WO2024089104A1 - Kühlmodul, kühlgruppe, kühlsystem, verfahren, warmgewalztes metallisches bandförmiges produkt und verwendung - Google Patents

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WO2024089104A1
WO2024089104A1 PCT/EP2023/079782 EP2023079782W WO2024089104A1 WO 2024089104 A1 WO2024089104 A1 WO 2024089104A1 EP 2023079782 W EP2023079782 W EP 2023079782W WO 2024089104 A1 WO2024089104 A1 WO 2024089104A1
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coolant
cooling
equal
valve
cooling module
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PCT/EP2023/079782
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August Sprock
Christoph Hassel
Ulrich Cramer
Henning Berg
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Sms Group Gmbh
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    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/30Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05B9/03Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour characterised by means for supplying liquid or other fluent material
    • B05B9/04Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour characterised by means for supplying liquid or other fluent material with pressurised or compressible container; with pump
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    • B05B9/0423Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour characterised by means for supplying liquid or other fluent material with pressurised or compressible container; with pump with pumps for liquids or other fluent material for supplying liquid or other fluent material to several spraying apparatus
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    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62Quenching devices
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Definitions

  • Cooling module, cooling group, cooling system, method, hot-rolled metallic strip-shaped product and use The invention relates to a cooling module, a cooling group, a cooling system, a method, a hot-rolled metallic strip-shaped product and a use.
  • the cooling module described here for cooling a strip-shaped product, in particular a hot-rolled metallic strip-shaped product has at least one cooling beam with a coolant chamber and a plurality of coolant outlet pipes communicating with the coolant chamber for applying a liquid coolant to the strip-shaped product and can be used to cool the same.
  • cooling beams that extend across the width of a conveyor line along which the metal products are transported.
  • the cooling beam can have a coolant chamber which is supplied with the liquid coolant and from which several coolant outlet pipes lead off to allow the coolant to escape, in particular to apply the coolant to the strip-shaped product.
  • Such cooling beams can be part of a cooling module and/or a cooling group and/or a cooling system.
  • Page 2/65 P80649DE The invention is based on the object of providing an improvement or an alternative to the prior art.
  • a cooling module of a cooling device for cooling a hot-rolled metallic strip-shaped product with a coolant comprising: - at least one cooling bar with a coolant chamber and a plurality of coolant outlet pipes connected to the coolant chamber in a fluid-communicating manner, each having at least one coolant outlet opening for applying the coolant to the strip-shaped product; - at least one coolant inlet connected to the coolant chamber in an at least indirectly fluid-communicating manner, wherein the coolant inlet is designed to be connected to a coolant reservoir in an at least indirectly fluid-communicating manner, wherein the coolant reservoir is designed to provide a pressure difference between the coolant reservoir and the coolant outlet opening; - at least one coolant valve, wherein the coolant valve is arranged between the coolant inlet and the coolant chamber; - wherein the cooling module, under the influence of the pressure difference, has a time-variant behavior of a coolant speed in the coolant outlet opening when
  • a “cooling device” can be understood as a system which is set up to cool a flat and/or strip-shaped metal product using a liquid coolant, in particular a hot-rolled metallic strip-shaped product.
  • the metallic strip-shaped product can be conveyed on a conveyor line in a transport direction in such a way that it can come into an operative relationship with the cooling device, in particular through an operative relationship with a liquid coolant that is specifically discharged from the cooling device.
  • the metallic strip-shaped product can be conveyed past at least one cooling bar of the cooling device and/or between at least two cooling bars of the cooling device.
  • the cooling device can have at least one cooling bar arranged above the metallic strip-shaped product, Page 4/65 P80649DE in particular one or more first cooling bars to which the liquid coolant is supplied via a coolant inlet, wherein the cooling bar preferably extends substantially transversely to the transport direction and preferably has a plurality of coolant outlet pipes via which the liquid coolant can be brought into operative connection with the metallic strip-shaped product.
  • the cooling device can have at least one cooling bar arranged below the metallic strip-shaped product, in particular one or more second cooling bars which are designed to bring the liquid coolant into operative connection with the metallic strip-shaped product.
  • the cooling device can have a plurality of cooling bars which can be arranged above and/or below the metallic strip-shaped product.
  • One or more cooling beams of a cooling device can be organized and/or arranged in one or more cooling modules and/or one or more cooling groups and/or one or more cooling systems. While a cooling module can have a plurality of cooling beams, which can be fed with coolant at least indirectly via a common cooling module branch, a "cooling group" can have a plurality of cooling modules, which can be fed with coolant at least indirectly via a common cooling group branch.
  • a plurality of cooling modules of a cooling group can in particular be operated with different setting values, in particular different volume flows of the liquid coolant flowing out of a respective associated coolant outlet opening.
  • Page 5/65 P80649DE A "cooling system" has at least one cooling module and/or at least one cooling group, as well as at least one coolant reservoir and at least one "main coolant inlet", wherein the at least one main coolant inlet is at least indirectly connected in a fluid-communicating manner to the at least one coolant reservoir and the at least one cooling module and/or the at least one cooling group.
  • a cooling system has a higher-level electronic control and/or regulating unit, wherein the higher-level electronic control and/or regulating unit is set up to control and/or regulate the cooling system.
  • the higher-level electronic control and/or regulating unit can be set up to control and/or regulate at least one coolant valve.
  • the higher-level electronic control and/or regulating unit can be data-connected to at least one electronic control and/or regulating unit, wherein the electronic control and/or regulating unit is set up to control and/or regulate the cooling module and/or a cooling group.
  • a coolant reservoir is set up to store and/or provide coolant.
  • a “coolant” is understood to mean a fluid that can be used to cool the metallic strip-shaped product, wherein the coolant can have different temperature states.
  • the coolant can be a gaseous and/or liquid substance or a gaseous and/or liquid substance mixture.
  • the coolant flows out of a coolant outlet opening at least predominantly in liquid form.
  • the coolant can at least partially evaporate as a result of a heat flow from the metallic strip-shaped product to the coolant.
  • Page 6/65 P80649DE In the liquid state, the coolant is considered to be incompressible.
  • a “cooling beam” essentially consists of a coolant chamber that extends essentially longitudinally, a plurality of coolant outlet pipes that are connected to the coolant chamber in a fluid-communicating manner and arranged one behind the other or in pairs in the longitudinal direction of the cooling beam, and a coolant inlet opening.
  • the "coolant chamber” is designed to relax the pressure of the coolant that flows into the cooling beam through the coolant inlet opening, whereby a predominantly uniform distribution of a coolant volume flow from the coolant chamber to the coolant outlet pipes can be achieved.
  • a means for hydraulic balancing can be provided at the transition between the cooling chamber and at least one coolant outlet pipe, which means is designed to harmonize the quantities of the partial coolant volume flows that flow out from a plurality of coolant outlet pipes that are directly fluidically connected to the cooling chamber.
  • a "coolant outlet pipe” is understood to mean a tubular extension of the cooling beam that is designed to allow the coolant to exit from the cooling beam through a "coolant outlet opening".
  • a coolant outlet pipe can preferably be welded or screwed to the coolant chamber or otherwise connected to the coolant chamber.
  • a coolant outlet pipe can extend in a straight line.
  • a coolant outlet pipe can extend in a J-shape and/or be shaped like a swan neck.
  • Page 7/65 P80649DE A “coolant valve” is understood to mean a device for controlling a flow rate of the coolant in a coolant closure area of the coolant valve, wherein a coolant closure area can be completely shut off.
  • a coolant valve can be at least indirectly electrically and/or electronically adjustable.
  • a coolant valve can be designed as a coolant control valve, which is set up to regulate a flow rate of the coolant to an externally specified target value.
  • a coolant valve can have a data interface that is set up to connect the coolant valve to an electronic data processing and evaluation unit, wherein the electronic data processing and evaluation unit is set up to control and/or regulate the coolant valve.
  • the largest possible free cross section of a coolant valve in particular of a coolant closure area, is greater than or equal to a nominal width of a coolant inlet and/or a nominal width of a coolant inlet opening of a cooling beam and/or a nominal width of a coolant chamber of a cooling beam.
  • a "cooling module” is understood to mean a unit comprising at least one cooling beam, at least one coolant valve and at least one "coolant inlet” for supplying the cooling module with coolant.
  • exactly one coolant valve is fluidically connected at least indirectly to exactly one cooling beam.
  • a “coolant inlet” can be understood as an area of a coolant guide means which is directly fluidically connected to a coolant valve, in particular an inlet area of the coolant valve, in particular a free cross section of a coolant valve flange, in particular of that coolant valve flange which is arranged on the complementary side to the side of the coolant valve which is in fluid communication with the cooling beam.
  • a coolant inlet can be understood as an area of a coolant pipe which is directly fluidically connected to the coolant valve.
  • a coolant inlet can be set up to be fluidically connected at least indirectly to a coolant reservoir for storing and/or providing coolant.
  • a “pressure difference” is understood as a total pressure difference between the level of the coolant reservoir and a coolant outlet opening of a cooling module. The total pressure difference can result from a difference in the geodetic height between the level of the coolant reservoir and a coolant outlet opening of a cooling module and/or from pressure losses between the coolant reservoir and the coolant outlet opening of the cooling module and/or a pressure change using a conveying device, in particular a main coolant conveying device, in the case of a connection that is passable for the coolant between the coolant reservoir and at least one coolant outlet pipe.
  • the pressure difference is greater than or equal to 3 ⁇ 10 ⁇ ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ) , furthermore preferably, the pressure difference is greater than or equal to 4 ⁇ 10 ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ), preferably the pressure difference is Page 9/65 P80649DE greater than or equal to 5 ⁇ 10 ⁇ ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ) and particularly preferably the pressure difference is greater than or equal to 6 ⁇ 10 ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ).
  • a “coolant velocity” is understood to mean the cross-sectionally averaged velocity in a reference cross-section of the cooling device between the coolant reservoir and a coolant outlet opening of a cooling module.
  • the coolant velocity means the averaged velocity in a coolant outlet opening of a cooling module.
  • a “time-variant behavior” means a system behavior whose system response depends both on the observation time and on the time of a sudden change in a control variable at the input of the system.
  • the coolant velocity in a coolant outlet opening of the cooling module depends on a setting of a coolant valve, in particular a sudden adjustment of the coolant valve, and the effective pressure difference.
  • a "time-variant step function" of the coolant speed over time describes the course of the coolant speed in a coolant outlet opening of the cooling module as a function of time after a sudden opening of the coolant valve corresponding to the coolant outlet opening, whereby after a certain time a stationary state is established as the system response.
  • a compensation time and/or a delay time in particular can be considered as system-related and thus characteristic variables of the time-variant step function.
  • the "delay time” can represent a measure of the higher-order influences on a time-variant system behavior and is obtained from the time-variant step function through the following steps: - Determining the inflection point of the time-variant step function, in particular the coolant speed; - Drawing a tangent through the inflection point of the time-variant step function; and - Determining the delay time as the difference between the point in time at which the tangent intersects the abscissa and the point in time of the sudden change in the manipulated variable, in particular the sudden opening of the coolant valve.
  • the "balancing time” can represent a measure of the inertia of a time-variant system behavior, i.e.
  • a measure of the first-order influences on a time-variant system behavior results from the time-variant step function through the following steps: - Determining the inflection point of the time-variant step function, in particular the coolant speed; - Drawing a tangent through the inflection point of the time-variant step function; - Determining an asymptote for the stationary state of the time-variant system behavior resulting after the sudden change in the manipulated variable; and - Determining the balancing time as the difference between the point in time at which the tangent intersects the asymptote and the point in time at which the tangent intersects the abscissa.
  • Cooling rate is understood to be the speed at which a hot-rolled metallic strip product is cooled, whereby the cooling rate can be specified in the unit K/s. If a hot-rolled metallic strip product is cooled starting from an average temperature of 1,150 K with a constant cooling rate of 50 K/s, it will have an average temperature of 650°K after a cooling time of 10 s.
  • the cooling rate is, among other things, dependent on the amount of coolant and the thickness of the metallic strip product. If the thickness of the metallic strip product increases while all other variables remain constant, the cooling rate decreases as a result of temperature equalization processes in the metallic strip product. The course of the phase transformation of steel influences the microstructure of steel.
  • the microstructure of steel in turn influences the properties of steel.
  • the course of the phase transformation of steel is essentially determined by the cooling rate and the temporal course of the cooling rate.
  • the hot-rolled metallic product in a first cooling phase, is actively cooled with a cooling system using a liquid coolant to a first target temperature and in a second cooling phase, the hot-rolled metallic product cools passively until the ambient temperature is reached.
  • the hot-rolled metallic product is wound up shortly after the first target temperature is reached.
  • the microstructure composition of steel in particular the ferrite portion and/or the pearlite portion and/or the bainite portion and/or the martensite portion and/or the austenite portion of the Page 12/65 P80649EN
  • the quality of the steel structure and thus its material properties is determined, among other things, by the cooling rate of the cooling system, the first target temperature up to which active cooling takes place and the alloy composition of the steel.
  • a cooling rate can be achieved that reduces or prevents pearlite precipitation, thereby reducing the hardness of the material and thus improving formability.
  • a pearlite content in the metallic structure can be achieved or specifically set with a comparatively lower cooling rate, which increases the hardness of the hot-rolled metallic product.
  • the hot rolling of a hot-rolled metallic product is a predominantly continuous process, whereby the rolling stands are stationary and the metallic product is conveyed through the rolling stands for rolling. Accordingly, active cooling after rolling by means of a cooling system is also a continuous process in which the hot-rolled metallic product is predominantly continuously conveyed past at least one stationary cooling beam of the cooling system and/or between at least two stationary cooling beams of the cooling system.
  • a plurality of coolant outlet openings are involved in the conveying direction of the metallic strip-shaped product past and/or through the cooling device of the cooling system, so that the course of the cooling rate and thus also the properties of the hot-rolled metallic product along the conveying direction are influenced by a plurality of cooling beams and coolant outlet openings and the respective amounts of coolant conveyed or discharged.
  • cooling rate is interrelated with a number of physical effects, whereby only those interrelated effects which have a particularly sensitive effect on the cooling rate will be discussed here. Tests have shown that it is advantageous to be able to precisely control and/or regulate the cooling rate in conjunction with a cooling beam, in particular with exactly one cooling beam, and thus with a stationary, designated coolant volume flow.
  • a coolant vapor layer is formed between the hot-rolled metallic product and the liquid coolant, which dampens the heat transfer coefficient and thus the cooling rate.
  • Unwanted total pressure fluctuations of the coolant on the top of the coolant vapor layer can lead to this breaking up locally, whereby the local cooling rate increases sharply in a localized manner in conjunction with the evaporation enthalpy of the coolant acting directly on the hot-rolled metallic product, causing inhomogeneity in the microstructure.
