JP6608846B2 - Nozzle apparatus and method for processing flat steel products - Google Patents
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Description
本発明は、平鋼製品を処理するためのノズル装置および方法に関する。 The present invention relates to a nozzle apparatus and method for processing flat steel products.
このようなノズル装置は、平鋼製品に可能な限り接近してガスまたはガス混合物を供給し、これにより、平鋼製品に供給されるガスまたはガス混合物が、具体的には、平鋼製品(特に、その表面)を処理する(例えば、窒化また炭化する)ようにするために用意される。平鋼製品は、一般的には、熱処理目的で連続加熱炉内を搬送される帯の形態をとる。処理(例えば、窒化または炭化)は、好適には、この工程において前記平鋼製品の膨張能力に悪影響を及ぼすことなく、最終的に連続加熱炉から出る平鋼製品の強度の向上を可能にする。 Such a nozzle device supplies a gas or gas mixture as close as possible to the flat steel product, so that the gas or gas mixture supplied to the flat steel product is specifically a flat steel product ( In particular, it is provided for treating (eg nitriding or carbonizing) its surface). Flat steel products generally take the form of strips that are transported through a continuous heating furnace for heat treatment purposes. The treatment (e.g. nitriding or carbonizing) preferably allows an increase in the strength of the flat bar product finally leaving the continuous furnace without adversely affecting the expansion capacity of the flat bar product in this step. .
表面処理によってもたらされる平鋼製品の品質の改善は、ここでは、ノズル装置を通るガスの供給量およびガスの組成に決定的に依存する。決定的な要因は、ここでは、ガスまたはガス混合物によって可能な限り均一に平鋼製品を「ブラスト」するノズル装置の能力および表面処理(例えば、窒化)に関与する、平鋼製品の表面に到達するガスまたはガス混合物の割合の大きさである。ノズル装置が、出口開口を有するチューブであって、その端部からガスまたはガス混合物が流出するチューブを備えるのが通常の状況である。チューブの一方の端部への供給は、最終的に、出口開口に沿って望ましくない流れプロファイルの勾配をもたらす。 The improvement in the quality of the flat steel product brought about by the surface treatment here depends critically on the gas feed rate and gas composition through the nozzle device. The decisive factor here reaches the surface of the flat steel product, which is responsible for the ability of the nozzle device to “blast” the flat steel product as uniformly as possible with the gas or gas mixture and the surface treatment (eg nitriding) The ratio of the gas or gas mixture to be produced. The normal situation is that the nozzle device comprises a tube with an outlet opening through which a gas or gas mixture flows out. Feeding to one end of the tube ultimately results in an undesirable flow profile gradient along the outlet opening.
平鋼製品に接触するガスまたはガス混合物の流れプロファイルを均一化するための成功している手段が、異なる寸法の大きさの開口を有する開口の配置の形態で従来技術の独国特許出願公開第102011056823号明細書に開示されている。開口の個々の大きさは、ここでは、出口領域における流れ方向に沿った潜在的な圧力降下を抑制するように構成される。 A successful means for homogenizing the flow profile of a gas or gas mixture in contact with a flat steel product is disclosed in prior art German patent application in the form of an arrangement of openings with different sized openings. This is disclosed in Japanese Patent No. 10210106823. The individual sizes of the openings are here configured to suppress potential pressure drops along the flow direction in the outlet region.
本発明の目的は、平鋼製品の表面処理用の既存のノズル装置のさらなる改善をもたらすことである。ここでは、平鋼製品に空間的に均一に接触するガスの流れまたはガス混合物の流れを実現し、これにより、最終的に生産される平鋼製品の品質を向上させることが特に望ましい。 The object of the present invention is to provide a further improvement of existing nozzle devices for the surface treatment of flat steel products. Here, it is particularly desirable to achieve a gas flow or gas mixture flow that is in spatially uniform contact with the flat steel product, thereby improving the quality of the finally produced flat steel product.
本発明の目的は、平鋼製品を処理するためのノズル装置であって、該ノズル装置が、外側チューブおよび内側チューブを備え、該内側チューブが、外側チューブ内に配置され、内側チューブが、ノズル装置を通って流れるガスを外側チューブに供給するための一次開口を備え、外側チューブが、ノズル装置から平鋼製品の方向に流出するガスのための二次開口を備え、一次開口および二次開口が、ガスの流れる方向に沿って互いにずらされるノズル装置によって達成される。 An object of the present invention is a nozzle device for processing flat steel products, the nozzle device comprising an outer tube and an inner tube, the inner tube being disposed within the outer tube, and the inner tube being a nozzle. A primary opening for supplying gas flowing through the device to the outer tube, the outer tube comprising a secondary opening for gas flowing out of the nozzle device in the direction of the flat steel product, the primary opening and the secondary opening; Is achieved by means of a nozzle arrangement that is offset from one another along the direction of gas flow.
