JPWO2019174826A5 - - Google Patents
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Description
本発明は、冷却群のうちの少なくとも１つが、冷却されるべき帯材の上下に配置されていて、帯材に冷却液がかけられる、ラミナ冷却装置用の冷却群であって、中央供給路であって、中央冷却路を介して冷却液が供給される、中央供給路と、中央冷却路から冷却液が供給される分配管と、分配管から冷却液が供給される複数の作用ユニットであって、各作用ユニットには、複数の冷却ノズルが配置されていて、冷却ノズルを介して、冷却液が、帯材にかけられる、作用ユニットと、を備える、ラミナ冷却装置用の冷却群に関する。 The present invention is a cooling group for a laminar cooling device in which at least one of the cooling groups is arranged above and below the strip to be cooled, and the cooling liquid is applied to the strip, and is a central supply path. In the central supply passage where the coolant is supplied through the central cooling passage, the minute pipe where the coolant is supplied from the central cooling passage, and the plurality of action units where the coolant is supplied from the division pipe. The present invention relates to a cooling group for a laminar cooling device, comprising a working unit in which a plurality of cooling nozzles are arranged in each working unit, and a cooling liquid is applied to a strip through the cooling nozzles.
通常は、圧延された金属帯材を冷却するラミナ冷却装置（ラミナ冷却区間）は、個々の複数の冷却群に分けられている。各冷却群は、中央供給路と分配管とから構成され、分配管は、冷却されるべき金属帯材の上に又は下に配置された少なくとも４つ以上の作用ユニット（冷却ビーム）に通じる。圧延工程の直後に配置された群には、好適には、冷却終端部に位置する群又はコイラの直前に配置された群よりも多い流量が提供される。 Normally, the laminar cooling device (lamina cooling section) for cooling the rolled metal strip is divided into a plurality of individual cooling groups. Each cooling group consists of a central supply channel and a sluice, which leads to at least four or more working units (cooling beams) located above or below the metal strip to be cooled. The group placed immediately after the rolling step is preferably provided with a higher flow rate than the group located at the cooling end or immediately before the coiler.
そのような冷却装置は、特開昭５４－５７４１４号公報に記載されている。同様のかつ他の手段は、独国特許出願公開第１０２０１００４９０２０号明細書、国際公開第２０１４／１６７１３８号、特開平０２－２９０９２３号公報、中国特許出願公開第１０３８６１８７９号明細書、中国特許出願公開第１０２３９７８８８号明細書、中国特許出願公開第１０２５１３３８５号明細書及び中国実用新案公告第２０３４１９５２号明細書に開示されている。 Such a cooling device is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-57414. Similar and other means include German Patent Application Publication No. 102010049020, International Publication No. 2014/1671138, Japanese Patent Application Laid-Open No. 02-290923, Chinese Patent Application Publication No. 103861879, Chinese Patent Application Publication No. It is disclosed in the specification of 102397888, the publication of the Chinese patent application No. 102513385, and the specification of the utility model announcement of China No. 20341952.
規定の冷却曲線の設定は、特定の冷却戦略を前提とし、冷却群の個々の作用ユニットに従って、水量の放出は、所定の冷却曲線に達し、プロセスパラメータが変更されるとき（例えば圧延速度又は最終圧延温度の変更）、巻取り中に目標とされる目標温度（巻取り温度）が維持されるように成される。 The setting of the prescribed cooling curve presupposes a specific cooling strategy, and according to the individual working units of the cooling group, when the discharge of water reaches a predetermined cooling curve and the process parameters are changed (eg rolling speed or final). (Change of rolling temperature), the target temperature (winding temperature) is maintained during winding.
そのための前提は、冷却群においてどのような切換状態が生じるのかにかかわらず、正確に設定された、最良の場合には一定の水量が常に個々の作用ユニットから流出することである。 The premise for this is that, regardless of what switching state occurs in the cooling group, an accurately set and, in the best case, a constant amount of water will always flow out of the individual working units.
