接続された、前記２つのピストン（５）が前記マニホールド（１）内で互いに対向する向きに、または反対向きに移動するように駆動するための駆動装置と、を備え、
前記駆動装置は、
前記２つのピストン（５）が各々内端部分に固定式に配置された２つのねじロッド（４）と、
前記２つのねじロッド（４）をそれぞれ駆動するための２つのモータ（１０）と、を有し、
前記ピストン（５）は、ピストン本体（５１）と、外径が前記ピストン本体の外径と同じである少なくとも１つの研磨層（５２）と、を備え、前記研磨層（５２）は前記ピストン本体（５１）の半径方向の端面上へ固定式に配置された、ことを特徴とするピストン型層流冷却装置である。
また、第３の本発明は、
前記ピストン本体の材料は、超高分子量ポリエチレンである、上記第１又は第２の本発明のピストン型層流冷却装置である。
また、第４の本発明は、
前記研磨層は、延性が高いファイバ基板層と、前記基板層の外面に貼付された研磨用鉱石層と、を備える、上記第１又は第２の本発明のピストン型層流冷却装置である。
また、第５の本発明は、
幾つかのグループのノズル装置を備えたピストン型層流冷却装置であって、各グループの前記ノズル装置は、層流冷却ステーション内に帯鋼の進行方向に対して垂直に固定式に配置されたマニホールド（１）と、前記マニホールド（１）上に配置されかつ前記マニホールド（１）と連通された給水管（２）と、前記マニホールド（１）と連通され且つ前記マニホールド（１）上で前記マニホールドの軸方向に一様に配置された幾つかのノズル（３）と、を備え、
各グループの前記ノズル装置は、さらに、
前記マニホールド（１）の両端部内に配置された２つのピストン（５）であって、その外径が前記マニホールド（１）の内径にぴったり合う前記２つのピストン（５）と、
前記２つのピストン（５）と接続された、前記２つのピストン（５）が前記マニホールド（１）内で互いに対向する向きに、または反対向きに移動するように駆動するための駆動装置と、を備え、
前記駆動装置は、
前記２つのピストン（５）が各々内端部分に固定式に配置された２つのねじロッド（４）と、
前記２つのねじロッド（４）をそれぞれ駆動するための２つのモータ（１０）と、を有し、
前記各グループの前記ノズル装置は、また、
前記マニホールド（１）の両端にそれぞれ配置され、かつ前記ねじロッド（４）とマフ結合された２つのフランジ（７）と、
２つの案内機構と、を備え、
ここで、前記各案内機構は、前記ねじロッド（４）上で前記ねじロッドの軸方向に配置された案内スロット（８１）と、前記フランジの中心孔内に固定式に配置された案内ブロック（８２）とを備え、前記案内ブロック（８２）は前記案内スロット（８１）と係合されて前記案内スロット（８１）に沿って滑動する、ことを特徴とするピストン型層流冷却装置である。
また、第６の本発明は、
幾つかのグループのノズル装置を備えたピストン型層流冷却装置であって、各グループの前記ノズル装置は、層流冷却ステーション内に帯鋼の進行方向に対して垂直に固定式に配置されたマニホールド（１）と、前記マニホールド（１）上に配置されかつ前記マニホールド（１）と連通された給水管（２）と、前記マニホールド（１）と連通され且つ前記マニホールド（１）上で前記マニホールドの軸方向に一様に配置された幾つかのノズル（３）と、を備え、
各グループの前記ノズル装置は、さらに、
前記マニホールド（１）の両端部内に配置された２つのピストン（５）であって、その外径が前記マニホールド（１）の内径にぴったり合う前記２つのピストン（５）と、
前記２つのピストン（５）と接続された、前記２つのピストン（５）が前記マニホールド（１）内で互いに対向する向きに、または反対向きに移動するように駆動するための駆動装置と、を備え、
前記駆動装置は、
前記２つのピストン（５）が各々内端部分に固定式に配置された２つのねじロッド（４）と、
前記２つのねじロッド（４）をそれぞれ駆動するための２つのモータ（１０）と、を有し、
前記各グループの前記ノズル装置は、また、
前記マニホールド（１）の両端にそれぞれ配置され、かつ前記ねじロッド（４）とマフ結合された２つのフランジ（７）と、
前記マニホールド（１）の両端で前記フランジの外側に配置された２つの案内機構と、を備え、
ここで、前記各案内機構は、前記マニホールド（１）の前記端部分に固定式に配置されたベースと、前記ねじロッド（４）上で前記ねじロッドの前記軸方向に配置された案内スロット（８１）と、その外端面が前記ベースに固定式に接続され、かつその内端面には前記案内スロット（８１）に沿って滑動するために前記案内スロット（８１）内に相応して配置されたローブ（８３）が装備された案内板とを備えた、ことを特徴とするピストン型層流冷却装置である。
また、第７の本発明は、
前記各グループの前記ノズル装置は、また、
前記モータ（１０）の出力シャフト上へ相応して配置された２つの大きい方のギヤ（９）と、
前記大きい方のギヤ（９）と相応して係合された２つの小さい方のギヤ（１１）と、を備え、前記２つの小さい方のギヤの中心孔には前記ねじロッドとねじ式に接続するための内側のねじ山が配置された、上記第５または第６の本発明のピストン型層流冷却装置である。
また、第８の本発明は、
前記各グループの前記ノズル装置は、また、
前記モータ（１０）の出力シャフト上へ相応して配置された２つの大きい方のギヤ（９）と、
前記大きい方のギヤ（９）と相応して係合された２つの小さい方のギヤ（１１）と、
前記２つの小さい方のギヤ（１１）の前記中心孔内に相応して固定式に配置された２つのねじロッドナット（４２）と、を備え、前記２つのねじロッドナット（４２）が、前記相応するねじロッド（４）とねじ式に接続された、上記第５または第６の本発明のピストン型層流冷却装置である。
また、第９の本発明は、
前記ピストン（５）と前記マニホールド（１）との隙間は、０．０２ｍｍから０．１０ｍｍまでである、上記第８の本発明のピストン型層流冷却装置である。
また、第１０の本発明は、
前記マニホールド（１）に対して十字形に交差して配置されかつ接続装置によって前記マニホールド（１）に固定式に接続された横管（１２）と、
前記ノズル装置を層流冷却ステーションへ駆動するために、その液圧ロッドが前記横管（１２）に固定式に接続された液圧シリンダ（６）とをさらに備えた、上記第９の本発明のピストン型層流冷却装置である。
また、本発明に関連する発明は、幾つかのグループのノズル装置を備えたピストン型層流冷却装置を提供するものであって、各グループのノズル装置は、層流冷却ステーション内に帯鋼の進行方向に対して垂直に固定式に配置されたマニホールドと、前記マニホールド上に配置されかつ前記マニホールドと連通された給水管と、前記マニホールドと連通されかつ前記マニホールド上へ前記マニホールドの軸方向に一様に配置された幾つかのノズルと、を備え、各グループのノズル装置は、さらに、
前記マニホールドの両端部内に配置された２つのピストンであって、その外径が前記マニホールドの内径にぴったり合う前記２つのピストンと、前記２つのピストンと接続された、前記２つのピストンが前記マニホールド内で互いに対向する向きに、または反対向きに移動するように駆動するための駆動装置と、を備える。

