RU2584371C2

RU2584371C2 - Устройство для направления потока для охлаждения валка или металлической полосы

Info

Publication number: RU2584371C2
Application number: RU2014135530/02A
Authority: RU
Inventors: Маттиас КИППИНГ; Йоханнес АЛЬКЕН; Ральф ЗАЙДЕЛЬ
Original assignee: Смс Зимаг Аг
Priority date: 2012-02-02
Filing date: 2013-01-31
Publication date: 2016-05-20
Also published as: US20150020564A1; CN104203441B; WO2013113775A1; CN104203441A; EP2809460B1; KR101632898B1; RU2014135530A; DE102012201496A1; US9440271B2; KR20140112087A; JP2015509050A; JP5780572B2; EP2809460A1

Abstract

Изобретение относится к области прокатки. Устройство (1) для направления потока охлаждающей среды в устройстве для охлаждения валка и металлической полосы включает полое тело (3), которое проходит, по меньшей мере, по части ширины валка или металлической полосы, а также трубу (5), которая расположена в полом теле (3) и проходит в направлении (B) ширины валка или металлической полосы. Повышение эффективности охлаждения посредством создания благоприятного потока охлаждающей среды обеспечивается за счет того, что полое тело (3) разделено в направлении (B) ширины валка или металлической полосы на несколько камер, и труба (5) включает в себя отверстия (9) для введения охлаждающей среды в камеры полого тела (3), а камеры в каждом случае включают в себя отверстие для выведения охлаждающей среды из полого тела (3). Камеры включают образованный между внутренней стенкой полого тела (3) и трубой (5) канал (12) для проведения охлаждающей среды от отверстий (9) трубы (5) до отверстия для выведения охлаждающей среды из полого тела (3), причем поперечное сечение потока канала (12) сужается, по меньшей мере, на своем находящемся вниз по течению потока конце. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Область изобретения

Данное изобретение относится к устройству для направления потока для охлаждения валка или металлической полосы или к направляющему поток устройству. Кроме того, данное изобретение относится к устройству для охлаждения валка или металлической полосы.

Уровень техники

Из уровня техники известны многочисленные охлаждающие устройства для охлаждения валков, металлических полос или листов, причем для охлаждения используются, например, воздух, масляные эмульсии или вода.

В некоторых случаях охлаждающую среду наносят через выходные отверстия для охлаждающей среды на охлаждаемый валок или охлаждаемую полосу просто в больших количествах. Среди прочего недостатком при этом является большое количество использованного охлаждающего вещества, которое либо пропадает для дальнейших процессов, либо должно возвращаться, что требует больших затрат и возможно обработки. Дальнейший недостаток заключается в низкой скорости передачи тепла на единицу объема подаваемого охлаждающего вещества. Контролируемое охлаждение и охлаждение с различной интенсивностью в направлении ширины валка или полосы также невозможны при помощи многих известных устройств.

Другие известные устройства включают в себя распыляющие балки, которые проходят по ширине полосы или валка. Зачастую такие распыляющие балки включают в себя заполняемое охлаждающей водой полое тело, которое вдоль направления ширины включает в себя выходные отверстия, из которых охлаждающая вода может поступать на полосу.

Например, JP 11057837 A раскрывает охлаждающее устройство, в котором вода может направляться из резервуара на металлическую полосу через щель, которая проходит в направлении ширины металлической полосы. Однако недостатком подобных конструкций является то, что вода попадает на металлическую полосу будучи по-прежнему не направлена. Относительная скорость между охлаждаемой водой и металлической полосой незначительна, и подаваемая вода используется для охлаждения в недостаточной степени. Кроме того, выходящие из такого охлаждающего устройства потоки являются сильно турбулентными, ненаправленными и/или имеют на своем выходе значительную толщину пограничного слоя. Турбулентные потоки охлаждающей среды или потоки охлаждающей среды с большой толщиной пограничного слоя приводят, как правило, к относительно плохому коэффициенту теплопередачи и уменьшают, таким образом, эффективность охлаждения. Дальнейший недостаток заключается в том, что созданные потоки в достаточной степени не определены и соответственно не известны или не могут поддаваться расчету, вследствие чего затруднено управление или регулирование охлаждения.

Таким образом, техническая задача состоит в предоставлении устройства, которое способствует более эффективному охлаждению валка или металлической полосы.

В частности будет предоставлено устройство для направления потока, которое может создавать незначительно турбулентный, имеющий небольшой пограничный слой или направленный поток.

Дальнейшая задача состоит в предоставлении улучшенного устройства для охлаждения валка или металлической полосы. Предпочтительно будет предотвращен, по меньшей мере, один из упомянутых выше недостатков.

