KR20180109864A - 연속 유동 냉각 장치 및 금속 스트립 냉각 방법 - Google Patents

연속 유동 냉각 장치 및 금속 스트립 냉각 방법 Download PDF

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베베게베르그베르크-운트발 쯔베르크-마쉬넨바우게엠베하
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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 스트립 부유 냉각기(4)를 갖는 금속 스트립(1), 특히 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조된 금속 스트립을 냉각시키기 위한 연속 유동 냉각 장치(3)에 관한 것으로, 이는 스트립 이송 방향(B)을 따라 분포된 다수의 상부 노즐(5) 및 스트립 이송 방향(B)을 따라 분포된 다수의 하부 노즐(6)을 구비하며, 상부 노즐(5)과 하부 노즐(6) 사이에서 금속 스트립(1)이 부유 방식으로 이송될 수 있고, 프로세스 중에 스트립의 상부 측뿐만 아니라 스트립의 하부 측에도 냉각 공기가 적용되며, 다수의 수냉 냉각 유닛(7)을 구비하고, 이 수냉 냉각 유닛에 의해 금속 스트립(1)에 냉각수가 적용될 수 있다. 이 장치는 수냉 냉각 유닛(7)이 스트립 부유 냉각기(4)에 포함되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

연속 유동 냉각 장치 및 금속 스트립 냉각 방법
본 발명은 금속 스트립, 특히 경금속의 금속 스트립, 예를 들어 알루미늄 스트립을 냉각시키기 위한 연속 유동 냉각 장치에 관한 것으로, 이 연속 유동 냉각 장치는 스트립-이송 방향을 따라 분포된 복수의 상부 (공기) 노즐 및 스트립-이송 방향을 따라 분포된 복수의 하부 (공기) 노즐을 갖는 적어도 하나의 (제1) 스트립-부유 냉각기를 가지고, 상부 노즐과 하부 노즐 사이에서 금속 스트립이 부유(따라서 비접촉) 방식으로 이송될 수 있고, 스트립의 상부면과 스트립의 하부면 모두에 냉각 공기가 공급될 수 있으며, 금속 스트립에 냉각수를 분사할 수 있는 복수의 수냉 냉각기가 설치되어 있다. 스트립-이송 방향은 노의 길이방향에 대응한다. 이는 (실질적으로) 수평이다.
본 발명과 관련하여, "금속 스트립"은 바람직하게는 경금속 또는 경금속 합금, 특히 바람직하게는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 금속 스트립을 의미한다. 제조 중에, 금속 스트립은 일반적으로 야금 목적을 위해 열처리된다. 예를 들어, 알루미늄 합금으로 이루어진 금속 스트립이 스트립 특성 또는 재료 특성, 특히 강도 및 변형성/소성을 최적화하기 위해 냉간 압연 후에 열처리되는 것이 일반적이다. 예를 들어, 강도의 증가는 일반적으로 알루미늄 합금에서 고용화 어닐링에 의한 석출 경화에 의해 달성된다. 이를 위해, 금속 스트립(예를 들어, 알루미늄 스트립)은 노, 예를 들어 스트립-부유 노를 통과한다. 합금 유형에 따라, 알루미늄 합금의 고용화 어닐링 중 온도는 일반적으로 400 ℃와 600 ℃ 사이의 온도 범위이다. 합금 원소는 알루미늄 매트릭스에 균일하게 용해되어 균일한 고용체를 생성한다. 따라서, 본 발명은 특히 바람직하게는, 특히 자동차 용례, 구체적으로 자동차 패널 제조용 석출 경화성 알루미늄 합금 스트립의 처리에 관한 것이다.
이러한 열처리 후에는 냉각이 필요하다. 이 냉각은 합금 원소의 균일한 분포가 말하자면 "동결(frozen in)"되기 때문에 "켄칭(quenching)"이라고도 한다.
종래의 스트립-부유 냉각기에서, 공기를 사용하여 냉각을 수행하는 것이 잘 알려져 있다. 그러나, 냉각 속도는 일반적으로 공기를 사용하는 경우 냉각/켄칭을 위해 충분히 빠르지 못하기 때문에, 실제로는 물을 사용하여 냉각을 수행("수냉 켄칭")하는 것이 바람직하다. 이는 실질적으로 더 높은 냉각 속도를 달성할 수 있게 한다. 그 배경 이유는 켄칭 중에 시간 온도 곡선의 임계 온도 범위가 "우회(bypass)"되어야 한다는 것이다. 이러한 상황에서, 과거에는 실제로 냉각은 켄칭에 의해 가능한 급속하게 수행되어야 한다고 추정되어 왔다.