従来技術に対して、二次開口に対する一次開口のずらした配置は、空間的に均一に二次開口から流出して、平鋼製品を可能な限り均一に、好ましくはその全幅にわたって「ブラスト」するガスの流れを実現する。選択されたジオメトリにより、ガスまたはガス混合物がノズル装置におけるその滞留時間にわたって一様に流れることがもたらされるという事実がここでは特に利用される。そうでなければ(内側チューブおよび外側チューブを有する設計でない場合)、望ましくない勾配のある流速プロファイルが、ガスがノズル装置の一方の端部に供給されることに起因して出口開口に沿って形成される。加えて、従来技術に係るノズル装置の流出挙動は、ガスまたはガス混合物の異なる温度によって影響され、これにより、異なる流速が、出口開口に沿って発生する。本発明に係るノズル装置は、対照的に、出口開口の機能を果たす二次開口に沿って均一な流れプロファイルを実現する。 In contrast to the prior art, the staggered arrangement of the primary openings relative to the secondary openings allows the flat steel products to flow out of the secondary openings in a spatially uniform manner and “blast” the flat steel product as uniformly as possible, preferably over its entire width. Realize gas flow. The fact that the selected geometry results in the gas or gas mixture flowing uniformly over its residence time in the nozzle device is particularly exploited here. Otherwise (unless it is a design with an inner tube and an outer tube), an undesirably graded flow rate profile is formed along the outlet opening due to the gas being supplied to one end of the nozzle device Is done. In addition, the outflow behavior of the prior art nozzle device is influenced by different temperatures of the gas or gas mixture, whereby different flow rates are generated along the outlet opening. The nozzle device according to the invention, in contrast, achieves a uniform flow profile along the secondary opening that serves as the outlet opening.
ガスの流れる方向(direction of circulation)は、ここでは、本質的に内側チューブまたは外側チューブの外周によって決定される。詳細には、外側チューブまたは内側チューブの外周は、長手方向に対して垂直に延びる断面平面によって決定され、長手方向は、本質的に内側チューブおよび外側チューブの全体的な前進(general progression)によって規定される。詳細には、ノズル装置を通って流れるガスまたはガス混合物の流れ方向(本質的に一次開口までの)は、長手方向と平行に延び、次に、例えば約90°だけ方向転換される。一次開口および二次開口は、好ましくは、出口面であって、これを通って、ガスまたはガス混合物が、内側チューブから外側チューブに供給され、外側チューブから流出するときに案内される出口面を有する。内側チューブの出口面は、好ましくは、外側チューブよりも小さい。内側チューブの出口面が円形構成であり、外側チューブの出口開口がスリット状構成であることも実現される。詳細には、外側チューブは、8mmよりも小さい、好ましくは6mmよりも小さい、特に好ましくは4mmよりも小さいスリット幅を有するスリットを有する。 The direction of gas flow is here determined essentially by the outer circumference of the inner or outer tube. Specifically, the outer tube or outer circumference of the inner tube is determined by a cross-sectional plane extending perpendicular to the longitudinal direction, the longitudinal direction being essentially defined by the overall progression of the inner and outer tubes. Is done. Specifically, the flow direction (essentially up to the primary opening) of the gas or gas mixture flowing through the nozzle device extends parallel to the longitudinal direction and is then redirected, for example by about 90 °. The primary and secondary openings are preferably outlet faces through which the outlet face is guided as gas or gas mixture is supplied from the inner tube to the outer tube and out of the outer tube. Have. The exit face of the inner tube is preferably smaller than the outer tube. It is also realized that the outlet face of the inner tube has a circular configuration and the outlet opening of the outer tube has a slit-like configuration. In particular, the outer tube has a slit having a slit width of less than 8 mm, preferably less than 6 mm, particularly preferably less than 4 mm.
本発明の好適な構成および開発は、図面を参照して従属請求項および説明から知られ得る。 Preferred configurations and developments of the invention can be seen from the dependent claims and the description with reference to the drawings.
さらなる実施形態において、一次開口および二次ノズル開口が、ガスの流れる方向に沿って本質的に90°〜180°だけ互いにずらされることが実現される。このジオメトリ構成は、二次開口を通って出るガスの流速の特に均一なプロファイルの実現を可能にする。 In a further embodiment, it is realized that the primary opening and the secondary nozzle opening are displaced from each other essentially by 90 ° to 180 ° along the direction of gas flow. This geometry configuration makes it possible to achieve a particularly uniform profile of the gas flow rate exiting through the secondary opening.