Бельгийская патентная заявка BE 870 960 A1 раскрывает устройство для направления потока охлаждающей среды для охлаждения металлической полосы. Это устройство включает в себя полое тело, которое проходит по ширине металлической полосы, а также трубу, которая расположена в полом теле и проходит в направлении ширины металлической полосы.

Раскрытие изобретения

Поставленная техническая задача решается с помощью устройства для направления потока охлаждающей среды для охлаждения валка или металлической полосы согласно пункту 1 формулы изобретения. Предпочтительно это устройство включает в себя полое тело, которое проходит, по меньшей мере, по части ширины валка или металлической полосы, а также трубу, которая расположена в полом теле и проходит в направлении ширины (перпендикулярно к направлению литья или прокатки) валка или металлической полосы, причем полое тело разделено в направлении ширины валка или металлической полосы на несколько камер (сегментов), и труба включает в себя отверстия для введения охлаждающей среды в камеры полого тела, а камеры в каждом случае включают в себя отверстие для выведения охлаждающей среды из полого тела. Кроме того, согласно изобретению камеры включают в себя в каждом случае образованный между внутренней стенкой полого тела и трубой канал для проведения охлаждающей среды от отверстий трубы до отверстия для выведения охлаждающей среды из полого тела, причем поперечное сечение потока канала сужается, по меньшей мере, на своем находящемся внизу по течению потока конце или расширяется по направлению к своему находящемуся внизу по течению потока концу.

Благодаря этой системе и предусмотрению сужающейся формы канала жидкость ускоряется и направляется. Таким образом, турбулентность может сокращаться, а пограничный слой может уменьшаться. При этом понятие пограничного слоя известно специалисту в области гидродинамики. В большинстве случаев толщина пограничного слоя потока жидкости рассматривается как толщина, в которой протекающая жидкость имеет менее чем 99% своей свободной внешней скорости. Кроме того, благодаря разделению полого тела на несколько камер (в направлении ширины) может также достигаться эффект направления.

Предпочтительно во всех примерах осуществления отверстия трубы находятся на отвернутой от отверстия полого тела стороне, так что охлаждающая среда покидает трубу в направлении потока, которое направлено по существу в противоположную сторону от направления потока при выходе из полого тела. Поэтому после своего выхода из трубы охлаждающая среда разворачивается посредством соответствующей направляющей вдоль внешней стороны трубы.

Согласно предпочтительному варианту осуществления труба расположена внутри полого тела, и она может, по меньшей мере, большей частью (более чем на половине своей окружности) омываться охлаждающим веществом. В общем, труба может быть расположена по существу центрированно относительно полого тела или его внутренней стенки.

Согласно дальнейшему предпочтительному варианту осуществления образованный канал вниз по течению потока, по меньшей мере, с половины своей длины непрерывно сужается до отверстия для выхода из полого тела. Благодаря непрерывному сужению канала в направлении потока устройством может создаваться поток с еще меньшей турбулентностью.

Согласно дальнейшему предпочтительному варианту осуществления камеры в каждом случае отделены друг от друга разделительной стенкой. Разделительная стенка разделяет пустое пространство полого тела в направлении ширины, причем, тем не менее, созданы условия для протекания охлаждающей среды далее через трубу. Предпочтительно разделительные стенки проходят в направлении, которое по существу перпендикулярно к направлению ширины валка или металлической полосы.

Согласно дальнейшему предпочтительному варианту осуществления, по меньшей мере, некоторые из камер полого тела включают в себя одну разделяющую поток стенку, которая проходит по существу на противоположной стороне от отверстия для выведения охлаждающей среды из полого тела, а также, по меньшей мере, два расположенных на трубе отверстия для проведения охлаждающей среды в соответствующую камеру. При этом отверстия для проведения охлаждающей среды в соответствующую камеру в каждом случае расположены с одной из сторон от разделяющей поток стенки для разделения выходящей из отверстий трубы охлаждающей среды на два частичных потока, так что, если охлаждающая среда выходит из отверстий трубы, оба частичных потока (ограниченные между трубой и внутренней стенкой полого тела или соответствующей камеры), будучи отделены друг от друга, в каждом случае проводятся на противоположных сторонах трубы по направлению к отверстию для выведения охлаждающей среды из полого тела и там объединяются в поток охлаждающей среды или в общий поток охлаждающего вещества.

Другими словами, частичный поток предпочтительно в каждом случае проводится внутри камеры от одного из обоих отверстий трубы в противоположной выходному отверстию полого тела области между внутренней стенкой полого тела и внешней стенкой трубы в сужающийся канал для выходного отверстия полого тела. Предпочтительно канал сужается, по меньшей мере, на отрезках. Оба частичных потока отделены друг от друга разделяющей поток стенкой предпочтительно в противоположной выходному отверстию полого тела области полого тела.