好ましくは、前記ピストンは、ピストン本体と、外径が前記ピストン本体の外径と同じである少なくとも１つの研磨層と、を備え、前記研磨層は前記ピストン本体の半径方向の端面上へ固定式に配置される。

好ましくは、前記ピストン本体の材料は超高分子量ポリエチレンである。

好ましくは、前記研磨層は延性が高いファイバ基板層と、前記基板層の外面に貼付される研磨用鉱石層と、を備える。

研磨層を備えるピストンは、軟質シーリングと硬質シーリングとを組み合わせる方法を用いることによって、シーリング性能を満たすだけでなく強度をも満たすことができる。超高分子量ポリエチレンで製造されるピストン本体は硬質シーリングであり、超高分子量ポリエチレンはピストンの機械的強度を保証できるだけでなく、その剛性はステンレス鋼の剛性より低いことからマニホールドの内孔をこすることもなく、よってマニホールドの内壁の擦り減りが回避される。研磨機能を有する研磨層は、マニホールドの内壁の洗浄および研磨を介して、層流冷却水によるマニホールド内壁での水垢の形成を効果的に回避することができ、よって、冷却水内に存在する粒子がシーリングされるピストンを損傷しかつ詰まらせることが防止される。

好ましくは、前記駆動装置は、
逆ねじロッドと、ここで、前記２つのピストンは各々前記ねじロッドの２つの端部に配置され、かつ前記２つのピストンはその上に配置された内側のねじ山を介して前記ねじロッドとねじ式に接続されており、前記ピストンおよび前記マニホールドの内壁には、少なくとも一対の、軸方向の案内キーおよび軸方向の案内スロットが相応して配置されており、
前記ねじロッドを駆動するために前記逆ねじロッドと接続されたモータと、を備える。

上述の駆動装置は、逆ねじロッドを１つのモータによって回転するように駆動し、逆ねじロッドとねじ式に接続された２つのピストンをマニホールド内で案内スロットに沿って、互いに対向する向きの又は反対向きの線形動作をするように駆動する。