さらなる実施形態において、一次開口および/または二次開口が、ガスの流れ方向を方向付けるためのガス誘導システムを備えることが実現される。ガス誘導システムは、好ましくは、二次開口の一部であり、嘴状の構成を有し、ガスの流れの方向に向かって寄り集まる、出口スリットを形成する延在部を備える。このことは、ガスの流れが、具体的には帯の領域に向けられ得るまたは集中され得ることを意味する。 In a further embodiment, it is realized that the primary opening and / or the secondary opening comprise a gas guidance system for directing the gas flow direction. The gas guidance system is preferably part of the secondary opening and has an eaves-like configuration and includes an extension that forms an exit slit that converges in the direction of gas flow. This means that the gas flow can be directed or concentrated specifically in the region of the band.
さらなる実施形態において、ノズル装置が、複数の一次開口および/または複数の二次開口を備えることが実現される。ノズル装置は、好ましくは、複数の一次開口であって、内側チューブの互いに反対側の面に配置され、いずれの場合も流通の方向で見た場合に二次開口に対して例えば90°だけずらされる複数の一次開口を備える。一次開口(二次開口と平行に延在する領域内の)が、互いに規則正しく、好ましくは等間隔に配置されるのが好ましい状況である。詳細には、一次開口は、二次開口に対して適切な位置に配置される。例えば、一次開口は、内側チューブの第1の中心点に関して対称に分布され、前記第1の中心点は、二次開口の第2の中心点と同じ、チューブの長手方向範囲に対して垂直に延びる平面に配置される。好ましくは、二次開口よりも多い一次開口が存在する。詳細には、常に内側チューブの長手方向範囲に沿って対をなして配置され、かつ互いに反対側に配置される偶数の一次開口、好ましくは、4つの一次開口が存在する(その場合、それらはそれぞれ、いずれの場合も流通の方向で見た場合に二次開口に対して例えば90°だけずらされる)。二次開口によって決定される領域内に様々な一次開口を集める設計は、好適には、二次開口に沿った流速プロファイルをさらに改善し得る。 In a further embodiment, it is realized that the nozzle device comprises a plurality of primary openings and / or a plurality of secondary openings. The nozzle device is preferably a plurality of primary openings which are arranged on opposite sides of the inner tube and are each offset by 90 °, for example, with respect to the secondary openings when viewed in the direction of flow. A plurality of primary openings. It is a preferred situation that the primary openings (in a region extending parallel to the secondary openings) are regularly arranged, preferably equally spaced. Specifically, the primary opening is located at an appropriate position with respect to the secondary opening. For example, the primary openings are distributed symmetrically with respect to the first center point of the inner tube, the first center point being the same as the second center point of the secondary opening and perpendicular to the longitudinal extent of the tube. Arranged in an extending plane. Preferably there are more primary openings than secondary openings. In particular, there are always primary openings, preferably four primary openings, which are always arranged in pairs along the longitudinal extent of the inner tube and opposite one another (in which case they are In each case, it is shifted by, for example, 90 ° with respect to the secondary opening when viewed in the direction of distribution). A design that collects the various primary apertures within the region determined by the secondary apertures may preferably further improve the flow velocity profile along the secondary apertures.
さらなる実施形態において、一次開口が二次開口の領域に配置されることおよび/または内側チューブおよび外側チューブが同軸に配置されることが実現される。このようにして、好適には、ガスまたはガス混合物の可能な限りすべての割合が、ノズル装置において同じ経路を含むことが保証され得る。このことは、最終的に、二次開口に沿った流速のプロファイルに良い効果を有する。 In a further embodiment, it is realized that the primary opening is arranged in the region of the secondary opening and / or the inner and outer tubes are arranged coaxially. In this way, it can be ensured that preferably all possible proportions of the gas or gas mixture comprise the same path in the nozzle arrangement. This ultimately has a positive effect on the flow velocity profile along the secondary aperture.