Согласно дальнейшему предпочтительному варианту осуществления полое тело, а также возможно труба имеют перпендикулярно к направлению ширины валка или металлической полосы треугольное поперечное сечение, причем выходное отверстие полого тела находится по существу на вершине своего треугольного поперечного сечения. Подобная форма полого тела или трубы может в частности легко изготавливаться и к тому же является эффективной для создания направленного и ускоренного потока.

Расстояние между проходящей в направлении выходного отверстия полого тела внутренней стенкой и противоположной этой внутренней стенке внешней стенкой трубы предпочтительно уменьшается в направлении потока охлаждающей среды или вниз по течению потока. Кроме того, подобная форма упрощает возможность проведения расчета или возможность прогноза для охлаждающего потока через устройство. В итоге потоки через устройство охлаждения могут рассчитываться или аппроксимироваться при помощи численного моделирования.

Согласно дальнейшему предпочтительному варианту осуществления полое тело, а также возможно труба имеют перпендикулярно к направлению ширины валка или металлической полосы каплеобразное поперечное сечение. При этом полое тело имеет на вершине каплеобразного поперечного сечения выходное отверстие полого тела. Подобная каплеобразная форма служит для того, чтобы создавать еще менее турбулентные потоки. В частности при подобной форме исключаются все углы и края.

Согласно дальнейшему предпочтительному варианту осуществления внутренняя стенка полого тела не имеет краев. Предпочтительно внутренняя стенка полого тела не имеет выступающих краев или выступающих изгибов.

Кроме того, данное изобретение включает в себя устройство для охлаждения валка или металлической полосы, включающее в себя охлаждающую оболочку, которая может устанавливаться на валок или металлическую полосу, а также, по меньшей мере, одно сопло для введения потока охлаждающей среды в зазор между охлаждающей оболочкой и валком или металлической полосой, причем сопло имеет входную область и выходную область для потока охлаждающего вещества, а устройство для охлаждения валка или металлической полосы включает в себя к тому же устройство для направления потока охлаждающей среды согласно одному из вышеуказанных вариантов осуществления, причем отверстия для выведения охлаждающей среды из полого тела заканчиваются входной областью сопла.

Непосредственно при помощи такой системы направленный поток может наиболее предпочтительно и эффективно использоваться для охлаждения.

Согласно дальнейшему предпочтительному варианту осуществления устройства для охлаждения валка или металлической полосы выходная область сопла заканчивается зазором между охлаждающей оболочкой и валком или металлической полосой.

Согласно дальнейшему предпочтительному варианту осуществления устройства для охлаждения валка или металлической полосы выходная область сопла соединена с охлаждающей оболочкой и, по меньшей мере, частично окружена ею, так что охлаждающая среда может протекать из сопла в охлаждающую оболочку.

Предпочтительно сопло расположено для того, чтобы вводить поток охлаждающей среды в зазор по существу по касательной к поверхности металлической полосы или валка.

Согласно дальнейшему предпочтительному варианту осуществления устройства для охлаждения валка или металлической полосы выходные отверстия полого тела заканчиваются входной областью сопла и выборочно соединены с соплом.

Согласно дальнейшему предпочтительному варианту осуществления устройства для охлаждения валка или металлической полосы охлаждающая оболочка проходит, по меньшей мере, по части ширины и/или окружности валка. В случае если должна охлаждаться металлическая полоса, охлаждающая оболочка предпочтительно проходит, по меньшей мере, по части ширины и/или длины металлической полосы.

В общем, выходное отверстие сопла может быть расположено таким образом, что поверхность металлической полосы или поверхность валка могут омываться охлаждающим веществом через сопло против направления движения валка или полосы.

Все признаки описанных выше вариантов осуществления могут комбинироваться друг с другом и заменяться друг другом.

Краткое описание чертежей

Далее кратко описываются чертежи примеров осуществления. Дальнейшие подробности могут быть позаимствованы из детального описания примеров осуществления. На чертежах:

фиг. 1 показывает часть соответствующего изобретению устройства для охлаждения валка;

фиг. 2 показывает расположенное перпендикулярно к направлению ширины схематичное, поперечное сечение устройства для направления потока согласно соответствующему изобретению примеру осуществления;

фиг. 3 показывает расположенное в направлении ширины схематичное, поперечное сечение устройства для направления потока согласно фиг. 2;

фиг. 4 показывает расположенное перпендикулярно к направлению ширины схематичное, поперечное сечение устройства для направления потока согласно дальнейшему соответствующему изобретению примеру осуществления;

фиг. 5 показывает устройство для охлаждения металлической полосы согласно соответствующему изобретению примеру осуществления;

фиг. 6 показывает расположенное перпендикулярно к направлению ширины схематичное, поперечное сечение устройства для направления потока согласно дальнейшему соответствующему изобретению примеру осуществления; и

фиг. 7 показывает расположенное перпендикулярно к направлению ширины схематичное, поперечное сечение устройства для направления потока согласно дальнейшему соответствующему изобретению примеру осуществления.