  • a second causal relationship is the compactness of the coolant volume flow emerging from a coolant outlet opening.
  • the coolant volume flow can break up after a decay time or, coupled with the speed of a coolant volume flow, after a decay length, and thus local pressure variations can occur on the coolant vapor layer. If such an effect occurs, it also has a particularly high dynamic. It has been shown that a critical pressure variation of the coolant vapor layer can be prevented by a continuous flow of the coolant. Page 15/65 P80649DE compact coolant volume flow can be advantageously reduced or prevented, provided that a local intervention on the local coolant volume flow can be carried out sufficiently precisely and/or quickly.
  • Atomization or disintegration of the coolant volume flow after it exits the coolant outlet opening can also have a negative effect on the coolant vapor layer, so that physical relationships with the total pressure of the coolant in front of the coolant outlet opening can also be relevant for a cooling rate that is as homogeneous as possible. Further physical relationships to the cooling rate exist with the thickness and alloy composition of the hot-rolled metallic product. The relationships described above are at least partially systematically coupled with one another, so that they influence one another mutually. Even small disruptive influences during active cooling with the liquid coolant can lead to the local microstructure of the hot-rolled metallic product produced being inhomogeneous, which can cause inhomogeneity in the material properties.
  • a cooling module which has a coolant valve which is arranged between the coolant inlet and the coolant chamber, wherein the coolant inlet can be a component of the coolant valve, wherein the coolant inlet is arranged on the side of the coolant closure region which is arranged on the side of the coolant closure region facing away from the coolant chamber.
  • the coolant valve is directly fluidically connected to the coolant chamber, wherein less than one flow-guiding component is arranged between the coolant valve and the coolant chamber, in particular between the coolant valve and a one-piece coolant chamber.
  • a one-piece cooling chamber can be understood to mean, among other things, a welded construction.
  • less than one fluid branch is arranged between the coolant valve and the coolant chamber.
  • the coolant valve can be fluidically connected to exactly one coolant chamber.
  • the fluid connection between the coolant valve and the coolant chamber can be designed in such a way that only this coolant chamber can be supplied with a coolant using the coolant valve.
  • Page 17/65 P80649DE The cooling module proposed here enables a designated coolant volume flow to be precisely set at a point on the conveyor line of the metallic strip-shaped product determined by the position of the cooling beam due to its preferably direct assignment of the coolant valve and coolant chamber of the cooling beam.
  • the coolant valve of the cooling module proposed here preferably only acts on one cooling beam. Accordingly, the amount of coolant downstream of the coolant valve up to the at least one coolant outlet opening, which is preferably directly affected by an adjustment and/or adjustment of the coolant valve, is particularly small compared to previously known systems.
  • a coolant valve acts on a plurality of cooling beams and thus also on a comparatively higher amount of coolant downstream of the coolant valve up to the at least one coolant outlet opening.
  • the cooling module proposed here thus allows only a comparatively small amount of coolant to be accelerated when the coolant valve is adjusted and/or adjusted. This results in a smaller inertial resistance due to the amount of cooling water to be accelerated.
  • the inertial resistance has a dampening effect on the time-variant behavior of the coolant speed in a coolant outlet opening of the cooling module.
  • Page 18/65 P80649DE The cooling module proposed here can reduce the equalization time induced by the cooling module.
  • the cooling module proposed here thus enables a more dynamic reaction to any disturbances that may occur and allows disturbance-induced structural changes to be optimally reduced in their severity.
  • This property of the cooling module proposed here can be used to reduce cost-sensitive alloy components while maintaining the same minimum required material properties of the metallic strip-shaped product. While the equalization time of the cooling module is essentially influenced by the inertia of the coolant quantity to be accelerated, the delay time is effectively related to the effective acceleration due to gravity, the geodetic level height difference between the coolant inlet of the cooling module and the at least one coolant outlet opening of the cooling module, and the total pressure losses in the cooling module between the coolant inlet and the at least one coolant outlet opening.
  • is the location of the coolant particle
  • is the time
  • is the local acceleration due to gravity
  • is the density of the coolant
  • h is the geodetic height
  • is the total pressure, whereby the indexing indicates the respective location, so that ⁇ ⁇ describes the total pressure loss between location 1 and location 2, i.e. the sum of the individual total pressure losses between location 1 and location 2, in particular the total pressure losses caused by a coolant loss coefficient of a coolant valve and/or friction of a coolant line transporting coolant.
  • the coolant is water.
  • the total pressure difference is preferably greater than or equal to 20,000 ⁇ ⁇ , further preferably greater than or equal to 35,000 ⁇ ⁇ , ⁇ preferably greater than or equal to 45,000 and particularly preferably ⁇ greater than or equal to 55,000 ⁇ ⁇ .
  • the sum of the delay time and the compensation time for the time-variant step function of the cooling module is less than or equal to 5.0 s, furthermore preferably less than or equal to 2.5 s, preferably less than or equal to 1.5 s and particularly preferably less than or equal to 0.5 s.
  • the delay time for the time-variant step function of the cooling module can be greater than 0.0 s.
  • the delay time for the time-variant step function of the cooling module is less than or equal to 0.8 s, furthermore preferably less than or equal to 0.5 s, preferably less than or equal to 0.3 s and particularly preferably less than or equal to 0.1 s.
  • the compensation time for the time-variant step function of the cooling module can be greater than 0.0 s.
  • the compensation time for the time-variant step function of the cooling module is less than or equal to 2.5 s, further preferably less than or equal to 2.0 s, preferably less than or equal to 1.5 s and particularly preferably less than or equal to 1.0 s.
  • the influence of the sum of the delay time and the compensation time of the cooling module on the achievable structural homogeneity and the corresponding rejection rate due to non-achievement of the Page 20/65 P80649DE The required material specifications with a simultaneous reduction in the use of cost-sensitive alloying elements were investigated in tests and can be seen in Table 1. It is clear that a reduction in the delay time and equalization time of the cooling module through the structural design of the cooling module has a beneficial effect on the achievable structural homogeneity.
  • Tab. 1 Sum of delay time and equalization time of the cooling module, achievable structural homogeneity, reject rate; + means positive, 0 means neutral; the more + there are, the more positive the result.
  • the coolant valve has a positive Page 21/65 P80649DE complete opening of the coolant valve, a time-variant behavior of the coolant velocity in the coolant chamber can be described with a time-variant coolant valve jump function having a coolant valve time constant, wherein the coolant valve time constant is less than or equal to 1.5 s, preferably less than or equal to 1.0 s and particularly preferably less than or equal to 0.5 s.
  • the coolant valve time constant is less than or equal to 0.75 s, further preferably less than or equal to 0.35 s, preferably less than or equal to 0.25 s and particularly preferably less than or equal to 0.1 s.
  • a “time-variant coolant valve jump function” describes an opening state of the coolant valve between a complete closure of the coolant valve and a complete opening over the course of time after a sudden complete opening of the coolant valve. Accordingly, after a certain time, the state in which the coolant valve is completely open is established.
  • a "coolant valve time constant" in particular can be considered as a system-related and thus characteristic quantity of the time-variant coolant valve step function.
  • the time-variant system behavior can be used to describe a controlled system within the framework of a control system, in particular within the framework of a control system for a coolant valve.
  • a coolant valve can have the time behavior of a 1st order delay element.
  • To determine the coolant valve time constant reference is made to the literature on determining a Page 22/65 P80649DE Time constant for a first order delay element is pointed out, in particular by determining it from the ordinary differential equation describing the opening of the coolant valve.
  • the influence of the coolant valve time constant on the delay time of the cooling module was investigated in tests and can be found in Table 2. It was found that the coolant valve time constant of the coolant valve has a causal relationship to the delay time of the cooling module.
  • Tab. 2 Coolant valve time constant of the coolant valve and delay time of the cooling module; + means positive, 0 means neutral; the more + there are, the more positive the expression.
  • the coolant valve expediently has a coolant valve loss coefficient ⁇ ⁇ of less than or equal to 0.46 when fully open, preferably less than or equal to 0.44 and particularly preferably less than or equal to 0.24.
  • the coolant valve preferably has a coolant valve loss coefficient ⁇ ⁇ of less than or equal to 0.23 when fully open, further preferably less than or equal to 0.22, preferably less than or equal to 0.21 and particularly preferably less than or equal to 0.19.
  • Page 23/65 P80649DE Furthermore, the coolant valve preferably has a coolant valve loss coefficient ⁇ ⁇ of less than or equal to 0.15 when fully open, further preferably of less than or equal to 0.12, preferably of less than or equal to 0.10 and particularly preferably of less than or equal to 0.08.
  • the coolant valve loss coefficient ⁇ ⁇ is understood to mean a dimensionless resistance coefficient for the coolant valve, which describes a measure of the pressure loss in the coolant valve through which the designated coolant flows when the coolant valve is fully open.
  • the coolant closure area can be used as a reference cross-section for the coolant valve loss coefficient, which describes the cross-section in the center of the coolant valve through which a coolant can flow when the valve is fully open, while it is blocked for the coolant when the coolant valve is fully closed.
  • the coolant valve loss coefficient ⁇ ⁇ can be determined as follows: In this case, ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ is understood to be the square of the area-averaged coolant velocity in the reference cross-section of the coolant valve, in particular in the coolant closure area. ⁇ describes the absolute pressure loss when coolant flows through the coolant valve, considered over the entire extent of the coolant valve in the designated flow direction, and ⁇ describes the density of the coolant. Page 24/65 P80649DE Tests have shown that the coolant valve loss coefficient has a causal relationship with the delay time of the cooling module. It was found that the delay time of the cooling module can be reduced if the coolant valve has a smaller coolant valve loss coefficient.
  • the coolant valve preferably has a nominal diameter of greater than or equal to DN80, preferably greater than or equal to DN150 and particularly preferably greater than or equal to DN200.
  • the "nominal diameter" of the coolant valve is understood to mean the nominal diameter according to EN ISO 6708.
  • the designation DN is followed by a dimensionless number that corresponds approximately to the inner diameter of the coolant valve in millimeters.
  • Tab. 3 Nominal diameter of the coolant valve, delay time of the cooling module, equalization time of the cooling module; + means positive characteristic, 0 means neutral characteristic; the more + there are, the more positive the characteristic.
  • the coolant valve preferably has a nominal diameter of greater than or equal to DN60, further preferably greater than or equal to DN120, preferably greater than or equal to DN250 and particularly preferably greater than or equal to DN300. Tests on the nominal diameter of the coolant valve have shown that the nominal diameter of the coolant valve affects both the delay time and the equalization time of the cooling module, see also Table 3. The nominal diameter of the coolant valve has a causal relationship to the equalization time of the cooling module. The larger the nominal diameter, the greater the designated mass of the coolant downstream of the coolant closure region of the coolant valve up to the at least one coolant outlet opening.
  • a higher inertia resistance of the cooling module results from a larger nominal width of the coolant valve, whereby the compensation time of the cooling module also increases with an increasing nominal width of the coolant valve.
  • the delay time of the cooling module also has a causal relationship to the nominal width of the coolant valve.
  • coolant valves with a larger nominal width can also have a larger coolant valve time constant, whereby the delay time of the cooling module increases in relation to the changed coolant time constant.
  • coolant valves with a smaller nominal width have a larger average speed in the coolant closure area of the coolant valve with a designated constant coolant volume flow emerging from at least one coolant outlet opening.
  • the coolant valve has a nominal diameter of less than or equal to DN300, preferably less than or equal to DN250 and particularly preferably greater than or equal to DN120.
  • the coolant valve preferably has a nominal diameter of less than or equal to DN200, further preferably less than or equal to DN150, preferably less than or equal to DN80 and particularly preferably less than or equal to DN60.
  • the coolant valve advantageously has a distance from a transition from the coolant chamber to a coolant outlet pipe of less than or equal to 500 mm, preferably less than or equal to 325 mm and particularly preferably less than or equal to 275 mm.
  • the distance between the coolant valve of the cooling module and the transition from the coolant chamber to the coolant outlet pipe is understood as the distance between the flange of the coolant chamber on the sealing surface of the flange for connection to the coolant valve and the center of gravity of the transition between the coolant chamber and the coolant outlet pipe.
  • Coolant chambers with a plurality of coolant outlet pipes can be constructed in such a way that the coolant outlet pipes are arranged one after the other or in pairs in the longitudinal direction of the coolant chamber.
  • the distance refers to the transition to a coolant outlet pipe closest to the valve flange.
  • Page 27/65 P80649DE The coolant valve preferably has a distance from a transition from the coolant chamber to a coolant outlet pipe of less than or equal to 750 mm, furthermore preferably less than or equal to 625 mm, preferably less than or equal to 400 mm and particularly preferably less than or equal to 250 mm.
  • a transition from the coolant chamber to a coolant outlet pipe is expediently designed to be well rounded, in particular having a transition loss coefficient ⁇ Ü ⁇ of less than or equal to 0.3, preferably less than or equal to 0.15 and particularly preferably less than or equal to 0.08.
  • a "transition" from the coolant chamber to a coolant outlet pipe is understood to be the smallest free cross-section through which a designated coolant must flow from the coolant chamber in order to flow into a coolant outlet pipe.
  • the transition can be arranged directly at the base of the coolant outlet pipe.
  • the transition loss coefficient ⁇ Ü ⁇ can be determined as follows: ⁇
  • ⁇ Ü ⁇ is the square of the area-averaged coolant velocity in the reference cross-section of the transition, in particular in the smallest free cross-section that a designated coolant must pass through from the coolant chamber in order to flow into a coolant outlet pipe.
  • describes the absolute pressure loss Page 28/65 P80649DE when coolant flows through the transition and ⁇ describes the density of the coolant.
  • the smallest free cross section that a designated coolant must pass through starting from the coolant chamber in order to be able to flow into a coolant outlet pipe can correspond to the cross-sectional area of the coolant outlet pipe.
  • a well-rounded transition can be designed as an aperture.
  • a hydraulic balance can be achieved via varying free cross sections of the individual transitions to the individual coolant outlet pipes, so that essentially the same coolant volume flow can flow out of each associated coolant outlet opening in a designated manner, whereby the homogeneity of the microstructure can be improved, in particular in the width direction of the metallic strip-shaped product.
  • a transition from the coolant chamber to a coolant outlet pipe is designed in such a way that it has a transition loss coefficient of less than or equal to 0.4, preferably less than or equal to 0.22 and particularly preferably less than or equal to 0.11.
  • the cooling module has a flow measuring device.
  • a flow measuring device is used for measuring a coolant speed and/or a coolant volume. Page 29/65 P80649DE flow.