好ましくは、前記駆動装置は、
２つのねじロッドと、ここで、前記２つのピストンは各々前記２つのねじロッドの内端部分に固定式に配置されており、
前記２つのねじロッドをそれぞれ駆動するための２つのモータと、を備える。

好ましくは、前記各グループの前記ノズル装置は、また、
前記マニホールドの両端にそれぞれ配置され、かつ前記ねじロッドとマフ結合された２つのフランジと、２つの案内機構と、を備え、ここで、各案内機構は、前記ねじロッド上で前記ねじロッドの軸方向に配置された案内スロットと、前記フランジの中心孔内に固定式に配置された案内ブロックとを備え、前記案内ブロックは前記案内スロットと係合されて前記案内スロットに沿って滑動する。

好ましくは、前記各グループの前記ノズル装置は、また、
前記マニホールドの両端にそれぞれ配置され、かつ前記ねじロッドとマフ結合された２つのフランジと、
前記マニホールドの両端で前記フランジの外側に配置された２つの案内機構と、を備え、ここで、各案内機構は、前記マニホールドの前記端部分に固定式に配置されたベースと、前記ねじロッド上で前記ねじロッドの前記軸方向に配置された案内スロットと、その外端面が前記ベースに固定式に接続され、かつその内端面には前記案内スロットに沿って滑動するために前記案内スロット内に相応して配置されたローブが装備された案内板とを備える。

２つの案内機構の配置は、ねじロッドの動作の安定性を保証するように、ねじロッドに直線方向へ往復移動させるための案内機能を設ける。

好ましくは、前記各グループの前記ノズル装置は、また、
前記モータの出力シャフト上へ相応して配置された２つの大きい方のギヤと、
前記大きい方のギヤと相応して係合された２つの小さい方のギヤと、を備え、前記２つの小さい方のギヤの中心孔には前記ねじロッドとねじ式に接続するための内側のねじ山が配置されている。

好ましくは、前記各グループの前記ノズル装置は、また、
前記モータの出力シャフト上へ相応して配置された２つの大きい方のギヤと、
前記大きい方のギヤと相応して係合された２つの小さい方のギヤと、
前記２つの小さい方のギヤの前記中心孔内に相応して固定式に配置された２つのねじロッドナットと、を備え、前記２つのねじロッドナットが、前記相応するねじロッドとねじ式に接続されている。

好ましくは、前記ピストンと前記マニホールドとの隙間は０．０２ｍｍから０．１０ｍｍまでである。

好ましくは、ピストン型層流冷却装置は、更に、
前記マニホールドに対して十字形に交差して配置されかつ接続装置によって前記マニホールドに固定式に接続された横管を備え、前記マニホールドが冷却水で満杯の時に前記マニホールドに負荷がかかりすぎるので、前記マニホールドに対して十字形に交差して配置された前記横管は前記マニホールドについて支持機能を提供出来きるものであり、
前記ノズル装置を層流冷却ステーションへ駆動するために、その液圧ロッドが前記横管に固定式に接続された液圧シリンダを備える。

上述の技術的解決策を用いることによって、本発明は、従来技術と比較して下記のような利点および好ましい効果を有する。

１．帯鋼の幅方向における層流冷却水の幅は、マニホールド内のピストンの位置を調整することによって間接的に調整され、その結果、本冷却装置は、帯鋼の端部分における温度降下を低減して、帯鋼の幅方向における板形状、機械的性能、温度および相変化の均質性を保証するために、異なる幅の帯鋼を冷却するニーズに従って帯材の通過する幅に対応する隙間層流を確立し、層流冷却エリアの幅の変更を達成することができる。

２．冷却水はマニホールド内に集中されることから、冷却水の幅をピストンによって調整することが可能であり、よって冷却水の浪費が効果的に回避される。

以下、本発明の固有の特徴および動作を下記の実施の形態およびその添付図面によってさらに説明する。

本明細書に示される図面は本発明をさらに理解するために使用されるものであって本出願書の一部を構成し、本発明の例示される実施の形態およびその例図は、本発明を説明する目的で用いられるものであって、本発明に対して不適当な限定を構成するものではない。

本発明によるピストン型層流冷却装置の１つのノズル装置のグループを示す構造略図である。 本発明のピストン型層流冷却装置を示す構造配置図である。 本発明の実施の形態１および実施の形態２の案内機構を示す構造略図である。 本発明の実施の形態３および実施の形態４の案内機構を示す構造略図である。 図４のＡ方向に面する図である。 本発明の実施の形態１におけるピストンを示す構造略図である。 本発明の実施の形態２におけるピストンを示す構造略図である。 本発明の実施の形態３におけるピストンを示す構造略図である。 本発明の実施の形態４におけるピストンを示す構造略図である。

