WO2021074233A1 - Kühleinrichtung mit kühlmittelstrahlen mit hohlem querschnitt - Google Patents

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WO2021074233A1
WO2021074233A1 PCT/EP2020/078917 EP2020078917W WO2021074233A1 WO 2021074233 A1 WO2021074233 A1 WO 2021074233A1 EP 2020078917 W EP2020078917 W EP 2020078917W WO 2021074233 A1 WO2021074233 A1 WO 2021074233A1
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WO
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cooling
rolling stock
cross
coolant outlets
full
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PCT/EP2020/078917
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English (en)
French (fr)
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Thomas Matschullat
Klaus Weinzierl
Original Assignee
Primetals Technologies Germany Gmbh
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Publication date
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Priority to US17/766,686 priority patent/US20240075511A1/en
Priority to EP20788823.1A priority patent/EP4045204B1/de
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    • B21B45/02—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
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    • B21B45/0215—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes
    • B21B45/0218—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes for strips, sheets, or plates
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    • B21B1/24—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a continuous or semi-continuous process
    • B21B1/26—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a continuous or semi-continuous process by hot-rolling, e.g. Steckel hot mill
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    • B21B45/0209—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants
    • B21B45/0215—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes
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Definitions

  • the present invention is based on a treatment line for a flat, elongated hot rolled metal,
  • the cooling device is arranged upstream of the finishing train, is arranged downstream of the finishing train or is arranged within the Fer tig letters
  • the cooling device having a first cooling beam which, viewed in the width direction of the rolling stock, extends completely over the rolling stock
  • the first cooling beam has several first coolant outlets towards the rolling stock, by means of which water is applied to the rolling stock,
  • the first coolant outlets in the first cooling beam are fixedly arranged in at least one row extending in the width direction of the rolling stock and, viewed in the width direction of the rolling stock, each have a predetermined distance from one another within the respective row,
  • the first coolant outlets are designed as full jet nozzles from which a full jet with a respective coherent cross section emerges during operation,
  • a beam opening angle of the full jet emerging from the full jet nozzles is a maximum of 5 °
  • the cross-sections of the full jets each have a convex envelope.
  • the term “metal” in the context of the present invention is intended to include elemental metals such as aluminum or copper.
  • the term “metal” should also include common metal alloys.
  • the rolling stock can consist in particular of steel, aluminum or an aluminum alloy or, in individual cases, also of brass.
  • the flat, elongated rolling stock can alternatively be designed as a strip or as a plate.
  • the rolling stock is rolled from an initial thickness to a final thickness.
  • the finishing train usually has several roll stands which are arranged one behind the other so that the rolling stock traverses them with a uniform transport direction. In individual cases, however, reversing rolling can also take place.
  • the rolling stock is cooled to a target temperature. An attempt is often made to set a predetermined temperature curve over time exactly.
  • a cooling device can be arranged upstream of the finishing train in order to be able to set the temperature of a strip that is entering the finishing train and has not yet been rolled. So-called inter-stand cooling systems can also be arranged between the rolling mills of the finishing train.
  • hot rolling mills - be it in the form of insulated rolling mills or in the form of casting and rolling plants - are usually followed by a cooling section.
  • the cooling section can, depending on the situation of the individual case, be designed as a laminar cooling section and / or as cooling with a so-called water curtain and / or as spray water cooling and / or as intensive cooling.
  • the first cooling bar has a number of coolant outlets, which, viewed in the width direction of the rolling stock, have a predetermined range were arranged from each other, usually in a fixed grid of, for example, 5 cm.
  • the water is applied to the flat rolled material from above or below by means of the first cooling bar.
  • a plurality of cooling bars are arranged both above and below the rolling stock, viewed in the transport direction of the flat rolling stock.
  • the coolant outlets can be designed in various ways.
  • Fan nozzles apply the water to the flat rolling stock in a jet which, as seen from the respective spray nozzle, has a significant opening angle at least in one direction, often 50 ° and more.
  • Mahcherdü sen viewed across the width of the flat rolled stock, there is often a clearly uneven cooling effect.
  • Spray nozzles atomize the water. They therefore have a relatively low cooling effect. In addition, this cooling effect is also uneven when viewed across the width of the flat rolled stock.
  • full jet nozzles Most of the coolant outlets are designed as full jet nozzles. This applies both when the cooling device is configured as a laminar cooling device and when the cooling device is configured as intensive cooling.
  • full jet nozzles the water emerges in the form of a compact jet (called full jet or impact jet) from the respective ligen full jet nozzle.
  • the full jet has only a small or no opening angle.
  • Full jet nozzles are nozzles from which the water emerges in a jet that does not or at least only slightly expands.
  • a jet opening angle exhibited by the water jet emerging from the respective full jet nozzle is usually a maximum of 5 °, often only 3 ° or only 2 ° or even an even lower value.
  • full jet nozzles Even with full jet nozzles, the cooling of the flat rolling stock is higher in the area in which the jets strike the flat rolling stock than in the areas in between.
  • the use of full jet nozzles also results in uneven strip cooling.
  • full jet nozzles - compared with the other types of nozzles - have the most advantages and the fewest disadvantages.
  • full jet nozzles are therefore used in cooling systems.
  • the material properties of the flat rolling stock are influenced to a considerable extent by the time course of the cooling in the cooling device, in particular in a cooling section downstream of the finishing train. If the cooling is uneven across the width of the rolled stock, uneven material properties also result. In some cases these fluctuations can be accepted. In other cases they are annoying.
  • the uneven cooling can also cause flatness errors.
  • attempts are usually made to minimize the problems by staggering the coolant outlets of cooling bars following one another in the transport direction of the rolling stock or, within a respective cooling bar, the coolant outlets of the various rows of coolant outlets .
  • the coolant outlets of a specific coolant may be arranged centrally between the coolant outlets of the cooling bar, which is immediately upstream of the cooling bar in question when viewed in the transport direction of the flat rolling stock. This can reduce the problems of the prior art, but not eliminate them.
  • a treatment line for a flat, elongated hot rolling stock made of metal which has a roughing train and a finishing train for rolling the rolling stock.
  • a cooling section is arranged between the roughing train and the finishing train.
  • the cooling section has a single cooling beam which, viewed in the width direction of the rolling stock, extends completely over the rolling stock.
  • the cooling beam can have several application devices facing the rolling stock, which in turn each have several coolant outlets.
  • the application devices can be positioned independently of one another as viewed in the width direction of the rolling stock.
  • the coolant outlets have different nozzle shapes.
  • One of the nozzle shapes has a circumferential strip in the manner of the edges of a rectangle.
  • the object of the present invention is to create possibilities by means of which improved cooling of the flat rolling stock after rolling in the finishing train can be achieved.
  • a treatment line with the Merkma len of claim 1 is achieved by a treatment line with the Merkma len of claim 1.
  • Advantageous configurations of the treatment line are the subject of dependent claims 2 to 12.
  • a treatment line of the type mentioned at the outset is designed in that the respective convex envelope contains at least one area that is not contained in the respective full jet itself.
  • the first cooling bar is designed as an intensive cooling bar.
  • the water exits the first coolant outlets of the first cooling bar with a pressure of at least 1 bar, in particular with a pressure between 1.5 bar and 4 bar.
  • the first cooling bar it is possible for the first cooling bar to be designed as a laminar cooling bar. In this case the water comes out of the first coolant outlets of the first cooling bar with a
  • Pressure of a maximum of 0.5 bar in particular with a pressure which is between 0.1 bar and 0.4 bar.
  • the cross-sections of the full jets are each closed in a ring shape.
  • cross-sections of the full jets thus each surround an area which, viewed in the cross-sectional plane, is completely enclosed by the cross-section of the respective full jet. This area is part of the convex envelope of the respective full jet, but not part of the cross section of the respective full jet itself.
  • the cross sections of the full jets are each formed as part of a respective circular ring.
  • the respective circular ring can in particular extend over a respective angle of at least 90 ° and a maximum of 270 °, usually about 150 ° to 210 °.
  • the cross-sections of the full beams are each V-shaped or zigzag-shaped.
  • Zigzag shapes are, for example, an N shape or a W shape. The fewer kink points the cross-section has, the more preferably the respective shape is realized.
  • the respective convex envelope has a maximum extent as seen in the cross-sectional plane.
  • the respective cross-section has a maximum effective width as seen in the cross-sectional plane.
  • the ratio of the maximum extent to the maximum effective width is preferably greater than 3: 1, in particular greater than 5: 1.
  • the cooling device comprises - in addition to the first cooling beam - at least one second cooling beam.
  • This is usually the case in particular in the case of a cooling device downstream of the finishing train (i.e. a cooling section).
  • the second cooling bars in this case - like the first cooling bar - extend completely over the rolling stock, viewed in the width direction of the rolling stock.
  • first cooling beam Like the first cooling beam, they also have several coolant outlets towards the rolling, by means of which water is applied to the rolling stock.
  • the seconddemit telausides are fixed in the second cooling beam in at least one row extending in the width direction of the rolling stock. Within the respective row, the second coolant outlets each have a predetermined distance from one another.
  • the second cooling beams are, however, arranged behind the first cooling beam as seen in the direction of transport of the rolling stock. The rolling stock is therefore first cooled by means of the first cooling bar, then by means of the second cooling bar.
  • the second coolant outlets of at least one of the second cooling bars are preferably arranged between the coolant outlets of the first cooling bars, viewed in the width direction of the rolling stock. As a result, remaining unevenness can be good when cooling by means of the first cooling bar be balanced.
  • This second cooling beam can in particular be that cooling beam which, as seen in the transport direction of the rolling stock, is immediately downstream of the first cooling beam.
  • the second coolant outlets at least one of the second cooling bars are designed as full jet nozzles, from which a full jet with a respective cross section emerges during operation.
  • the cross-sections of these full jets can each have a convex envelope and this respective convex envelope can furthermore contain at least one area that is not contained in the respective full jet itself.
  • the second coolant outlets of at least one of the second cooling bars are designed as full jet nozzles from which a full jet with a respective cross section emerges during operation, the cross sections of these full jets each having a convex envelope, this respective one convex shell, however, corresponds to the cross section of the respective full jet.