  • a flow measuring device can interact tactilely with a designated coolant or act without contact with the coolant.
  • a flow measuring device can be designed as a structural unit with the coolant valve and/or be operatively connected to the coolant chamber and/or at least one coolant outlet pipe.
  • the flow measuring device proposed here can provide an actual value for a coolant speed and/or a coolant volume flow, which can be used as part of an open-loop and/or closed-loop control of the cooling module.
  • the cooling module can have an outlet for a bypass channel, in particular directly fluid-communicating with the coolant inlet and/or directly fluid-communicating with the coolant chamber.
  • An "outlet" in the cooling module is understood to mean a free cross-section that differs from a coolant outlet opening, through which a designated coolant can flow out of the cooling module without cooling the metallic strip-shaped product, in particular into a bypass channel.
  • a coolant volume flow that is not directly intended for cooling the metallic strip-shaped product can flow through an outlet.
  • the outlet can be arranged before or after the coolant valve in the designated flow direction of the coolant.
  • Page 30/65 P80649EN If the outlet is arranged upstream of the coolant valve, a coolant volume flow can be in motion in the coolant inlet until it reaches the outlet, even if the coolant valve is closed and the cooling module is therefore not being used to cool a metallic strip-shaped product.
  • direct use can be made of the coolant that is already in motion, with the coolant being at least partially diverted from the outlet through the coolant valve and thus having to experience a smaller overall acceleration value to achieve the desired coolant speed.
  • the moving coolant coupled with the inertia resistance of the cooling module, has an effective relationship to the compensation time of the cooling module, so that the compensation time of the cooling module can be advantageously reduced by an outlet in the cooling module.
  • the outlet is preferably in fluid communication with a "bypass channel" which is designed to feed the coolant at least indirectly back into the coolant reservoir and/or a main coolant inlet and/or a cooling group branch and/or a coolant inlet.
  • the bypass channel is preferably in fluid communication with a coolant conveying device which is designed to convey the coolant into the coolant reservoir and/or a main coolant inlet and/or a cooling group branch and/or a coolant inlet.
  • the outlet is expediently fluidly connected to a bypass valve.
  • a "bypass valve” is understood to mean a valve which is set up to control and/or regulate a designated coolant volume flow which flows through the bypass channel.
  • the interaction of the coolant valve and the bypass valve advantageously allows a high dynamic of the coolant volume flow in the cooling module to be maintained, even if the cooling module is not currently being used to cool the metallic strip-shaped product.
  • the bypass valve can be controlled and/or regulated by an electronic control and/or regulating unit.
  • cooling module which is not currently being used to cool the metallic strip-shaped product is understood to mean that the designated coolant speed of a coolant outlet opening is essentially zero.
  • the cooling module has - at least two cooling beams, each with a coolant chamber and a plurality of fluid-communicating with the Page 32/65 P80649DE coolant outlet pipes connected to the coolant chamber, each having at least one coolant outlet opening for applying the coolant to the strip-shaped product; and - a cooling module branch in fluid communication with the at least two cooling beams.
  • a "cooling module branch” means a flow divider in the inflow area to a plurality of cooling beams.
  • a designated coolant volume flow can be divided by the cooling module branch between a plurality of cooling beams, in particular between two, three, four, five or more cooling beams.
  • the coolant volume flow is preferably divided into essentially equal parts.
  • the cooling module branch can be set up to be connected at least indirectly in fluid communication with a coolant reservoir.
  • a cooling module is proposed here which has a cooling module branch downstream of the coolant valve.
  • the cooling module branch is preferably designed as one piece with the plurality of cooling beams.
  • the cooling module branching has a cooling module branching loss coefficient ⁇ ⁇ of less than or equal to 0.2, preferably less than or equal to 0.15 and particularly preferably less than or equal to 0.11.
  • the cooling module branching has a cooling module branching loss coefficient ⁇ ⁇ of less than or equal to 0.3, preferably less than or equal to 0.25 and particularly preferably less than or equal to 0.08.
  • the cooling module branching loss coefficient ⁇ ⁇ can be determined as follows: In this case, ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ is understood to be the square of the area-averaged coolant velocity in the reference cross-section of the cooling module branch, in particular in the summed free cross-section of the individual branches directly at the level of the flow divider through which the designated coolant flows. ⁇ describes the absolute pressure loss when coolant flows through the cooling module branch and ⁇ describes the density of the coolant. Tests have shown that the cooling module branch loss coefficient ⁇ ⁇ can have an effective connection to the delay time of the cooling module, whereby a smaller cooling module branch loss coefficient can reduce the delay time of the cooling module.
  • a height difference between the coolant valve and at least one coolant outlet opening is less than or equal to 500 mm, preferably less than or equal to 400 mm and particularly preferably less than or equal to 250 mm. Furthermore, the height difference between the coolant valve and at least one coolant outlet opening is preferably less than or equal to 325 mm, preferably less than or equal to 200 mm and particularly preferably less than or equal to 175 mm.
  • Page 34/65 P80649DE With regard to the height difference specified here, the height difference in the direction of gravity is meant, wherein the height reference point of the coolant valve is the center of the reference cross section of the coolant valve, in particular the center of the coolant closure area.
  • a cooling module has an electronic control and/or regulating unit, wherein the electronic control and/or regulating unit is set up to control and/or regulate the cooling module.
  • the electronic control and/or regulating unit can be set up to control and/or regulate at least one coolant valve, in particular depending on a coolant speed and/or a coolant volume flow and/or a specific water exposure and/or a cooling rate and/or a microstructure of the metallic strip-shaped product and/or a temperature of the metallic strip-shaped product and/or a temperature profile along a conveying path of the metallic strip-shaped product.
  • a cooling group of a cooling device for cooling a hot-rolled Page 35/65 P80649DE metallic strip-shaped product with a coolant comprising: - at least two cooling modules according to the first aspect of the invention; and - a cooling group branch in fluid communication with the at least two cooling modules.
  • a "cooling group branch" is understood to mean a flow divider in the inflow area to a plurality of cooling modules.
  • a designated coolant volume flow can be divided by the cooling group branch between a plurality of cooling modules, in particular between two, three, four, five or more cooling modules.
  • the coolant volume flow is preferably divided into essentially equal parts.
  • the cooling group branch can be set up to be connected at least indirectly in fluid communication with a coolant reservoir.
  • a cooling group is proposed here which has a plurality of cooling modules and a common coolant supply, so that the coolant can be divided by the cooling group branch between the plurality of cooling modules in a designated manner.
  • a cooling group has a bypass outlet upstream of the cooling group branch, wherein the bypass outlet can be designed to return the coolant to the coolant reservoir and/or the main coolant inlet.
  • the cooling group can have a flow measuring device, in particular upstream of the cooling group branch.
  • Page 36/65 P80649DE It is understood that the advantages of a cooling module according to the first aspect of the invention extend to a cooling group having at least two cooling modules according to the first aspect of the invention, as described above.
  • the cooling group branch preferably has a cooling group branch loss coefficient ⁇ ⁇ of less than or equal to 0.2, preferably less than or equal to 0.15 and particularly preferably less than or equal to 0.11.
  • the cooling group branch preferably has a cooling group branch loss coefficient ⁇ ⁇ of less than or equal to 0.3, preferably less than or equal to 0.25 and particularly preferably less than or equal to 0.08.
  • the cooling group branch loss coefficient ⁇ ⁇ can be determined as follows: In this case, ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ is understood to be the square of the area-averaged coolant velocity in the reference cross-section of the cooling group branch, in particular in the summed free cross-section of the individual branches directly at the level of the flow divider through which the designated coolant flows. ⁇ describes the absolute pressure loss when coolant flows through the cooling group branch and ⁇ describes the density of the coolant.
  • a cooling group branching loss coefficient ⁇ ⁇ can have an effective connection to the delay time of the fluid-communicating cooling modules, wherein a smaller cooling group branching loss coefficient can reduce the delay time of a cooling module.
  • a cooling group has an electronic control and/or regulating unit, wherein the electronic control and/or regulating unit is set up to control and/or regulate the cooling group.
  • the electronic control and/or regulating unit can be set up to control and/or regulate at least one coolant valve, in particular depending on a coolant speed and/or a coolant volume flow and/or a specific water application and/or a cooling rate and/or a microstructure of the metallic strip-shaped product and/or a temperature of the metallic strip-shaped product and/or a temperature profile along a conveying path of the metallic strip-shaped product. It should be expressly pointed out that the subject matter of the second aspect can be advantageously combined with the subject matter of the preceding aspect of the invention, both individually or cumulatively in any combination.
  • a cooling system for cooling a hot-rolled metallic strip product with a coolant comprising: - a cooling device; - at least one cooling module according to the first aspect of the invention and/or at least one cooling group according to the second aspect of the invention; and Page 38/65 P80649DE - a coolant reservoir in fluid communication with a main coolant inlet, the main coolant inlet in fluid communication with the at least one cooling module and/or the at least one cooling group.
  • a "main coolant inlet” means a fluid connection which is arranged downstream of the coolant reservoir and upstream of a cooling group and/or a cooling module.
  • the main coolant inlet preferably has an internal diameter of greater than or equal to 0.6 m, preferably greater than or equal to 0.9 m and particularly preferably greater than or equal to 1.3 m.
  • the main coolant inlet can have a free cross-sectional area normal to the designated flow direction of the coolant of greater than or equal to 0.28 m2, preferably greater than or equal to 0.63 m2 and particularly preferably greater than or equal to 1.32 m2.
  • a cooling system for actively cooling a hot-rolled metallic strip product with a coolant which has at least one cooling module according to the first aspect and/or at least one cooling group according to the second aspect of the invention, wherein the at least one cooling module and/or the at least one cooling group is connected to a coolant reservoir in a fluid-communicating manner at least indirectly and using a main coolant inlet.
  • the cooling system can have an electronic control and/or regulating unit, preferably a higher-level control and/or regulating unit.
  • An “electronic control and/or regulating unit” is to be understood as a device which is set up to monitor and/or control and/or Page 39/65 P80649DE, in particular depending on a coolant speed and/or a coolant volume flow and/or a specific water exposure and/or a cooling rate and/or a microstructure of the metallic strip-shaped product.
  • the electronic control and/or regulating unit can have an interface for receiving data, an interface for transmitting data and a device for processing data.
  • the device for processing data can be designed to execute an algorithm, in particular implementing a method according to a fourth aspect of the invention.
  • the electronic control and/or regulating unit can have a device for storing data, in particular a data memory.
  • the advantages of a cooling module according to the first aspect of the invention and/or a cooling group according to the second aspect of the invention extend directly to a cooling system comprising a cooling module according to the first aspect of the invention and/or a cooling group according to the second aspect of the invention.
  • the cooling system is set up for a pressure difference between the coolant reservoir and the coolant outlet opening of greater than or equal to 3 ⁇ 10 ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ), preferably greater than or equal to 4 ⁇ 10 ⁇ ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ) , further preferably greater than or equal to 4.5 ⁇ 10 ⁇ ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ) .
  • the cooling system can be designed for a pressure difference between the coolant reservoir and the coolant outlet opening of greater than or equal to 5.5 ⁇ 10 ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ), preferably greater than or equal to 6 ⁇ 10 ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ), preferably greater than or equal to Page 40/65 P80649EN 6.5 ⁇ 10 ⁇ ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ) and particularly preferably greater than or equal to 7 ⁇ 10 ⁇ ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ) .
  • the cooling system is designed for a specific water loading of greater than or equal to 20 ⁇ ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ ⁇ h ) , preferably greater than or equal to 50 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ ⁇ h), further preferably greater than or equal to 100 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ ⁇ h) and particularly preferably greater than or equal to 150 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ ⁇ h).
  • the cooling system can be set up for a specific water exposure of greater than or equal to 75 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ ⁇ h), preferably greater than or equal to 125 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ ⁇ h), furthermore preferably greater than or equal to 175 ⁇ ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ ⁇ h ) and particularly preferably greater than or equal to 200 ⁇ ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ ⁇ h ) .
  • a “specific water exposure” is understood to mean an amount of coolant which can be applied by the cooling system to the metallic strip-shaped product for active cooling based on an area of the metallic strip-shaped product and based on a time unit of an active cooling process.
  • the specific water exposure is understood to mean the time- and/or area-averaged water exposure.
  • Page 41/65 P80649EN Particularly preferably, the cooling system is set up for a cooling rate of greater than or equal to 50 ⁇ ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ ⁇ ) , preferably greater than or equal to 200 ⁇ ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ ⁇ ) , further preferably greater than or equal to 300 ⁇ ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ ⁇ ) and particularly preferably greater than or equal to 500 ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ ⁇ ).
  • the cooling system can be set up for a cooling rate of greater than or equal to 100 ⁇ ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ ⁇ ) , preferably greater than or equal to 150 ⁇ ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ ⁇ ) , further preferably greater than or equal to 250 ⁇ ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ ⁇ ) and particularly preferably greater than or equal to 400 ⁇ ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ ⁇ ) .
  • the cooling system has at least a first cooling bar and a second cooling bar, the first cooling bar being set up to apply the coolant to the top of the strip-shaped product and the second cooling bar being set up to apply the coolant to the bottom of the strip-shaped product.
  • the cooling system has a main coolant conveying device designed to increase the pressure difference between the coolant reservoir and the coolant outlet opening.
  • a "main coolant conveying device” is understood to mean an active conveying device which is set up directly with a coolant at the transition to the main coolant inlet and/or in the main coolant inlet.
  • Page 42/65 P80649DE With the main coolant conveying device proposed here, the pressure difference can be increased and thus the delay time for the at least one cooling module and/or the at least one cooling group can be reduced.
  • the object is achieved by a method for actively cooling a hot-rolled metallic strip-shaped product, wherein a cooling module according to the first aspect of the invention and/or a cooling group according to the second aspect of the invention and/or a cooling system according to the third aspect of the invention is used for actively cooling the hot-rolled metallic strip-shaped product.
  • the method preferably comprises controlling and/or regulating the at least one cooling module and/or the at least one cooling group and/or the at least one cooling system, wherein at least one coolant valve and/or at least one bypass valve and/or at least one coolant conveying device and/or at least one main coolant conveying device is controlled and/or regulated.
  • Control and/or regulation can be designed in particular as a function of a coolant speed and/or a coolant volume flow and/or a specific water exposure and/or a cooling rate and/or a microstructure of the metallic strip-shaped product and/or a temperature of the metallic strip-shaped product and/or a temperature profile along a conveying path of the metallic strip-shaped product.
  • the method is designed to control and/or regulate a degree of distribution of at least one structural component, in particular to achieve a degree of distribution of greater than or equal to 0.85, preferably greater than or equal to 0.9 and particularly preferably greater than or equal to 0.95.