以下、図１から図９までに関連して、本発明の好適な実施の形態を例示する。

図２に示すように、本発明のピストン型層流冷却装置は幾つかのグループのノズル装置を備え、ノズル装置におけるマニホールド１は互いに平行して配置され、本冷却装置では、マニホールド１に対する支持を提供するために横管１２がマニホールドの下に配置されかつマニホールド１と十字形に交差して固定式に接続され、これによりマニホールド１が冷却水で満杯になることでマニホールド１に負担がかかり過ぎることが回避され、かつ液圧シリンダ６が横管１２に固定式に接続されてその液圧ロッドの駆動により横管１２の移動が推進され、これによって層流冷却装置全体が冷却ステーションへと持ち込まれる。

実施の形態１
図１および図３に示すように、各グループのノズル装置は、帯鋼の移動方向に対して垂直に配置される１つのマニホールド１を備え、マニホールド１の中心部分には冷却水が通ってマニホールド１へ進入する給水管２が配置され、幾つかのノズル３はマニホールド１上にその軸方向へ一様に配置され、かつマニホールド１の両端には各々２つのベアリングベース４１によって２つのねじロッド４が配置されてマニホールド１内でその中心軸に沿って線形動作をすることができ、ねじロッド４の内端には２つのピストン５が固定され、かつピストン５の外径はマニホールド１の内径にぴったり合い、両者間の隙間は０．０２ｍｍから０．０６ｍｍまでであり、マニホールド１の両端には各々ねじロッド４へ駆動力を与えるために２つのモータ１０が配置され、ねじロッド４とモータ１０との接続は１対の係合されたギヤによって達成され、小さい方のギヤ１１が係合される大きい方のギヤ９はモータ１０の出力シャフト上へ配置され、かつ小さい方のギヤ１１の中心孔内にはねじロッドナット４２が固定式に配置され、かつねじロッド４の外端に配置されてねじロッド４とねじ式に接続される。ピストン５の側面には２つの軸方向位置合わせキーが配置され、かつマニホールド１の内壁には２つの軸方向位置合わせスロットが配置され、位置合わせキーは、ピストン５とマニホールド１との相対的回転を防止するために位置合わせスロットにぴったり合う。マニホールドの両端には各々２つのフランジ７が配置されてねじロッド４とマフ結合され、かつフランジ７の中心孔には案内ブロック８２が軸方向に配置され、よって案内スロット８１はねじロッド４上へ軸方向に配置され、かつ案内ブロック８２はねじロッド４を案内するために案内スロット８１に沿って滑動することができる。

図６に示すように、本発明のねじロッド４はピストン本体５１の一方の端と結合板５５およびねじによって固定式に接続され、一方でピストン本体５１の他端には研磨シート５２がプレス板５３およびねじ５４によって固定式に配置され、かつプレス板５３のサイズは研磨シート５２のサイズより小さい。とりわけ、ピストン本体５１は超高分子量ポリエチレンで製造され、かつ研磨シートは延性が高いファイバ基板層およびこの基板層の外面に貼付される研磨用鉱石層を備える。

この実施の形態では、モータ１０が大きい方のギヤ９の回転を駆動し、さらには大きい方のギヤ９と係合される小さい方のギヤ１１の回転を駆動し、よって小さい方のギヤ１１に固定式に接続されるねじロッドナット４２の回転を駆動してねじロッド４を案内機構の案内機能下でマニホールド１の中心軸に沿って線形動作させ、よってピストン５によるマニホールド１内での往復移動が駆動され、冷却水の幅が調整される。

実施の形態２
図１および図３に示すように、各グループのノズル装置は、帯鋼の移動方向に対して垂直に配置される１つのマニホールド１を備え、マニホールド１の中心部分には冷却水が通ってマニホールド１へ進入する給水管２が配置され、幾つかのノズル３はマニホールド１上にその軸方向へ一様に配置され、かつマニホールド１の両端には各々２つのねじロッド４が２つのベアリングベース４１によって配置されてマニホールド１内でその中心軸に沿って線形動作をすることができ、ねじロッド４の内端には２つのピストン５が固定され、かつピストン５の外径はマニホールド１の内径にぴったり合い、両者間の隙間は０．０４ｍｍから０．０６ｍｍまでであり、マニホールド１の両端には各々ねじロッド４へ駆動力を与えるために２つのモータ１０が配置され、ねじロッド４とモータ１０との接続は１対の係合されたギヤによって達成され、小さい方のギヤ１１が係合される大きい方のギヤ９はモータ１０の出力シャフト上へ配置され、かつ小さい方のギヤ１１の中心孔内にはねじロッドナット４２が固定式に配置され、かつねじロッド４の外端に配置されてねじロッド４とねじ式に接続される。マニホールドの両端には各々２つのフランジ７が配置されてねじロッド４とマフ結合され、かつフランジ７の中心孔には案内ブロック８２が軸方向に配置され、よって案内スロット８１はねじロッド４上へ軸方向に配置され、かつ案内ブロック８２はねじロッド４を案内するために案内スロット８１に沿って滑動することができる。