  • the full jet nozzles of the corresponding second cooling bar are designed in a conventional manner.
  • the second coolant outlets of at least one of the second cooling bars are designed as fan nozzles or spray nozzles.
  • the object of the invention is also achieved by a procedural Ren for finish rolling and cooling a flat, long stretched rolled metal in a treatment line according to claim 13, wherein the rolling stock is hot rolled in the finishing train of the treatment line, and the at least partially hot rolled rolling stock in a cooling device the treatment line is cooled, the rolling stock being cooled in its width direction by several full jets of water is, wherein several, preferably all, full jets each contain a convex envelope with at least one area that is not contained in the respective full jet itself.
  • the rolling stock is wound up into a coil after cooling.
  • FIG. 2 shows the treatment line from FIG. 1 from above
  • FIG. 3 shows the side of a first cooling beam facing the rolling stock
  • FIG. 4 shows a coolant outlet and a full jet
  • FIG. 5 shows the full jet from FIG. 4 in cross section
  • FIG. 14 shows the side of a second one facing the rolling stock
  • FIG. 15 shows a full jet in cross section
  • FIG. 16 shows a coolant outlet and a fan jet
  • FIG. 17 and 18 show possible cross sections of a fan jet
  • FIG. 19 shows a coolant outlet and a spray pattern
  • FIG. 20 shows a spray pattern.
  • a treatment line has a production line 1.
  • the finishing train 1 has several roll stands 2, often between three and seven roll stands stand 2, in particular four or six roll stands 2, for example five roll stands 2. Shown in Figures 1 and 2 are only the first and the last roll stand 2 of the finishing line 1.
  • the roll stands 2 are usually arranged one behind the other so that they be traversed by a flat, elongated, hot rolling stock 3 made of metal in a uniform transport direction x. In individual cases, however, reversing rolling can also take place.
  • the rolling stock 2 can for example consist of steel or aluminum. Alternatively, it can be a strip or a heavy plate.
  • the rolling stock 3 is rolled from an initial thickness to a final thickness.
  • the rolling stock 3 therefore enters the first roll stand 2 of the finishing train 1 with the initial thickness and exits the last roll stand 2 of the finishing train 1 with the final thickness.
  • the rolling stock 3 has an Endwalztem temperature when it leaves the last roll stand 2 of the finishing train 1.
  • the final rolling temperature can be between 750 ° C. and 1,000 ° C. for a rolled stock 3 made of steel, for example.
  • finishing train 1 can be preceded by a continuous caster.
  • a roughing train or roughing stand can be arranged between the finishing train 1 and the continuous casting plant. It is also possible for the finishing train 1 to have a furnace in which a pre-strip is heated to rolling temperature. Other configurations are also possible.
  • the treatment line also has a cooling device 4.
  • the cooling device 4 is designed as a cooling path that is arranged downstream of the finishing train 1.
  • the rolling stock 3 is cooled to a target temperature, starting from the final rolling temperature.
  • the target temperature can be in the range between 150 ° C. and 800 ° C. for a rolled material 3 made of steel, for example. Often it is seeks to precisely set a predetermined temperature profile over time.
  • the cooling device 4 could also be arranged within the finishing train 1, that is to say it could be designed as an intermediate stand cooling system which is arranged between two roll stands 2 of the finishing train.
  • the cooling device 4 could also be arranged upstream of the finishing train 1, for example designed as a pre-strip cooling between a roughing train or a roughing stand and the finishing train 1.
  • a reel in the case of a strip, for example, a reel can be arranged downstream of the cooling section.
  • the cooling section can be followed by a shelf.
  • the devices downstream of the cooling line are of minor importance and are not the subject of the present invention.
  • the cooling section has rollers 5 by means of which the rolling stock 3 is conveyed through the cooling section in the transport direction x.
  • the rollers 5 are only shown in FIG. In FIG. 1, in turn, only some of the rollers 5 are provided with their reference symbols. The roles 5 as such are, however, of minor importance in the context of the present invention and are therefore not dealt with further.
  • the cooling device 4 has a first cooling beam 6.
  • the first cooling beam 6 extends according to FIG. 2 in the width direction y of the rolling stock 3 completely over the rolling stock 3. This applies regardless of the specific width of the rolling stock 3.
  • the first cooling beam 6 is so dimensioned that it the rolling stock 3 in the width direction Seen y also completely covered when the rolling stock 3, based on the treatment line, has the maximum possible borrowed width.
  • the cooling device 4 also has a number of second cooling beams 7.
  • the second chilled beams 7 also extend completely over the rolling stock 3 as seen in the width direction y of the rolling stock 3.
  • the cooling beams 6, 7 could all be arranged below the rolling stock 3 (or below the rollers 5).
  • the chilled beams to the chilled beams 6, 7 remain unchanged. It is also possible that cooling bars 6, 7 are arranged both above and below the rolling stock 3. In this case, the corresponding statements on the arrangement and configuration of the cooling beams 6, 7 apply independently of one another for the cooling beams 6, 7 arranged above the rolling stock 3 on the one hand and the cooling beams 6, 7 arranged below the rolling stock 3 on the other hand.
  • the first cooling beam 5 has a plurality of coolant outlets 8 towards the rolling stock 3. Water 9 (see FIGS. 1 and 4) is applied to the rolling stock 3 by means of the coolant outlets 8.
  • Thedeschausläs se 8 are fixedly arranged in the first cooling beam 6 as shown in FIG.
  • the coolant outlets 8 can be arranged in a row or in several rows as required. Within the respective row, the coolant outlets 8 in the width direction y of the rolling stock 3 ge see a predetermined distance al from each other. The distance can be in the range of a few cm, for example 4 cm to 8 cm.
  • the coolant outlets 8 also extend overall over the entire width of the rolling stock 3.
  • the side edges of a rolling stock 3 with the maximum possible width are shown in dashed lines in FIG.
  • the center line of the roller table defined by the rollers 5 is also shown in dash-dotted lines.
  • the coolant outlets 8 of the first cooling bar 6 are generally of uniform design. In the following, only one of theharischausläs se 8 is explained in more detail in connection with FIGS. 4 and 5. However, the corresponding statements also apply to the other coolant outlets 8 of the first cooling bar 6.
  • the coolant outlet 8 is designed as a full jet nozzle.
  • a full jet 10 thus emerges from the full jet nozzle during operation.
  • a full jet 10 and, correspondingly, a full jet nozzle are characterized in that the full jet 10 does not, or at least only slightly, expands.
  • a jet opening angle oil that the full jet 10 has is generally a maximum of 5 °, often only 3 ° or only 2 ° or even an even lower value. In the ideal case, the jet opening angle oil is 0 ° or as close as possible to 0 °.
  • Cross-sectional plane 12 in which the cross-section 11 is detected can be between 20% and 80% of the distance that the coolant outlet 8 has from the rolling stock 3, as seen in the jet direction r, as shown in FIG.
  • the beam direction r is orthogonal to the transport direction x and also orthogonal to the width direction y, in accordance with the illustration in FIGS.
  • this is not absolutely necessary.
  • the cross section 11 of the full jet 10 is coherent, but not convex.
  • the associated convex envelope thus contains (at least) one region 13 which is contained in the convex envelope, but not in the respective full jet 10 itself.
  • the convex envelope has a maximum extent D - seen in the cross-sectional plane 12.
  • the cross-section 11 in turn points in the cross-sectional plane 12 has a maximum effective width d.
  • the maximum effective width d of the cross-section 11 can generally be defined as follows: You choose any starting point PI at the edge of the cross-section 11 and, starting from the point PI, draw a straight line L into the cross-section 11 entry. The end point P2 is determined at which the line L again section 11 emerges from the cross. Next, the two angles ⁇ 1 and ⁇ 2 are determined, at which the line L enters the cross-section at the starting point PI and at the end point P2 or exits the cross-section 11. Each of the two angles ß1 and ß2 can be a maximum of 90 °.
  • the length of the now determined line L is the effective width for the starting point PI.
  • This effective width is, so to speak, a “candidate” for the maximum effective width d.
  • the starting point PI is now varied and the length of the respective effective width is determined for each starting point PI.
  • the respective "candidate data" for the maximum effective width d is thus determined.
  • the maximum of the effective widths determined is the maximum effective width d sought.
  • the maximum effective width d is always smaller than the maximum extent D.
  • the ratio of the maximum extent D to the effective width d is preferably greater than 3: 1, in particular greater than 5: 1.
  • the cross section 11 is closed in a ring shape.
  • the cross-section 11 surrounds a single, coherent area 13, which is completely enclosed by the cross-section 11 as seen in the cross-sectional plane 12.
  • the effective width at any point PI can be defined as follows: The starting point PI is placed on the outer edge of the cross-section 11, ie on the edge of the cross-section 11 facing away from the area 13. Starting from the starting point PI, one looks for the end point P2 at which the connecting line L with the starting point PI is at the end point P2 enters area 13. The end point P2 is now varied until the length of the connecting line L between the starting point PI and the end point P2 is minimal. The length of the line L determined in this way is the effective width for the starting point PI. By varying the starting point PI, the maximum effective width d can be determined as before.
  • the cross section 11 forms a circular ring.
  • other ring-shaped (closed) cross-sections are also possible, for example in accordance with the representations in FIG.
  • the cross section 11 can be designed as part of a circular ring.
  • the circular ring can extend with respect to the center point 14 of the circular ring, for example over an extension angle g which is generally at least 90 ° and a maximum of 270 °.
  • the extension angle a2 is between 120 ° and 240 °, for example at about 180 °.
  • cross-section 11 it is furthermore also possible for the cross-section 11 to be V-shaped.
  • FIGS. 12 and 13 it is also possible for the cross section 11 to be designed in a zigzag shape.
  • FIG. 12 shows this for an N shape
  • FIG. 13 for a W shape.
  • the second cooling beams 7 - analogously to the first cooling beam 6 - also each have a plurality of coolant outlets 15 towards the rolling stock 3.
  • the coolant output Let 15 of the second cooling beam 7, water 9 is also applied to the rolling stock 3.