さらなる実施形態において、二次開口が、平鋼製品を含む帯に向けられ、二次開口が、25cm未満、好ましくは15cm未満、特に好ましくは10cm未満だけ帯から離間されることが実現される。詳細には、帯は、進行方向に沿ってノズル装置を通り過ぎ、二次開口(好ましくは、そのガス誘導システムを有する)は、流出するガスまたはガス混合物が帯に対して本質的に垂直に延びる流れ方向を有するように配置される。距離の低減は、好適には、平鋼製品の表面に到達するガスの割合の増加を可能にし、これにより、所望の表面処理(例えば、窒化または炭化)を保証する。例えば窒化または炭化に関してこの割合が大きければ大きいほど、強度は高くなる。なお、このとき、生産される平鋼製品の膨張能力は大幅には損なわれない。詳細には、この結果、強度の損失のリスクなしに平鋼製品の厚さを低減することが可能である。したがって、最終的に、平鋼製品から生産される製品の生産に使用される材料の量を低減することが可能である。 In a further embodiment, it is realized that the secondary opening is directed to a band comprising a flat steel product and the secondary opening is spaced from the band by less than 25 cm, preferably less than 15 cm, particularly preferably less than 10 cm. Specifically, the strip passes through the nozzle device along the direction of travel and the secondary opening (preferably with its gas guidance system) extends the gas or gas mixture flowing out essentially perpendicular to the strip. Arranged to have a flow direction. The reduction in distance preferably allows an increase in the proportion of gas that reaches the surface of the flat steel product, thereby ensuring the desired surface treatment (eg nitriding or carbonizing). The greater this ratio, for example with respect to nitriding or carbonizing, the higher the strength. At this time, the expansion capacity of the flat steel product to be produced is not significantly impaired. Specifically, as a result of this, it is possible to reduce the thickness of flat steel products without the risk of loss of strength. Therefore, it is finally possible to reduce the amount of material used for the production of products produced from flat steel products.
さらなる実施形態において、二次開口が、本質的に帯の幅にわたって延在し、帯の幅が、帯の進行方向に対して本質的に垂直に沿って延びることが実現される。空間的に均一な流れプロファイルは、生産される平鋼製品がその幅に沿って可能な限り一様に表面処理されることを保証することを可能にする。このことは、好適には、生産された平鋼製品の幅に沿って強度の変動がある状況を回避する。 In a further embodiment, it is realized that the secondary opening extends essentially across the width of the band, the width of the band extending essentially perpendicular to the direction of travel of the band. A spatially uniform flow profile makes it possible to ensure that the flat steel product produced is surface treated as uniformly as possible along its width. This preferably avoids situations where there is a variation in strength along the width of the produced flat bar product.
さらに好ましい実施形態において、ノズル装置を通って流れるガスが、アンモニアならびに可能ならば窒素および/または不活性ガスを含むことが実現される。窒素および/または不活性ガスの使用は、好適には、ガスのパルスを増大させ、これにより、帯によって伴われる境界層に浸透することができ、アンモニアと帯(すなわち、平鋼製品)との直接反応が可能となる。 In a further preferred embodiment, it is realized that the gas flowing through the nozzle device comprises ammonia and possibly nitrogen and / or inert gas. The use of nitrogen and / or inert gas preferably increases the pulse of gas so that it can penetrate the boundary layer entrained by the strip, and between ammonia and the strip (ie, flat steel product). Direct reaction is possible.
さらなる実施形態において、ノズル装置が、アンモニア、窒素および/または不活性ガスとを混合するための固定されたミキサを備え、配管システムが、前方の内側チューブに向けてガスを誘導することが実現される。このことは、直截的な複雑でない方法で二次開口の全幅にわたって一定の均一なガス混合物を実現することを可能にする。 In a further embodiment, it is realized that the nozzle device comprises a fixed mixer for mixing ammonia, nitrogen and / or inert gas, and the piping system directs the gas towards the front inner tube. The This makes it possible to achieve a uniform gas mixture over the entire width of the secondary opening in a straightforward and uncomplicated manner.
さらなる実施形態において、配管システムが、追加の内側チューブにガスを供給し、追加の内側チューブが、追加の外側チューブにガスを誘導するための追加の一次開口を備え、追加の外側チューブが、追加の内側チューブを少なくとも部分的に収容し、外側チューブが、ノズル装置から平鋼製品の方向に流出するガスのための追加の二次開口を備えることが実現される。ここでは、帯が、追加の二次開口が帯の経路の異なる位置に配置されるように例えば方向転換ローラを通って搬送されることが考えられる。 In a further embodiment, the piping system supplies gas to the additional inner tube, the additional inner tube comprises an additional primary opening for directing gas to the additional outer tube, and the additional outer tube adds It is realized that the inner tube is at least partly accommodated and the outer tube is provided with an additional secondary opening for gas flowing out of the nozzle device in the direction of the flat steel product. Here, it is conceivable that the band is conveyed, for example through a turning roller, so that the additional secondary openings are arranged at different positions in the path of the band.
さらなる実施形態において、二次開口を通って出るガスが、平鋼製品の第1の面を窒化し、追加の二次開口から流出するガスが、平鋼製品の第2の面を窒化することが実現される。このように、平鋼製品は、好適には両方の面において表面処理されてもよい。 In a further embodiment, the gas exiting through the secondary opening nitrides the first side of the flat steel product and the gas exiting from the additional secondary opening nitrides the second side of the flat steel product. Is realized. Thus, the flat steel product may preferably be surface treated on both sides.