Подробное описание примеров осуществления

Фиг. 1 показывает часть соответствующего изобретению устройства для охлаждения валка 2. Как изображено, валок может быть рабочим валком 2 для проката металлической полосы 200. Кроме того, такой валок 2 может поддерживаться опорным валком 300, а с целью охлаждения поверхности валка может быть охлажден охлаждающим веществом (как, например, газ, воздух, вода, масло или смеси из этих веществ). Для этого на часть окружности U валка 2 может предпочтительно устанавливаться охлаждающая оболочка 40. При помощи сопла 41 поток охлаждающей среды может вводиться в зазор 43 между поверхностью валка и охлаждающей оболочкой 40, что обозначено изображенными линиями потока. При этом охлаждающая оболочка 40 проходит, по меньшей мере, по части ширины валка в направлении B ширины. При этом направление B ширины расположено перпендикулярно к направлению W прокатки или соответственно к направлению литья, или движения полосы. Расстояние от охлаждающей оболочки 40 до поверхности валка (высота зазора) может быть переменным, соответственно может регулироваться. Для этого может служить подходящее регулировочное устройство (не изображено), которое может устанавливать высоту зазора, например, при помощи гидравлики, пневматики, механики или электромеханики. Благодаря проведению потока охлаждающей среды через зазор 43 поверхность валка охлаждается. При этом наряду с объемным расходом или давлением подведенная охлаждающая среда имеет среди прочего значение, тип или форму потока.

В частности желательно, чтобы поток являлся по возможности ламинарным или слаботурбулентным. Уменьшение турбулентности и/или уменьшение толщины пограничного слоя приводит к тому, что улучшается перенос тепла между валком и потоком охлаждающей среды в зазоре 43. Кроме того, желательно достигать по возможности высокой относительной скорости потока и охлаждаемой поверхности. Скорость потока существенно влияет на коэффициент теплопередачи и таким образом на охлаждающее воздействие. Для этого поток вводится в зазор 43 предпочтительно против направления D вращения валка 2.

Что равным образом изображено на фиг. 1, сопло 41 может иметь сужающуюся вниз по течению потока форму для проведения охлаждающей среды, которая включает в себя входную область 45 и выходную область 46. Предпочтительно сопло 41 проводит охлаждающую среду в зазор 43 по изогнутой линии или форме по касательной к поверхности валка. При этом сопло 41 может образовывать часть охлаждающей оболочки 40 или может быть соединено с ней. Кроме того, сопло 41 может проходить, по меньшей мере, по части ширины валка 2 и/или охлаждающей оболочки 40. Сопло 41 может быть выполнено в виде прорези, или же оно может быть образовано несколькими отдельными соплами, которые расположены в направлении B ширины.

Для того чтобы предотвращать попадание охлаждающей среды на прокатанную металлическую полосу 200, на находящемся внизу по течению потока конце охлаждающей оболочки 40 может быть дополнительно расположен скребок 400, который по существу имеет форму пластины. Такой скребок может быть изготовлен, например, из древесины, текстолита или металла.

Для того чтобы проводить охлаждающую среду в зазор 43, входное отверстие 45 сопла должно снабжаться охлаждающей средой. Это может производиться, например, при помощи соответствующего изобретению варианта осуществления омывающего устройства или устройства 1 для направления потока, которое изображено на фиг 2.