  • the second cooling beams 7 are, however, arranged behind the first cooling beam 6 as seen in the transport direction x of the rolling stock 3. Concretely, that second cooling beam 7 is shown in FIG. 14, which is arranged directly downstream of the first cooling beam 6 as seen in the transport direction x of the rolling stock 3.
  • the coolant outlets 15 are arranged in a stationary manner in the respective cooling bar 7.
  • the coolant outlets 15 are - analogous to the coolant outlets 8 of the first cooling bar 6 - arranged in a row or in several rows.
  • Within the respective row as shown in FIG. 14, viewed in the width direction y of the rolling stock 3, they each have a predetermined distance a2 from one another.
  • the distance a2 can in particular coincide with the Ab stand al, with which the coolant outlets 8 of the first cooling beam 6 in the width direction y of the rolling stock 3 ge see spaced apart.
  • the arrangement of the coolant outlets 15 of the seconddebal ken 7 can be as required.
  • cooling beam 7 shown in FIG. 14 - that is to say that cooling beam 7 which, as seen in the transport direction x of the rolled stock 3, is immediately downstream of the first cooling beam 6 - are the
  • the distance a2 corresponds to the distance a1
  • the center line of the roller table which is again shown in phantom in FIG. 14, is equally spaced from the two immediately adjacent coolant outlets 15, while in the case of the first cooling beam 6, as shown in FIG. 3, one of the coolant outlets 8 there lies on the center line of the roller table.
  • the coolant outlets 15 of the second cooling beams 7 can be designed as required.
  • coolant outlets 15 of the second cooling bars 7 are all designed in the same way. However, it is also possible that the coolant outlets 15 of one of the second cooling bars 7 are designed differently than the coolant outlets 15 of one of the second cooling bars 7. The following explanations therefore each refer to a single second cooling bar 7. This includes on the one hand does not preclude that the coolant outlets 15 of the other second cooling beams
  • coolant outlets 15 of the other second cooling beams 7 are designed in the same way.
  • the coolant outlets 15 of one of the second cooling bars 7 can be designed in the same way as the coolant outlets 8 of the first cooling bar 6. Reference is made to the above statements relating to FIGS. If the coolant outlets 15 are designed in such a way at least one of the second cooling bars 7, they include the second
  • Cooling bar 7 usually at least that second cooling bar 7, which is directly downstream of the first cooling bar 6 as seen in the transport direction x of the rolling stock 3. It is also possible that the coolant outlets 15 of one of the second cooling bars 7 are designed as full jet nozzles - in accordance with the coolant outlets 8 of the first cooling bar 6 - from which a full jet with a respective cross section emerges during operation (see FIG. 4) . However, as shown in FIG. 15, it is possible that, in contrast to the full jets, the coolant outlets
  • the cross section 16 of the full jet of the coolant outlets 15 of the corresponding second cooling bar 7 has a convex envelope which corresponds to the cross section 16 of the corresponding full jet.
  • the coolant outlets 15 of one of the second cooling beams 7 may be designed as fan nozzles.
  • the jets 17 emitted by means of these coolant outlets 15, as shown in FIG. 16 have a noticeable jet opening angle a2 in at least one direction.
  • the beam opening angle a2 is often above 40 °.
  • Coolant outlet 15 the spray pattern of the corresponding coolant outlet 15 can either be an elongated ellipse as shown in FIG. 17 or a circle as shown in FIG. Orientation and rotation of the ellipses relative to the transport direction x and to the width direction y can be designed as required.
  • the situation in which an ellipse is inclined in accordance with the representation in FIG. 17 is, however, to be preferred as a rule.
  • the jet direction r does not have to be oriented orthogonally to the plane defined by the transport direction x and the width direction y.
  • coolant outlets 15 of one of the second cooling bars 7 can be designed as spray nozzles in accordance with the illustration in FIG. 19.
  • a circular spray pattern results, however, as shown in FIG. 19, the water 9 is no longer sprayed directly onto the rolling stock 3, that is, it is no longer directed at the rolling stock 3 with a significant amount Speed impinges on the rolling stock 3.
  • this second cooling beam 7 is not necessarily a second cooling beam 7, which is not immediately downstream of the first cooling beam 6. It is possible that the first cooling bar 6 is designed as an intensive cooling bar. The same configuration is also possible with the second cooling beams 7, provided that they have full jet nozzles. In this case, the water 9 emerges from the Coolant outlets 8, 15 of the corresponding cooling bars 6, 7 with a pressure p1 which is at least 1 bar. The pressure p1 is usually between 1.5 bar and 4 bar. Alternatively, it is possible that the first cooling beam 6 is designed as a laminar cooling beam. The same configuration is also possible with the second cooling beams 7, provided that they have full jet nozzles.
  • the water 9 emerges from the coolant outlets 8, 15 of the corresponding cooling bars 6, 7 at a pressure p2 which is a maximum of 0.5 bar.
  • the pressure p2 is usually between 0.1 bar and 0.4 bar.
  • the second cooling beam 7, the fan nozzles or spray nozzles aufwei sen, the water 9 can be supplied with a higher pressure. Due to the design of the coolant outlets 15 as fan nozzles or spray nozzles, however, laminar cooling always takes place in these second cooling bars 7.
  • the present invention has many advantages.
  • the unevenness in the cooling of the rolling stock 3 can be reduced.
  • the other advantages of full beam 10 are retained.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)

Abstract

Kühleinrichtung mit Kühlmittelstrahlen mit hohlem Querschnitt Eine Behandlungslinie für ein flaches, langgestrecktes heißes Walzgut aus Metall weist eine Fertigstraße zum Walzen des Walzguts und eine Kühleinrichtung auf. Die Kühleinrichtung kann nach Bedarf der Fertigstraße vorgeordnet oder nachgeordnet sein oder innerhalb der Fertigstraße angeordnet sein. Die Kühleinrichtung weist einen ersten Kühlbalken auf, der sich in Breitenrichtung des Walzguts gesehen vollständig über das Walzgut erstreckt. Der erste Kühlbalken weist zum Walzgut hin mehrere Kühlmittelauslässe auf, mittels derer Wasser auf das Walzgut aufgebracht wird. Die Kühlmittelauslässe sind im ersten Kühlbalken ortsfest in mindestens einer sich in Breitenrichtung (y) des Walzguts erstreckenden angeordnet und weisen innerhalb der jeweiligen Reihe jeweils einen vorbestimmten Abstand voneinander auf. Die Kühlmittelauslässe sind als Vollstrahldüsen ausgebildet, aus denen im Betrieb ein Vollstrahl mit einem jeweiligen Querschnitt (11) austritt. Die Querschnitte (11) der Vollstrahlen sind jeweils in sich zusammenhängend und weisen jeweils eine konvexe Hülle auf. Die jeweilige konvexe Hülle enthält mindestens einen Bereich (13), der im jeweiligen Vollstrahl selbst nicht enthalten ist.

Description

Beschreibung
Bezeichnung der Erfindung
Kühleinrichtung mit Kühlmittelstrahlen mit hohlem Querschnitt
Gebiet der Technik
Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Behandlungslinie für ein flaches, langgestrecktes heißes Walzgut aus Metall,
- wobei die Behandlungslinie eine Fertigstraße zum Walzen des Walzguts aufweist,
- wobei die Behandlungslinie eine Kühleinrichtung aufweist,
- wobei die Kühleinrichtung der Fertigstraße vorgeordnet ist, der Fertigstraße nachgeordnet ist oder innerhalb der Fer tigstraße angeordnet ist
- wobei die Kühleinrichtung einen ersten Kühlbalken aufweist, der sich in Breitenrichtung des Walzguts gesehen vollstän dig über das Walzgut erstreckt,
- wobei der erste Kühlbalken zum Walzgut hin mehrere erste Kühlmittelauslässe aufweist, mittels derer Wasser auf das Walzgut aufgebracht wird,
- wobei die ersten Kühlmittelauslässe im ersten Kühlbalken ortsfest in mindestens einer sich in Breitenrichtung des Walzguts erstreckenden Reihe angeordnet sind und in Brei tenrichtung des Walzguts gesehen innerhalb der jeweiligen Reihe jeweils einen vorbestimmten Abstand voneinander auf weisen,
- wobei die ersten Kühlmittelauslässe als Vollstrahldüsen ausgebildet sind, aus denen im Betrieb ein Vollstrahl mit einem jeweiligen in sich zusammenhängenden Querschnitt aus- tritt,
- wobei ein Strahlungsöffnungswinkel des aus den Vollstrahl düsen austretenden Vollstrahls maximal 5° beträgt,
- wobei die Querschnitte der Vollstrahlen jeweils eine konve xe Hülle aufweisen. Der Begriff „Metall” im Sinne der vorliegenden Erfindung soll zum einen elementare Metalle wie beispielsweise Aluminium oder Kupfer umfassen. Zum anderen soll der Begriff „Metall” aber auch gängige Metalllegierungen mit umfassen. Beispiels- weise kann das Walzgut insbesondere aus Stahl, Aluminium bzw. eine Aluminiumlegierung oder im Einzelfall auch aus Messing bestehen. Das flache, langgestreckte Walzgut kann alternativ als Band (englisch: strip) oder als Grobblech (englisch: pla- te) ausgebildet sein.
In der Fertigstraße wird das Walzgut von einer Anfangsdicke auf eine Enddicke gewalzt. Die Fertigstraße weist üblicher weise mehrere Walzgerüste auf, die hintereinander angeordnet sind, so dass sie von dem Walzgut mit einer einheitlichen Transportrichtung durchlaufen werden. Im Einzelfall kann aber auch ein reversierendes Walzen erfolgen. In der nachfolgenden Kühlstrecke wird das Walzgut auf eine Zieltemperatur gekühlt. Oftmals wird versucht, einen vorgegebenen zeitlichen Tempera turverlauf exakt einzustellen. Weiterhin kann der Fertigstra- ße eine Kühleinrichtung vorgeordnet sein, um die Temperatur eines in die Fertigstraße einlaufenden, noch nicht gewalzten Bandes einstellen zu können. Auch können zwischen den Walzge rüsten der Fertigstraße sogenannte Zwischengerüstkühlungen angeordnet sein.