さらなる実施形態において、ノズル装置が、アンモニア、窒素、および/または不活性ガスを固定されたミキサに供給するための供給管システムを備え、供給管システムが、個々のガスならびに/またはアンモニア、窒素、および/もしくは不活性ガスから構成されるガス混合物の体積流量を測定および/または制御するためのそれぞれの手段を備えることが実現される。測定手段および制御手段の助けを借りて、好適には、ガスまたはガス混合物の量および/または組成を制御し、これを、成功する窒化に最適な要求に適合させることが可能である。 In a further embodiment, the nozzle device comprises a supply pipe system for supplying ammonia, nitrogen and / or inert gas to a fixed mixer, the supply pipe system comprising individual gases and / or ammonia, nitrogen, It is realized to comprise respective means for measuring and / or controlling the volumetric flow rate of the gas mixture composed of and / or inert gas. With the aid of measuring and control means, it is possible preferably to control the amount and / or composition of the gas or gas mixture and to adapt it to the optimum requirements for successful nitridation.
さらなる実施形態において、ノズル装置が、鋼製品の熱処理のための連続加熱炉に配置されることが実現される。 In a further embodiment, it is realized that the nozzle device is arranged in a continuous furnace for the heat treatment of steel products.
本発明は、鋼製品の熱処理のための連続加熱炉における鋼帯の表面処理のための方法であって、加熱炉が、本発明に係るノズル装置を有する方法にさらに関する。このようなノズル装置は、従来技術から知られるものよりも効果的な表面処理を受ける平鋼製品の実現を可能にする。 The invention further relates to a method for the surface treatment of a steel strip in a continuous furnace for heat treatment of steel products, the furnace comprising a nozzle device according to the invention. Such a nozzle device makes it possible to realize a flat steel product that is subjected to a surface treatment more effective than that known from the prior art.
本発明のさらなる実施形態において、第1のステップにおいて、ガスが、内側チューブに供給され、第2のステップにおいて、ガスが、一次開口を通って外側チューブに誘導され、第3のステップにおいて、ガスが、二次開口を通ってノズル装置の外側チューブから流出して、平鋼製品を窒化する処理ことが実現される。このようにして、好適には、例えば窒化または炭化の効果および結果的な強度の向上がより薄い平鋼製品の生産を可能にする方法を提供することが可能である。使用される材料の量の結果的な低減は、好ましくは、平鋼製品からの製品の大量生産において大幅な生産コストの節約をもたらす。 In a further embodiment of the invention, in the first step, gas is supplied to the inner tube, in the second step, the gas is directed through the primary opening to the outer tube, and in the third step, the gas However, a process for nitriding a flat steel product by flowing out of the outer tube of the nozzle device through the secondary opening is realized. In this way, it is possible, preferably, to provide a method that allows the production of thinner flat steel products, for example the effect of nitriding or carbonizing and the resulting strength improvement. The resulting reduction in the amount of material used preferably results in significant production cost savings in the mass production of products from flat steel products.
本発明のさらなる詳細、特徴、および利点は、図面および図面を参照する、好ましい実施形態の以下の説明から得られ得る。図面は、ここでは、本発明の概念を限定しない、本発明の例示的な実施形態を示しているに過ぎない。 Further details, features and advantages of the present invention can be obtained from the following description of preferred embodiments with reference to the drawings and drawings. The drawings here only show exemplary embodiments of the invention, which do not limit the inventive concept.
同じ部分には、様々な図において同じ参照符号が常に与えられ、したがって、概して、同じ部分のそれぞれもやはり、一度しか参照または言及されない。 The same parts are always given the same reference signs in the various figures, and thus, in general, each of the same parts is also referenced or referred to only once.