그러나 급속 냉각의 한 가지 문제점은 냉각 중에 스트립이 수축되어 불량품이 생성된다는 사실이다. 실제로, 열처리 후, 그리고, 냉각 후, 어쨌든 예를 들어 밴드 스트레이트닝(straightchening)으로 금속 스트립을 곧게 펴는 것이 일반적이기 때문에 이는 일반적으로 수용되어 왔다.
예를 들어, DE 100 46 273은 열처리 후 급속 냉각 동안의 수축 문제를 다룬다. 급속 냉각 후에 스트립-이송 방향으로의 스트립의 변형은 원호와 유사한 단면 형상을 갖는 스트립의 강제 유도에 의해 감소된다.
DE 31 29 254 [GB 2,103,251]는 표면에 대해 기울어지도록 배열되고 표면에서 기체/액체 혼합물의 스트림을 유도하는 슬롯 노즐을 갖는 금속 스트립을 냉각시키기 위한 장치를 설명한다.
EP 0 343 103[US 4,934,445]은 또한 스트립의 표면 상에 미스트의 형태로 가스/액체 혼합물을 분사함으로써 금속 스트립을 냉각시키는 방법을 설명한다.
유사하게, EP 0 695 590[US 5,640,872]은 물 노즐에 추가하여 워터 제트 상에 주기적인 와이퍼-유사 운동을 가하는 공기 노즐이 제공되는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 열간 압연 판 또는 스트립을 냉각하는 방법을 설명한다.
EP 1 485 509는 워터 제트가 주로 스트립 또는 판의 하부 표면에 적용되는 금속의 스트립 또는 판을 급속 냉각시키는 방법을 설명한다.
EP 0 949 348은 액체 형태의 150 ℃ 이하의 비등점을 갖는 가스 또는 가스 혼합물 형태의 냉각 매체, 예를 들어, 액체 질소를 사용하는 방법을 설명한다. 액체 가스로 냉각한 직후, 스트립 또는 프로파일은 후속 단계에서 물 또는 공기로 더 냉각될 수 있다.
마지막으로, 압출 프로파일의 처리와 관련하여, 한편으로는 공기 노즐을, 그리고, 다른 한편으로는 물 공급 노즐을 냉각기 내에서 교대로 제공하는 것으로 알려져있다(EP 0 942 792 [US 6,216,485] 및 EP 0 541 630 [US 5,327,763] 참조). 연속적인 통과 동안의 금속 스트립, 특히 알루미늄 스트립의 처리는 그러한 고려 사항에 의해 영향을 받지 않는다.
본 발명의 목적은 최적의 방식으로 금속 스트립, 특히 알루미늄 합금의 스트립을 냉각시킬 수 있고 뛰어난 스트립 특성을 생성할 수 있는 간단한 구조를 갖는 연속 유동 냉각 장치를 제공하는 것이다.
이 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 처음에 설명된 유형의 일반적인 연속 유동 냉각 장치에서 수냉 냉각기가 스트립-부유 냉각기에 포함되는 것을 교시한다.
본 발명은 열처리에 의해 성취된 특성을 최적으로 "동결"시키기 위해 가능한한 급속하게 금속 스트립(예를 들어, 알루미늄 스트립)을 냉각하는 것이 편리하지만, 동시에, 또한 과도한 급속 냉각은 스트립의 수축으로 인한 결함을 줄이기 위해 피해야 한다는 고찰로부터 관련하여 진행된다. 이러한 결함이 원론적으로 후속하는 스트레이트닝 프로세스에서 제거될 수 있다고 하더라도, 본 발명과 관련하여, 최적의 스트립 특성을 달성하기 위해서는, 후속 스트레이트닝 프로세스 동안 스트립의 영향을 최소화하기 위해 결함이 최소로 유지되어야 한다는 것이 인식되었다. 이러한 배경에 대해, 본 발명과 관련하여 가능한 한 급속하게 이루어지는 것이 아니라, 열처리의 이점을 보존하고 특히 석출 에러의 형성을 감소시키기 위해 필요한 만큼만 급속하게, 그리고, 동시에, 가능한 느리게 이루어지는 냉각이 달성된다. 이를 달성하기 위해, 본 발명은 실제로 빈번히 관측되는 매우 과도한 냉각 곡선(시간 온도 다이어그램에서)을 피하고, 대신, 누진 냉각 곡선 또는 선형 냉각 곡선을 채택한다. 이를 달성하기 위해 사용된 기술 장비는 수냉 냉각기를 스트립-부유 냉각기에 포함하여 물/공기 복합 냉각을 구현한다는 점에서 특징이 있다. 출발점으로 스트립-부유 냉각기의 기본 구성을 사용하여 이러한 장치를 제조하는 것은 기술적으로 매우 간단하다. 이와 같은 본질적으로 공지된 스트립-부유 냉각기에서, 수냉 냉각기는 또한 매우 간단한 구조일 수 있고 일체형이다. 이러한 방식으로 "연성 켄칭(soft quenching)"이 이루어지면서, 또한, 매우 양호한 조정 가능성이 가능해지고 따라서 프로세스에 대한, 그리고, 특히, 다양한 스트립의 처리에 대한 양호한 적응 가능성이 가능해진다.