Stand der Technik
Derartige Behandlungslinien sind allgemein bekannt. Insbeson dere ist üblicherweise Warmwalzwerken - sei es in Form iso- lierter Walzstraßen, sei es in Form von Gießwalzanlagen - üb licherweise eine Kühlstrecke nachgeordnet. Die Kühlstrecke kann, je nach Lage des Einzelfalls, als Laminarkühlstrecke und/oder als Kühlung mit einem sogenannten Wasservorhang und/oder als Spritzwasserkühlung und/oder als Intensivkühlung ausgebildet sein. Gleiches gilt für Kühleinrichtungen vor der Fertigstraße oder innerhalb der Fertigstraße. In allen Fällen wird über die Breite des zu kühlenden Walzguts Wasser auf das zu kühlende Walzgut aufgebracht. Mit Ausnahme der Ausgestaltung als sogenannter Wasservorhang - hier ist eine einzige „Düse” vorhanden, die sich über die gesamte Breite des Walzguts erstreckt - weist der erste Kühl- balken eine Anzahl von Kühlmittelauslässen auf, die in Brei tenrichtung des Walzguts gesehen in einem vorbestimmten Ab stand voneinander angeordnet sind, meist in einem festen Ras ter von beispielsweise 5 cm. Das Wasser wird mittels des ers ten Kühlbalkens von oben oder von unten auf das flache Walz- gut aufgebracht. Zumindest im Falle einer der Fertigstraße nachgeordneten Kühlstrecke sind sowohl oberhalb als auch un terhalb des Walzguts in Transportrichtung des flachen Walz guts gesehen jeweils mehrere Kühlbalken angeordnet. Die Kühlmittelauslässe können auf verschiedene Art und Weise ausgebildet sein.
So ist beispielsweise eine Ausbildung als Spritzdüsen be kannt, oftmals auch als Fächerdüsen bezeichnet. Fächerdüsen bringen das Wasser in einem Strahl auf das flache Walzgut auf, der von der jeweiligen Spritzdüse ausgesehen zumindest in einer Richtung einen nennenswerten Öffnungswinkel auf weist, oftmals 50° und mehr. Bei der Verwendung von Fächerdü sen ergibt sich über die Breite des flachen Walzguts gesehen oftmals eine deutlich ungleichmäßige Kühlwirkung.
Es ist weiterhin auch eine Ausbildung als Sprühdüsen bekannt. Sprühdüsen zerstäuben das Wasser. Sie weisen daher eine rela tiv geringe Kühlwirkung auf. Darüber hinaus ist auch diese Kühlwirkung über die Breite des flachen Walzguts gesehen un gleichmäßig.
Meist sind die Kühlmittelauslässe als Vollstrahldüsen ausge bildet. Dies gilt sowohl bei einer Ausgestaltung der Kühlein- richtung als laminar arbeitende Kühleinrichtung als auch bei einer Ausgestaltung der Kühleinrichtung als Intensivkühlung. Bei Vollstrahldüsen tritt das Wasser in Form eines kompakten Strahls (Vollstrahl oder Prallstrahl genannt) aus der jewei- ligen Vollstrahldüse aus. Der Vollstrahl weist nur einen ge ringen oder keinen Öffnungswinkel auf. Vollstrahldüsen sind also Düsen, aus denen das Wasser in einem Strahl austritt, der sich nicht oder zumindest nur geringfügig aufweitet. Ein Strahlöffnungswinkel, den der aus der jeweiligen Vollstrahl düse austretende Wasserstrahl aufweist, liegt in der Regel maximal bei 5°, oftmals bei nur 3° oder nur 2° oder sogar ei nem noch geringeren Wert. Auch bei Vollstrahldüsen ist die Kühlung des flachen Walzguts in dem Bereich, in dem die Strahlen auf das flache Walzgut auftreffen, höher als in den Bereichen dazwischen. Auch bei der Verwendung von Vollstrahldüsen ergibt sich somit eine un gleichmäßige Bandkühlung. In der Gesamtbewertung weisen Voll- Strahldüsen aber - verglichen mit den anderen Düsenarten - die meisten Vorteile und die wenigsten Nachteile auf. In der Regel werden in Kühleinrichtungen daher Vollstrahldüsen ver wendet. Die Materialeigenschaften des flachen Walzguts werden in er heblichem Umfang durch den zeitlichen Verlauf der Kühlung in der Kühleinrichtung beeinflusst, insbesondere in einer der Fertigstraße nachgeordneten Kühlstrecke. Ist die Kühlung über die Walzgutbreite gesehen ungleichmäßig, so ergeben sich auch ungleichmäßige Materialeigenschaften. In manchen Fällen kön nen diese Schwankungen hingenommen werden. In anderen Fällen sind sie störend. Weiterhin kann die ungleichmäßige Kühlung auch Planheitsfehler hervorrufen. Innerhalb von Kühlstrecken (also Kühleinrichtungen, die der Fertigstraße nachgeordnet sind) wird meist versucht, die Probleme dadurch zu minimieren, dass die Kühlmittelauslässe von in Transportrichtung des Walzguts aufeinanderfolgenden Kühlbalken bzw. innerhalb eines jeweiligen Kühlbalkens die Kühlmittelauslässe der verschiedenen Reihen an Kühlmittelaus lässen gegeneinander versetzt sind. Insbesondere können bei jeweils nur eine Reihe von Kühlmittelauslässen pro Kühlbalken beispielsweise die Kühlmittelauslässe eines bestimmten Kühl- balkens in Breitenrichtung des flachen Walzguts gesehen je weils mittig zwischen den Kühlmittelauslässen des Kühlbalkens angeordnet sein, der dem betreffenden Kühlbalken in Trans portrichtung des flachen Walzguts gesehen unmittelbar vorge- ordnet ist. Damit können die Probleme des Standes der Technik zwar verringert, aber nicht beseitigt werden.
Aus der KR 101394447 Bl ist eine Behandlungslinie für ein flaches, langgestrecktes heißes Walzgut aus Metall bekannt, die zum Walzen des Walzguts eine Vorstraße und eine Fertig straße aufweist. Zwischen der Vorstraße und der Fertigstraße ist eine Kühlstrecke angeordnet. Die Kühlstrecke weist einen einzelnen Kühlbalken auf, der sich in Breitenrichtung des Walzguts gesehen vollständig über das Walzgut erstreckt. Der Kühlbalken kann zum Walzgut hin mehrere Aufbringeinrichtungen aufweisen, die ihrerseits jeweils mehrere Kühlmittelauslässe aufweisen. Die Aufbringeinrichtungen sind unabhängig vonei nander in Breitenrichtung des Walzguts gesehen positionier bar. Weiterhin ist vor dem Kühlen des heißen Walzguts für je- de Aufbringeinrichtung wählbar, mittels welchen der jeweili gen Kühlmittelauslässe Wasser auf das Walzgut aufgebracht werden soll. Die Kühlmittelauslässe weisen verschiedene Dü senformen auf. Eine der Düsenformen weist einen nach Art der Kanten eines Rechtecks umlaufenden Streifen auf.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Mög lichkeiten zu schaffen, mittels derer eine verbesserte Küh- lung des flachen Walzguts nach dem Walzen in der Fertigstraße erreicht werden kann.
Die Aufgabe wird durch eine Behandlungslinie mit den Merkma len des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Behandlungslinie sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 12. Erfindungsgemäß wird eine Behandlungslinie der eingangs ge nannten Art dadurch ausgestaltet, dass die jeweilige konvexe Hülle mindestens einen Bereich enthält, der im jeweiligen Vollstrahl selbst nicht enthalten ist.
Dadurch kann erreicht werden, dass einerseits die Art und Weise der Aufbringung des Wassers auf das flache Walzgut - nämlich als Vollstrahl - beibehalten werden kann, das Wasser aber insbesondere in Breitenrichtung des Walzguts gesehen über einen größeren Bereich aufgebracht werden kann. Dadurch kann die Kühlung vergleichmäßigt werden.
Es ist möglich, dass der erste Kühlbalken als Intensivkühl balken ausgebildet ist. In diesem Fall tritt das Wasser aus den ersten Kühlmittelauslässen des ersten Kühlbalkens mit ei nem Druck von mindestens 1 bar aus, insbesondere mit einem Druck, der zwischen 1,5 bar und 4 bar liegt. Alternativ ist es möglich, dass der erste Kühlbalken als Laminarkühlbalken ausgebildet ist. In diesem Fall tritt das Wasser aus den ers- ten Kühlmittelauslässen des ersten Kühlbalkens mit einem
Druck von maximal 0,5 bar aus, insbesondere mit einem Druck, der zwischen 0,1 bar und 0,4 bar liegt.
Es ist möglich, dass die Querschnitte der Vollstrahlen je- weils ringförmig geschlossen sind. In diesem Fall umgeben Querschnitte der Vollstrahlen somit jeweils einen Bereich, der in der Querschnittsebene gesehen vollständig vom Quer schnitt des jeweiligen Vollstrahls umschlossen ist. Dieser Bereich ist zwar Bestandteil der konvexen Hülle des jeweili- gen Vollstrahls, aber nicht Bestandteil des Querschnitts des jeweiligen Vollstrahls selbst. Alternativ ist es möglich, dass die Querschnitte der Vollstrahlen jeweils als Teil eines jeweiligen Kreisrings ausgebildet sind. Der jeweilige Kreis ring kann sich insbesondere über einen jeweiligen Winkel von mindestens 90° und maximal 270° erstrecken, meist etwa 150° bis 210°. Alternativ ist es möglich, dass die Querschnitte der Voll strahlen jeweils V-förmig oder zickzackförmig ausgebildet sind. Zickzackformen sind beispielsweise eine N-Form oder ei ne W-Form. Je weniger Knickpunkte der Querschnitt aufweist, desto bevorzugter wird die jeweilige Form realisiert.
Die jeweilige konvexe Hülle weist in der Querschnittsebene gesehen eine maximale Erstreckung auf. Der jeweilige Quer schnitt weist in der Querschnittsebene gesehen eine maximale effektive Breite auf. Vorzugsweise ist das Verhältnis der ma ximalen Erstreckung zur maximalen effektiven Breite größer als 3:1, insbesondere größer als 5:1.