図1は、本発明の第1の例示的な実施形態に係る、平鋼製品3の処理または表面処理のためのノズル装置10を示している。このようなノズル装置10は、好ましくは、連続加熱炉であって、これを通って平鋼製品が帯33の形態で、すなわち、鋼帯の形態で運ばれる連続加熱炉の一部をなす構成部分である。連続加熱炉では、材料改善目的で、平鋼製品は、熱処理であって、ガスまたはガス混合物が(例えば窒化目的で)平鋼製品に供給される熱処理を受ける。例えば、少なくとも平鋼製品の再結晶温度が、連続加熱炉内に行き渡る。その例えば窒化または炭化は、平鋼製品の強度の向上を、その膨張能力に相当程度の影響を与えることなく可能にする。完成製品によって満たされるべき強度関連の要求が同じままの場合、より薄い平鋼製品3を実現することが可能である。このとき、使用される材料の量の結果的な低減は、大幅なコストの節約をもたらし得る。
FIG. 1 shows a
表面処理(例えば、窒化または炭化)によって品質を改善する際の決定的な要因は、ガスが平鋼製品33に供給される方法であって、ガス供給量が本質的にノズル装置10によって決定される方法である。ノズル装置10に関して、ここでは、表面処理(例えば、窒化)目的でノズル装置10を通って誘導されるガスが最初にノズル装置10の内側チューブ1に供給されることが実現される。ガスは、内側チューブ1の一次開口11を介して内側チューブ1から出て行き、少なくとも部分的に内側チューブ1を収容する外側チューブ2に供給される。次に、そこから、ガスは、二次開口12を介してノズル装置10から出て行く。一次開口11および二次開口12は、ここでは、流通の方向(本質的に内側チューブ1および外側チューブ2の(断面に沿って延びる)外周によって決定される)に沿って互いにずらされる。詳細には、一次開口11は、二次開口12に対して例えば90°だけずらされる。好ましくは、ここでは、一次開口11および二次開口12がノズル装置10の接続領域に配置されることが実現される。詳細には、二次開口12は、少なくとも部分的に一次開口11を収容する、外側チューブ2の部分に配置される。ここでは、二次開口12が帯33(すなわち、平鋼製品)に向けられることも実現される。一次開口11および二次開口12の互いの配置は、好適には、(内側チューブ1が存在しない場合に予想されるように)ガスが二次開口12(出口開口としての役割を果たす)から非対称に流れ出て、ガスが二次開口12に沿っておよび帯33の幅にわたって異なる温度を有し、結局のところ二次開口12からの出口速度が異なる状況を防止する。その代わりに、内側チューブ1の一次開口11および外側チューブ2の二次開口12を有するノズル装置10は、二次開口12および帯33の幅にわたって均一な(すなわち、一様かつ均等な)、ガスの出口挙動の実現を可能にする。このように、ノズル装置10から平鋼製品3へのガスの供給が改善される。二次開口12の幅が少なくとも帯33と同程度であることも実現される。二次開口12は、ここでは、その最も長い面が帯33の搬送方向に対して本質的に垂直に延びるように帯に向けられる。
A decisive factor in improving quality by surface treatment (eg nitriding or carbonizing) is the way in which gas is supplied to the
ここでは、二次開口12がガス誘導システム5を備えることも実現される。ガス誘導システム5は、ここでは、二次開口12から流出するガスまたはガス混合物を方向付け、これにより、ノズル装置10から流れ出るガスを特定の方法で平鋼製品に当てる役割を果たす。ガス誘導システム5は、好ましくは、互いに向かって延びて嘴状の開口を形成する、外側チューブ2の2つの領域を有する。互いに向かって延びる、外側チューブの2つの領域間のスリットが、ここでは二次開口12を形成する。内側チューブ1および外側チューブ2に加えて、本質的に同一の、追加の一次開口11’を有する追加の内側チューブ1’、および、同様に本質的に同一の、追加の二次開口12’を有する追加の外側チューブ2’もまた実現される。追加の二次開口12’および追加の一次開口11’から構成されるこの第2の配置の助けを借りて、好適には、例えば、二次開口12から流出するガスによって平鋼製品の第1の面を窒化し、同様に、追加の二次開口12’を通って出るガスによって平鋼製品の第2の面を窒化し、この結果として、好適には、平鋼製品の両方の面が、例えば窒化されることが可能である。このような両方の面の窒化の場合、平鋼製品は、好ましくは方向転換ローラ31を通って案内され、その場合、追加の二次開口12’および二次開口12は、平鋼製品の搬送方向に沿って空間的に分離される。
Here, it is also realized that the
ここでは、ガスが管システム14を介して静的ミキサ18から内側チューブ1および/または追加の内側チューブ1’に供給されることも実現される。平鋼製品を窒化するためのアンモニアが、好ましくは、静的ミキサ18において、窒素および/または不活性ガスから作られたガス混合物と混合される。窒素および不活性ガスの添加は、帯表面によって伴われる境界層に結果として浸透し得るより大きなガスのパルスを確保することによって窒化を改善する。このことは、平鋼製品とアンモニアとの間の即時反応の実現を可能にし、結局のところ、より効果的な窒化をもたらし、したがって、窒化された平鋼製品の品質をさらに改善する。
Here, it is also realized that gas is supplied to the
ここでは、アンモニア、窒素、および/または不活性ガスが供給管システム13を介して静的ミキサ18に供給されることも実現される。不活性ガスは、好ましくは、水素/窒素の混合物を含む。特に制御されたガスの供給に関して、ここでは、貫流が、体積流量を測定するための手段17または流量計によって監視されることが実現される。詳細には、ノズル装置10は、静的ミキサに供給される各ガスの体積流量および量を制御するための手段も備える。例えば、このような手段は、供給管システム13に組み込まれる弁16である。このように、二次開口12または追加の二次開口12’における物質組成が、好適には直截的かつ直接的な方法でそれぞれの窒化工程にとって望ましい組成量または計測量に適合されることが可能である。ここでは、ノズル装置10が第1のリザーバ21(例えば、アンモニア用の)および第2のリザーバ22(例えば、窒素用の)からガスを得ることが実現される。図示の両方のノズル装置を通る同一の体積流量を確保するために、管路は、静的ミキサの下流において同一に/対称に置かれる。したがって、2つの枝路における圧力損失は同一であり、これにより、帯の両方の面に対して同一のパルスが達成される。代替例として、同一のパルスを達成するために調整装置(図示せず)を取り付けることも可能である。