구성에 관하여, 기본 원리로서 기지의 구성을 갖는 스트립-부유 노 및 냉각기를 사용하는 것이 가능하다. 이러한 장치는 스트립-이송 방향을 따라 간격을 두고 배치되어 상부 노즐 사이에 중간 공간이 형성되는 복수의 상부 노즐을 갖는다. 마찬가지로, 복수의 하부 노즐이 제공되며, 이 복수의 하부 노즐은 스트립-이송 방향으로 서로 이격되어 배치되어, 하부 노즐 사이에도 복수의 중간 공간이 형성된다. 본 발명에 따르면, 하부 중간 공간 및/또는 상부 중간 공간에 수냉 냉각기를 제공함으로써 복수의 수냉 냉각기가 스트립-부유 냉각기에 포함될 수 있다. 복수의 수냉 냉각기가 이와 같이 스트립-부유 냉각기에 포함되고, 스트립-이송 방향으로 각각 번갈아가며 순차 배열된, 그리고, 따라서, 서로 인접하는 하부 노즐들(또는 대안적으로 상부 노즐 또한) 사이의 복수의 중간 공간에 적어도 하나의 수냉 냉각기가 제공된다.
본 발명에 따르면, 수냉 냉각기가 이러한 방식으로 스트립-부유 냉각기에 포함되어 어쨌든 존재하는 노즐 사이의 중간 공간이 최적으로 이용될 수 있기 때문에 매우 컴팩트한 구조가 달성된다. 또한, 이러한 방식으로 금속 스트립의 과도한 급속 냉각이 방지될 수 있으며, 그 이유는 냉각이 말하자면 냉각수의 도움으로 점진적으로 수행되고, 공기 냉각과 중첩되기 때문이다. 이는 최적의 조정 옵션을 도출한다.
동시에, 스트립-부유 냉각기의 복수의 노즐이 냉각 공기에 의한 냉각의 목적뿐만 아니라 무결함 스톡(stock) 유도를 위해서도 기능하기 때문에 무결함 스톡 유도가 보장된다.
원론적으로, 공기는 스트립-부유 냉각기 및 스트립-부유 노에서 고유한 관행과 마찬가지로 위와 아래 모두에 적용된다. 그러나, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 수냉 냉각은 "아래에서"만 수행되며, 즉 스트립의 하부면에만 물을 적용하도록, 수냉 냉각기는 하부 노즐 근처, 그리고, 따라서, 스트립 아래의 하부 중간 공간에만 제공된다. 이 실시예는 물의 적절한 유출이 보장되고 스트립의 상부면 상의 물 고임(pooling)이 방지될 수 있는 이점을 제공한다. 그러나, 원론적으로는, 대안적으로 또는 추가적으로 물을 상부면에 적용하는 것도 본 발명의 범주 내에 있으며, 그래서, 수냉 냉각기는 대안적으로 또는 추가적으로 상부 중간 공간에 제공될 수도 있다.
전술한 바와 같이, 스트립-부유 냉각기를 설계함에 있어서, 공기 노즐을 사용하는 본질적으로 기지된 구조를 이용할 수 있다. 예를 들어, 상부 노즐은 하부 노즐에 대해 오프셋되도록 스트립-이송 방향으로 이격되어, 금속 스트립을 시누소이드형 또는 웨이브형 방식으로 부유시킨다. 이 경우, 수냉 냉각기는 노의 측면에서 보았을 때 예를 들어 공기 노즐의 반대편에 정렬되도록 배치된다. 수냉 냉각기가 따라서 하부 공기 노즐 사이의 스트립 아래에 있게 되는 한, 수냉 냉각기는 대향하는(상부) 노즐과 정렬되도록 배치되게 된다. 시누소이드형 스톡 유도를 갖는 이러한 실시예는 스트립이 최적으로 유도되고 지지된다는 이점을 갖는다. 더욱이, 상부 및 하부 공기 노즐의 오프셋 배열 및 따라서 수냉 냉각기에 대한 상부 노즐의 정렬된 배열은 공기의 적용이 하부로부터 투사된 물이 스트립의 에지를 도과하여 스트립 표면 상으로 넘어오는 것을 방지한다는 이점을 제공한다.