In vielen Fällen umfasst die Kühleinrichtung - zusätzlich zu dem ersten Kühlbalken - mindestens einen zweiten Kühlbalken. Insbesondere bei einer der Fertigstraße nachgeordneten Küh leinrichtungen (d.h. bei einer Kühlstrecke) ist dies in der Regel der Fall. Die zweiten Kühlbalken erstrecken sich in diesem Fall - ebenso wie der erste Kühlbalken - in Breiten- richtung des Walzguts gesehen vollständig über das Walzgut.
Auch weisen sie - ebenso wie der erste Kühlbalken - zum Walz gut hin jeweils mehrere Kühlmittelauslässe auf, mittels derer Wasser auf das Walzgut aufgebracht wird. Die zweiten Kühlmit telauslässe sind im zweiten Kühlbalken ortsfest in mindestens einer sich in Breitenrichtung des Walzguts erstreckenden Rei he angeordnet. Innerhalb der jeweiligen Reihe weisen die zweiten Kühlmittelauslässe jeweils einen vorbestimmten Ab stand voneinander auf. Die zweiten Kühlbalken sind aber in Transportrichtung des Walzguts gesehen hinter dem ersten Kühlbalken angeordnet. Das Walzgut wird also zuerst mittels des ersten Kühlbalkens gekühlt, danach mittels der zweiten Kühlbalken.
Vorzugsweise sind die zweiten Kühlmittelauslässe mindestens eines der zweiten Kühlbalken in Breitenrichtung des Walzguts gesehen zwischen den Kühlmittelauslässen des ersten Kühlbal kens angeordnet. Dadurch können verbleibende Ungleichmäßig keiten bei der Kühlung mittels des ersten Kühlbalkens gut ausgeglichen werden. Bei diesem zweiten Kühlbalken kann es sich insbesondere um denjenigen Kühlbalken handeln, der dem ersten Kühlbalken in Transportrichtung des Walzguts gesehen unmittelbar nachgeordnet ist.
Es ist möglich, dass die zweiten Kühlmittelauslässe mindes tens eines der zweiten Kühlbalken als Vollstrahldüsen ausge bildet sind, aus denen im Betrieb ein Vollstrahl mit einem jeweiligen Querschnitt austritt. In diesem Fall können die Querschnitte dieser Vollstrahlen jeweils eine konvexe Hülle aufweisen und kann weiterhin diese jeweilige konvexe Hülle mindestens einen Bereich enthalten, der im jeweiligen Voll strahl selbst nicht enthalten ist. Dadurch können bezüglich des entsprechenden zweiten Kühlbalkens dieselben Vorteile er- reicht werden wie bezüglich des ersten Kühlbalkens.
Alternativ ist es möglich, dass die zweiten Kühlmittelausläs se mindestens eines der zweiten Kühlbalken zwar als Voll strahldüsen ausgebildet sind, aus denen im Betrieb ein Voll- strahl mit einem jeweiligen Querschnitt austritt, wobei die Querschnitte dieser Vollstrahlen zwar jeweils eine konvexe Hülle aufweisen, diese jeweilige konvexe Hülle jedoch mit dem Querschnitt des jeweiligen Vollstrahls übereinstimmt. In die sem Fall sind die Vollstrahldüsen des entsprechenden zweiten Kühlbalkens auf konventionelle Art und Weise ausgebildet.
Ebenso ist es auch möglich, dass die zweiten Kühlmittelaus lässe mindestens eines der zweiten Kühlbalken als Fächerdüsen oder Sprühdüsen ausgebildet sind.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ebenfalls durch ein Verfah ren zum Fertigwalzen und Abkühlen eines flachen, langge streckten Walzguts aus Metall in einer Behandlungslinie nach Anspruch 13 gelöst, wobei das Walzgut in der Fertigstraße der Behandlungslinie warmgewalzt wird, und das zumindest teilwei se warmgewalzte Walzgut in einer Kühleinrichtung der Behand lungslinie abgekühlt wird, wobei das Walzgut in dessen Brei tenrichtung durch mehrere Vollstrahlen durch Wasser abgekühlt wird, wobei mehrere, vorzugsweise alle, Vollstrahlen jeweils eine konvexe Hülle mit mindestens einem Bereich enthalten, der im jeweiligen Vollstrahl selbst nicht enthalten ist. Gemäß einer Ausführungsform wird das Walzgut nach dem Abküh len zu einem Coil aufgewickelt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusam menhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbei spiele, die in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen in schematischer Darstellung:
FIG 1 eine Behandlungslinie für ein flaches, langge strecktes, heißes Walzgut von der Seite,
FIG 2 die Behandlungslinie von FIG 1 von oben, FIG 3 die dem Walzgut zugewandte Seite eines ersten Kühlbalkens,
FIG 4 einen Kühlmittelauslass und einen Vollstrahl, FIG 5 den Vollstrahl von FIG 4 im Querschnitt,
FIG 6 bis 13 zu FIG 5 alternative Querschnitte, FIG 14 die dem Walzgut zugewandte Seite eines zweiten
Kühlbalkens,
FIG 15 einen Vollstrahl im Querschnitt, FIG 16 einen Kühlmittelauslass und einen Fächer strahl,
FIG 17 und 18 mögliche Querschnitte eines Fächerstrahls, FIG 19 einen Kühlmittelauslass und ein Sprühbild und FIG 20 ein Sprühbild.
Beschreibung der Ausführungsformen
Gemäß den FIG 1 und 2 weist eine Behandlungslinie eine Fer tigstraße 1 auf. In der Regel weist die Fertigstraße 1 mehre re Walzgerüste 2 auf, oftmals zwischen drei und sieben Walz- gerüsten 2, insbesondere vier oder sechs Walzgerüste 2, bei spielsweise fünf Walzgerüste 2. Dargestellt sind in den FIG 1 und 2 nur das erste und das letzte Walzgerüst 2 der Fertig straße 1. Die Walzgerüste 2 sind in der Regel hintereinander angeordnet, so dass sie von einem flachen, langgestreckten, heißen Walzgut 3 aus Metall in einer einheitlichen Transport richtung x durchlaufen werden. Im Einzelfall kann aber auch ein reversierendes Walzen erfolgen. Das Walzgut 2 kann bei spielsweise aus Stahl oder Aluminium bestehen. Es kann sich alternativ um ein Band oder um ein Grobblech handeln.
In der Fertigstraße 1 wird das Walzgut 3 von einer Anfangsdi cke auf eine Enddicke gewalzt. Das Walzgut 3 läuft also mit der Anfangsdicke in das erste Walzgerüst 2 der Fertigstraße 1 ein und mit der Enddicke aus dem letzten Walzgerüst 2 der Fertigstraße 1 aus. Das Walzgut 3 weist beim Auslaufen aus dem letzten Walzgerüst 2 der Fertigstraße 1 eine Endwalztem peratur auf. Die Endwalztemperatur kann beispielsweise bei einem Walzgut 3 aus Stahl zwischen 750 °C und 1.000 °C lie- gen.
Die meisten der der Fertigstraße 1 vorgeordneten Komponenten der Behandlungslinie sind im Rahmen der vorliegenden Erfin dung von untergeordneter Bedeutung. Beispielsweise kann der Fertigstraße 1 eine Stranggießanlage vorgeordnet sein. Nach
Bedarf kann zwischen der Fertigstraße 1 und der Stranggießan lage eine Vorstraße oder ein Vorgerüst angeordnet sein. Es ist auch möglich, dass der Fertigstraße 1 ein Ofen vorgeord net ist, in dem ein Vorband auf Walztemperatur erwärmt wird. Auch andere Ausgestaltungen sind möglich.
Die Behandlungslinie weist weiterhin eine Kühleinrichtung 4 auf. Die Kühleinrichtung 4 ist im vorliegenden Fall als Kühl strecke ausgebildet, die der Fertigstraße 1 nachgeordnet ist. In der Kühlstrecke wird das Walzgut 3, ausgehend von der End walztemperatur auf eine Zieltemperatur gekühlt. Die Zieltem peratur kann beispielsweise bei einem Walzgut 3 aus Stahl im Bereich zwischen 150 °C und 800 °C liegen. Oftmals wird ver- sucht, einen vorgegebenen zeitlichen Temperaturverlauf exakt einzustellen. Alternativ zu einer Anordnung hinter der Fer tigstraße 1 könnte die Kühleinrichtung 4 auch innerhalb der Fertigstraße 1 angeordnet sein, also als Zwischengerüstküh- lung ausgebildet sein, die zwischen je zwei Walzgerüsten 2 der Fertigstraße angeordnet ist. Alternativ zu einer Anord nung hinter der Fertigstraße 1 oder innerhalb der Fertigstra ße 1 könnte die Kühleinrichtung 4 der Fertigstraße 1 auch vorgeordnet sein, beispielsweise als Vorbandkühlung zwischen einer Vorstraße oder einem Vorgerüst und der Fertigstraße 1 ausgebildet sein.
Der Kühlstrecke kann beispielsweise im Falle eines Bandes ein Haspel nachgeordnet sein. Im Falle eines Grobblechs kann der Kühlstrecke eine Ablage nachgeordnet sein. Die der Kühlstre cke nachgeordneten Einrichtungen sind von untergeordneter Be deutung und nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Die Kühlstrecke weist Rollen 5 auf, mittels derer das Walzgut 3 in der Transportrichtung x durch die Kühlstrecke gefördert wird. Die Rollen 5 sind nur in FIG 1 dargestellt. In FIG 1 wiederum sind nur einige der Rollen 5 mit ihrem Bezugszeichen versehen. Die Rollen 5 als solche sind im Rahmen der vorlie genden Erfindung jedoch von untergeordneter Bedeutung und werden daher nicht weiter behandelt.