Here, it is also realized that ammonia, nitrogen and / or inert gas is supplied to the
図2は、本発明の第2の例示的な実施形態に係るノズル装置10の斜視図を示している。図の左側の部分に見ることができるのが、本質的に外側チューブ2であり、一方、右側では、外側チューブ2は、図において外側チューブ2内に内側チューブ1を見ることが可能なように透視状態で示されている。好ましくは、内側チューブ1および外側チューブ2が同軸に配置されることが実現される。しかしながら、代替的な実施形態において、内側チューブ1が、外側チューブ2内で中心軸線Bからずらされることも考えられる。例えば、内側チューブ1は、外側チューブ2内の、二次開口12の反対側に位置する領域に配置されてもよい。一次開口11を有する内側チューブ1および二次開口12を有する外側チューブ2が、管システム14(この一方の端部にはガスまたはガス混合物が供給される)の端部に配置されることも実現される。ガスは、ここでは、例えば、内側チューブ1の互いに反対側の領域に対をなして配置された4つの一次開口(さらには、好ましくは対称に配置された一次開口(図示せず))を介して内側チューブ1から出て行く。一次開口11の対は、ここでは、いずれの場合も流通の方向で見た場合に二次開口12に対して例えば90°だけずらされる。一次開口11の出口面の合計(または全体としてのその出口面)が、二次開口12の出口面より小さいことも実現される。出口面は、ガスが内側チューブ1から外側チューブ2に通って供給される面またはガスがノズル装置10から通って出て行く面であると理解されるべきである。ガスまたはガス混合物の流れ方向が、ガス誘導システム5の助けを借りて特定の方法で平鋼製品に向けられることも実現される。この目的のために、ガス誘導システム5は、好ましくは、外側チューブ2の2つの延在部23を有し、前記延在部間の距離は、二次開口2から流出するガスの流れ方向Aと平行に延びる方向に沿って次第に小さくなる。ここでは、延在部23が直線状または曲線状であることが可能である。
FIG. 2 shows a perspective view of a
図3は、本発明の第2の例示的な実施形態に係るノズル装置10の2つの異なる平面図を示している。平面図において、図の上の方の部分は、一次開口11の出口面を示しており、図の下の方の部分は、二次開口12を示している。複数の一次開口11(または1つの一次開口11)は、好ましくは、二次開口の中央に置かれる(外側チューブおよび内側チューブによって決定される長手方向に関して見た場合に)。二次開口12の中心点のここでの(長手方向に対して垂直に延びる方向で見た場合の)投影は、2つの一次開口11間の中心に配置される、内側チューブ12の領域と本質的に一致する。長手方向に沿った2つの一次開口11間の距離が、長手方向に沿った二次開口12の範囲よりも小さいことも実現される。詳細には、ガス誘導システム5は、二次開口12の全範囲にわたって延びる。ガスまたはガス混合物の流れ方向が、一次開口11および二次開口12の配置の結果として本質的に例えば90°だけ方向転換されることも実現される。
FIG. 3 shows two different plan views of the
図4は、本発明の第2の例示的な実施形態に係るノズル装置10の断面を示している。ここでは、二次開口12が、2つの仮想平面24であって、それぞれ少なくとも1つの一次開口11を含む2つの仮想平面24間に配置されることが実現される。二次開口12は、好ましくは、これらの2つの仮想平面間の中央に配置される。二次開口12のスリット幅25が、互いに向かって延びる、ガス誘導システム5の延在部23によって決定されることも実現される。スリット幅25は、好ましくは、長手方向に対して垂直に延びる方向に沿った内側チューブ1の範囲よりも小さい。詳細には、スリット幅25は、8mmよりも小さく、好ましくは6mmよりも小さく、特に好ましくは4mmよりも小さい。ガス誘導システム5の延在部23が、好ましくは、少なくとも部分的に外側チューブ2と同じ材料から生産されることも実現される。例えば、内側チューブ1が、外側チューブ2によって画成される設置空間の45%未満、好ましくは40%未満、特に好ましくは35%未満を占めるその断面(長手方向に対して垂直に延びる方向に沿った)を有することが実現される。例えば、外側チューブ2の内径が300mm未満、好ましくは280mm未満、特に好ましくは260mm未満であることおよび内側チューブ1の内径が100mm未満、好ましくは90mm未満であることが実現される。
FIG. 4 shows a cross section of a
1 内側チューブ
1’ 追加の内側チューブ
2 外側チューブ
2’ 追加の外側チューブ
3 平鋼製品
5 ガス誘導システム
10 ノズル装置
11 一次開口
11’ 追加の一次開口
12 二次開口
12’ 追加の二次開口
13 供給管システム
14 配管システム
16 弁
17 体積流量を測定するための手段
18 固定されたミキサ
21 第1のリザーバ
22 第2のリザーバ
23 延在部
24 仮想平面
25 スリット幅
31 方向転換ローラ
33 帯/平鋼製品
A 流れ方向
B 中心軸線
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記連続加熱炉がノズル装置(10)を有し、
該ノズル装置(10)が、外側チューブ(2)及び内側チューブ(1)を備え、
該内側チューブ(1)が、前記外側チューブ(2)の内部に配置され、