そのために、以前から知られた第１の手段によれば、冷却群への供給は、冷却剤で満たされた高架容器によって行われ、高架容器によって、固定の予圧が冷却群の供給部に与えられている。個々の作用ユニットの直前に切換水栓が位置し、切換水栓は、各々のユニットから冷却水が金属帯材にかけられるはずであるかそうでないかに応じて、全開又は全閉である。 Therefore, according to the first method previously known, the supply to the cooling group is performed by an elevated container filled with a coolant, and the elevated container provides a fixed preload to the supply section of the cooling group. Has been done. A switching faucet is located immediately in front of the individual working units, and the switching faucet is fully open or fully closed, depending on whether cooling water from each unit should be applied to the metal strip.
この配置構成における欠点は、実際には一定の予圧によって、配管系内の流速に応じて圧力損失がもたらされ、圧力損失によって、切換状態に応じて作用ユニットにおける水流量が低減されることである。このことは、作用ユニットを通る個々の流量が、全群の切換状態に依存するという欠点を伴う。これにより、帯材冷却のための冷却戦略は、不正確にしか機能しない。 The drawback of this arrangement is that a constant preload actually causes a pressure loss depending on the flow velocity in the piping system, and the pressure loss reduces the water flow rate in the working unit depending on the switching state. be. This has the disadvantage that the individual flow rates through the working unit depend on the switching state of the entire group. This causes the cooling strategy for strip cooling to work only inaccurately.
以前から知られた第２の手段によれば、各作用ユニットの手前に流量制御部が配置されることが想定されている。この場合、これにより、予圧に依存せずに所望の量が設定される。 According to the second means previously known, it is assumed that the flow control unit is arranged in front of each action unit. In this case, this sets the desired amount independently of the preload.
ただしこの手段の欠点は、そのために消費されるコストが高く、したがって高い投資が必要であり、さらにそこでは制御技術的なコストが、前述の構成におけるコストよりも著しく高いことである。 However, the disadvantage of this means is that it is costly to consume and therefore requires a high investment, where the cost of control technology is significantly higher than the cost of the aforementioned configuration.
したがって、本発明の根底を成す課題は、冒頭で述べたタイプのラミナ冷却装置を、水の流速及び流量に与える、接続される又は遮断される作用ユニットの数の影響が最小限に維持されるように構成することである。ただしその際、投資コストをできるだけわずかに維持することを考慮しなければならない。 Therefore, the underlying task of the present invention is to minimize the effect of the number of connected or disconnected working units on the flow rate and flow rate of water with the type of lamina cooling device mentioned at the beginning. It is to be configured as follows. However, in doing so, consideration must be given to keeping the investment cost as small as possible.
本発明によるこの課題の解決手段は、中央冷却路内に又はその手前に、体積流量調整弁が配置されていて、体積流量調整弁によって、時間あたりの規定の体積の冷却液が、中央供給路を通って導かれ、体積流量調整弁の設定を、関係式
本発明による手段によって、簡単ではあるが効果的に、作用ユニットに、冷却速度の設定に必要である液量が正確に供給されることが保証される。短い配管区間における圧力損失は、後述の構成に関する特徴を考慮すれば無視することができるので、冷却群の作用ユニットに均一に供給を行うことができる。 The means according to the invention ensure that the working unit is simply but effectively supplied with the exact amount of liquid required to set the cooling rate. Since the pressure loss in the short piping section can be ignored in consideration of the characteristics related to the configuration described later, the working unit of the cooling group can be uniformly supplied.
ラミナ冷却装置は、好適には、冷却されるべき帯材の上に又は下に配置された装置によって、帯材面あたり３０ｍ３／ｍ２ｈから２００ｍ３／ｍ２ｈの体積流量が導かれるように構成されている。 The laminar cooling device is preferably a device placed above or below the strip to be cooled to guide a volumetric flow rate of 30 m 3 / m 2 h to 200 m 3 / m 2 h per strip surface. It is configured as follows.