Zum Kühlen des Walzguts 3 weist die Kühleinrichtung 4 einen ersten Kühlbalken 6 auf. Der erste Kühlbalken 6 erstreckt sich gemäß FIG 2 in Breitenrichtung y des Walzguts 3 gesehen vollständig über das Walzgut 3. Dies gilt unabhängig von der konkreten Breite des Walzguts 3. Der erste Kühlbalken 6 ist also derart dimensioniert, dass er das Walzgut 3 in Breiten richtung y gesehen auch dann vollständig überdeckt, wenn das Walzgut 3, bezogen auf die Behandlungslinie, die maximal mög- liehe Breite aufweist. Zumindest bei einer Kühlstrecke ist weiterhin nicht nur der erste Kühlbalken 6 vorhanden, sondern weist die Kühleinrichtung 4 zusätzlich auch eine Anzahl von zweiten Kühlbalken 7 auf. Auch die zweiten Kühlbalken 7 er- strecken sich in Breitenrichtung y des Walzguts 3 gesehen vollständig über das Walzgut 3.
Entsprechend der Darstellung in den FIG 1 und 2 wird die vor- liegende Erfindung mit einem ersten Kühlbalken 6 und auch zweiten Kühlbalken 7 erläutert, die alle oberhalb des Walz guts 3 (bzw. oberhalb der Rollen 5) angeordnet sind. Alterna tiv könnten die Kühlbalken 6, 7 alle unterhalb des Walzguts 3 (bzw. unterhalb der Rollen 5) angeordnet sein. Die entspre- chenden Ausführungen zur Anordnung und Ausgestaltung der
Kühlbalken zu den Kühlbalken 6, 7 bleiben in diesem Fall un verändert gültig. Es ist auch möglich, dass sowohl oberhalb als auch unterhalb des Walzguts 3 Kühlbalken 6, 7 angeordnet sind. In diesem Fall gelten die entsprechenden Ausführungen zur Anordnung und Ausgestaltung der Kühlbalken 6, 7 unabhän gig voneinander für die oberhalb des Walzguts 3 angeordneten Kühlbalken 6, 7 einerseits und die unterhalb des Walzguts 3 angeordneten Kühlbalken 6, 7 andererseits. Der erste Kühlbalken 5 weist entsprechend der Darstellung in FIG 3 zum Walzgut 3 hin mehrere Kühlmittelauslässe 8 auf. Mittels der Kühlmittelauslässe 8 wird Wasser 9 (siehe die FIG 1 und 4) auf das Walzgut 3 aufgebracht. Die Kühlmittelausläs se 8 sind entsprechend der Darstellung in FIG 3 im ersten Kühlbalken 6 ortsfest angeordnet. Die Kühlmittelauslässe 8 können nach Bedarf in einer Reihe oder in mehreren Reihen an geordnet sein. Innerhalb der jeweiligen Reihe weisen die Kühlmittelauslässe 8 in Breitenrichtung y des Walzguts 3 ge sehen jeweils einen vorbestimmten Abstand al voneinander auf. Der Abstand kann im Bereich weniger cm liegen, beispielsweise bei 4 cm bis 8 cm. Die Kühlmittelauslässe 8 erstrecken sich insgesamt ebenfalls über die gesamte Breite des Walzguts 3. Die Seitenkanten eines Walzguts 3 mit maximal möglicher Brei te sind in FIG 3 gestrichelt eingezeichnet. Strichpunktiert ist weiterhin die Mittellinie des durch die Rollen 5 defi nierten Rollgangs eingezeichnet. Die Kühlmittelauslässe 8 des ersten Kühlbalkens 6 sind in al ler Regel einheitlich ausgebildet. Nachfolgend wird in Ver bindung mit FIG 4 und 5 daher nur einer der Kühlmittelausläs se 8 näher erläutert. Die entsprechenden Ausführungen gelten aber auch für die anderen Kühlmittelauslässe 8 des ersten Kühlbalkens 6.
Entsprechend der Darstellung in FIG 4 ist der Kühlmittelaus lass 8 als Vollstrahldüse ausgebildet. Aus der Vollstrahldüse tritt also im Betrieb ein Vollstrahl 10 aus. Ein Vollstrahl 10 und hiermit korrespondierend eine Vollstrahldüse sind dadurch charakterisiert, dass der Vollstrahl 10 sich nicht oder zumindest nur geringfügig aufweitet. Ein Strahlöffnungs winkel oil, den der Vollstrahl 10 aufweist, liegt in der Regel maximal bei 5°, oftmals bei nur 3° oder nur 2° oder sogar ei nem noch geringeren Wert. Im Idealfall liegt der Strahlöff nungswinkel oil bei 0° oder möglichst nahe bei 0°.
FIG 5 zeigt den Querschnitt 11 des Vollstrahls 10 nach dem Austreten aus dem Kühlmittelauslass 8. Ein Abstand b der
Querschnittsebene 12, in welcher der Querschnitt 11 erfasst wird, kann entsprechend der Darstellung in FIG 4 beispiels weise zwischen 20 % und 80 % des Abstands betragen, den der Kühlmittelauslass 8 in Strahlrichtung r gesehen vom Walzgut 3 aufweist. Die Strahlrichtung r ist im vorliegenden Fall ent sprechend der Darstellung in FIG 1 und 4 orthogonal zur Transportrichtung x und auch orthogonal zur Breitenrichtung y. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Gemäß FIG 5 ist der Querschnitt 11 des Vollstrahls 10 zwar in sich zusam- menhängend, aber nicht konvex. Die zugehörige konvexe Hülle enthält somit (mindestens) einen Bereich 13, der zwar in der konvexen Hülle enthalten ist, nicht aber im jeweiligen Voll strahl 10 selbst. Die konvexe Hülle weist - in der Querschnittsebene 12 gesehen - eine maximale Erstreckung D auf. Im Falle der Ausgestaltung gemäß FIG 5 ist dies der Durchmesser der konvexen Hülle. Der Querschnitt 11 seinerseits weist in der Querschnittsebene 12 eine maximale effektive Breite d auf. Die maximale effektive Breite d des Querschnitts 11 kann in der Regel wie folgt de finiert werden: Man wählt einen beliebigen Anfangspunkt PI am Rand des Quer schnitts 11 und zieht, ausgehend von dem Punkt PI, eine gera de Linie L, die in den Querschnitt 11 eintritt. Man ermittelt den Endpunkt P2, an dem die Linie L wieder aus dem Quer schnitt 11 austritt. Man ermittelt als nächstes die beiden Winkel ßl und ß2, unter denen die Linie L am Anfangspunkt PI und am Endpunkt P2 in den Querschnitt eintritt bzw. aus dem Querschnitt 11 austritt. Jeder der beiden Winkel ßl und ß2 kann maximal 90° betragen. Als nächstes dreht man die Linie L um den Anfangspunkt PI, bis man denjenigen Endpunkt P2 gefun- den hat, bei dem die Summe der beiden Winkel ßl und ß2 maxi mal ist. Die Länge der nunmehr ermittelten Linie L ist die effektive Breite für den Anfangspunkt PI. Diese effektive Breite ist sozusagen ein „Kandidat” für die maximale effekti ve Breite d. Man variiert nunmehr den Anfangspunkt PI und er- mittelt für jeden Anfangspunkt PI die Länge der jeweiligen effektiven Breite. Man ermittelt also den jeweiligen „Kandi daten" für die maximale effektive Breite d. Das Maximum der ermittelten effektiven Breiten ist die gesuchte maximale ef fektive Breite d.
Die maximale effektive Breite d ist stets kleiner als die ma ximale Erstreckung D. Vorzugsweise ist das Verhältnis der ma ximalen Erstreckung D zur effektiven Breite d größer als 3:1, insbesondere größer als 5:1.
Gemäß der Darstellung in FIG 5 ist der Querschnitt 11 ring förmig geschlossen. Dadurch umgibt der Querschnitt 11 einen einzelnen in sich zusammenhängenden Bereich 13, der in der Querschnittsebene 12 gesehen vollständig vom Querschnitt 11 umschlossen ist. In diesem Fall kann die effektive Breite an einem beliebigen Punkt PI wie folgt definiert sein: Man legt den Anfangspunkt PI an den äußeren Rand des Quer schnitts 11, also auf den vom Bereich 13 abgewandten Rand des Querschnitts 11. Ausgehend von dem Anfangspunkt PI sucht man den Endpunkt P2, bei dem die Verbindungslinie L mit dem An- fangspunkt PI am Endpunkt P2 in den Bereich 13 eintritt. Nun variiert man den Endpunkt P2, bis die Länge der Verbindungs linie L zwischen dem Anfangspunkt PI und dem Endpunkt P2 mi nimal ist. Die Länge der auf diese Weise ermittelten Linie L ist die effektive Breite für den Anfangspunkt PI. Durch Vari- ieren des Anfangspunkts PI kann man somit wie zuvor die maxi male effektive Breite d ermitteln.
Konkret bildet der Querschnitt 11 einen Kreisring. Es sind aber auch andere ringförmige (geschlossene) Querschnitte mög- lieh, beispielsweise entsprechend den Darstellungen in den
FIG 6 bis 9 auf einem Quadrat (alternativ beispielsweise ei nem Rechteck) oder auf Ellipsen oder Ovalen basierende Quer schnitte. Entsprechend der Darstellung in FIG 10 ist es weiterhin auch möglich, dass der Querschnitt 11 als Teil eines Kreisrings ausgebildet ist. Der Kreisring kann sich in diesem Fall be züglich des Mittelpunkts 14 des Kreisrings beispielsweise über einen Erstreckungswinkel g erstrecken, der in der Regel mindestens 90° und maximal 270° beträgt. Meist liegt der Er streckungswinkel a2 zwischen 120° und 240°, beispielsweise bei etwa 180°.
Entsprechend der Darstellung in FIG 11 ist es weiterhin auch möglich, dass der Querschnitt 11 V-förmig ausgebildet ist.
Entsprechend der Darstellung in den FIG 12 und 13 ist es auch möglich, dass der Querschnitt 11 zickzackförmig ausgebildet ist. FIG 12 zeigt dies für eine N-Form, FIG 13 für eine W- Form.