  • a method for actively cooling the hot-rolled metallic strip-shaped product is proposed here, which is designed to control and/or regulate the homogeneity of the structural structure, wherein the homogeneity of the structural structure can be determined with the degree of distribution of at least one structural component.
  • the method at least indirectly detects the microstructure and uses at least one of the above-described setting variables of the cooling module and/or the cooling group and/or the cooling system to control and/or regulate the degree of distribution of at least one microstructure component.
  • the method preferably controls and/or regulates the degrees of distribution of two or three or four or more microstructure components.
  • a degree of distribution of greater than or equal to 0.875 is achieved, further preferably a degree of distribution of greater than or equal to 0.925, preferably greater than or equal to 0.97 and particularly preferably greater than or equal to 0.98.
  • the method is expediently set up to reduce a head length of the metallic strip-shaped product, in particular Page 44/65 P80649DE to achieve a head length of less than or equal to 10 m, preferably less than or equal to 8 m and particularly preferably less than or equal to 6 m.
  • the “head length” is understood to mean the front longitudinal section of the metallic strip-shaped product whose microstructure does not yet have sufficient homogeneity so that at least one required mechanical property for the metallic strip-shaped product in the region of the head length is not achieved.
  • the method is also expediently set up to reduce a foot length of the metallic strip-shaped product, in particular to achieve a foot length of less than or equal to 10 m, preferably less than or equal to 8 m and particularly preferably less than or equal to 6 m.
  • the “foot length” is understood to mean the rear longitudinal section of the metallic strip-shaped product whose microstructure does not have sufficient homogeneity so that at least one required mechanical property for the metallic strip-shaped product in the region of the foot length is not achieved.
  • the object is achieved by a hot-rolled metallic strip product produced using a method according to the fourth aspect of the invention, in particular a hot-rolled metallic product with a tensile strength of greater than or equal to 560 N/mm2 and a manganese content of less than 1.5% by weight and a niobium content of less than 0.05% by weight.
  • Page 45/65 P80649DE Preferably, the manganese content of the hot-rolled metallic strip product is less than or equal to 1.45 wt. %, further preferably less than or equal to 1.4 wt. %, preferably less than or equal to 1.35 wt. %, and particularly preferably less than or equal to 1.2 wt. %.
  • the niobium content of the hot-rolled metallic strip product is less than or equal to 0.045 wt. %, further preferably less than or equal to 0.04 wt. %, preferably less than or equal to 0.035 wt. % and particularly preferably less than or equal to 0.03 wt. %.
  • the tensile strength of the hot-rolled metallic strip product is greater than or equal to 565 N/mm2, further preferably greater than or equal to 570 N/mm2, preferably greater than or equal to 575 N/mm2, and particularly preferably greater than or equal to 580 N/mm2.
  • the object is achieved by using a cooling module according to the first aspect of the invention and/or a cooling group according to the second aspect of the invention and/or a cooling system according to the third aspect of the invention and/or a method according to the fourth aspect of the invention.
  • Page 46/65 P80649DE for actively cooling a hot-rolled metallic strip product with a coolant.
  • Figure 1 schematically shows a cooling module according to a first embodiment
  • Figure 2 schematically shows a sectional view through a cooling module
  • Figure 3 schematically shows a cooling module according to a second embodiment
  • Figure 4 schematically shows a cooling system
  • Figure 5 schematically shows a time-variant coolant valve jump function
  • Figure 6 schematically shows a time-variant jump function of a cooling module.
  • the cooling module 100 in Figure 1 consists essentially of a cooling beam 110, a coolant inlet 116 and a coolant valve 118.
  • the cooling module 100 can be part of a cooling device (not shown) for cooling a hot-rolled metallic strip-shaped product (not shown) with a coolant (not shown), wherein the coolant can be allowed to exit the cooling module 100 in a designated manner and, after exiting, can enter into a cooling operative connection with the strip-shaped product, in particular with the hot-rolled metallic strip-shaped product.
  • the cooling beam 110 has a coolant chamber 112 and a plurality of coolant outlet pipes 114 (only partially designated) connected to the coolant chamber 112 in a fluid-communicating manner.
  • Each coolant outlet pipe 114 has at least one coolant outlet opening (not designated) for applying the coolant to the strip-shaped product.
  • Page 48/65 P80649DE The coolant chamber 112 is at least indirectly fluid-communicatingly connected to the coolant inlet 116 and/or fluid-connected.
  • the coolant valve 118 is arranged between the coolant inlet 116 and the coolant chamber 112.
  • the coolant inlet 116 is designed to be at least indirectly fluid-communicatingly connected to a coolant reservoir (not shown), wherein the coolant reservoir is designed to provide a pressure difference between the coolant reservoir and the at least one coolant outlet opening (not designated).
  • the cooling module 100 has a transition 112a from the coolant chamber 112 to a coolant outlet pipe 114, wherein this transition 112a is preferably well rounded, in particular having a transition loss coefficient ⁇ Ü ⁇ of less than or equal to 0.3, preferably less than or equal to 0.15 and particularly preferably less than or equal to 0.08. It is understood that a transition 112a is provided between each coolant outlet pipe 114 and the coolant chamber 112.
  • the coolant valve 118 has a distance 118a from a transition from the coolant chamber 112 to a coolant outlet pipe 114 of less than or equal to 500 mm, preferably less than or equal to 325 mm and particularly preferably less than or equal to 275 mm.
  • the distance 118a between the coolant valve 118 of the cooling module 100 and the transition 112a from the coolant chamber 112 to the coolant outlet pipe 114 is defined as the distance 118a between a flange (not designated/not shown) of the coolant chamber 112 at a sealing surface (not designated/not shown) of the flange for connection to Page 49/65 P80649DE the coolant valve 118 and a center of gravity (not designated) of the transition 112a between the coolant chamber 112 and the coolant outlet pipe 114. It is understood that the distance 118a is understood to be the distance 118a which is the shortest in the plurality of coolant outlet pipes 114, i.e. to the coolant outlet pipe 114 closest to the coolant valve 118.
  • the cooling module 100 can have a flow measuring device 140 (shown schematically), in particular in the form of a tactile or non-tactile flow measuring device 140.
  • the flow measuring device 140 can be arranged in the coolant inlet 116, in the coolant valve 118 or downstream of the coolant valve 118 and upstream of the coolant outlet pipe 114 closest to the coolant valve 118 in the coolant chamber 112.
  • Figure 2 shows a sectional view through a cooling module 100 according to Figure 1.
  • the coolant chamber 112 of the cooling beam 110 of the cooling module 100 has a transition 112a to a coolant outlet pipe 114.
  • the coolant outlet pipe 114 has a coolant outlet opening 114a through which a coolant (not shown) can exit.
  • the cooling module 100 in Figure 3 has an outlet 150 for a bypass channel 152, wherein the outlet 150 is designed to be in direct fluid communication with the coolant chamber 112.
  • the outlet 150 is fluidly connected to a bypass valve 154 and can be opened and closed by means of the bypass valve 154.
  • a cooling system 400 in Figure 4 essentially consists of a cooling device 300 for cooling a metallic strip-shaped product 10 by means of a coolant 20, a coolant reservoir 410 for storing the coolant 20, a cooling device 300 for applying the coolant 20 to the metallic strip-shaped product 10 and a main coolant inlet 420 for fluidly connecting the coolant reservoir 410 to the cooling device 300.
  • the cooling system 400 can have a main coolant conveying device 430 for increasing the total pressure of the coolant 20 in the cooling device 300.
  • the metallic strip-shaped product 10 can be conveyed on a conveyor line (not designated) in a transport direction (not shown) in such a way that it can come into an operative relationship with the cooling device 300, in particular through an operative relationship with a liquid coolant 20 that is designed to emerge from the cooling device 300.
  • the metallic strip-shaped product 10 can be conveyed past at least one cooling module 100 of the cooling device 300 and/or between at least two cooling modules 100 of the cooling device 300.
  • the cooling device 300 can have at least one cooling module 100 arranged above the metallic strip-shaped product 10, in particular one or more first cooling modules 100, to which the liquid coolant 20 is supplied via the main coolant inlet 420, wherein the cooling module 100 preferably extends substantially transversely to the transport direction (not designated) and preferably has a plurality of coolant outlet pipes (not shown) via which the liquid coolant 20 can be brought into operative connection with the metallic strip-shaped product 10.
  • the cooling device 300 can have at least one cooling module 100 arranged below the metallic strip-shaped product 10, in particular one or more second cooling modules 100, which are designed to bring the liquid coolant 20 into operative connection with the metallic strip-shaped product 10.
  • the cooling device 300 can have a plurality of cooling modules 100, which can be arranged above and/or below the metallic strip-shaped product 10.
  • One or more cooling modules 100 can be arranged in a cooling device 300 in one or more cooling groups 200.
  • the coolant reservoir 410 is in fluid communication with the main coolant inlet 420, wherein the main coolant inlet 420 is in fluid communication with the at least one cooling module 100 and/or the at least one cooling group 200.
  • the cooling device 300 has two cooling groups 200 arranged above the metallic strip-shaped product 10, which are connected by means of a cooling system also arranged above the metallic strip-shaped product 10.
  • Page 52/65 P80649EN Product 10 are fluidly connected to the main coolant inlet 420 by means of a cooling group branch 210 arranged below the metallic strip-shaped product 10.
  • the cooling device 300 has two cooling groups 200 arranged below the metallic strip-shaped product 10, which are fluidly connected to the main coolant inlet 420 by means of a cooling group branch 210 also arranged below the metallic strip-shaped product 10.
  • Each cooling group 200 has two cooling modules 100, which are each fluidly connected to a cooling group branch by means of a cooling module branch 160.
  • the cooling system 400 can be set up for a specific water load of greater than or equal to 20 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ ⁇ h), preferably greater than or equal to 50 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ ⁇ h) and particularly preferably greater than or equal to 150 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ ⁇ h).
  • the cooling system 400 can be set up for a cooling rate of greater than or equal to 50 ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ ⁇ ), preferably greater than or equal to 200 ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ ⁇ ) and particularly preferably greater than or equal to 500 ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ ⁇ ).
  • the coolant valve jump function 40 in Figure 5 describes a temporal progression of a coolant speed 22 immediately downstream of a coolant valve (not shown) or in a narrowest cross section (not shown) of the coolant valve over time 24 after a sudden opening of the coolant valve.
  • the origin of the coolant valve jump function 40 describes the point in time at which the coolant valve is suddenly opened and the coolant speed 22 has the value zero.
  • Page 53/65 P80649EN The coolant valve step function 40 can describe a time-variant system behavior of a coolant valve (not shown) after the sudden opening of the coolant valve (not shown).
  • the coolant valve step function 40 can alternatively be described and/or characterized by means of a coolant valve time constant 42, wherein the coolant valve time constant 42 can be determined graphically from the coolant valve step function 40 by determining a time from an intersection point (not designated) of a tangent (not designated) at the origin to the coolant valve step function 40 with the value of the coolant velocity 22 against which the coolant valve step function 40 converges and determining a difference time between this intersection point and the time of the sudden opening of the coolant valve.
  • the step function 30 of a cooling module (not shown) in Figure 6 describes a temporal progression of a coolant speed 22 in a coolant outlet opening (not shown) over time 24 after a sudden opening of a coolant valve (not shown).
  • the origin of the coolant valve step function 40 describes the point in time at which the coolant valve is suddenly opened and the coolant speed 22 has the value zero.
  • the step function 30 can describe a time-variant system behavior of a cooling module (not shown) after the sudden opening of the coolant valve (not shown).
  • Page 54/65 P80649EN When the coolant valve opens, the coolant velocity 22 in the coolant outlet opening converges to a constant value (not designated) of the coolant velocity 22.
  • the step function 30 can alternatively be described and/or characterized by means of a delay time 32 and a compensation time 34, wherein the delay time 32 and the compensation time 34 can be determined graphically from the step function 30.
  • the delay time 32 can represent a measure of the higher-order influences on a time-variant system behavior of the cooling module and results from the time-variant step function 30 through the following steps: - determining an inflection point (not designated) of the time-variant step function 30, in particular the coolant speed 22 - applying a tangent (not designated) through the inflection point of the time-variant step function 30, and - determining the delay time 32 as the difference between the point in time (not designated) at which the tangent intersects the abscissa (time axis) and the point in time (not designated) of the sudden change in the manipulated variable, in particular the sudden opening of the coolant valve.
  • the compensation time 34 can represent a measure of the inertia of a time-variant system behavior, i.e. a measure of the first-order influences on a time-variant system behavior, and results from the time-variant step function 30 through the following steps: - Determination of a turning point (not designated) of the time-variant step function 30, in particular the coolant speed 22, Page 55/65 P80649EN - Applying a tangent (not designated) through the inflection point of the time-variant step function 30; - Determining an asymptote for the stationary state of the time-variant step function 30 resulting after the sudden change in the manipulated variable; and - Determining the compensation time 34 as the difference between the point in time at which the tangent intersects the asymptote and the point in time at which the tangent intersects the abscissa.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kühlmodul einer Kühlvorrichtung zum Kühlen eines warmgewalzten metallischen bandförmigen Produkts mit einem Kühlmittel aufweisend: - wenigstens einen Kühlbalken mit einer Kühlmittelkammer und einer Mehrzahl fluidkommunizierend mit der Kühlmittelkammer verbundenen Kühlmittelauslassrohren aufweisend jeweils zumindest eine Kühlmittelauslassöffnung zum Aufbringen des Kühlmittels auf das bandförmige Produkt; - wenigstens einen zumindest mittelbar fluidkommunizierend mit der Kühlmittelkammer verbundenen Kühlmittelzulauf, wobei der Kühlmittelzulauf dazu eingerichtet ist, zumindest mittelbar fluidkommunizierend mit einem Kühlmittelreservoir verbunden zu werden, wobei das Kühlmittelreservoir zum Bereitstellen einer Druckdifferenz zwischen dem Kühlmittelreservoir und der Kühlmittelauslassöffnung eingerichtet ist; - wenigstens ein Kühlmittelventil, wobei das Kühlmittelventil zwischen dem Kühlmittelzulauf und der Kühlmittelkammer angeordnet ist; - wobei das Kühlmodul unter dem Einfluss der Druckdifferenz bei sprungartiger vollständiger Öffnung des Kühlmittelventils ein zeitvariantes Verhalten einer Kühlmittelgeschwindigkeit in der Kühlmittelauslassöffnung aufweist, welches mit einer zeitvarianten Sprungfunktion aufweisend eine Verzugszeit und eine Ausgleichszeit beschreibbar ist; und - wobei die Summe aus der Verzugszeit und der Ausgleichszeit kleiner oder gleich 3,0 s beträgt, bevorzugt kleiner oder gleich 2,0 s und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 1,5 s.