図７に示すように、本発明のねじロッド４はピストン本体５１の一方の端と結合板５５およびねじによって固定式に接続され、一方でピストン本体５１の他端には突き出したプラットフォームが固定式に配置され、かつ突き出したプラットフォーム上には研磨リング５２が配置されてプレス板５３およびねじ５４で固定される。とりわけ、ピストン本体５１は超高分子量ポリエチレンで製造され、かつ研磨リング５２は延性が高いファイバ基板層およびこの基板層の外面に貼付される研磨用鉱石層を備える。

この実施の形態では、モータ１０が大きい方のギヤ９の回転を駆動し、さらには大きい方のギヤ９と係合される小さい方のギヤ１１の回転を駆動し、よって小さい方のギヤ１１に固定式に接続されるねじロッドナット４２の回転を駆動してねじロッド４を案内機構の案内機能下でマニホールド１の中心軸に沿って線形動作させ、よってピストン５によるマニホールド１内での往復移動が駆動され、冷却水の幅が調整される。

実施の形態３
図１および図４に示すように、各グループのノズル装置は、帯鋼の移動方向に対して垂直に配置される１つのマニホールド１を備え、マニホールド１の中心部分には冷却水が通ってマニホールド１へ進入する給水管２が配置され、幾つかのノズル３はマニホールド１上にその軸方向へ一様に配置され、かつマニホールド１の両端には各々２つのねじロッド４が２つのベアリングベース４１によって配置されてマニホールド１内でその中心軸に沿って線形動作をすることができ、ねじロッド４の内端には２つのピストン５が固定され、かつピストン５の外径はマニホールド１の内径にぴったり合い、両者間の隙間は０．０６ｍｍから０．０８ｍｍまでであり、マニホールド１の両端には各々ねじロッド４へ駆動力を与えるために２つのモータ１０が配置され、ねじロッド４とモータ１０との接続は１対の係合されたギヤによって達成され、小さい方のギヤ１１が係合される大きい方のギヤ９はモータ１０の出力シャフト上へ配置され、かつ小さい方のギヤ１１の中心孔内にはねじロッドナット４２が固定式に配置され、かつねじロッド４の外端に配置されてねじロッド４とねじ式に接続される。ねじロッドナットは、小さい方のギヤの中心孔内に内側のねじ山を設けることによって置換されることも可能である（この構造は図４に示されていない）。ピストン５の側面には２つの軸方向位置合わせキーが配置され、かつマニホールド１の内壁には２つの軸方向位置合わせスロットが配置され、位置合わせキーは、ピストン５とマニホールド１との相対的回転を防止するために位置合わせスロットにぴったり合う。マニホールドの両端には各々２つのフランジ７が配置され、かつねじロッド４とマフ結合される。マニホールドの両端に配置されるフランジ７の外側には、２つの案内機構８が相応して配置される。案内機構８の構造は、図５として示されている。マニホールド１の端にはベース８４が固定式に配置されかつこれに案内板がねじによって固定式に接続され、案内板の端面にはローブ８３が配置され、ローブ８３は、ねじロッド４の線形動作を案内するためにねじロッド４の軸方向案内スロット８１に沿って滑動することができる。

図８に示すように、ピストン本体５１の両端面には研磨板５２が配置され、ねじロッド４は結合板５５およびねじによってピストン本体５１に固定式に接続され、かつピストン本体５１の他端では研磨シート５２がプレス板５３およびねじ５４によって固定される。とりわけ、ピストン本体５１は超高分子量ポリエチレンで製造され、かつ研磨シートは延性が高いファイバ基板層およびこの基板層の外面に貼付される研磨用鉱石層を備える。

この実施の形態では、モータ１０が大きい方のギヤ９の回転を駆動し、さらに大きい方のギヤ９と係合される小さい方のギヤ１１の回転を駆動し、よって小さい方のギヤ１１に固定式に接続されるねじロッドナット４２の回転を駆動してねじロッド４をマニホールドの両端に相応して配置されるフランジ７の外側の２つの案内機構の案内機能下でマニホールド１の中心軸に沿って線形動作させ、よってピストン５によるマニホールド１内での往復移動が駆動され、冷却水の幅が調整される。