그러나, 대안적으로, 측부에서 보았을 때 상부 노즐이 서로 상하로 한 쌍으로 서로 정렬되어 스트립이 시누소이드형 방식으로 부유되지 않도록 하는 것도 본 발명의 범위 내에 속한다. 이러한 실시예에서, 정렬된 상부 노즐에 부가하여, 하부 공기 노즐에 대해 오프셋되고 따라서 수냉 냉각기와 정렬되는 이들 사이의 추가 공기 노즐을 제공하는 것이 선택적으로 유리할 수 있다. 기본적으로 시누소이드형 스톡 유도가 이루어지는 상태에서, 수냉 냉각기 위의 공기의 추가 적용은 또한 물이 아래로부터 스트립의 에지를 도과하여 스트립의 상부면으로 이동하는 것을 방지한다.
수냉 냉각기 자체는 본질적으로 기지된 방식으로 구성 및 설치될 수 있다. 이들은 각각 스트립-이송 방향으로 이격되고 스트립의 전체 폭에 걸쳐 스트립-이송 방향을 횡단하여 연장하는 하나 이상의 물 노즐 및/또는 물 노즐 열을 가질 수 있다.
스트립-부유 냉각기 내의 물 노즐과 공기 노즐의 조합이 본 발명의 초점이지만, 선택적으로 스트립-부유 냉각기의 상류에 적어도 하나의 수냉 냉각기를 제공하는 것도 본 발명의 범위 내에 속한다. 따라서 금속 스트립은 열처리를 거쳐 예를 들어 스트립-부유 노로부터 빠져나온 후 통상적인 수냉 냉각기, 그리고, 따라서 종래의 수냉 켄칭을 먼저 통과하며, 그 후에만, 포함된 수냉 냉각기를 갖는 본 발명에 따른 스트립-부유 냉각기로 들어갈 수 있다. 이러한 방식으로, 시스템 전체가 매우 가변적인 방법으로 작동될 수 있다. 예를 들어, 수냉 냉각의 도움으로 통상적인 방식으로 열처리한 후 금속 스트립을 매우 신속하게 냉각시킬 수 있다. 그러나, 대안적으로, 선택적으로 제공되는 수냉 냉각 또한 비사용 상태로 전환될 수 있으므로, 본 발명에 따른 "연성 켄칭"은 물/공기 복합 냉각 내에서 사용된다.
본 발명은 또한 전술한 유형의 연속 유동 냉각 장치에서 금속 스트립, 특히 알루미늄 스트립을 냉각시키는 방법에 관한 것이다. 금속 스트립은 노의 길이방향에 대응하는 (실질적으로 수평인) 스트립-이송 방향으로 인장하에 스트립-부유 냉각기를 통과한다. 이렇게 하면 연속 통과 중의 연속적 처리를 보증할 수 있다. 금속 스트립은 상부 노즐과 하부 노즐 사이에서 부유식으로, 따라서, 비접촉 방식으로 이송되고, 냉각 공기는 스트립의 상부면과 스트립의 하부면 모두에 적용된다. 냉각수가 마찬가지로 금속 스트립에 적용된다. 본 발명에 따르면, 냉각수는 스트립-부유 냉각기에 포함된 복수의 수냉 냉각기에 의해 스트립-부유 냉각기 내의 금속 스트립에 적용된다.
바람직한 실시예에서, 물은 수냉 냉각기로 스트립-부유 냉각기 내의 금속 스트립에 적용되고, 수냉 냉각기는 스트립-이송 방향으로 바로 연속되는(그리고, 따라서, 서로 인접하는) 두 개의 각각의 상부 노즐 또는 하부 노즐 사이의 복수의 중간 공간에 제공된다. 본 발명에 따르면, 열처리에 의해 달성된 스트립의 특성을 "동결"시키기 위해 비교적 급속한 냉각을 달성하는 최적의 냉각 속도가 설정될 수 있다. 한편, 냉각 중에 스트립의 수축 동안 발생할 수 있는 결함을 최소화하기 위해 과도하게 급속한 냉각이 회피된다. 바람직하게는, 본 발명은 각각의 중간 공간에 제공된 수냉 냉각기에 의해 100K 이하, 예를 들어 75K 이하, 바람직하게는 50K 이하의 온도 차이까지 2개의 인접한 하부 노즐 또는 상부 노즐 사이에서 금속 스트립이 냉각되는 것을 제안한다.