Description

Seite 1/65 Anmelder: SMS group GmbH Unser Zeichen: P80649DE 26. Oktober 2022 Kühlmodul, Kühlgruppe, Kühlsystem, Verfahren, warmgewalztes metallisches bandförmiges Produkt und Verwendung Die Erfindung betrifft ein Kühlmodul, eine Kühlgruppe, ein Kühl- system ein Verfahren, ein warmgewalztes metallisches bandförmi- ges Produkt und eine Verwendung. Das hier beschriebene Kühlmodul zum Kühlen eines bandförmigen Produkts, insbesondere eines warmgewalzten metallischen band- förmigen Produkts, weist wenigstens einen Kühlbalken mit einer Kühlmittelkammer und mehreren kommunizierend mit der Kühlmit- telkammer verbundenen Kühlmittelauslassrohren zum Aufbringen ei- nes flüssigen Kühlmittels auf das bandförmige Produkt auf und kann zum Kühlen desselbigen verwendet werden. Für die Herstellung von flachen bzw. bandförmigen Metallproduk- ten, insbesondere Metallbändern oder Metallblechen, ist es be- kannt eine Kühlung der Metallprodukte unter Verwendung von Kühlbalken vorzusehen, die sich über die Breite einer Förder- strecke erstrecken, entlang der die Metallprodukte transportiert werden. Hierzu kann der Kühlbalken eine Kühlmittelkammer auf- weisen, die mit dem flüssigen Kühlmittel versorgt wird und von der mehrere Kühlmittelauslassrohre zum Austretenlassen des Kühl- mittels abgehen, insbesondere zum Aufbringen des Kühlmittels auf das bandförmige Produkt. Derartige Kühlbalken können Bestandteil eines Kühlmoduls und/oder einer Kühlgruppe und/oder eines Kühl- systems sein. Seite 2/65 P80649DE Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem Stand der Technik eine Verbesserung oder eine Alternative zur Verfügung zu stel- len. Nach einem ersten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe ein Kühlmodul einer Kühlvorrichtung zum Kühlen eines warmgewalzten metallischen bandförmigen Produkts mit einem Kühlmittel aufwei- send: - wenigstens einen Kühlbalken mit einer Kühlmittelkammer und einer Mehrzahl fluidkommunizierend mit der Kühlmittelkammer verbundenen Kühlmittelauslassrohren aufweisend jeweils zu- mindest eine Kühlmittelauslassöffnung zum Aufbringen des Kühlmittels auf das bandförmige Produkt; - wenigstens einen zumindest mittelbar fluidkommunizierend mit der Kühlmittelkammer verbundenen Kühlmittelzulauf, wo- bei der Kühlmittelzulauf dazu eingerichtet ist, zumindest mittelbar fluidkommunizierend mit einem Kühlmittelreservoir verbunden zu werden, wobei das Kühlmittelreservoir zum Be- reitstellen einer Druckdifferenz zwischen dem Kühlmittel- reservoir und der Kühlmittelauslassöffnung eingerichtet ist; - wenigstens ein Kühlmittelventil, wobei das Kühlmittelventil zwischen dem Kühlmittelzulauf und der Kühlmittelkammer an- geordnet ist; - wobei das Kühlmodul unter dem Einfluss der Druckdifferenz bei sprungartiger vollständiger Öffnung des Kühlmittelven- tils ein zeitvariantes Verhalten einer Kühlmittelgeschwin- digkeit in der Kühlmittelauslassöffnung aufweist, welches mit einer zeitvarianten Sprungfunktion aufweisend eine Ver- zugszeit und eine Ausgleichszeit beschreibbar ist; und - wobei die Summe aus der Verzugszeit und der Ausgleichszeit kleiner oder gleich 3,0 s beträgt, bevorzugt kleiner oder gleich 2,0 s und besonders bevorzugt kleiner oder gleich Seite 3/65 P80649DE Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert: Zunächst sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung unbestimmte Artikel und Zah- lenangaben wie „ein“, „zwei“ usw. im Regelfall als „mindestens“- Angaben zu verstehen sein sollen, also als „mindestens ein…“, „mindestens zwei …“ usw., sofern sich nicht aus dem jeweiligen Kontext ausdrücklich ergibt oder es für den Fachmann offensicht- lich oder technisch zwingend ist, dass dort nur „genau ein …“, „genau zwei …“ usw. gemeint sein können. Im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung sei der Ausdruck „insbesondere“ immer so zu verstehen, dass mit diesem Ausdruck ein optionales, bevorzugtes Merkmal eingeleitet wird. Der Aus- druck ist nicht als „und zwar“ und nicht als „nämlich“ zu ver- stehen. Unter einer „Kühlvorrichtung“ kann eine Anlage verstanden wer- den, welche zum Kühlen eines flachen und/oder bandförmigen Me- tallprodukts unter Verwendung eines flüssigen Kühlmittels eingerichtet ist, insbesondere eines warmgewalzten metallischen bandförmigen Produkts. Dabei ist vorgesehen, dass das metallische bandförmige Produkt auf einer Förderstrecke in einer Transportrichtung derart ge- fördert werden kann, dass es mit der Kühlvorrichtung in einen Wirkzusammenhang geraten kann, insbesondere durch einen Wirkzu- sammenhang mit einem designiert aus der Kühlvorrichtung austre- tenden flüssigen Kühlmittel. Hierzu kann das metallische bandförmige Produkt an zumindest einem Kühlbalken der Kühlvor- richtung vorbei- und/oder zwischen zumindest zwei Kühlbalken der Kühlvorrichtung hindurchgefördert werden. Die Kühlvorrichtung kann zumindest einen oberhalb des metalli- schen bandförmigen Produkts angeordneten Kühlbalken aufweisen, Seite 4/65 P80649DE insbesondre einen oder mehrere erste Kühlbalken, dem das flüs- sige Kühlmittel über einen Kühlmittelzulauf zugeführt wird, wo- bei sich der Kühlbalken vorzugsweise im Wesentlichen quer zur Transportrichtung erstreckt und vorzugsweise eine Mehrzahl von Kühlmittelauslassrohren aufweist, über welche das flüssige Kühl- mittel mit dem metallischen bandförmigen Produkt in Wirkzusam- menhang gebracht werden kann. Analog kann die Kühlvorrichtung zumindest einen unterhalb des metallischen bandförmigen Produkts angeordneten Kühlbalken auf- weisen, insbesondere einen oder mehrere zweite Kühlbalken, wel- cher dazu eingerichtet ist, das flüssige Kühlmittel mit dem metallischen bandförmigen Produkt in einen Wirkzusammenhang zu bringen. In Förderrichtung des metallischen bandförmigen Produkts kann die Kühlvorrichtung eine Mehrzahl von Kühlbalken aufweisen, wel- che oberhalb und/oder unterhalb des metallischen bandförmigen Produkts angeordnet sein können. Ein oder mehrere Kühlbalken einer Kühlvorrichtung können in ei- nem oder mehreren Kühlmodulen und/oder einer oder mehreren Kühl- gruppen und/oder einem oder mehreren Kühlsystemen organisiert und/oder angeordnet sein. Während ein Kühlmodul eine Mehrzahl von Kühlbalken aufweisen kann, welche zumindest mittelbar über eine gemeinsame Kühlmo- dulverzweigung mit Kühlmittel gespeist werden können, kann eine „Kühlgruppe“ eine Mehrzahl von Kühlmodulen aufweisen, welche zu- mindest mittelbar über eine gemeinsame Kühlgruppenverzweigung mit Kühlmittel gespeist werden können. Eine Mehrzahl von Kühl- modulen einer Kühlgruppe kann insbesondere mit unterschiedlichen Einstellwerten betrieben werden, insbesondere unterschiedlichen Volumenströmen des aus einer jeweils zugehörigen Kühlmittelaus- lassöffnung ausströmenden flüssigen Kühlmittels. Seite 5/65 P80649DE Ein „Kühlsystem“ weist neben zumindest einem Kühlmodul und/oder zumindest einer Kühlgruppe zumindest ein Kühlmittelreservoir und zumindest einen „Hauptkühlmittelzulauf“ auf, wobei der zumindest eine Hauptkühlmittelzulauf zumindest mittelbar fluidkommunizie- rend mit dem zumindest einen Kühlmittelreservoir und dem zumin- dest einen Kühlmodul und/oder der zumindest einen Kühlgruppe verbunden ist. Vorzugsweise weist ein Kühlsystem eine übergeordnete elektroni- sche Steuerungs- und/oder Regeleinheit auf, wobei die überge- ordnete elektronische Steuerungs- und/oder Regeleinheit zur Steuerung und/oder Regelung des Kühlsystems eingerichtet ist. Die übergeordnete elektronische Steuerungs- und/oder Regelein- heit kann dazu eingerichtet sein, zumindest ein Kühlmittelventil zu steuern und/oder zu regeln. Alternativ kann die übergeordnete elektronische Steuerungs- und/oder Regeleinheit mit zumindest einer elektronische Steuerungs- und/oder Regeleinheit datenver- bunden sein, wobei die elektronische Steuerungs- und/oder Re- geleinheit zur Steuerung und/oder Regelung des Kühlmoduls und/oder einer Kühlgrupe eingerichtet ist. Ein Kühlmittelreservoir ist zur Speicherung und/oder Bereitstel- lung von Kühlmittel eingerichtet. Unter einem „Kühlmittel“ wird ein Fluid verstanden, welches zum Kühlen des metallischen bandförmigen Produkts eingesetzt werden kann, wobei das Kühlmittel unterschiedliche Temperaturzustände aufweisen kann. Insbesondere kann das Kühlmittel ein gasförmiger und/oder flüssiger Stoff oder ein gasförmiges und/oder flüssiges Stoffgemisch sein. Hier ist vorgesehen, dass das Kühlmittel zu- mindest überwiegend flüssig aus einer Kühlmittelauslassöffnung ausströmt. Durch einen Wärmestrom von dem metallischen bandför- migen Produkt auf das Kühlmittel kann das Kühlmittel zumindest teilweise verdampfen. Seite 6/65 P80649DE Im flüssigen Zustand wird das Kühlmittel als inkompressibel be- trachtet. Ein „Kühlbalken“ besteht im Wesentlichen aus einer sich im We- sentlichen längserstreckenden Kühlmittelkammer, einer Mehrzahl fluidkommunizierend mit der Kühlmittelkammer verbundenen und in der Längserstreckungsrichtung des Kühlbalkens hintereinander oder paarweise hintereinander angeordneten Kühlmittelauslass- rohren und einer Kühlmitteleinlassöffnung. Die „Kühlmittelkammer“ ist zur Relaxation des Drucks des desig- niert durch die Kühlmitteleinlassöffnung in den Kühlbalken ein- strömenden Kühlmittels eingerichtet, wodurch eine überwiegend gleichmäßige Verteilung eines Kühlmittelvolumenstroms aus der Kühlmittelkammer auf die Kühlmittelauslassrohre erreicht werden kann. Bei einer Mehrzahl von mit einer Kühlmittelkammer unmit- telbar fluidverbundenen Kühlmittelauslassrohren kann am Übergang zwischen der Kühlkammer und zumindest einem Kühlmittelauslass- rohr ein Mittel für einen hydraulischen Abgleich vorgesehen sein, welches dazu eingerichtet ist, die aus einer Mehrzahl von mit der Kühlkammer unmittelbar fluidverbundenen Kühlmittelaus- lassrohren designiert ausströmenden Teilkühlmittelvolumenströme mengenmäßig zu harmonisieren. Unter einem „Kühlmittelauslassrohr“ wird ein rohrförmiger Fort- satz des Kühlbalkens verstanden, welcher zum Austretenlassen des Kühlmittels aus dem Kühlbalken durch eine „Kühlmittelauslass- öffnung“ eingerichtet ist. Ein Kühlmittelauslassrohr kann vor- zugsweise mit der Kühlmittelkammer verschweißt oder verschraubt sein oder anderweitig mit der Kühlmittelkammer verbunden sein. Ein Kühlmittelauslassrohr kann sich geradlinig erstrecken. Al- ternativ kann sich ein Kühlmittelauslassrohr J-förmig erstrecken und/oder schwanenhalsähnlich ausgeformt sein. Seite 7/65 P80649DE Unter einem „Kühlmittelventil“ wird eine Vorrichtung zur Steue- rung einer Durchflussmenge des Kühlmittels in einem Kühlmittel- verschlussbereich des Kühlmittelventils verstanden, wobei ein Kühlmittelverschlussbereich vollständig abgesperrt werden kann. Ein Kühlmittelventil kann zumindest mittelbar elektrisch und/oder elektronisch verstellbar sein. Insbesondere kann ein Kühlmittelventil als Kühlmittelregelventil ausgebildet sein, welches dazu eingerichtet ist, eine Durchflussmenge des Kühl- mittels auf einen extern vorgegebenen Sollwert zu regeln. Ein Kühlmittelventil kann eine Datenschnittstelle aufweisen, die dazu eingerichtet ist, das Kühlmittelventil mit einer elektro- nischen Datenverarbeitungs- und –auswerteeinheit zu verbinden, wobei die elektronische Datenverarbeitungs- und –auswerteeinheit zur Steuerung und/oder Regelung des Kühlmittelventils eingerich- tet ist. Vorzugsweise ist ein größtmöglicher freier Querschnitt eines Kühlmittelventils, insbesondere der ein Kühlmittelverschlussbe- reich, größer oder gleich einer Nennweite eines Kühlmittelzu- laufs und/oder einer Nennweite einer Kühlmitteleinlassöffnung eines Kühlbalkens und/oder einer Nennweite einer Kühlmittelkam- mer eines Kühlbalkens. Als „Kühlmodul“ wird eine Einheit aus wenigstens einem Kühlbal- ken, wenigstens einem Kühlmittelventil und wenigstens einem „Kühlmittelzulauf“ zur Versorgung des Kühlmoduls mit Kühlmittel verstanden. Vorzugsweise ist genau ein Kühlmittelventil zumindest mittelbar mit genau einem Kühlbalken fluidverbunden. Seite 8/65 P80649DE Unter einem „Kühlmittelzulauf“ kann ein Bereich eines Kühlmit- telführungsmittels verstanden werden, welcher unmittelbar mit einem Kühlmittelventil fluidverbunden ist, insbesondere ein Ein- laufbereich des Kühlmittelventils, insbesondere ein freier Quer- schnitt eines Kühlmittelventilflansches, insbesondre desjenigen Kühlmittelventilflansches, welcher auf der