Изображенное на фиг. 2 устройство 1 для направления потока охлаждающей среды может предпочтительно иметь одно или несколько отверстий 8, из которых охлаждающая среда может подводиться к входной области 45 сопла 41. Например, возможно, что отверстие 8 имеет такое же поперечное сечение A', как и входное отверстие 45 сопла (поперечное сечение A), для того чтобы сокращать образование турбулентности. Предпочтительно устройство 1 включает в себя полое тело 3, которое может проходить в направлении B ширины. В теле 3 предпочтительно расположена (распределительная) труба 5, которая также проходит в направлении B ширины, однако ее внешний диаметр предпочтительно меньше, чем внутренний диаметр полого тела 3. Труба 5 может наполняться через, по меньшей мере, один подводящий канал 6. В общем и целом подводные каналы или подводящие трубки 6 могут вводиться в трубу 5 любым образом, например в радиальном или осевом направлении относительно трубы 5. Кроме того, вдоль трубы 5 (в направлении B ширины) могут быть распределены несколько подводящих каналов 6. При этом труба 5 имеет отверстия 9 (например, высверленные отверстия), которые выходят в полое тело 3. Предпочтительно эти отверстия расположены на стороне трубы 5, которая (сторона) расположена по существу напротив отверстия 8 полого тела 3. Точная форма или точное поперечное сечение полого тела 3 или трубы 5 не имеют большого значения для изобретения. Тем не менее, образованный между внутренней стенкой полого тела и трубой 5 канал должен предпочтительно сужаться в направлении отверстия 8 полого тела 3. Другими словами, полое тело 3 должно окружать канал, который сужается, по меньшей мере, на участках по направлению к находящемуся внизу по течению потока концу или сужается на находящемся внизу по течению потока конце. Предпочтительно внутренняя стенка полого тела не имеет краев или не имеет выступающих углов или краев. Как в частности изображено на фиг. 2, устройство 1 предпочтительно включает в себя разделительную стенку 15, которая герметично установлена по существу между противоположной отверстию 8 стороной трубы 5 и внутренней стенкой полого тела 3. При этом, по меньшей мере, два выходных отверстия 9 на трубе 5 предпочтительно расположены таким образом, что одно из выходных отверстий 9 выводит охлаждающую среду из трубы 5 в каждом случае на одну из обеих сторон разделительной стенки 15.

Разные выходные отверстия 9 трубы 5 в направлении B ширины могут предпочтительно иметь различные поперечные сечения потока. С другой стороны, возможно, что количество отверстий 9 варьируется в направлении B ширины. Благодаря большему количеству отверстий 9 по середине устройства 1 или большему поперечному сечению потока отверстий 9 по середине устройства по сравнению с находящимися в направлении B ширины концами устройства 1 или трубы 5 середина валка или полосы может, например, охлаждаться сильнее, чем краевые области.

Предпочтительно полое тело 3 имеет на обращенной к своему отверстию 8 половине внутренние стенки, которые сходятся друг с другом в направлении отверстия 8.

Таким образом, выходящее из отверстий 9 охлаждающе вещество предпочтительно разделяется на два частичных потока и проводится между трубой 5 и внутренней стенкой полого тела 3 в направлении отверстия 8 полого тела.

Устройство 1 разделено в направлении B ширины на несколько камер 7 или направляющих охлаждающую среду камер 7, причем фиг. 2 показывает расположенное перпендикулярно к направлению B ширины поперечное сечение по одной из камер 7.

Изображенное на фиг. 3 поперечное сечение в направлении B ширины показывает расположенные около друг друга в направлении ширины камеры 7, которые предпочтительно отделены друг от друга разделительными стенками 14. Другими словами, разделительные стенки 14 проходят перпендикулярно к направлению B ширины. При этом разделительные стенки имеют разрывы предпочтительно только в местах пересечения с трубой 5 или подводящими каналами 6. Дальнейшие элементы устройства 1 изображены на фиг. 3 с такими же ссылочными позициями, как на фиг. 2.

Предпочтительно в, по меньшей мере, одной из камер 7 расположены отверстия 8, а также два отверстия 9 для введения охлаждающей среды в камеру 7. При этом отверстия 9 предпочтительно расположены с двух сторон от разделяющей поток стенки 15. Дополнительные отверстия или выходные отверстия 8, 9 возможны.

Благодаря предпочтительно герметичной сегментации или разделению полого тела 3 на камеры в направлении B ширины среди прочего достигается то, что созданные устройством 1 потоки направляются перпендикулярно к направлению ширины.

Ширина камеры может варьироваться в зависимости от используемого охлаждающего вещества. Она может находиться, например, между 0,5 и 15 см, а предпочтительно между 2 и 10 см.

Подобная сегментация может также служить для того, чтобы предоставлять различные количества охлаждающей среды или различные потоки в направлении B ширины.

Согласно изображенному на фиг. 4 примеру осуществления устройство 1 дополнительно включает в себя подвижную или поворотную заслонку или оболочку 13 для изменения диаметра просвета (поперечного сечения потока) отверстий 9 трубы 5. Возможно, что для каждой из камер 7 предусмотрена управляемая отдельно заслонка 13. Изображенная заслонка 13 имеет по существу форму, которая соответствует, по меньшей мере, частично внутренней форме трубы 5. Причем заслонка 13 может закрывать отверстия 9, поворачиваясь. Тем не менее, другие формы заслонки 13 также возможны, как, например, пробкообразные заслонки, которые могут закрывать и снова освобождать отверстие 9 во время по существу перпендикулярного к отверстию 9 движения. В другом случае на отверстиях 9 могут также предусматриваться регулируемые клапаны. В основном заслонки 13 предпочтительно расположены внутри трубы 5, однако они могут быть также расположены снаружи трубы 5.