본 발명의 목적은 또한 금속 스트립, 특히 알루미늄 스트립의 열처리 시스템이며, 이는 적어도 하나의 처리 장치, 예를 들어 노, 특히 스트립-부유 노, 및 전술한 유형의 적어도 하나의 연속 유동 냉각 장치를 구비한다. 본 발명에 따른 연속 유동 냉각 장치는 열처리를 위한 처리 노의 작업 방향, 따라서, 스트립-이송 방향 하류에 있다. 따라서, 본 발명에 따른 연속 유동 냉각 장치는 또한 스트립-부유 노와 조합하여, 따라서 열처리 시스템 내에서 보호된다. 동시에, 추가 스트립-부유 냉각기가 한편으로는 공기 냉각 및 다른 한편으로는 수냉 냉각으로 작동하는 전술한 연속 유동 냉각 장치의 하류에 제공되는 것이 편리하며, 이 스트립-부유 냉각기는 바람직하게는 수냉 냉각 없이 그리고 따라서 종래의 설계로 구현된다. 설명한 바와 같이, 연속 유동 냉각 장치가 연결되는 처리 장치는 스트립을 가열하기 위한 처리 노일 수 있다. 그러나, 본 발명은 또한 연속 유동 냉각 장치와 다른 처리 장치의 조합을 포함한다. 예를 들어, 본 발명에 따른 연속 유동 냉각 장치는 또한 (열간) 압연기(roller mill)나 (핫) 롤 스탠드 또는 심지어 금속 스트립이 통과하거나 금속 스트립이 가열되는 다른 처리 스테이션의 하류에 있을 수 있다 .
마지막으로, 본 발명은 또한 전술한 유형의 시스템에서 금속 스트립을 열처리하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 금속 스트립을 처리 노에서 먼저 가열한 후 연속 유동 냉각 장치 및 선택적으로 추가 스트립-부유 냉각기에서 냉각시키는 것을 특징으로 한다. 이 방법에 관해서도 마찬가지로, 금속 스트립은 처리 노를 통과하지 않고, 예를 들어 압연기/롤 스탠드 등과 같은 다른 처리 장치를 통해 통과할 수 있다.
본 발명은 단지 하나의 실시예를 도시하는 개략도를 참조하여 아래에서 더 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 연속 유동 냉각 장치로 알루미늄 스트립을 열처리하기 위한 본 발명에 따른 시스템을 도시한다.
도 2는 연속 유동 냉각 장치의 부근에서의 도 1의 확대 상세도이다.
도 3은 본 발명에 따른 연속 유동 냉각 장치의 변형된 실시예를 도시한다.
도 4는 도 3의 실시예의 변형예를 도시한다.
도면은 바람직하게는 알루미늄 스트립인 금속 스트립(1)을 열처리하기 위한 시스템을 도시한다. 이 시스템은 스트립-부유 노인, 내부에서 금속 스트립이 열처리되는 처리 노(2)를 갖는다. 이는 고용화 어닐링 등을 수반할 수 있다.
또한, 시스템은 스트립-부유 노(2)의 스트립-이송 방향(B)으로 하류에 있는 연속 유동 냉각 장치(3)를 갖는다. 본 발명에 따른 연속 유동 냉각 장치(3)는 스트립-이송 방향을 따라 분포된 복수의 상부 노즐(5)과 역시 스트립-이송 방향을 따라 분포된 복수의 하부 노즐(6)을 갖는 스트립-부유 냉각기(4)를 갖는다. 금속 스트립(1)은 상부 노즐(5)과 하부 노즐(6) 사이에서 부유 및 비접촉 방식으로 이송된다. 냉각 공기는 스트립의 상부면과 스트립의 하부면 모두에 적용된다. 또한, 연속 유동 냉각 장치(3)는 물을 금속 스트립(1)에 적용하는 복수의 수냉 냉각기(7)를 갖는다.