Die zweiten Kühlbalken 7 weisen gemäß FIG 14 - analog zum ersten Kühlbalken 6 - zum Walzgut 3 hin ebenfalls jeweils mehrere Kühlmittelauslässe 15 auf. Mittels der Kühlmittelaus- lässe 15 der zweiten Kühlbalken 7 wird ebenfalls Wasser 9 auf das Walzgut 3 aufgebracht. Die zweiten Kühlbalken 7 sind je doch in Transportrichtung x des Walzguts 3 gesehen hinter dem ersten Kühlbalken 6 angeordnet. Konkret ist in FIG 14 derje- nige zweite Kühlbalken 7 dargestellt, der dem ersten Kühlbal ken 6 in Transportrichtung x des Walzguts 3 gesehen unmittel bar nachgeordnet ist.
Auch bei den zweiten Kühlbalken 7 sind die Kühlmittelauslässe 15 im jeweiligen Kühlbalken 7 ortsfest angeordnet. Die Kühl mittelauslässe 15 sind - analog zu den Kühlmittelauslässen 8 des ersten Kühlbalkens 6 - in einer Reihe oder in mehreren Reihen angeordnet. Innerhalb der jeweiligen Reihe weisen sie entsprechend der Darstellung in FIG 14 in Breitenrichtung y des Walzguts 3 gesehen jeweils einen vorbestimmten Abstand a2 voneinander auf. Der Abstand a2 kann insbesondere mit dem Ab stand al übereinstimmen, mit dem die Kühlmittelauslässe 8 des ersten Kühlbalkens 6 in Breitenrichtung y des Walzguts 3 ge sehen voneinander beabstandet sind.
Die Anordnung der Kühlmittelauslässe 15 der zweiten Kühlbal ken 7 kann nach Bedarf sein. Insbesondere bei dem in FIG 14 dargestellten zweiten Kühlbalken 7 - also demjenigen Kühlbal ken 7, der in Transportrichtung x des Walzguts 3 gesehen dem ersten Kühlbalken 6 unmittelbar nachgeordnet ist - sind die
Kühlmittelauslässe 15 des entsprechenden Kühlbalkens 7 jedoch vorzugsweise in Breitenrichtung y des Walzguts 3 gesehen zwi schen den Kühlmittelauslässen 8 des ersten Kühlbalkens 6 an geordnet. Dies ist in FIG 14 daraus ersichtlich, dass zum ei- nen der Abstand a2 mit dem Abstand al übereinstimmt und zum anderen die Mittellinie des Rollgangs, die in FIG 14 wieder strichpunktiert eingezeichnet ist, von den beiden unmittelbar benachbarten Kühlmittelauslässen 15 gleich weit beabstandet ist, während bei dem ersten Kühlbalken 6 entsprechend der Darstellung in FIG 3 einer der dortigen Kühlmittelauslässe 8 auf der Mittellinie des Rollgangs liegt. Die Kühlmittelauslässe 15 der zweiten Kühlbalken 7 können nach Bedarf ausgebildet sein. Hierbei ist es möglich, dass die Kühlmittelauslässe 15 der zweiten Kühlbalken 7 alle gleichartig ausgebildet sind. Es ist aber auch möglich, dass die Kühlmittelauslässe 15 eines der zweiten Kühlbalken 7 an ders ausgebildet sind als die Kühlmittelauslässe 15 eines an deren der zweiten Kühlbalken 7. Die nachfolgenden Ausführun gen beziehen sich daher jeweils auf einen einzelnen zweiten Kühlbalken 7. Dies schließt zwar einerseits nicht aus, dass auch die Kühlmittelauslässe 15 der anderen zweiten Kühlbalken
7 gleichartig ausgebildet sind. Es impliziert aber anderer seits nicht zwangsweise, dass die Kühlmittelauslässe 15 der anderen zweiten Kühlbalken 7 gleichartig ausgebildet sind. Die Kühlmittelauslässe 15 eines der zweiten Kühlbalken 7 kön nen auf die gleiche Art und Weise ausgebildet sein wie die Kühlmittelauslässe 8 des ersten Kühlbalkens 6. Es wird auf die obigen Ausführungen zu den FIG 4 bis 13 verwiesen. Sofern die Kühlmittelauslässe 15 mindestens eines der zweiten Kühl- balken 7 derart ausgebildet sind, umfassen diese zweiten
Kühlbalken 7 in der Regel zumindest denjenigen zweiten Kühl balken 7, der dem ersten Kühlbalken 6 in Transportrichtung x des Walzguts 3 gesehen unmittelbar nachgeordnet ist. Auch ist es möglich, dass die Kühlmittelauslässe 15 eines der zweiten Kühlbalken 7 zwar - in Übereinstimmung mit den Kühl mittelauslässen 8 des ersten Kühlbalkens 6 - als Vollstrahl düsen ausgebildet sind, aus denen im Betrieb ein Vollstrahl mit einem jeweiligen Querschnitt austritt (vergleiche FIG 4). Es ist aber entsprechend der Darstellung in FIG 15 möglich, dass im Gegensatz zu den Vollstrahlen der Kühlmittelauslässe
8 des ersten Kühlbalkens 6 der Querschnitt 16 der Vollstrah len der Kühlmittelauslässe 15 des entsprechenden zweiten Kühlbalkens 7 eine konvexe Hülle aufweist, die mit dem Quer- schnitt 16 des entsprechenden Vollstrahls übereinstimmt.
Auch ist es möglich, dass die Kühlmittelauslässe 15 eines der zweiten Kühlbalken 7 als Fächerdüsen ausgebildet sind. In diesem Fall weisen die mittels dieser Kühlmittelauslässe 15 abgegebenen Strahlen 17 entsprechend der Darstellung in FIG 16 in zumindest einer Richtung einen nennenswerten Strahlöff nungswinkel a2 auf. Der Strahlöffnungswinkel a2 liegt oftmals oberhalb von 40°. Je nach Ausgestaltung des entsprechenden
Kühlmittelauslasses 15 kann das Spritzbild des entsprechenden Kühlmittelauslasses 15 entweder entsprechend der Darstellung in FIG 17 eine langgestreckte Ellipse oder entsprechend der Darstellung in FIG 18 ein Kreis sein. Orientierung und Ver- drehung der Ellipsen relativ zur Transportrichtung x und zur Breitenrichtung y können nach Bedarf gestaltet werden. Die Situation, bei welcher eine Ellipse entsprechend der Darstel lung in FIG 17 schräg gestellt ist, ist jedoch in der Regel zu bevorzugen. Ebenso wie bei den Vollstrahldüsen muss die Strahlrichtung r jedoch nicht orthogonal zu der durch die Transportrichtung x und die Breitenrichtung y definierten Ebene orientiert sein.
Auch ist es möglich, dass die Kühlmittelauslässe 15 eines der zweiten Kühlbalken 7 entsprechend der Darstellung in FIG 19 als Sprühdüsen ausgebildet sind. In diesem Fall ergibt sich entsprechend der Darstellung in FIG 20 ein kreisförmiges Sprühbild, wobei jedoch entsprechend der Darstellung in FIG 19 das Wasser 9 nicht mehr direkt auf das Walzgut 3 aufge- spritzt wird, also nicht mehr mit einer nennenswerten auf das Walzgut 3 zu gerichteten Geschwindigkeit auf das Walzgut 3 auftrifft.
Falls einer der zweiten Kühlbalken 7 als Kühlmittelauslässe 15 Fächerdüsen oder Sprühdüsen aufweist, handelt es sich bei diesem zweiten Kühlbalken 7 zwar nicht zwingend, wohl aber vorzugsweise um einen zweiten Kühlbalken 7, der dem ersten Kühlbalken 6 nicht unmittelbar nachgeordnet ist. Es ist möglich, dass der erste Kühlbalken 6 als Intensivkühl balken ausgebildet ist. Die gleiche Ausgestaltung ist auch bei den zweiten Kühlbalken 7 möglich, sofern sie Vollstrahl düsen aufweisen. In diesem Fall tritt das Wasser 9 aus den Kühlmittelauslässen 8, 15 der entsprechenden Kühlbalkens 6, 7 mit einem Druck pl aus, der mindestens 1 bar beträgt. Meist liegt der Druck pl zwischen 1,5 bar und 4 bar. Alternativ ist es möglich, dass der erste Kühlbalken 6 als Laminarkühlbalken ausgebildet ist. Die gleiche Ausgestaltung ist auch bei den zweiten Kühlbalken 7 möglich, sofern sie Vollstrahldüsen aufweisen. In diesem Fall tritt das Wasser 9 aus den Kühlmittelauslässen 8, 15 der entsprechenden Kühlbal- ken 6, 7 mit einem Druck p2 aus, der maximal 0,5 bar beträgt. Meist liegt der Druck p2 zwischen 0,1 bar und 0,4 bar. Den zweiten Kühlbalken 7, die Fächerdüsen oder Sprühdüsen aufwei sen, kann das Wasser 9 zwar mit einem höheren Druck zugeführt werden. Aufgrund der Auslegung der Kühlmittelauslässe 15 als Fächerdüsen oder Sprühdüsen erfolgt bei diesen zweiten Kühl balken 7 jedoch stets eine Laminarkühlung.
Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Insbeson dere kann durch die nicht konvexe, oftmals „hohle” Ausgestal- tung des Querschnitts der Vollstrahlen 10 des ersten Kühlbal kens 6 und gegebenenfalls auch weiterer Kühlbalken 7 der Auf- treffbereich, in dem der jeweilige Vollstrahl 10 auf das Walzgut 3 auftrifft, deutlich vergrößert werden. Die Un gleichmäßigkeiten bei der Kühlung des Walzguts 3 können dadurch verringert werden. Die übrigen Vorteile von Voll strahlen 10 bleiben jedoch erhalten.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausfüh rungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge schränkt und andere Varianten können vom Fachmann hieraus ab geleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu ver lassen. Bezugszeichenliste
1 Fertigstraße
2 Walzgerüste
3 Walzgut
4 Kühleinrichtungen
5 Rollen
6, 7 Kühlbalken 8, 15 Kühlmittelauslässe
9 Wasser
10 Vollstrahl
11, 16 Querschnitte 12 Querschnittsebene
13 Bereich
14 Mittelpunkt 17 Strahlen al, a2 Abstand Kühlmittelauslass-Kühlmittelauslass b Abstand Querschnittsebene-Kühlmittelauslass d effektive Breite
D maximale Erstreckung
L gerade Linie pl, p2 Drücke
PI Anfangspunkt
P2 Endpunkt r Strahlrichtung x Transportrichtung
Y Breitenrichtung al, a2 Strahlöffnungswinkel ßl, ß2 Winkel Y Erstreckungswinkel

Claims

Ansprüche
1. Behandlungslinie für ein flaches, langgestrecktes heißes Walzgut (3) aus Metall, - wobei die Behandlungslinie eine Fertigstraße (1) zum Walzen des Walzguts (3) aufweist,
- wobei die Behandlungslinie eine Kühleinrichtung (4) auf weist,
- wobei die Kühleinrichtung (4) der Fertigstraße (3) vorge- ordnet ist, der Fertigstraße (3) nachgeordnet ist oder in nerhalb der Fertigstraße (3) angeordnet ist,
- wobei die Kühleinrichtung (4) einen ersten Kühlbalken (6) aufweist, der sich in Breitenrichtung (y) des Walzguts (3) gesehen vollständig über das Walzgut (3) erstreckt, - wobei der erste Kühlbalken (6) zum Walzgut (3) hin mehrere erste Kühlmittelauslässe (8) aufweist, mittels derer Wasser (9) auf das Walzgut (3) aufgebracht wird,
- wobei die ersten Kühlmittelauslässe (8) im ersten Kühlbal ken (6) ortsfest in mindestens einer sich in Breitenrich- tung (y) des Walzguts (3) erstreckenden Reihe angeordnet sind und innerhalb der jeweiligen Reihe jeweils einen vor bestimmten Abstand (al) voneinander aufweisen,
- wobei die ersten Kühlmittelauslässe (8) als Vollstrahldüsen ausgebildet sind, aus denen im Betrieb ein Vollstrahl (10) mit einem jeweiligen in sich zusammenhängenden Querschnitt
(11) austritt,
- wobei ein Strahlungsöffnungswinkel des aus den Vollstrahl düsen austretenden Vollstrahls maximal 5° beträgt,
- wobei die Querschnitte (11) der Vollstrahlen (10) jeweils eine konvexe Hülle aufweisen, d a d u r c h g e ke n n ze i c h n e t , dass die jeweilige konvexe Hülle mindestens einen Bereich (13) enthält, der im jeweiligen Vollstrahl (10) selbst nicht enthalten ist.
2. Behandlungslinie nach Anspruch 1, d a d u r c h g e ke n n ze i c h n e t , dass der erste Kühlbalken (6) als Intensivkühlbalken ausge- bildet ist, so dass das Wasser (9) aus den ersten Kühlmittel auslässen (8) mit einem Druck (pl) von mindestens 1 bar aus- tritt, insbesondere mit einem Druck (pl), der zwischen 1,5 bar und 4 bar liegt.
3. Behandlungslinie nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der erste Kühlbalken (6) als Laminarkühlbalken ausgebil det ist, so dass das Wasser (9) aus den ersten Kühlmittelaus- lässen (8) mit einem Druck (p2) von maximal 0,5 bar austritt, insbesondere mit einem Druck (p2), der zwischen 0,1 bar und 0,4 bar liegt.
4. Behandlungslinie nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Querschnitte (11) der Vollstrahlen (10) jeweils ringförmig geschlossen sind.
5. Behandlungslinie nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Querschnitte (11) der Vollstrahlen (10) jeweils als Teil eines jeweiligen Kreisrings ausgebildet sind.
6. Behandlungslinie nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Querschnitte (11) der Vollstrahlen (10) jeweils V- förmig oder zickzackförmig ausgebildet sind.
7. Behandlungslinie nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
- dass die jeweilige konvexe Hülle in der Querschnittsebene (12) gesehen eine maximale Erstreckung (D) aufweist,
- dass der jeweilige Querschnitt (11) in der Querschnittsebe ne (12) gesehen eine maximale effektive Breite (d) aufweist und
- dass das Verhältnis der maximalen Erstreckung (D) zur maxi malen effektiven Breite (d) größer als 3:1 ist, insbesonde re größer als 5:1. 8. Behandlungslinie nach einem der obigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
- dass die Kühleinrichtung (4) mindestens einen zweiten Kühl- balken (7) umfasst,
- dass die zweiten Kühlbalken (7) sich in Breitenrichtung (y) des Walzguts (3) gesehen vollständig über das Walzgut (3) erstrecken und zum Walzgut (3) hin jeweils mehrere zweite Kühlmittelauslässe (15) aufweisen, mittels derer Wasser (9) auf das Walzgut (3) aufgebracht wird,
- dass die zweiten Kühlmittelauslässe (15) im zweiten Kühl balken (6) ortsfest in mindestens einer sich in Breiten richtung (y) des Walzguts (3) erstreckenden Reihe angeord net sind, - dass die zweiten Kühlmittelauslässe (15) innerhalb der je weiligen Reihe jeweils einen vorbestimmten Abstand (al) voneinander aufweisen und
- dass die zweiten Kühlbalken (7) in Transportrichtung (x) des Walzguts (3) gesehen hinter dem ersten Kühlbalken (6) angeordnet sind.
9. Behandlungslinie nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die zweiten Kühlmittelauslässe (15) mindestens eines der zweiten Kühlbalken (7) in Breitenrichtung (y) des Walzguts (3) gesehen zwischen den ersten Kühlmittelauslässen (8) des ersten Kühlbalkens (6) angeordnet sind.
10. Behandlungslinie nach Anspruch 8 oder 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
- dass die zweiten Kühlmittelauslässe (15) mindestens eines der zweiten Kühlbalken (7) als Vollstrahldüsen ausgebildet sind, aus denen im Betrieb ein Vollstrahl (10) mit einem jeweiligen Querschnitt (11) austritt, - dass die Querschnitte (11) dieser Vollstrahlen (10) jeweils eine konvexe Hülle aufweisen und - dass diese jeweilige konvexe Hülle mindestens einen Bereich (13) enthält, der im jeweiligen Vollstrahl (10) selbst nicht enthalten ist. 11. Behandlungslinie nach Anspruch 8 oder 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
- dass die zweiten Kühlmittelauslässe (15) mindestens eines der zweiten Kühlbalken (7) als Vollstrahldüsen ausgebildet sind, aus denen im Betrieb ein Vollstrahl mit einem jewei- ligen Querschnitt austritt,
- dass die Querschnitte dieser Vollstrahlen jeweils eine kon vexe Hülle aufweisen und
- dass diese jeweilige konvexe Hülle mit dem Querschnitt des jeweiligen Vollstrahls übereinstimmt.
12. Behandlungslinie nach Anspruch 8 oder 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die zweiten Kühlmittelauslässe (15) mindestens eines der zweiten Kühlbalken (7) als Fächerdüsen oder Sprühdüsen ausge- bildet sind.
13. Verfahren zum Fertigwalzen und Abkühlen eines flachen, langgestreckten Walzguts (3) aus Metall in einer Behandlungs linie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend fol- gende Verfahrensschritte:
- Warmwalzen des Walzguts (3) in der Fertigstraße (1) der Behandlungslinie;
- Abkühlen des zumindest teilweise warmgewalzten Walz guts (3) in einer Kühleinrichtung (4) der Behandlungslinie, wobei das Walzgut (3) in dessen Breitenrichtung durch mehrere Vollstrahlen (10) durch Wasser abgekühlt wird, wobei mehrere, vorzugsweise alle, Vollstrahlen (10) jeweils eine konvexe Hülle mit mindestens einem Bereich (13) enthalten, der im je weiligen Vollstrahl (10) selbst nicht enthalten ist.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzgut nach dem Abkühlen zu einem Coil aufgewickelt wird.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101394447B1 (ko) * 2012-07-04 2014-05-13 주식회사 포스코 열간압연장치 및 열간압연재의 제조방법
EP2789405A1 (de) * 2013-04-09 2014-10-15 Siemens VAI Metals Technologies GmbH Kühlstrecke mit Spritzbalken mit entfernbarer Abschlussplatte
EP3395463A1 (de) * 2017-04-26 2018-10-31 Primetals Technologies Austria GmbH Kühlung eines walzguts
DE102017127470A1 (de) * 2017-11-21 2019-05-23 Sms Group Gmbh Kühlbalken und Kühlprozess mit variabler Abkühlrate für Stahlbleche

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4444106C1 (de) * 1994-12-10 1996-02-29 Hennigsdorfer Stahl Engineerin Einrichtung für eine Druckwasserableitung
AT509707B1 (de) * 2010-05-04 2011-11-15 Siemens Vai Metals Tech Gmbh Verfahren zum warmwalzen von stahlbändern und warmwalzstrasse
DE102012211454A1 (de) * 2012-07-02 2014-01-02 Sms Siemag Ag Verfahren und Vorrichtung zur Kühlung von Oberflächen in Gießanlagen, Walzanlagen oder sonstigen Bandprozesslinien
FR3024058B1 (fr) * 2014-07-23 2016-07-15 Constellium France Procede et equipement de refroidissement
FR3056422B1 (fr) * 2016-09-27 2019-06-28 Fives Dms Rampe d'aspersion d'un fluide lubrifiant et/ou refrigerant

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101394447B1 (ko) * 2012-07-04 2014-05-13 주식회사 포스코 열간압연장치 및 열간압연재의 제조방법
EP2789405A1 (de) * 2013-04-09 2014-10-15 Siemens VAI Metals Technologies GmbH Kühlstrecke mit Spritzbalken mit entfernbarer Abschlussplatte
EP3395463A1 (de) * 2017-04-26 2018-10-31 Primetals Technologies Austria GmbH Kühlung eines walzguts
DE102017127470A1 (de) * 2017-11-21 2019-05-23 Sms Group Gmbh Kühlbalken und Kühlprozess mit variabler Abkühlrate für Stahlbleche

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
STEWART I ET AL: "HEAT TRANSFER COEFFICIENT EFFECTS ON SPRAY COOLING", AISE STEEL TECHNOLOGY, AISE, PITTSBURG, PA, US, vol. 73, no. 7, 1 July 1996 (1996-07-01), pages 17 - 23, XP000630104, ISSN: 0021-1559 *

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