分配管の横断面積と作用ユニットの横断面積とは、好適には、その比が少なくとも１．０であり、特に好適には、比に関して少なくとも１．５の値が設定されている。 The ratio of the cross-sectional area of the branch pipe to the cross-sectional area of the working unit is preferably at least 1.0, and particularly preferably at least 1.5 is set with respect to the ratio.
冷却されるべき帯材の上方にラミナ冷却装置が配置されるとき、ラミナ冷却装置は、好適には、作用ユニット内の流速に対する分配管内の流速の比が０．６から３．０の範囲にあるように構成されている。 When the lamina cooling device is placed above the strip to be cooled, the lamina cooling device preferably has a ratio of the flow velocity in the minute pipe to the flow velocity in the working unit in the range of 0.6 to 3.0. It is configured to be.
冷却されるべき帯材の下方にラミナ冷却装置が配置されるとき、作用ユニット内の流速に対する分配管内の流速の比は、好適には０．２から１．０の範囲にある。 When the lamina cooling device is placed below the strip to be cooled, the ratio of the flow velocity in the shunt to the flow velocity in the working unit is preferably in the range 0.2 to 1.0.
中央供給路内のレイノルズ数、分配管内のレイノルズ数及び／又は作用ユニット内のレイノルズ数は、好適には２０００から３０００である。この場合、レイノルズ数とは、冷却媒体の密度と流速及び通流される物体の特性長さ（基準長さ）との積を冷却媒体の動粘度で割ったものである。 The Reynolds number in the central supply channel, the Reynolds number in the distribution pipe and / or the Reynolds number in the working unit is preferably 2000 to 3000. In this case, the Reynolds number is the product of the density of the cooling medium, the flow velocity, and the characteristic length (reference length) of the object to be passed, divided by the kinematic viscosity of the cooling medium.
ラミナ冷却装置は、好適には、帯材の上方に配置された作用ユニット内の圧力が０．０５ｂａｒ超に保持されるように構成されている。 The laminar cooling device is preferably configured such that the pressure in the working unit located above the strip is maintained above 0.05 bar.
ラミナ冷却装置は、好適には、帯材の下方に配置された作用ユニット内の圧力が０．０２５ｂａｒ超に保持されるように構成されている。 The laminar cooling device is preferably configured such that the pressure in the working unit located below the strip is maintained above 0.025 bar.
好適には、目標体積流量
各作用ユニットの冷却水量は、自体公知の冷却戦略の設定に従って算定される。全冷却剤所要量は、上述の式に従って、個々の作用ユニット（１からｎ）の冷却水量の合計から得られる。個々の作用ユニットの冷却水量は、個々のユニットにおいて同一であってよい又は異なっていてよい。 The amount of cooling water for each working unit is calculated according to the setting of the cooling strategy known per se. The total coolant requirement is obtained from the sum of the cooling water amounts of the individual working units (1 to n) according to the above equation. The amount of cooling water in each unit of action may be the same or different in each unit.
好適には、少なくとも６つ、特に好適には少なくとも８つの作用ユニットが、１つの冷却群において、帯材の搬送方向に相前後して配置されている。 Preferably, at least six action units, particularly preferably at least eight action units, are arranged one after the other in one cooling group in the transport direction of the strip.
したがって、提案された構想は、各冷却群の手前に、予圧に依存せずに群内の所望の流量を制御する体積流量調整弁を設置することを考慮している。さらに、冷却ビームに対する供給路の直径比（横断面積比）が、特別な方法で選択されている。これにより、群の作用ユニット（どの位置関係にあるのかにかかわらず）の接続又は遮断が、個々の作用ユニットの局所的な流量に全く影響を有しないことが保証される。 Therefore, the proposed concept considers installing a volumetric flow control valve in front of each cooling group to control a desired flow rate within the group independently of preload. Further, the diameter ratio (cross-sectional area ratio) of the supply path to the cooling beam is selected by a special method. This ensures that the connection or disconnection of the acting units of the group (regardless of their positional relationship) has no effect on the local flow rate of the individual acting units.