본 발명에 따르면, 이들 수냉 냉각기(7)는 스트립-부유 냉각기(4)에 포함된다. 개별 상부 노즐(5)과 개별 하부 노즐(6) 사이의 스트립-부유 냉각기(4) 내에 상부 중간 공간(5a)과 하부 중간 공간(6a)이 형성되고, 이들 중간 공간(5a, 6a) 각각은 스트립-이송 방향(B)으로 바로 연속하여, 따라서, 서로 인접하게 배열된 2개의 상부 노즐(5a) 또는 2개의 하부 노즐(6) 사이에 각각 제공된다. 도시된 실시예에서, 수냉 냉각기(7)는 복수의 하부 중간 공간(6a), 바람직하게는 스트립-부유 냉각기(4) 내에 형성된 모든 중간 공간(6a)에 제공된다. 이들 수냉 냉각기(7) 각각은 스트립-이송 방향(B)으로 연속적으로 배열되고 스트립-이송 방향(B)을 가로질러 스트립의 전체 폭에 걸쳐 연장되는 하나 이상의 물 노즐 및/또는 물 노즐(8)의 열을 갖는다.
본 실시예에서, 스트립-부유 냉각기는 복수의 일체화된 상부 노즐(5)을 각각 갖는 복수의 상부 노즐 박스(9)와, 복수의 일체화된 하부 노즐(6)을 각각 갖는 복수의 하부 노즐 박스(10)를 갖는다. 따라서, 본 발명에 따라 제공된 수냉 냉각기는 하부 노즐 박스(10)의 부근, 특히 각각의 노즐 박스의 개별 하부 노즐 사이, 그리고, 또한 2개의 연속하는 하부 노즐 박스(10) 사이에 있다.
하나 또는 2개의 노즐 박스의 수직 위치를 조정함으로써 상부 노즐(5) 및 하부 노즐(6) 사이의 간격, 그리고, 따라서, 수직 간격이 조정될 수 있도록 그 수직 위치가 조정될 수 있게 상부 노즐 박스(9) 및/또는 하부 노즐 박스(10)가 매달려지는 것이 가능하다. 이 목적을 위해 엑츄에이터 등(보다 상세히 도시되지 않음)이 제공될 수 있다.
또한, 도 1 및 도 2는 상부 노즐(5)이 하부 노즐(6)에 대해 오프셋되도록 스트립-이송 방향(B)을 따라 이격되어 있고 금속 스트립(1)이 시누소이드형 또는 웨이브형 방식으로 부유되게 되는 제1 실시예의 본 발명에 따른 연속 유동 냉각 장치를 도시한다. 따라서, 본 실시예에서는, 측면에서 보았을 때 대향하는 상부 노즐(5)의 아래에 수냉 냉각기(7)가 정렬된다.
대조적으로, 도 3은 한편의 상부 노즐(5)과 다른 한편의 하부 노즐(6)이 서로 쌍으로 배열되어 스트립이 시누소이드형 또는 웨이브형 방식으로 부유되게 되지 않는 본 발명에 따른 연속 유동 냉각 장치의 변형된 실시예를 도시한다. 그러나, 이 실시예에서도 본 발명에 필수적인 수냉 냉각기(7)는 중간 공간에 제공되고 따라서 역시 스트립-부유 냉각기(4)에 포함된다.
도 4는 본 발명에 따른 연속 유동 냉각 장치의 대안 실시예를 도시한다. 엇갈려 배치된 상부 노즐(5')과 하부 노즐(6)을 갖는 도 3에 따른 실시예로부터 시작하여, 상부 노즐(5) 사이에 추가 상부 노즐(5')이 제공된다. 따라서, 이들 추가 공기 노즐(5')은 수냉 냉각기(7) 위에 정렬된다. 도 4에 따른 실시예는, 따라서, 말하자면 도 2 및 도 3에 따른 실시예들의 조합을 나타낸다. 수냉 냉각기(7) 위에 정렬된 공기 노즐(5')은 스트립의 하부면에 적용되는 임의의 물이 스트립의 에지 위로 그리고 스트립 상부면 상으로 이동하는 것을 방지한다.