Благодаря управлению средствами 13 для переменного закрытия отверстий 9 может создаваться изменяющийся по ширине объемный расход охлаждающего вещества. Предпочтительно заслонки выполнены с возможностью регулировки таким образом, что посредством нанесения больших количеств охлаждающей среды середина полосы или валка может охлаждаться сильнее, чем краевые области. Однако если также смотреть в направлении ширины, то принципиально возможны ориентированные на края системы охлаждения или же возможно равномерное нанесение охлаждающей среды по ширине полосы или валка.

Регулировка заслонок 13 или клапанов может осуществляться под управлением, например, механики, гидравлики, электрики, пневматики и по желанию с беспроводным управлением.

Фиг. 5 показывает соответствующий изобретению пример осуществления устройства для охлаждения металлической полосы 20. Как изображено, металлическая полоса 20 перемещается в направлении W прокатки, которое перпендикулярно к направлению B ширины металлической полосы 20. По меньшей мере, на одной из боковых сторон полосы 20 находится охлаждающая оболочка 60. На фиг. 5 такие охлаждающие оболочки 60 расположены на обеих сторонах полосы 20. Возможно, что расстояние от охлаждающих оболочек 60 до поверхности металлической полосы 20 выполнено с возможностью регулировки. Для этого могут служить устройства, которые уже описывались аналогичным образом относительно фиг. 1. Между охлаждающей оболочкой 60 и поверхностью полосы находится зазор 63, через который может протекать охлаждающая среда. При этом охлаждающая среда вводится в зазор 63 предпочтительно через сопло 61. Такое сопло 61 может включать в себя входную область 65 и выходную область 66. Как уже описывалось относительно фиг. 1, охлаждающая среда предпочтительно вводится против направления охлаждаемой поверхности. Кроме того, поток охлаждающей среды вводится в зазор 63 из сопла 61 предпочтительно по касательной к поверхности металлической полосы. Далее изображенное на фиг. 5 устройство включает в себя соответствующее изобретению устройство 10 для направления потока охлаждающего вещества. Это устройство 10 может соответствовать, например, одному из изображенных на фиг. с 2 по 4, а также на фиг. 6 и 7 устройств.

Фиг. 6 показывает дальнейший соответствующий изобретению пример осуществления устройства 11 для направления потока. Полое тело 30 или его внутренняя стенка выполнено по существу с треугольным поперечным сечением. В полом теле 30 расположена труба 50, которая выполняет аналогичную функцию, как и труба 5 с фиг. 2. Тем не менее, в отличие от изображенного на фиг. 2 варианта осуществления труба 50 имеет треугольное поперечное сечение. Между внутренней стенкой полого тела 30 и наружной стенкой трубы 50 образован канал 22, который сужается в направлении выходного отверстия 80 из полого тела или из изображенной камеры 7. Предпочтительно труба 50 имеет напротив отверстия 80 с поперечным сечением A', по меньшей мере, два отверстия 90 для ввода охлаждающей среды из трубы 50 в канал 22. Кроме того, разделяющая поток стенка 15 может предпочтительно располагаться между обоими отверстиями 90. Однако это не является обязательно необходимым. Таким образом, выходящая из отверстий 90 охлаждающая среда может разделяться на два частичных потока, которые проводятся на противоположных сторонах трубы 50 между трубой 50 и внутренней стенкой полого тела 30 в направлении выходного отверстия 80 из полого тела 30 или из сегмента 7 полого тела 30.

В общем и целом, канал может включать в себя два (отдельных) канала на обеих сторонах трубы. При этом поперечное сечение потока может сужаться или уменьшаться предпочтительно в обоих каналах вниз по течению потока или в направлении выходного отверстия из полого тела.

Фиг. 7 показывает дальнейший соответствующий изобретению пример осуществления устройства 111 для направления потока. Конструкция в принципе похожа на показанную на фиг. 6 конструкцию. Однако полое тело 33 и труба 55 имеют каплеобразное поперечное сечение. Такое поперечное сечение может также описываться формой, которая имеет на одном конце круглую, по существу полукруглую или полуэллиптическую форму и, прилегая к ней, заканчивается в форме, сходящейся друг на друге вершины. Образованный между трубой 55 и внутренней стенкой полого тела 33 канал 222 заканчивается выходным отверстием 88, которое предпочтительно имеет поперечное сечение A' и расположено по существу на вершине каплеобразной формы. Как уже описывалось ранее относительно других примеров осуществления, на трубе 55 предусмотрены отверстия 99, которые предусмотрены по существу на противоположной к выходному отверстию 88 стороне трубы 55. По меньшей мере, между двумя такими отверстиями 99 предпочтительно выполнена разделяющая поток стенка 15. Благодаря изображенному расположению трубы 55 в полом теле 33 могут создаваться два частичных потока, которые в каждом случае проходят от одного из отверстий 99 трубы 55 до выходного отверстия 88 полого тела 33 или соответствующей камеры 7. Предпочтительно поперечное сечение потока канала 222 или каналов уменьшается, по меньшей мере, с половины длины канала (если смотреть в направлении потока).