したがって、好適には、群ごとに制御された冷却区間が設けられていて、冷却区間では、帯材面あたり３０ｍ３／ｍ２ｈから２００ｍ３／ｍ２ｈの特有の作用量が設定されている。この場合、分配管／冷却ビームの横断面積比は、少なくとも１．０、好適には少なくとも１．５である。上方の冷却群の分配管／作用ユニットの速度比は、好適には０．６から３．０であり、下方の冷却群のその速度比は、好適には０．２から１．０である。 Therefore, preferably, a cooling section controlled for each group is provided, and in the cooling section, a peculiar action amount of 30 m 3 / m 2 h to 200 m 3 / m 2 h is set per the strip surface. There is. In this case, the cross-sectional area ratio of the branch pipe / cooling beam is at least 1.0, preferably at least 1.5. The speed ratio of the split pipe / action unit in the upper cooling group is preferably 0.6 to 3.0, and the speed ratio in the lower cooling group is preferably 0.2 to 1.0. ..
上方の作用ユニットの動作圧は、少なくとも０．０５０ｂａｒであり、下方の作用ユニットの動作圧は、少なくとも０．０２５ｂａｒである。 The working pressure of the upper working unit is at least 0.050 bar and the working pressure of the lower working unit is at least 0.025 bar.
提案された手段によって、改善された冷却効果を達成することができる、スラブ又は帯材を冷却するための冷却設備が提供される。 The proposed means provide cooling equipment for cooling slabs or strips that can achieve an improved cooling effect.
冷却剤の流量は、直接に計測されるかつ制御されるので、体積流量の所定の値を正確に保持することができる。そのために、流量範囲を制御するために少なくとも１つの閉ループ制御パスが設けられている。そのために、少なくとも１つの流量計及び少なくとも１つの調整弁が設けられていて、これらは、供給路の対応する位置に配置されている。 Since the flow rate of the coolant is directly measured and controlled, it is possible to accurately maintain a predetermined value of the volume flow rate. Therefore, at least one closed loop control path is provided to control the flow rate range. To that end, at least one flow meter and at least one regulating valve are provided, which are located at corresponding positions in the supply path.
これにより、冷却剤の量及び作用させられる面積を変化させることができる。 Thereby, the amount of the coolant and the area on which it is applied can be changed.
冷却設備及びその冷却能力は、好適には、１つのプロセスモデルに包括される。 The cooling equipment and its cooling capacity are preferably included in one process model.
提案された装置又は対応する方法によって、冷却作用の制御精度及び制御速度に関する改善を達成することができる（例えば「帯材高速化」、構造設定及び帯材の不均一性に関する）。 Improvements in control accuracy and control speed of cooling action can be achieved by the proposed device or corresponding method (eg, regarding "fastening of strips", structural setting and non-uniformity of strips).
図面には、本発明の一実施例が示されている。唯一の図面は、図示されていない帯材の上面を冷却するラミナ冷却装置の１つの冷却群を概略図で示す。 The drawings show an embodiment of the present invention. The only drawing is a schematic representation of one cooling group of laminar cooling devices that cools the top surface of strips (not shown).