実施の形態４
図１および図４に示すように、各グループのノズル装置は、帯鋼の移動方向に対して垂直に配置される１つのマニホールド１を備え、マニホールド１の中心部分には冷却水が通ってマニホールド１へ進入する給水管２が配置され、幾つかのノズル３はマニホールド１上にその軸方向へ一様に配置され、かつマニホールド１の両端には各々２つのねじロッド４が２つのベアリングベース４１によって配置されてマニホールド１内でその中心軸に沿って線形動作をすることができ、ねじロッド４の内端には２つのピストン５が固定され、かつピストン５の外径はマニホールド１の内径にぴったり合い、両者間の隙間は０．０８ｍｍから０．１０ｍｍまでであり、マニホールド１の両端には各々ねじロッド４へ駆動力を与えるために２つのモータ１０が配置され、ねじロッド４とモータ１０との接続は１対の係合されたギヤによって達成され、小さい方のギヤ１１が係合される大きい方のギヤ９はモータ１０の出力シャフト上へ配置され、小さい方のギヤ１１の中心孔には小さい方のギヤ１１をねじロッド４とねじ式に接続する内側のねじ山が設けられる（この構造は図４に示されていない）。ピストン５の側面には２つの軸方向位置合わせキーが配置され、かつマニホールド１の内壁には２つの軸方向位置合わせスロットが配置され、位置合わせキーは、ピストン５とマニホールド１との相対的回転を防止するために位置合わせスロットにぴったり合う。マニホールドの両端には各々２つのフランジ７が配置され、かつねじロッド４とマフ結合される。マニホールドの両端に配置されるフランジの外側には、２つの案内機構８が相応して配置される。案内機構８の構造は、図５として示されている。マニホールド１の端にはベース８４が固定式に配置されかつこれに案内板がねじによって固定式に接続され、案内板の端面にはローブ８３が配置され、これは、ねじロッド４の線形動作を案内するためにねじロッド４の軸方向案内スロット８１に沿って滑動することができる。

図９に示すように、ピストン本体５１の両端面には突き出したプラットフォームが配置され、２つの突き出したプラットフォーム上には各々２つの研磨リング５２が配置されて各々結合板５５およびプレス板５３で固定され、かつねじロッド４はピストン本体５１と結合板５５およびねじによって固定式に接続される。とりわけ、ピストン本体５１は超高分子量ポリエチレンで製造され、かつ研磨リング５２は延性が高いファイバ基板層およびこの基板層の外面に貼付される研磨用鉱石層を備える。

この実施の形態では、モータ１０が大きい方のギヤ９の回転を駆動し、さらには大きい方のギヤ９と係合される小さい方のギヤ１１の回転を駆動し、よって小さい方のギヤ１１に固定式に接続されるねじロッドナット４２の回転を駆動してねじロッド４をマニホールドの両端に相応して配置されるフランジ７の外側の２つの案内機構による案内機能下でマニホールド１の中心軸に沿って線形動作させ、よってピストン５によるマニホールド１内での往復移動が駆動され、冷却水の幅が調整される。

本発明は、上述の４つの実施の形態を組み合わせる幾つかの選択肢を提供するが、纏めると以下のようになる。

１．ピストンの外径とマニホールドの内径との係合隙間は、製造分野における温度等の実際的条件に従って０．０２ｍｍから０．１０ｍｍまでの範囲から選択されることが可能である。

２．ピストン本体上に研磨層を設けることは、異なる要件に従って相応して選択されることも可能である。

３．ねじロッドを案内するための案内機構は、実施の形態１および実施の形態３に例示されている２つの解決策等の２つの選択肢を有することも可能である。

結果として、本発明は、帯鋼の縁部分における温度降下を低減して帯鋼の幅方向における板形状、機械的性能、温度および相変化の均質性を保証するために、異なる幅の帯鋼を冷却するニーズに従って帯材の通過する幅に対応する隙間層流を確立して層流冷却ゾーンにおける幅の変更を達成し、よってそのエリアにおける冷却水を通過幅方向に調整することができる。さらに、本発明による技術は従来の縁部分マスキング技術とは異なり、冷却水資源の浪費を回避しながら同じ効果を達成することができ、さらにまた、本発明は、ピストンとマニホールドとの係合隙間のシーリング性能を研磨ピストンの使用によって保証できるだけでなく、マニホールドの内壁の洗浄および研磨を介して、層流冷却水によるマニホールド内壁での水垢の形成を回避することもでき、よって、冷却水内に存在する粒子がシーリされたピストンを損傷しかつ詰まらせることが防される。