추가적인 (상부) 노즐(5')은 또한 대응하는 (상부) 노즐 박스(9)에 연결되고 및/또는 그에 포함될 수 있다. 그러나, 대안적으로, 별도로 구현된 추가적인 노즐(5')이 또한 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 스트립-부유 냉각기(4)는 스트립-부유 노(2)에서 미리 열처리된 금속 스트립(1)이 최적의 방식으로 냉각될 수 있게 한다. 냉각 속도는 열처리 중에 달성된 야금학적 특성을 동결시키기에 충분한 속도로 조합된 공기 및 수냉 냉각에 의해 조절될 수 있다. 그러나, 지나치게 급속한 냉각 속도가 방지될 수 있어서, 스트립의 냉각 중에 생성된 결함이 허용 가능한 범위 내에 유지된다. 최적의 가변적 조정 옵션이 존재하여, 냉각 프로세스가 원하는 상황에 최적으로 적응될 수 있다는 점에서 특히 유리하다.
여기서, 매우 간단한 구조가 전체적으로 사용되며, 공기 노즐은 종래의 공기 노즐이고, 수냉 냉각기는 통상적 워터 제트 노즐을 가지며, 그래서, 종래 기술에서 사용되는 "조합된" 물/공기 및 분무 노즐이 생략된다.
또한 도 1에서, 알루미늄 스트립을 열처리하기 위한 시스템은 또한 수냉 냉각 없이 통상적인 방식으로 작동하고 스트립-부유 냉각기(3)의 스트립-이송 방향(B)으로 하류에 있는 추가 스트립-부유 냉각기(11)를 또한 갖는 것을 볼 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 조합된 수냉 및 공기 냉각에 따르면, 종래의 스트립-부유 냉각기(11)의 도움으로 추가적인 냉각이 이루어진다.
또한, 도 2에서, 노(2)의 하류의 연속 유동 냉각 장치는 취입 측의 스트립-부유 냉각기(2)의 상류에 추가적인 수냉 냉각기(12)를 또한 가질 수 있다. 따라서, 소위 "경성 켄칭(hard quenching)" 메커니즘이 취입부에서 이용 가능하며, 통상적인 매우 급속한 수냉 냉각 또한 필요에 따라 선택적으로 사용될 수 있다. 따라서, 예시된 시스템은 높은 수준의 유연성 및 가변성을 특징으로 한다.
비록 도면들이 본 발명에 따른 연속 유동 냉각 장치(3)가 스트립-부유 노(2)의 하류에 있고 따라서 온도 제어 유닛으로부터 하류에 있는 실시예를 나타내지만, 본 발명은 또한 연속 유동 냉각 장치(3)가 가열된 상태로 스트립이 통과 이송되는 또는 스트립이 가열되는 다른 유형의 처리 장치의 하류에 있는 실시예를 포함한다. 어느 경우이든, 스트립은 가열된 상태에서 스트립 처리 장치로부터 나와 연속 유동 냉각 장치(3)로 들어간다.

Claims (15)

  1. 금속 스트립(1), 특히 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 금속 스트립을 냉각시키기 위한 연속 유동 냉각 장치(3)로서,
    스트립-이송 방향(B)을 따라 분포된 복수의 상부 노즐(5)과, 스트립-이송 방향(B)을 따라 분포된 복수의 하부 노즐(6)을 갖는 적어도 하나의 스트립-부유 냉각기(4)로서, 상부 노즐(5)과 하부 노즐(6) 사이에서 금속 스트립(1)이 부유 방식으로 이송될 수 있고, 스트립의 상부면과 스트립의 하부면 모두에 냉각 공기가 적용될 수 있는 것인 적어도 하나의 스트립-부유 냉각기(4), 및
    냉각수를 금속 스트립(1)에 적용할 수 있는 복수의 수냉 냉각기(7)를 포함하는 연속 유동 냉각 장치에 있어서,
    수냉 냉각기(7)가 스트립-부유 냉각기(4)에 포함되는 것을 특징으로 하는 연속 유동 냉각 장치.
  2. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 수냉 냉각기(7)는 스트립-이송 방향(B)으로 서로 바로 이어지는 2개의 각각의 하부 노즐(6) 또는 상부 노즐(5) 사이의 복수의 중간 공간(6a) 각각에 제공되는 것을 특징으로 하는 연속 유동 냉각 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 수냉 냉각기(7)는 스트립의 하부면에만 물을 적용하기 위해 스트립 아래의 하부 노즐(6) 사이에만 제공되는 것을 특징으로 하는 연속 유동 냉각 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 스트립-부유 냉각기(4)는 복수의 연결되거나 일체화된 상부 노즐(5)을 각각 갖는 하나 이상의 상부 노즐 박스(9)와, 복수의 연결되거나 일체화된 하부 노즐(6)을 각각 갖는 하나 이상의 하부 노즐 박스(10)를 구비하고, 수냉 냉각기(7)는 하부 노즐 박스(10) 부근 또는 상부 노즐 박스(9) 부근 및/또는 두 개의 연속하는 노즐 박스(9, 10)의 노즐 사이에 제공되는 것을 특징으로 하는 연속 유동 냉각 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 금속 스트립이 시누소이드형 또는 웨이브형 방식으로 부유되도록 하기 위해, 상부 노즐(5)이 하부 노즐(6)에 대해 오프셋되도록 스트립-이송 방향(B)을 따라 제공되는 것을 특징으로 하는 연속 유동 냉각 장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상부 노즐(5)과 하부 노즐(6)은 측면에서 보았을 때에 상하로 각각의 쌍으로 정렬되도록 제공되는 것을 특징으로 하는 연속 유동 냉각 장치.