komplementären Seite zu der mit dem Kühlbalken fluidkommunizierenden Seite des Kühl- mittelventils angeordnet ist. Alternativ kann unter einem Kühl- mittelzulauf ein Bereich eines Kühlmittelrohres verstanden werden, welches unmittelbar mit dem Kühlmittelventil fluidver- bunden ist. Ein Kühlmittelzulauf kann dazu eingerichtet sein, zumindest mit- telbar mit einem Kühlmittelreservoir zur Speicherung und/oder Bereitstellung von Kühlmittel fluidverbunden zu werden. Unter einer „Druckdifferenz“ wird eine Totaldruckdifferenz zwi- schen der Spiegelhöhe des Kühlmittelreservoirs und einer Kühl- mittelauslassöffnung eines Kühlmoduls verstanden. Die Totaldruckdifferenz kann bei einer für das Kühlmittel pas- sierbaren Verbindung zwischen dem Kühlmittelreservoir und zu- mindest einem Kühlmittelauslassrohr aus einem Unterschied der geodätischen Höhe zwischen der Spiegelhöhe des Kühlmittelreser- voirs und einer Kühlmittelauslassöffnung eines Kühlmoduls und/oder aus Druckverlusten zwischen dem Kühlmittelreservoir und der Kühlmittelauslassöffnung des Kühlmoduls und/oder einer Druckänderung unter Verwendung einer Fördervorrichtung, insbe- sondere einer Hauptkühlmittelfördervorrichtung, resultieren. Vorzugsweise ist die Druckdifferenz größer oder gleich 3 ∙ 10^ ^^⁄ (^ ∙ ^^), weiterhin vorzugsweise ist die Druckdifferenz grö- ßer oder gleich 4 ∙ 10^ ^^⁄ (^ ∙ ^^), bevorzugt ist die Druckdifferenz Seite 9/65 P80649DE größer oder gleich 5 ∙ 10^ ^^⁄ (^ ∙ ^^) und besonders bevorzugt ist die Druckdifferenz größer oder gleich 6 ∙ 10^ ^^⁄ (^ ∙ ^^). Unter einer „Kühlmittelgeschwindigkeit“ wird die querschnitts- gemittelte Geschwindigkeit in einem Bezugsquerschnitt der Kühl- vorrichtung zwischen dem Kühlmittelreservoir und einer Kühlmittelauslassöffnung eines Kühlmoduls verstanden. Vorzugsweise meint die Kühlmittelgeschwindigkeit die gemittelte Geschwindigkeit in einer Kühlmittelauslassöffnung eines Kühlmo- duls. Ein „zeitvariantes Verhalten“ meint ein Systemverhalten, dessen Systemantwort sowohl vom Beobachtungszeitpunkt als auch vom Zeitpunkt einer sprungartigen Änderung einer Stellgröße am Ein- gang des Systems abhängt. Insbesondere hängt die Kühlmittelge- schwindigkeit in einer Kühlmittelauslassöffnung des Kühlmoduls von einer Einstellung eines Kühlmittelventils, insbesondere ei- ner sprungartigen Verstellung des Kühlmittelventils, und der wirkenden Druckdifferenz ab. Eine „zeitvariante Sprungfunktion“ der Kühlmittelgeschwindig- keit über der Zeit beschreibt den Verlauf der Kühlmittelge- schwindigkeit in einer Kühlmittelauslassöffnung des Kühlmoduls in Abhängigkeit der Zeit nach einem sprungartigen Öffnen des zu der Kühlmittelauslassöffnung korrespondierenden Kühlmittelven- tils, wobei sich nach einer gewissen Zeit ein stationärer Zustand als Systemantwort einstellt. Bei der Bewertung des zeitvarianten Systemverhaltens anhand des zeitlichen Verlaufs bis zum Erreichen des stationären Zustands können insbesondere eine Ausgleichszeit und/oder eine Verzugs- zeit als systembedingte und damit charakteristische Größen der zeitvarianten Sprungfunktion betrachtet werden. Mit dem zeitva- Seite 10/65 P80649DE rianten Systemverhalten kann im Rahmen einer Regelung, insbe- sondere im Rahmen einer Regelung eines Kühlmoduls, eine Regel- strecke beschrieben werden. Die „Verzugszeit“ kann ein Maß für die Einflüsse höherer Ordnung auf ein zeitvariantes Systemverhalten darstellen und ergibt sich aus der zeitvarianten Sprungfunktion durch die nachfolgenden Schritte: - Bestimmung des Wendepunktes der zeitvarianten Sprungfunk- tion, insbesondere der Kühlmittelgeschwindigkeit; - Anlegen einer Tangente durch den Wendepunkt der zeitvari- anten Sprungfunktion; und - Bestimmen der Verzugszeit als Differenz zwischen dem Zeit- punkt an welchem die Tangente die Abszisse schneidet und dem Zeitpunkt der sprungartigen Änderung der Stellgröße, insbesondere der sprungartigen Öffnung des Kühlmittelven- tils. Die „Ausgleichszeit“ kann ein Maß für die Trägheit eines zeit- varianten Systemverhaltens darstellen, also ein Maß für die Ein- flüsse erster Ordnung auf ein zeitvariantes Systemverhalten, und ergibt sich aus der zeitvarianten Sprungfunktion durch die nach- folgenden Schritte: - Bestimmung des Wendepunktes der zeitvarianten Sprungfunk- tion, insbesondere der Kühlmittelgeschwindigkeit; - Anlegen einer Tangente durch den Wendepunkt der zeitvari- anten Sprungfunktion; - Bestimmen einer Asymptote an den sich nach der sprungarti- gen Änderung der Stellgröße ergebenden stationären Zustand des zeitvarianten Systemverhaltens; und - Bestimmen der Ausgleichszeit als Differenz zwischen dem Zeitpunkt an welchem die Tangente die Asymptote schneidet und dem Zeitpunkt an welchem die Tangente die Abszisse schneidet. Seite 11/65 P80649DE Unter einer „Kühlrate“ wird eine Geschwindigkeit verstanden, mit welcher ein warmgewalztes metallisches bandförmiges Produkt ab- gekühlt wird, wobei die Kühlrate in der Einheit K/s angegeben werden kann. Wird vorzugsweise ein warmgewalztes metallisches bandförmiges Produkt ausgehend von einer gemittelten Temperatur von 1.150 K mit einer konstanten Kühlrate von 50 K/s gekühlt, so weist es nach 10 s Kühlzeit eine gemittelte Temperatur von 650°K auf. Die Kühlrate steht unter anderem in einem Wirkzusammenhang zu der Kühlmittelmenge und der Dicke des metallischen bandförmigen Produkts. Steigt die Dicke des metallischen bandförmigen Pro- dukts während alle anderen Größen konstant bleiben, so nimmt die Kühlrate in Folge von Temperaturausgleichsprozessen in dem me- tallischen bandförmigen Produkt ab. Der Verlauf der Phasenumwandlung von Stahl hat einen Einfluss auf die Gefügezusammensetzung von Stahl. Die Gefügezusammenset- zung von Stahl hat wiederum einen Einfluss auf die Eigenschaften von Stahl. Der Verlauf der Phasenumwandlung von Stahl wird im Wesentlichen durch die Kühlrate und den zeitlichen Verlauf der Kühlrate be- stimmt. Vorzugsweise wird das warmgewalzte metallische Produkt in einer ersten Kühlphase aktiv mit einem Kühlsystem unter Ver- wendung eines flüssigen Kühlmittels bis zu einer ersten Ziel- temperatur gekühlt und in einer zweiten Kühlphase kühlt das warmgewalzte metallische Produkt passiv bis zum Erreichen der Umgebungstemperatur ab. Weiterhin vorzugsweise wird das warmge- walzte metallische Produkt kurz nach dem Erreichen der ersten Zieltemperatur aufgewickelt. Die Gefügezusammensetzung von Stahl, insbesondere der Ferritan- teil und/oder der Perlitanteil und/oder der Bainitanteil und/oder der Martensitanteil und/oder der Austenitanteil des Seite 12/65 P80649DE Stahlgefüges, und damit dessen Materialeigenschaften ergibt sich unter anderem aus der Kühlrate des Kühlsystems, der ersten Ziel- temperatur bis zu welcher aktiv gekühlt wird und der Legierungs- zusammensetzung des Stahls. Vorzugsweise kann dabei eine Kühlrate erreicht werden, die eine Perlitausscheidung vermindert oder verhindert, wodurch die Härte des Werkstoffs reduziert und damit die Umformbarkeit verbessert werden kann. Alternativ kann mit einer im Vergleich niedrigeren Kühlrate ein Perlitanteil in dem metallischen Gefüge erreicht werden oder gezielt eingestellt werden, welcher die Härte des warmgewalzten metallischen Pro- dukts erhöht. Das Warmwalzen eines warmgewalzten metallischen Produkts ist ein überwiegend kontinuierlicher Prozess, wobei die Walzgerüste ortsfest gelagert sind und das metallische Produkt zum Walzen durch die Walzgerüste gefördert wird. Entsprechend ist auch das aktive Kühlen nach dem Walzen mittels einem Kühlsystem ein kon- tinuierlicher Prozess, bei welchem das warmgewalzte metallische Produkt überwiegend kontinuierlich an zumindest einem ortsfesten Kühlbalken des Kühlsystems vorbei- und/oder zwischen zumindest zwei ortsfesten Kühlbalken des Kühlsystems hindurchgefördert wird. Entsprechend sind bei dem kontinuierlichen aktiven Kühlprozess eine Mehrzahl von Kühlmittelauslassöffnungen in Förderrichtung des metallischen bandförmigen Produkts vorbei an der und/oder durch die Kühlvorrichtung des Kühlsystems beteiligt, sodass der Verlauf der Kühlrate und damit auch die Eigenschaften des warm- gewalzten metallischen Produkts entlang der Förderrichtung durch eine Mehrzahl von Kühlbalken und Kühlmittelauslassöffnungen und den jeweils geförderten bzw. austretenden Kühlmittelmengen be- einflusst wird. Mit anderen Worten besteht ein Wirkzusammenhang zwischen den Eigenschaften eines warmgewalzten metallischen Produkts und den Seite 13/65 P80649DE aus einer Mehrzahl von Kühlmittelauslassöffnungen ausströmenden Kühlmittelvolumenströmen, insbesondere den aus einer Mehrzahl von in Förderrichtung angeordneten Kühlmittelauslassöffnungen ausströmenden Kühlmittelvolumenströmen, insbesondere den aus ei- ner Mehrzahl von in Förderrichtung angeordneten Kühlmittelaus- lassöffnungen jeweils abweichender Kühlbalken ausströmenden Kühlmittelvolumenströmen. Versuche haben gezeigt, dass bei vorteilhaftem zeitlichem Ver- lauf der Kühlrate entlang der Förderrichtung eines warmgewalzten metallischen Produkts zum Erreichen gleicher Materialeigenschaf- ten kostenintensive Legierungselemente anteilsmäßig reduziert werden können. Insofern ist es besonders vorteilhaft den zeit- lichen Verlauf der Kühlrate schnell und/oder präzise variieren zu können, insbesondere in einem Wirkzusammenhang zu einer Mehr- zahl auf die Kühlrate einwirkender Kühlbalken schnell und/oder präzise variieren zu können. Die Kühlrate weist Wirkzusammenhänge mit einer Mehrzahl physi- kalischer Effekte auf, wobei an dieser Stelle lediglich auf die- jenigen Wirkzusammenhänge eingegangen werden soll, welche sich besonders sensibel auf die Kühlrate auswirken. Es hat sich in Versuchen als vorteilhaft erwiesen, die Kühlrate im Wirkzusammenhang mit bereits einem Kühlbalken, insbesondere mit genau einem Kühlbalken, und damit einem ortsfesten desig- nierten Kühlmittelvolumenstrom präzise steuern und/oder regeln zu können. Weiterhin haben Versuche gezeigt, dass einige physikalisch mit der Kühlrate in einer Wirkverbindung stehenden Effekte eine be- sonders hohe Dynamik aufweisen, wodurch es sich unerwartet als besonders vorteilhaft erwiesen hat, einen ortsfesten designier- ten Kühlmittelvolumenstrom mit einer verbesserten Dynamik steu- ern und/oder regeln zu können, insbesondere im Wirkzusammenhang Seite 14/65 P80649DE mit bereits einem Kühlbalken, vorzugsweise mit genau einem Kühl- balken. Ein erster Wirkzusammenhang mit einer hohen Dynamik auf die Kühlrate besteht zu dem Leidenfrost-Effekt. Die Temperatur des warmgewalzten metallischen Produkts vor Eintritt in die Kühl- vorrichtung liegt regelmäßig oberhalb der Leidenfrost-Tempera- tur, welche je nach Ausprägung einer Mehrzahl von Parametern zwischen ca. 300 K und 600 K liegen kann. Hierdurch bildet sich zumindest im ersten Bereich der Förderstrecke des warmgewalzten metallischen Produkts durch die Kühlvorrichtung eine den Wärme- übergangskoeffizienten und damit die Kühlrate dämpfende Kühl- mitteldampfschicht zwischen dem warmgewalzten metallischen Produkt und dem flüssigen Kühlmittel. Ungewollte Totaldruckschwankungen des Kühlmittels auf der Ober- seite der Kühlmitteldampfschicht können dazu führen, dass diese lokal begrenzt aufbricht, wodurch die lokale Kühlrate örtlich begrenzt im Wirkzusammenhang mit der unmittelbar auf das warm- gewalzte metallische Produkt wirkende Verdampfungsenthalpie des Kühlmittels kurzfristig stark ansteigt und eine Inhomogenität in der Gefügestruktur verursacht. Ein zweiter Wirkzusammenhang besteht zu der Kompaktheit des aus einer Kühlmittelauslassöffnung austretenden Kühlmittelvolumen- stroms. Nach dem Austritt des Kühlmittels aus einer Kühlmittel- auslassöffnung kann es nach einer Zerfallszeit oder gekoppelt an die Geschwindigkeit eines Kühlmittelvolumenstroms nach einer Zerfallslänge zu einem Zertropfen des Kühlmittelvolumenstroms und damit zu lokalen Druckvariationen an der Kühlmitteldampf- schicht kommen. Tritt ein derartiger Effekt auf, so weist dieser ebenfalls eine besonders hohe Dynamik auf. Es hat sich gezeigt, dass eine kritische Druckvariation der Kühlmitteldampfschicht durch einen möglichst kontinuierlichen Seite 15/65 P80649DE kompakten Kühlmittelvolumenstrom vorteilhaft vermindert oder verhindert werden kann, sofern ein lokaler Eingriff auf den lo- kalen Kühlmittelvolumenstrom ausreichend präzise und/oder schnell durchgeführt werden