実施例では、ラミナ冷却装置１の冷却群は、（図示されていない）帯材の送り方向Ｆに相前後して配置された冷却ビームの形態の５つの作用ユニット４を有する。好適には、６つから８つの作用ユニット４がまとめられて、１つの冷却群が形成される。図示を簡単にするために、図１において、冷却群は省略されている。冷却ビーム４には、多数の冷却ノズル５が備え付けられていて、冷却ノズル５は、冷却剤を上方から（図示されていない）帯材にかける。 In the embodiment, the cooling group of the laminar cooling device 1 has five action units 4 in the form of cooling beams arranged one after the other in the feed direction F of the strip (not shown). Preferably, 6 to 8 action units 4 are grouped together to form one cooling group. For the sake of simplicity, the cooling group is omitted in FIG. The cooling beam 4 is provided with a large number of cooling nozzles 5, which apply the coolant from above (not shown) to the strip.
冷却剤の供給は、中央供給路２を通って行われ、中央供給路２から、分配管３を介して冷却剤が供給される。分配管３から冷却剤が冷却ビーム４に達する。 The coolant is supplied through the central supply path 2, and the coolant is supplied from the central supply path 2 via the branch pipe 3. The coolant reaches the cooling beam 4 from the branch pipe 3.
主に、中央供給路２内に又はその手前に、体積流量調整弁６が配置されていて、体積流量調整弁６によって、時間あたりの規定の体積の冷却液が中央供給路２を通って導かれる。 The volume flow rate adjusting valve 6 is mainly arranged in or in front of the central supply path 2, and the volume flow rate adjusting valve 6 guides a predetermined volume of coolant per hour through the central supply path 2. It will be taken.
中央供給路を通る流量は、流量計測器７によって直接に計測され、計測結果に基づいて制御される。あらゆる流量範囲に対して、それぞれ（少なくとも）１つの閉ループ制御パス８が設けられていて、閉ループ制御パス８において、計測された実際値と目標値とが比較され、場合によっては流量設定のための補正値（Ｋｏｒｒ．）を用いて、調整弁６の設定が変更される。流量に応じて、少なくとも１つの流量計及び／又は１つの調整弁が、別個のラインに装着されている。 The flow rate passing through the central supply path is directly measured by the flow rate measuring instrument 7 and controlled based on the measurement result. Each (at least) one closed - loop control path 8 is provided for every flow rate range, in which the measured actual and target values are compared and in some cases for flow rate setting. The setting of the regulating valve 6 is changed by using the correction value (Korr.). Depending on the flow rate, at least one flow meter and / or one regulating valve are mounted on separate lines.
弁９によって、個々の作用ユニット４．ｎの流量を設定することができ、しかも接続又は遮断することもできる。これにより、冷却速度だけでなく作用面積も変化させることができる。代替的に、弁９は、専ら切換面積を設定するための純粋な切換弁（オン／オフ）として構成することもできる。１つの制御部に包括することによって、個々の作用ユニットの冷却速度及び／又は冷却面積に関する冷却剤所要量の目標値設定の変更を、ネガティブな影響なく補整することができる。 Individual action units by valve 9. The flow rate of n can be set, and can be connected or disconnected. As a result, not only the cooling rate but also the working area can be changed. Alternatively, the valve 9 can also be configured as a pure switching valve (on / off) exclusively for setting the switching area. By including in one control unit, changes in the target value setting of the coolant requirement with respect to the cooling rate and / or the cooling area of the individual working units can be compensated for without negative influence.
この場合、冷却剤量及び作用面積を変化させることができる。制御装置は、背圧（全圧力損失の少なくとも４０％）に対して開度を制御し、ゆえに、全水量の特に４０％から１００％の間で無段階の体積制御された水量供給を可能にする。 In this case, the amount of coolant and the working area can be changed. The control device controls the opening against back pressure (at least 40% of total pressure drop), thus allowing stepless volume controlled water supply, especially between 40% and 100% of total water volume. do.
流量計測によって、所望の切換状態をチェックする又は自動化して監視することができる。 By measuring the flow rate, the desired switching state can be checked or automated and monitored.