  7. 제6항에 있어서, 정렬된 상부 노즐(5)에 추가하여, 하부 공기 노즐(6)에 대해 오프셋되도록 그리고 이에 따라 수냉 냉각기(7)와 정렬되도록 추가 공기 노즐(5')이 제공되는 것을 특징으로 하는 연속 유동 냉각 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 수냉 냉각기(7) 각각은 스트립-이송 방향(B)으로 연속적으로 마련되고 스트립의 폭을 따라 스트립-이송 방향(B)을 가로질러 연장하는 하나 이상의 물 노즐 또는 물 노즐(8)의 열을 갖는 것을 특징으로 하는 연속 유동 냉각 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 선택적으로 사용 가능한 수냉 냉각기(12)는 스트립-부유 냉각기(4)의 상류에 있는 것을 특징으로 하는 연속 유동 냉각 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 연속 유동 냉각 장치(3)에서 금속 스트립(1), 특히 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 금속 스트립을 냉각하는 금속 스트립 냉각 방법으로서,
    금속 스트립(1)은 실질적으로 수평한 스트립-이송 방향(B)을 따라 길이방향 장력 하에 스트립-부유 냉각기(4)를 통과하고,
    금속 스트립(1)은 상부 노즐(5)과 하부 노즐(6) 사이에서 부유 방식으로 이송되고, 냉각 공기는 스트립의 상부면과 스트립의 하부면 모두에 적용되고,
    냉각수가 금속 스트립(1)에 적용될 수 있는 금속 스트립 냉각 방법에 있어서,
    스트립-부유 냉각기(4)에 포함된 복수의 수냉 냉각기(7)에 의해 스트립-부유 냉각기(4) 내의 금속 스트립(1)에 냉각수가 적용되는 것을 특징으로 하는 금속 스트립 냉각 방법.
  11. 제10항에 있어서, 스트립-이송 방향(B)으로 서로 바로 연속되는 2개의 각각의 상부 노즐(5) 또는 하부 노즐(6) 사이의 복수의 중간 공간에 제공된 수냉 냉각기(7)에 의해 스트립-부유 냉각기(4)에서 금속 스트립(1)에 물이 적용되는 것을 특징으로 하는 금속 스트립 냉각 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 금속 스트립(1)은 각각의 중간 공간에 제공된 수냉 냉각기에 의해 2개의 인접한 하부 노즐(6) 또는 상부 노즐(5) 사이에서 100K 이하, 예를 들어 75K 이하, 바람직하게는 50K 이하의 온도 차이까지 냉각되는 것을 특징으로 하는 금속 스트립 냉각 방법.
  13. 금속 스트립(1), 특히 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 금속 스트립을 열처리하는 열처리 시스템으로서,
    금속 스트립이 가열되거나 가열된 금속 스트립이 통과하는 적어도 하나의 처리 장치, 예를 들어 처리 노(2), 압연기/롤 스탠드 등, 및
    처리 장치(2)의 하류에 배치된, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 적어도 하나의 연속 유동 냉각 장치(3)를 포함하는 열처리 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 수냉 냉각이 없는 추가 스트립-부유 냉각기(11)가 연속 유동 냉각 장치(3)의 하류에 있는 것을 특징으로 하는 열처리 시스템.
  15. 제12항 또는 제13항에 기재된 시스템에서 금속 스트립, 특히 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 금속 스트립을 열처리하는 방법에 있어서, 금속 스트립(1)은 먼저 처리 장치를 통과, 예를 들어, 처리 노(2)에서 가열되고, 후속하여, 연속 유동 냉각 장치(3) 및 선택적으로 추가 스트립-부유 냉각기(11)에서 냉각되는 것을 특징으로 하는 금속 스트립 열처리 방법.
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