В общем и целом, форма сопла 41, 61 и/или устройства 1, 10, 11, 111 может оптимизироваться при помощи численного моделирования. Кроме того, в зависимости от конкретного предназначения специалист может регулировать давление охлаждающей среды или поданный объемный расход. Численное моделирование может учитывать, например, давление, объемный расход, постоянные охлаждающей среды или температуру. Это может также зависеть от формы и расположения использованного сопла 41, 61.

Высота зазора между охлаждающей оболочкой и охлаждаемой поверхностью валка или полосы может находиться, например, между 0,1 см и 2,5 см, а предпочтительно между 0,2 см и 1 см.

Входная область сопла может иметь, например, размер просвета или поперечное сечение потока, которое соответствует от 2-х до 20-ти кратному размеру высоты зазора. Выходная область сопла может предпочтительно сужаться до размера, который соответствует от 1-го до 3-х кратному размеру высоты зазора.

Предпочтительно охлаждающая среда может подаваться, например, под давлением менее 5 бар или в частности под давлением менее 1 бар устройства 1, 10, 11 или 111.

Описанные выше примеры осуществления служат, прежде всего, для лучшего понимания изобретения и не должны рассматриваться как ограничительные. Объем защиты данной патентной заявки проистекает из пунктов формулы изобретения.

Признаки описанных примеров осуществления могут комбинироваться друг с другом или заменяться друг другом. Это имеет силу в частности для примеров осуществления с фиг. 2, 4, 6 и 7.

Кроме того, описанные признаки могут адаптироваться специалистом к имеющимся действительным условиям или к имеющимся требованиям.

Список ссылочных позиций

1 устройство для направления потока охлаждающей среды/устройство для направления потока

2 валок/рабочий валок

3 полое тело

5 труба

6 подводящий канал/подводящая труба

7 камера/камеры

8 отверстие для выведения или выпуска охлаждающей среды из полого тела

9 отверстие для введения охлаждающей среды из трубы в полое тело

10 устройство для направления потока охлаждающей среды/устройство для направления потока

11 устройство для направления потока охлаждающей среды/устройство для направления потока

12 канал

13 заслонка

14 разделительная стенка между двумя камерами

15 разделяющая поток стенка в камере

20 металлическая полоса

22 канал

33 полое тело

40 охлаждающая оболочка

41 сопло

43 зазор

45 входная область сопла

46 выходная область сопла

33 полое тело

60 охлаждающая оболочка

61 сопло

63 зазор

65 входная область сопла

66 выходная область сопла

80 отверстие для выведения охлаждающей среды из полого тела

88 отверстие для выведения охлаждающей среды из полого тела

90 отверстие для ввода охлаждающей среды из трубы в камеру

99 отверстие для ввода охлаждающей среды из трубы в камеру

111 устройство для направления потока охлаждающего вещества

200 металлическая полоса

222 канал

300 опорный валок

400 скребок

A поперечное сечение входной области сопла

A' поперечное сечение выходного отверстия устройства для направления потока

B направление ширины

D направление вращения валка

U направление по окружности валка

W направление проката/направление движения полосы

Claims

1. Устройство (1, 10, 11, 111) для направления потока охлаждающей среды в устройстве для охлаждения валка (2) и металлической полосы (20), содержащее:
- полое тело (3, 30, 33), которое проходит, по меньшей мере, по части длины валка (2) или ширины металлической полосы (20);
- трубу (5, 50, 55), которая расположена в полом теле (3, 30, 33) и проходит в направлении (В) длины валка (2) или ширины металлической полосы (20),
отличающееся тем, что
- полое тело (3, 30, 33) разделено в направлении (В) длины валка (2) или ширины металлической полосы (20) на несколько камер (7),
- труба (5, 50, 55) имеет отверстия (9, 90, 99) для введения охлаждающей среды из трубы (5, 50, 55) в камеры (7) полого тела (3, 30, 33), причем каждая из камер (7) имеет отверстие (8, 80, 88) для выведения охлаждающей среды из полого тела (3, 30, 33) и канал (12, 22, 222), образованный между внутренней стенкой полого тела (3, 30, 33) и трубой (5, 50, 55), для проведения потока охлаждающей среды от отверстий (9, 90, 99) трубы (5, 50, 55) до отверстий (8, 80, 88) для выведения охлаждающей среды из полого тела (3, 30, 33), при этом канал (12, 22, 222) имеет суженное поперечное сечение, по меньшей мере, на конце, находящемся внизу по направлению потока охлаждающей среды.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что труба (5, 50, 55) расположена внутри полого тела (3, 30, 33) с возможностью омывания ее большей части охлаждающей средой.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что канал (12, 22, 222) выполнен непрерывно суженным вниз по направлению потока, по меньшей мере, начиная с половины своей длины.

4. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что каждая из камер (7) отделена от других разделительной стенкой (14), которая разделяет пространство полого тела (3, 30, 33) в направлении (В) длины с возможностью протекания охлаждающей среды через трубу (5, 50, 55) до камер (7).

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что разделительная стенка (14) перпендикулярна к направлению (В) длины валка (2) или ширины металлической полосы (20).

6. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что, по меньшей мере, некоторые из камер (7) содержат
- одну разделяющую поток стенку (15), которая установлена на противоположной стороне от отверстия (8, 80, 88) для выведения охлаждающей среды из полого тела (3, 30, 33), и
- по меньшей мере, два отверстия (9, 90, 99) для введения охлаждающей среды в камеры (7), расположенных на трубе (5, 50, 55) на противоположной стороне от отверстия (8, 80, 88) полого тела (3, 30, 33),
причем отверстия (9, 90, 99) для введения охлаждающей среды в камеры (7) в каждой камере расположены с одной из сторон от разделяющей поток стенки (15), которая разделяет выходящую из отверстий (9, 90, 99) трубы (5, 50, 55) охлаждающую среду на два отдельных друг от друга частичных потока, каждый из которых ограничен трубой (5, 50, 55) и внутренней стенкой полого тела (3, 30, 33), проходящих на противоположных сторонах трубы (5, 50, 55) по направлению к отверстию (8, 80, 88) для выведения охлаждающей среды из полого тела (3, 30, 33) и сходящихся в упомянутом отверстии (8, 80, 88) в общий поток охлаждающей среды.

7. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что, по меньшей мере, некоторые из камер (7) полого тела (3, 30, 33) и при необходимости труба (5, 50, 55) имеют треугольное поперечное сечение, перпендикулярное к направлению (В) длины валка (2) или ширины металлической полосы (20), а выходные отверстия (8, 80, 88) каждой из камер (3, 30, 33) расположены на вершине треугольного поперечного сечения.

8. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что, по меньшей мере, некоторые из камер (7) полого тела (3, 30, 33) и при необходимости труба (5, 50, 55) имеют каплеобразное поперечное сечение, перпендикулярное к направлению (В) длины валка (2) или ширины металлической полосы (20), а выходные отверстия (8, 80, 88) каждой из камер (3, 30, 33) расположены на вершине каплеобразного поперечного сечения.

9. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что внутренняя стенка полого тела (3, 30, 33) не имеет выступающих краев.

10. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что оно содержит средства для регулировки количества охлаждающей среды, протекающей через отверстия (9, 90, 99) трубы (5, 50, 55), предпочтительно включающие одну или несколько регулируемых подвижных заслонок (13) или, по меньшей мере, один регулируемый клапан.

11. Устройство для охлаждения валка (2) и металлической полосы (20), содержащее
- устройство (1, 10, 11, 111) для направления потока охлаждающей среды по любому из пп. 1-10,
- охлаждающую оболочку (40, 60), выполненную с возможностью установки на валок (2) или металлическую полосу (20),
- по меньшей мере, одно сопло (41, 61) для введения потока охлаждающей среды в зазор (43, 63) между охлаждающей оболочкой (40, 60) и валком (2) или металлической полосой (20), причем сопло (41, 61) имеет входную область (45, 65) с проточным поперечным сечением (А, А′) и выходную область (46, 66) для потока охлаждающей среды, причем отверстия (8, 80, 88) для выведения охлаждающей среды из полого тела (3, 30, 33) расположены во входной области (45, 65) сопла (41, 61).

12. Устройство п. 11, отличающееся тем, что выходная область (46, 66) сопла (41, 61) расположена в зазоре (43, 63) между охлаждающей оболочкой (40, 60) и валком (2) или металлической полосой (20).

13. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что выходная область (46, 66) сопла (41, 61) соединена с охлаждающей оболочкой (40, 60) и, по меньшей мере, частично окружена ей.

14. Устройство по любому из пп. 11-13, отличающееся тем, что отверстия (8, 80, 88) камер (7) полого тела (3, 30, 33) расположены во входной области (45, 65) сопла (41, 61) и выборочно соединены с соплом (41, 61).

15. Устройство по любому из пп. 11-13, отличающееся тем, что охлаждающая оболочка (40, 60) расположена
- по меньшей мере, на части длины и/или окружности (U) валка (2), или
- по меньшей мере, на части ширины металлической полосы (20) в направлении (В) и/или длины металлической полосы (20) в направлении (W) прокатки.