付加的に、冷却装置の機能ユニット又は作用ユニットのチェックのための機能性を設けることができる。そのために、動作時、プロセスモデルの範囲内で能動的な反応を可能にすることができる。メンテナンスサイクル中に不具合を確定することができる。 Additionally, functionality for checking the functional or working units of the cooling device can be provided. Therefore, it is possible to enable an active reaction within the range of the process model at the time of operation. Defects can be confirmed during the maintenance cycle.
この場合、完全な水管理を包括することができ、算定されたかつ設定された水量に関してポンプ制御を行うことができる。ゆえに、冷却目的に必要な質量量だけがポンプによって放出される。 In this case, complete water management can be included and pump control can be performed with respect to the calculated and set amount of water. Therefore, only the mass required for cooling purposes is discharged by the pump.
１ ラミナ冷却装置の冷却群
２ 中央供給路
３ 分配管
４ 作用ユニット（冷却ビーム）
４．１ 作用ユニット（冷却ビーム）
４．２ 作用ユニット（冷却ビーム）
４．３ 作用ユニット（冷却ビーム）
４．４ 作用ユニット（冷却ビーム）
４．ｎ 作用ユニット（冷却ビーム）
５ 冷却ノズル
６ 体積流量調整弁
７ 流量計測器
８ 閉ループ制御パス
９ 弁
Ｆ 送り方向
1 Cooling group of laminar cooling device 2 Central supply path 3-minute piping 4 Action unit (cooling beam)
4.1 Action unit (cooling beam)
4.2 Action unit (cooling beam)
4.3 Action unit (cooling beam)
4.4 Action unit (cooling beam)
4. n Action unit (cooling beam)
5 Cooling nozzle 6 Volumetric flow control valve 7 Flow measuring instrument 8 Closed loop control path 9 Valve F Feed direction
Claims (11)
中央供給路（２）であって、中央冷却路（２）を介して冷却液が供給される、中央供給路（２）と、
中央冷却路（２）から冷却液が供給される分配管（３）と、
分配管（３）から冷却液が供給される複数の作用ユニット（４）であって、各作用ユニット（４）には、複数の冷却ノズル（５）が配置されていて、冷却ノズル（５）を介して、冷却液が、帯材にかけられる、作用ユニット（４）と、
を備える、ラミナ冷却装置の冷却群において、
中央冷却路（２）内に又はその手前に、体積流量調整弁（６）が配置されていて、体積流量調整弁（６）によって、時間あたりの規定の体積の冷却液が、中央供給路（２）を通って導かれ、
体積流量調整弁（６）の設定を、関係式
目標体積流量
閉ループ制御パス（８）には、中央供給路（２）を通る流量を計測する流量計測器（７）と比較器とが含まれ、比較器によって、体積流量の計測された実際値と目標値とが比較されることを特徴とする、ラミナ冷却装置用の冷却群。 At least one of the cooling groups is a cooling group for the lamina cooling device (1), which is arranged above and below the strip to be cooled and the coolant is applied to the strip.
The central supply path (2), which is the central supply path (2) and to which the coolant is supplied through the central cooling path (2), and the central supply path (2).
The distribution pipe (3) to which the coolant is supplied from the central cooling passage (2),
A plurality of action units (4) to which cooling liquid is supplied from the branch pipe (3), and each action unit (4) is provided with a plurality of cooling nozzles (5), and the cooling nozzles (5) are arranged. The coolant is applied to the strip through the action unit (4) and
In the cooling group of the Lamina cooling device,
A volume flow rate adjusting valve (6) is arranged in or in front of the central cooling path (2), and the volume flow rate adjusting valve (6) allows the cooling liquid of a specified volume per hour to be supplied to the central supply path (6). Guided through 2)
The setting of the volume flow rate adjusting valve (6) is a relational expression.
Target volume flow rate
The closed- loop control path (8) includes a flow meter (7) and a comparator that measure the flow rate through the central supply path (2), and the actual and target values of the volumetric flow measured by the comparator. A cooling group for a laminar cooling device, characterized by being compared with.
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