最後に、上述の実施の形態が単に本発明の技術的スキームの例示を目的として使用され、本発明を限定する意図のないことは明らかにされるべきである。本発明は好適な実施形態に関連して詳細に説明されているが、当業者には、本発明の技術的スキームの精神を逸脱することなく、本発明の詳細な実施の形態がさらに変更され得ること、または技術的特徴の一部が等価的に交換され得ることが理解されるであろう。これらは、請求される本発明の技術的スキームの範囲に包含されるものである。

Claims (10)

1. 幾つかのグループのノズル装置を備えたピストン型層流冷却装置であって、各グループの前記ノズル装置は、層流冷却ステーション内に帯鋼の進行方向に対して垂直に固定式に配置されたマニホールド（１）と、前記マニホールド（１）上に配置されかつ前記マニホールド（１）と連通された給水管（２）と、前記マニホールド（１）と連通され且つ前記マニホールド（１）上で前記マニホールドの軸方向に一様に配置された幾つかのノズル（３）と、を備え、
   各グループの前記ノズル装置は、さらに、
   前記マニホールド（１）の両端部内に配置された２つのピストン（５）であって、その外径が前記マニホールド（１）の内径にぴったり合う前記２つのピストン（５）と、
   前記２つのピストン（５）と接続された、前記２つのピストン（５）が前記マニホールド（１）内で互いに対向する向きに、または反対向きに移動するように駆動するための駆動装置と、を備え、
   前記駆動装置は、
   前記２つのピストン（５）が各々２つの端部に配置された逆ねじロッドと、
   前記逆ねじロッドを駆動するために前記逆ねじロッドに接続されたモータと、を有し、
   前記２つのピストン（５）は、前記２つのピストン（５）上に配置された内側のねじ山を介して前記逆ねじロッドとねじ式に接続されており、
   前記ピストン（５）および前記マニホールド（１）の内壁には、少なくとも一対の、軸方向の案内キーおよび軸方向の案内スロットが相応して配置されており、
   前記ピストン（５）は、ピストン本体（５１）と、外径が前記ピストン本体の外径と同じである少なくとも１つの研磨層（５２）と、を備え、前記研磨層（５２）は前記ピストン本体（５１）の半径方向の端面上へ固定式に配置された、ことを特徴とするピストン型層流冷却装置。
2. 幾つかのグループのノズル装置を備えたピストン型層流冷却装置であって、各グループの前記ノズル装置は、層流冷却ステーション内に帯鋼の進行方向に対して垂直に固定式に配置されたマニホールド（１）と、前記マニホールド（１）上に配置されかつ前記マニホールド（１）と連通された給水管（２）と、前記マニホールド（１）と連通され且つ前記マニホールド（１）上で前記マニホールドの軸方向に一様に配置された幾つかのノズル（３）と、を備え、
   各グループの前記ノズル装置は、さらに、
   前記マニホールド（１）の両端部内に配置された２つのピストン（５）であって、その外径が前記マニホールド（１）の内径にぴったり合う前記２つのピストン（５）と、
   前記２つのピストン（５）と接続された、前記２つのピストン（５）が前記マニホールド（１）内で互いに対向する向きに、または反対向きに移動するように駆動するための駆動装置と、を備え、
   前記駆動装置は、
   前記２つのピストン（５）が各々内端部分に固定式に配置された２つのねじロッド（４）と、
   前記２つのねじロッド（４）をそれぞれ駆動するための２つのモータ（１０）と、を有し、
   前記ピストン（５）は、ピストン本体（５１）と、外径が前記ピストン本体の外径と同じである少なくとも１つの研磨層（５２）と、を備え、前記研磨層（５２）は前記ピストン本体（５１）の半径方向の端面上へ固定式に配置された、ことを特徴とするピストン型層流冷却装置。
3. 前記ピストン本体の材料は、超高分子量ポリエチレンである、請求項１又は２に記載のピストン型層流冷却装置。
4. 前記研磨層は、延性が高いファイバ基板層と、前記基板層の外面に貼付された研磨用鉱石層と、を備える、請求項１又は２に記載のピストン型層流冷却装置。
5. 幾つかのグループのノズル装置を備えたピストン型層流冷却装置であって、各グループの前記ノズル装置は、層流冷却ステーション内に帯鋼の進行方向に対して垂直に固定式に配置されたマニホールド（１）と、前記マニホールド（１）上に配置されかつ前記マニホールド（１）と連通された給水管（２）と、前記マニホールド（１）と連通され且つ前記マニホールド（１）上で前記マニホールドの軸方向に一様に配置された幾つかのノズル（３）と、を備え、
   各グループの前記ノズル装置は、さらに、
   前記マニホールド（１）の両端部内に配置された２つのピストン（５）であって、その外径が前記マニホールド（１）の内径にぴったり合う前記２つのピストン（５）と、