前記内側チューブ(1)が、当該ノズル装置(10)を通って流れるガスを前記外側チューブ(2)に供給するための一次開口(11)を備え、
前記外側チューブ(2)が、当該ノズル装置(10)から前記平鋼製品(3)の方向に流出する前記ガスのための二次開口(12)を備え、
前記一次開口(11)及び前記二次開口(12)が、前記ガスの流れる方向に沿って互いにずらされており、
当該ノズル装置(10)が、追加の外側チューブ(2')及び追加の内側チューブ(1')を備え、
該追加の内側チューブ(1')が前記追加の外側チューブ(2')の内部に配置され、
前記追加の内側チューブ(1')が、当該ノズル装置(10)を通って流れる前記ガスを前記追加の外側チューブ(2')に供給するための追加の一次開口(11')を備え、
前記追加の外側チューブ(2')が、当該ノズル装置(10)から前記平鋼製品(3)の方向に流出する前記ガスのための追加の二次開口(12')を備え、
前記追加の一次開口(11')及び前記追加の二次開口(12')が、前記ガスの流れる方向に沿って互いにずらされている、方法。 A method of nitriding the flat steel product (3) in a continuous heating furnace for heat treatment of the flat steel product (3) ,
The continuous furnace has a nozzle device (10),
The nozzle device (10) comprises an outer tube (2) and an inner tube (1),
The inner tube (1) is disposed inside the outer tube (2);
The inner tube (1) comprises a primary opening (11) for supplying gas flowing through the nozzle device (10) to the outer tube (2);
The outer tube (2) comprises a secondary opening (12) for the gas flowing out of the nozzle device (10) in the direction of the flat steel product (3);
The primary opening (11) and the secondary opening (12) are displaced from each other along the gas flow direction;
The nozzle device (10) comprises an additional outer tube (2 ′) and an additional inner tube (1 ′),
The additional inner tube (1 ′) is disposed within the additional outer tube (2 ′);
The additional inner tube (1 ′) comprises an additional primary opening (11 ′) for supplying the gas flowing through the nozzle arrangement (10) to the additional outer tube (2 ′);
The additional outer tube (2 ') comprises an additional secondary opening (12') for the gas flowing out of the nozzle device (10) in the direction of the flat steel product (3);
It said additional primary opening (11 ') and said additional secondary opening (12') is, along the direction of flow of the gas are offset from one another, the method.
前記内側チューブ(1)及び前記外側チューブ(2)が同軸に配置される、請求項1から請求項4のいずれかに記載の方法。 The primary opening (11) is arranged in the region of the secondary opening (12) and / or
The method according to any of the preceding claims, wherein the inner tube (1) and the outer tube (2) are arranged coaxially.
前記供給管システム(13)が、
前記個々のガス、及び/又は、
アンモニア、窒素、及び/又は前記不活性ガスから構成されるガス混合物の体積流量を測定及び/又は制御するためのそれぞれの手段(16、17)を備える、請求項9に記載の方法。 The nozzle device (10) comprises a supply pipe system (13) for supplying ammonia, nitrogen and / or inert gas to the fixed mixer (18),
The supply pipe system (13)
Said individual gases and / or
Method according to claim 9, comprising respective means (16, 17) for measuring and / or controlling the volumetric flow rate of a gas mixture composed of ammonia, nitrogen and / or the inert gas.
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