kann. Auch ein Zerstäuben oder Zerwellen des Kühlmittelvolumenstroms nach dem Austritt aus der Kühlmittelauslassöffnung kann sich negativ auf die Kühlmitteldampfschicht auswirken, sodass auch physikalische Zusammenhänge mit dem Totaldruck des Kühlmittels vor der Kühlmittelauslassöffnung relevant für eine möglichst ho- mogene Kühlrate sein können. Weitere physikalische Wirkzusammenhänge zu der Kühlrate bestehen zu der Dicke und der Legierungszusammensetzung des warmgewalzten metallischen Produkts. Die vorstehend beschriebenen Wirkzusammenhänge sind zumindest teilweise systematisch miteinander gekoppelt, dass sie sich wechselseitig untereinander beeinflussen. Bereits kleine Stö- reinflüsse während dem aktiven Kühlen mit dem flüssigen Kühl- mittel können so dazu führen, dass die lokale Gefügestruktur des hergestellten warmgewalzten metallischen Produkts Inhomogenität aufweisen kann, welche Inhomogenität der Materialeigenschaften hervorrufen können. Bei geforderten Materialeigenschaften an ein metallisches band- förmiges Produkt werden Mindestwerte spezifiziert, die an jeder Stelle des Produkts eingehalten werden müssen. Daher ist eine besonders gute Homogenität der Gefügestruktur des metallischen bandförmigen Produkts vorteilhaft und ermöglicht eine besonders ausgeprägte Einsparung kostenintensiver Legierungsbestandteile. Mit anderen Worten kann eine möglichst präzise und/oder unter Störeinflüssen eingehaltene Kühlrate eine möglichst homogene Ge- Seite 16/65 P80649DE fügestruktur und damit eine Reduktion kostenintensiver Legie- rungsbestandteile für das metallische bandförmige Produkt er- möglichen. Auf die Kühlrate einwirkende Störgrößen können entsprechend durchgeführter Experimente ein hohes Maß an zeitlicher Dynamik aufweisen und damit hoch aufgelöste Abweichungen von der ge- wünschten Gefügestruktur bedingen. Daher wird hier ein Kühlmodul vorgeschlagen, welches ein Kühl- mittelventil aufweist, welches zwischen dem Kühlmittelzulauf und der Kühlmittelkammer angeordnet ist, wobei der Kühlmittelzulauf Bestandteil des Kühlmittelventils sein kann, wobei der Kühlmit- telzulauf auf der Seite des Kühlmittelverschlussbereichs ange- ordnet ist, die auf der von der Kühlmittelkammer abgewandten Seite des Kühlmittelverschlussbereichs angeordnet ist. Vorzugsweise ist das Kühlmittelventil unmittelbar mit der Kühl- mittelkammer fluidverbunden, wobei weniger als ein strömungs- führendes Bauteil zwischen dem Kühlmittelventil und der Kühlmittelkammer angeordnet ist, insbesondere zwischen dem Kühl- mittelventil und einer einstückig ausgestalteten Kühlmittelkam- mer. Unter einer einstückig ausgestalteten Kühlkammer kann unter anderem eine Schweißkonstruktion verstanden werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist weniger als eine Fluidverzweigung zwischen dem Kühlmittelventil und der Kühlmit- telkammer angeordnet. Mit anderen Worten kann das Kühlmittel- ventil mit genau einer Kühlmittelkammer fluidverbunden sein. Die Fluidverbindung zwischen dem Kühlmittelventil und der Kühl- mittelkammer kann derart ausgebildet sein, dass unter Verwendung des Kühlmittelventils nur diese Kühlmittelkammer mit einem Kühl- mittel versorgt werden kann. Seite 17/65 P80649DE Das hier vorgeschlagene Kühlmodul ermöglicht es durch seine vor- zugsweise unmitelbare Zuordnung von Kühlmittelventil und Kühl- mittelkammer des Kühlbalkens einen designierten Kühlmittelvolumenstrom an einer durch die Position des Kühlbal- kens festgelegten Stelle der Förderstrecke des metallischen bandförmigen Produkts präzise einzustellen. Dies ermöglicht be- zogen auf die Kühlrate entlang der Förderstrecke des metalli- schen bandförmigen Produkts vorbei an zumindest einem Kühlmodul ein hohes Maß an örtlicher Auflösung und damit einen Zugewinn an Präzision für den zeitlichen Verlauf der Temperatur des metal- lischen bandförmigen Produkts, welcher die Gefügestruktur be- einflusst. Damit ermöglicht bereits die Genauigkeit der Einstellung des hier vorgeschlagenen Kühlmoduls eine Reduktion kostensensitiver Legierungsbestandteile bei gleichen minimal ge- forderten Materialeigenschaften des metallischen bandförmigen Produkts. Das Kühlmittelventil des hier vorgeschlagenen Kühlmoduls wirkt vorzugsweise lediglich auf einen Kühlbalken ein. Entsprechend ist die Menge des Kühlmittels stromab des Kühlmittelventils bis zu der zumindest einen Kühlmittelauslassöffnung auf welches eine Einstellung und/oder eine Verstellung des Kühlmittelventils vor- zugsweise unmittelbar einwirkt im Vergleich zu bisher bekannten Systemen besonders klein. Bei bekannten Kühlsystemen wirkt ein Kühlmittelventil auf eine Mehrzahl von Kühlbalken ein und damit auch auf eine vergleichsweise höhere Menge von Kühlmittel stromab des Kühlmittelventils bis zu der zumindest einen Kühl- mittelauslassöffnung. Somit erlaubt das hier vorgeschlagene Kühlmodul, dass lediglich eine vergleichsweise kleine Menge des Kühlmittels bei einer Einstellung und/oder einer Verstellung des Kühlmittelventils beschleunigt werden muss. Hieraus resultiert ein kleinerer Trägheitswiderstand durch die zu beschleunigende Kühlwassermenge. Der Trägheitswiderstand wirkt dämpfend auf das zeitvariante Verhalten der Kühlmittelgeschwindigkeit in einer Kühlmittelauslassöffnung des Kühlmoduls. Mit anderen Worten Seite 18/65 P80649DE kann durch das hier vorgeschlagene Kühlmodul die von dem Kühl- modul induzierte Ausgleichszeit reduziert werden. Damit ermög- licht das hier vorgeschlagene Kühlmodul eine dynamischere Reaktion auf etwaig auftretende Störgrößen und erlaubt störgrö- ßeninduzierte Gefügeänderungen optimal in ihrer Ausprägung zu reduzieren. Diese Eigenschaft des hier vorgeschlagenen Kühlmo- duls kann zu einer Reduktion kostensensitiver Legierungsbestand- teile bei gleichen minimal geforderten Materialeigenschaften des metallischen bandförmigen Produkts verwendet werden. Während die Ausgleichszeit des Kühlmoduls im Wesentlichen durch die Trägheit der zu beschleunigenden Kühlmittelmenge beeinflusst wird, steht die Verzugszeit in einem Wirkzusammenhang zu der wirkenden Erdbeschleunigung, der geodätischen Spiegelhöhendif- ferenz zwischen dem Kühlmittelzulauf des Kühlmoduls und der zu- mindest einen Kühlmittelauslassöffnung des Kühlmoduls sowie den Totaldruckverlusten in dem Kühlmodul zwischen dem Kühlmittelzu- lauf und der zumindest einen Kühlmittelauslassöffnung. Dies kann der nachfolgenden Differentialgleichung eines Kühlmittelparti- kels in dem Kühlmodul entnommen werden:
Figure imgf000020_0001
Hierbei ist ^ der Ort des Kühlmittelpartikels, ^ die Zeit, ^ die lokale Erdbeschleunigung, ^ die Dichte des Kühlmittels, ℎ die geodätische Höhe und ^ der Totaldruck, wobei die Indizierung auf den jeweiligen Ort hinweist, sodass ∆^^^^ dem Totaldruckverlust zwischen dem Ort 1 und dem Ort 2 beschreibt, also die Summe der einzelnen Totaldruckverluste zwischen dem Ort 1 und dem Ort 2, insbesondere der Totaldruckverluste hervorgerufen durch einen Kühlmittelverlustbeiwert eines Kühlmittelventils und/oder eine Reibung einer Kühlmittel transportierenden Kühlmittelleitung Seite 19/65 P80649DE und/oder einen Übergangsverlustbeiwert eines Übergangs und/oder einen Kühlmodulverzweigungsverlustbeiwert einer Kühlmodulver- zweigung und/oder einen Kühlgruppenverzweigungsverlustbeiwert einer Kühlgruppenverzweigung und/oder dergleichen. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Kühlmittel um Wasser. Die Totaldruckdifferenz ist vorzugsweise größer oder gleich
Figure imgf000021_0001
20.000 ^∙^^, weiterhin vorzugsweise größer oder gleich 35.000 ^∙^^, ^^ bevorzugt größer oder gleich 45.000
Figure imgf000021_0002
und besonders bevorzugt ^^ größer oder gleich 55.000 ^∙^^. Bevorzugt beträgt die Summe aus der Verzugszeit und der Aus- gleichszeit für die zeitvariante Sprungfunktion des Kühlmoduls kleiner oder gleich 5,0 s, weiterhin vorzugsweise kleiner oder gleich 2,5 s beträgt, bevorzugt kleiner oder gleich 1,5 s und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 0,5 s. Die Verzugszeit für die zeitvariante Sprungfunktion des Kühlmo- duls kann größer als 0,0 s sein. Vorzugsweise ist die Verzugszeit für die zeitvariante Sprungfunktion des Kühlmoduls kleiner oder gleich 0,8 s, weiterhin vorzugsweise kleiner oder gleich 0,5 s, bevorzugt kleiner oder gleich 0,3 s und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 0,1 s. Die Ausgleichszeit für die zeitvariante Sprungfunktion des Kühl- moduls kann größer als 0,0 s sein. Vorzugsweise ist die Aus- gleichszeit für die zeitvariante Sprungfunktion des Kühlmoduls kleiner oder gleich 2,5 s, weiterhin vorzugsweise kleiner oder gleich 2,0 s, bevorzugt kleiner oder gleich 1,5 s und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 1,0 s. Der Einfluss der Summe aus Verzugszeit und Ausgleichszeit des Kühlmoduls auf die erreichbare Gefügehomogenität und die damit im Einklang stehende Ausschussquote wegen Nichterreichung der Seite 20/65 P80649DE geforderten Materialspezifikationen bei gleichzeitig reduzier- tem Einsatz kostensensitiver Legierungselemente wurde in Versu- chen untersucht und kann Tabelle 1 entnommen werden. Es ist ersichtlich, dass eine Reduktion von Verzugszeit und Ausgleichs- zeit des Kühlmoduls durch konstruktive Gestaltung des Kühlmoduls vorteilhaft auf die erreichbare Gefügehomogenität einwirkt. Die Gefügehomogenität kann mit dem Verteilungsgrad ^^ eines Ge- fügeanteils bewertet werden:
Figure imgf000022_0001
wobei ^ = ^^ entspricht der Konzentration des einge-
Figure imgf000022_0002
lagerten Gefügeanteils an der Position ^ und ^̅entspricht der gemittelten Konzentration des Gefügeanteils in dem metallischen bandförmigen Produkt.
Figure imgf000022_0003
Tab. 1: Summe aus Verzugszeit und Ausgleichszeit des Kühlmoduls, Erreichbare Gefügehomogenität, Ausschussquote; + meint positive Ausprägung, 0 meint neutrale Ausprägung; je mehr + aufgewiesen werden, desto positiver ist die Ausprägung. Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform weist das Kühlmittel- ventil unter dem Einfluss der Druckdifferenz beim sprungartigen Seite 21/65 P80649DE vollständigen Öffnen des Kühlmittelventils ein zeitvariantes Verhalten der Kühlmittelgeschwindigkeit in der Kühlmittelkammer auf, welches mit einer zeitvarianten Kühlmittelventilsprungfunk- tion aufweisend eine Kühlmittelventilzeitkonstante beschreibbar ist, wobei die Kühlmittelventilzeitkonstante kleiner oder gleich 1,5 s ist, bevorzugt kleiner oder gleich 1,0 s und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 0,5 s. Vorzugsweise ist die Kühlmittelventilzeitkonstante kleiner oder gleich 0,75 s, weiterhin vorzugsweise kleiner oder gleich 0,35 s, bevorzugt kleiner oder gleich 0,25 s und besonders be- vorzugt kleiner oder gleich 0,1 s. Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert: Eine „zeitvariante Kühlmittelventilsprungfunktion“ beschreibt einen Öffnungszustand des Kühlmittelventils zwischen einem voll- ständigen Verschluss des Kühlmittelventils und einer vollstän- digen Öffnung im Verlauf der Zeit nach einem sprungartigen vollständigen Öffnen des Kühlmittelventils. Entsprechend stellt sich nach einer gewissen Zeit der Zustand ein in welchem das Kühlmittelventil vollständig geöffnet ist. Bei der Bewertung des zeitvarianten Systemverhaltens anhand des zeitlichen Verlaufs bis zum Erreichen des stationären Zustands kann insbesondere eine „Kühlmittelventilzeitkonstante“ als sys- tembedingte und damit charakteristische Größen der zeitvarianten Kühlmittelventilsprungfunktion betrachtet werden. Mit dem zeit- varianten Systemverhalten kann im Rahmen einer Regelung, insbe- sondere im Rahmen einer Regelung eines Kühlmittelventils, eine Regelstrecke beschrieben werden. Ein Kühlmittelventil kann das Zeitverhalten eines Verzögerungs- gliedes 1. Ordnung aufweisen. Zur Bestimmung der Kühlmittelven- tilzeitkonstante wird auf Literatur zur Bestimmung einer Seite 22/65 P80649DE Zeitkonstante für ein Verzögerungsglied 1. Ordnung hingewiesen, insbesondere durch Bestimmung aus der gewöhnlichen Differenti- algleichung beschreibend die Öffnung des Kühlmittelventils. Der Einfluss der Kühlmittelventilzeitkonstante auf die Verzugs- zeit des Kühlmoduls wurde in Versuchen untersucht und kann Ta- belle 2 entnommen werden. Es wurde herausgefunden, dass die Kühlmittelventilzeitkonstante des Kühlmittelventils einen Wirk- zusammenhang zu der Verzugszeit des Kühlmoduls aufweist.