   前記２つのピストン（５）と接続された、前記２つのピストン（５）が前記マニホールド（１）内で互いに対向する向きに、または反対向きに移動するように駆動するための駆動装置と、を備え、
   前記駆動装置は、
   前記２つのピストン（５）が各々内端部分に固定式に配置された２つのねじロッド（４）と、
   前記２つのねじロッド（４）をそれぞれ駆動するための２つのモータ（１０）と、を有し、
   前記各グループの前記ノズル装置は、また、
   前記マニホールド（１）の両端にそれぞれ配置され、かつ前記ねじロッド（４）とマフ結合された２つのフランジ（７）と、
   ２つの案内機構と、を備え、
   ここで、前記各案内機構は、前記ねじロッド（４）上で前記ねじロッドの軸方向に配置された案内スロット（８１）と、前記フランジの中心孔内に固定式に配置された案内ブロック（８２）とを備え、前記案内ブロック（８２）は前記案内スロット（８１）と係合されて前記案内スロット（８１）に沿って滑動する、ことを特徴とするピストン型層流冷却装置。
6. 幾つかのグループのノズル装置を備えたピストン型層流冷却装置であって、各グループの前記ノズル装置は、層流冷却ステーション内に帯鋼の進行方向に対して垂直に固定式に配置されたマニホールド（１）と、前記マニホールド（１）上に配置されかつ前記マニホールド（１）と連通された給水管（２）と、前記マニホールド（１）と連通され且つ前記マニホールド（１）上で前記マニホールドの軸方向に一様に配置された幾つかのノズル（３）と、を備え、
   各グループの前記ノズル装置は、さらに、
   前記マニホールド（１）の両端部内に配置された２つのピストン（５）であって、その外径が前記マニホールド（１）の内径にぴったり合う前記２つのピストン（５）と、
   前記２つのピストン（５）と接続された、前記２つのピストン（５）が前記マニホールド（１）内で互いに対向する向きに、または反対向きに移動するように駆動するための駆動装置と、を備え、
   前記駆動装置は、
   前記２つのピストン（５）が各々内端部分に固定式に配置された２つのねじロッド（４）と、
   前記２つのねじロッド（４）をそれぞれ駆動するための２つのモータ（１０）と、を有し、
   前記各グループの前記ノズル装置は、また、
   前記マニホールド（１）の両端にそれぞれ配置され、かつ前記ねじロッド（４）とマフ結合された２つのフランジ（７）と、
   前記マニホールド（１）の両端で前記フランジの外側に配置された２つの案内機構と、を備え、
   ここで、前記各案内機構は、前記マニホールド（１）の前記端部分に固定式に配置されたベースと、前記ねじロッド（４）上で前記ねじロッドの前記軸方向に配置された案内スロット（８１）と、その外端面が前記ベースに固定式に接続され、かつその内端面には前記案内スロット（８１）に沿って滑動するために前記案内スロット（８１）内に相応して配置されたローブ（８３）が装備された案内板とを備えた、ことを特徴とするピストン型層流冷却装置。
7. 前記各グループの前記ノズル装置は、また、
   前記モータ（１０）の出力シャフト上へ相応して配置された２つの大きい方のギヤ（９）と、
   前記大きい方のギヤ（９）と相応して係合された２つの小さい方のギヤ（１１）と、を備え、前記２つの小さい方のギヤの中心孔には前記ねじロッドとねじ式に接続するための内側のねじ山が配置された、請求項５または６に記載のピストン型層流冷却装置。
8. 前記各グループの前記ノズル装置は、また、
   前記モータ（１０）の出力シャフト上へ相応して配置された２つの大きい方のギヤ（９）と、
   前記大きい方のギヤ（９）と相応して係合された２つの小さい方のギヤ（１１）と、
   前記２つの小さい方のギヤ（１１）の前記中心孔内に相応して固定式に配置された２つのねじロッドナット（４２）と、を備え、前記２つのねじロッドナット（４２）が、前記相応するねじロッド（４）とねじ式に接続された、請求項５または６に記載のピストン型層流冷却装置。
9. 前記ピストン（５）と前記マニホールド（１）との隙間は、０．０２ｍｍから０．１０ｍｍまでである、請求項８に記載のピストン型層流冷却装置。
10. 前記マニホールド（１）に対して十字形に交差して配置されかつ接続装置によって前記マニホールド（１）に固定式に接続された横管（１２）と、
    前記ノズル装置を層流冷却ステーションへ駆動するために、その液圧ロッドが前記横管（１２）に固定式に接続された液圧シリンダ（６）とをさらに備えた、請求項９に記載のピストン型層流冷却装置。

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