Figure imgf000024_0001
Tab. 2: Kühlmittelventilzeitkonstante des Kühlmittelventils und Verzugszeit des Kühlmoduls; + meint positive Ausprägung, 0 meint neutrale Ausprägung; je mehr + aufgewiesen werden, desto posi- tiver ist die Ausprägung. Zweckmäßig weist das Kühlmittelventil bei vollständig geöffneter Stellung einen Kühlmittelventilverlustbeiwert ^^^^^^^ von kleiner oder gleich 0,46 auf, bevorzugt von kleiner oder gleich 0,44 und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 0,24. Vorzugsweise weist das Kühlmittelventil bei vollständig geöff- neter Stellung einen Kühlmittelventilverlustbeiwert ^^^^^^^ von kleiner oder gleich 0,23 auf, weiterhin vorzugsweise von kleiner oder gleich 0,22, bevorzugt von kleiner oder gleich 0,21 und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 0,19. Seite 23/65 P80649DE Weiterhin vorzugsweise weist das Kühlmittelventil bei vollstän- dig geöffneter Stellung einen Kühlmittelventilverlustbeiwert ^^^^^^^ von kleiner oder gleich 0,15 auf, weiterhin vorzugsweise von kleiner oder gleich 0,12, bevorzugt von kleiner oder gleich 0,10 und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 0,08. Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert: Unter dem „Kühlmittelventilverlustbeiwert“ ^^^^^^^ wird ein dimen- sionsloser Widerstandsbeiwert für das Kühlmittelventil verstan- den, welcher ein Maß für den Druckverlust in dem von dem designierten Kühlmittel durchströmten Kühlmittelventil bei voll- ständig geöffneter Stellung des Kühlmittelventils beschreibt. Als Bezugsquerschnitt für den Kühlmittelventilverlustbeiwert kann der Kühlmittelverschlussbereich verwendet werden, welcher den Querschnitt im Zentrum des Kühlmittelventils beschreibt, der bei vollständiger Öffnung des Ventils von einem Kühlmittel durchströmt werden kann, während er bei vollständigem Schließen des Kühlmittelventils für das Kühlmittel blockiert ist. Der Kühlmittelventilverlustbeiwert ^^^^^^^ kann wie folgt bestimmt werden:
Figure imgf000025_0001
Dabei wird unter ^̅ ^ ^^^^^^ das Quadrat der flächengemittelten Kühl- mittelgeschwindigkeit im Bezugsquerschnitt des Kühlmittelven- tils, insbesondere in dem Kühlmittelverschlussbereich, verstanden. ∆^ beschreibt den absoluten Druckverlust beim Durch- strömen des Kühlmittelventils mit Kühlmittel betrachtet über die Gesamterstreckung des Kühlmittelventils in designierter Strö- mungsrichtung und ^ beschreibt die Dichte des Kühlmittels. Seite 24/65 P80649DE In Versuchen hat sich herausgestellt, dass der Kühlmittelven- tilverlustbeiwert einen Wirkzusammenhang zu der Verzugszeit des Kühlmoduls aufweist. Dabei wurde herausgefunden, dass die Ver- zugszeit des Kühlmoduls reduziert werden kann, wenn das Kühl- mittelventil einen kleineren Kühlmittelventilverlustbeiwert aufweist. Entsprechend wird hier vorgeschlagen für das Kühlmodul ein Kühlmittelventil mit einem geringen Kühlmittelventilverlust- beiwert auszuwählen. Bevorzugt weist das Kühlmittelventil eine Nennweite von größer oder gleich DN80 auf, bevorzugt von größer oder gleich DN150 und besonders bevorzugt von größer oder gleich DN200. Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert: Unter der „Nennweite“ des Kühlmittelventils wird die Nennweite nach EN ISO 6708 verstanden. Der Bezeichnung DN folgt eine un- gefähr dem Innendurchmesser des Kühlmittelventils in Millimeter entsprechende dimensionslose Zahl.
Figure imgf000026_0001
Tab. 3: Nennweite des Kühlmittelventils, Verzugszeit des Kühl- moduls, Ausgleichszeit des Kühlmoduls; + meint positive Ausprä- gung, 0 meint neutrale Ausprägung; je mehr + aufgewiesen werden, desto positiver ist die Ausprägung. Seite 25/65 P80649DE Vorzugsweise weist das Kühlmittelventil eine Nennweite von grö- ßer oder gleich DN60 auf, weiterhin vorzugsweise von größer oder gleich DN120, bevorzugt von größer oder gleich DN250 und beson- ders bevorzugt von größer oder gleich DN300. Versuche zum Nenndurchmesser des Kühlmittelventils haben ge- zeigt, dass sich die Nennweite des Kühlmittelventils sowohl auf die Verzugszeit als auch auf die Ausgleichszeit des Kühlmoduls auswirkt, vergleich hierzu auch Tabelle 3. Die Nennweite des Kühlmittelventils weist einen Wirkzusammenhang zu der Ausgleichszeit des Kühlmoduls auf. Je größer die Nennweite ist, desto größer ist die designierte Masse des Kühlmittels stromab des Kühlmitteverschlussbereichs des Kühlmittelventils bis zu der zumindest einen Kühlmittelauslassöffnung. Bei einer designierten Änderung des Öffnungszustandes des Kühlmittelven- tils resultiert ein höherer Trägheitswiderstand des Kühlmoduls aus einer höheren Nennweite des Kühlmittelventils, wodurch auch die Ausgleichszeit des Kühlmoduls mit einer steigenden Nennweite des Kühlmittelventils ansteigt. Auch die Verzugszeit des Kühlmoduls weist einen Wirkzusammenhang zu der Nennweite des Kühlmittelventils auf. Einerseits können Kühlmittelventile mit einer größeren Nennweite auch eine größere Kühlmittelventilzeitkonstante aufweisen, wodurch die Verzugs- zeit des Kühlmoduls bezogen auf die veränderte Kühlmittelzeit- konstante zunimmt. Andererseits weisen Kühlmittelventile mit einer kleineren Nennweite bei einem designierten konstanten aus der zumindest einen Kühlmittelauslassöffnung austretenden Kühl- mittelvolumenstrom eine größere gemittelte Geschwindigkeit in dem Kühlmittelverschlussbereich des Kühlmittelventils auf. Ver- gleicht man diesbezüglich Kühlmittelventile mit unterschiedli- cher Nennweite jedoch gleichem Kühlmittelventilverlustbeiwert ^^^^^^^, so ergeben sich größere Totaldruckverluste des Kühlmittels in dem Kühlmittelventil mit kleinerer Nennweite. Entsprechend Seite 26/65 P80649DE steigt Verzugszeit des Kühlmoduls bezogen auf die Totaldruck- verluste mit kleinerer Nennweite. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Kühl- mittelventil eine Nennweite von kleiner oder gleich DN300 auf, bevorzugt von kleiner oder gleich DN250 und besonders bevorzugt von größer oder gleich DN120. Vorzugsweise weist das Kühlmittelventil eine Nennweite von klei- ner oder gleich DN200 auf, weiterhin vorzugsweise von kleiner oder gleich DN150, bevorzugt von kleiner oder gleich DN80 und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich DN60. Vorteilhaft weist das Kühlmittelventil einen Abstand zu einem Übergang von der Kühlmittelkammer zu einem Kühlmittelauslassrohr von kleiner oder gleich 500 mm auf, bevorzugt von kleiner oder gleich 325 mm und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 275 mm. Der Abstand zwischen dem Kühlmittelventil des Kühlmoduls und dem Übergang von der Kühlmittelkammer zu dem Kühlmittelauslassrohr wird als Abstand zwischen dem Flansch der Kühlmittelkammer an der Dichtfläche des Flansches zur Verbindung mit dem Kühlmit- telventil und dem Flächenschwerpunkt des Übergangs zwischen der Kühlmittelkammer und dem Kühlmittelauslassrohr verstanden. Kühlmittelkammern mit einer Mehrzahl von Kühlmittelauslassrohren können so aufgebaut sein, dass die Kühlmittelauslassrohre in Längserstreckungsrichtung der Kühlmittelkammer aufeinander fol- gend oder paarweise aufeinanderfolgend angeordnet sind. In einer entsprechenden Ausführungsform mit mehreren Kühlmittelauslass- rohren bezieht sich der Abstand auf den dem Ventilflansch nächst- gelegenen Übergang zu einem Kühlmittelauslassrohr. Seite 27/65 P80649DE Vorzugsweise weist das Kühlmittelventil einen Abstand zu einem Übergang von der Kühlmittelkammer zu einem Kühlmittelauslassrohr von kleiner oder gleich 750 mm auf, weiterhin vorzugsweise von kleiner oder gleich 625 mm auf, bevorzugt von kleiner oder gleich 400 mm und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 250 mm. Zweckmäßig ist ein Übergang von der Kühlmittelkammer zu einem Kühlmittelauslassrohr gut gerundet ausgestaltet, insbesondere aufweisend einen Übergangsverlustbeiwert ^Ü^^^^^^^ von kleiner oder gleich 0,3, bevorzugt von kleiner oder gleich 0,15 und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 0,08. Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert: Unter einem „Übergang“ von der Kühlmittelkammer zu einem Kühl- mittelauslassrohr wird der kleinste freie Querschnitt verstan- den, welchen ein designiertes Kühlmittel ausgehend von der Kühlmittelkammer durchströmen muss, um in ein Kühlmittelauslass- rohr einzuströmen. Der Übergang kann dabei direkt am Fuß des Kühlmittelauslassrohres angeordnet sein. Der Übergangsverlustbeiwert ^Ü^^^^^^^ kann wie folgt bestimmt wer- den:
Figure imgf000029_0001
^ Dabei wird unter ^̅ Ü^^^^^^^ das Quadrat der flächengemittelten Kühl- mittelgeschwindigkeit im Bezugsquerschnitt des Übergangs, ins- besondere in dem kleinsten freien Querschnitt, der von einem designierten Kühlmittel ausgehend von der Kühlmittelkammer pas- siert werden muss, um in ein Kühlmittelauslassrohr einströmen zu können, verstanden. ∆^ beschreibt den absoluten Druckverlust Seite 28/65 P80649DE beim Durchströmen des Übergangs mit Kühlmittel und ^ beschreibt die Dichte des Kühlmittels. Der kleinste freie Querschnitt, der von einem designierten Kühl- mittel ausgehend von der Kühlmittelkammer passiert werden muss, um in ein Kühlmittelauslassrohr einströmen zu können, kann der Querschnittsfläche des Kühlmittelauslassrohrs entsprechen. Ein gut gerundeter Übergang kann als Blende ausgestaltet sein. Insbesondere kann bei einer Mehrzahl von Kühlmittelauslassrohren ausgehend von einer Kühlmittelkammer über variierende freie Querschnitte der einzelnen Übergänge zu den einzelnen Kühlmit- telauslassrohren ein hydraulischer Abgleich erreicht werden, so- dass aus jeder zugehörigen Kühlmittelauslassöffnung der im Wesentlichen gleiche Kühlmittelvolumenstrom designiert ausströ- men kann, wodurch die Homogenität der Gefügestruktur verbessert werden kann, insbesondere in Breitenerstreckungsrichtung des me- tallischen bandförmigen Produkts. Vorzugsweise ist ein Übergang von der Kühlmittelkammer zu einem Kühlmittelauslassrohr derart ausgestaltet, dass er einen Über- gangsverlustbeiwert
Figure imgf000030_0001
von kleiner oder gleich 0,4 aufweist, bevorzugt von kleiner oder gleich 0,22 und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 0,11. Versuche haben aufgezeigt, dass der Übergangsverlustbeiwert ^Ü^^^^^^^ eine Wirkverbindung zu der Verzugszeit des Kühlmoduls aufweisen kann, wobei ein kleinerer Übergangsverlustbeiwert die Verzugszeit des Kühlmoduls reduzieren kann. Optional weist das Kühlmodul eine Durchflussmesseinrichtung auf. Eine Durchflussmesseinrichtung ist zur messtechnischen Erfassung einer Kühlmittelgeschwindigkeit und/oder eines Kühlmittelvolu- Seite 29/65 P80649DE menstroms eingerichtet. Eine Durchflussmesseinrichtung kann tak- til mit einem designierten Kühlmittel interagieren oder kontakt- los zu dem Kühlmittel wirken. Eine Durchflussmesseinrichtung kann in baulicher Einheit mit dem Kühlmittelventil ausgeführt sein und/oder in einem Wirkzusam- menhang zu der Kühlmittelkammer und/oder zumindest einem Kühl- mittelauslassrohr stehen. Die hier vorgeschlagene Durchflussmesseinrichtung kann einen Istwert für eine Kühlmittelgeschwindigkeit und/oder einen Kühl- mittelvolumenstrom bereitstellen, welcher im Rahmen einer Steu- erung und/oder einer Regelung des Kühlmoduls verwendet werden kann. Das Kühlmodul kann gemäß einer optionalen Ausführungsform einen Abgang für einen Bypasskanal aufweisen, insbesondere unmittelbar fluidkommunizierend mit dem Kühlmittelzulauf und/oder unmittel- bar fluidkommunizierend mit der Kühlmittelkammer. Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert: Unter einem „Abgang“ in dem Kühlmodul wird ein von einer Kühl- mittelauslassöffnung abweichender freier Querschnitt verstan- den, durch welchen ein designiertes Kühlmittel ohne das metallische bandförmige Produkt zu kühlen aus dem Kühlmodul aus- strömen kann, insbesondere in einen Bypasskanal. Mit anderen Worten kann durch einen Abgang ein Kühlmittelvolumenstrom flie- ßen, welcher nicht unmittelbar zur Kühlung des metallischen bandförmigen Produkts vorgesehen ist. Der Abgang kann in designierter Strömungsrichtung des Kühlmit- tels vor oder nach dem Kühlmittelventil angeordnet sein. Seite 30/65 P80649DE Ist der Abgang vor dem Kühlmittelventil angeordnet, so kann ein Kühlmittelvolumenstrom bis zum Erreichen des Abgangs in dem Kühlmittelzulauf in Bewegung sein, auch wenn das Kühlmittelven- til geschlossen ist und das Kühlmodul daher nicht zur Kühlung eines metallischen bandförmigen Produkts verwendet wird. Beim Öffnen des Kühlmittelventils kann direkt ein Nutzen aus dem be- reits bewegten Kühlmittel gezogen werden, wobei das Kühlmittel zumindest teilweise von dem Abgang durch das Kühlmittelventil umgeleitet wird und so insgesamt einen kleineren Beschleuni- gungswert zur Erreichung der erwünschten Kühlmittelgeschwindig- keit erfahren muss. Das bewegte Kühlmittel weist gekoppelt an den Trägheitswiderstand des Kühlmoduls einen Wirkzusammenhang zu der Ausgleichszeit des Kühlmoduls auf, sodass durch einen Abgang in dem Kühlmodul die Ausgleichszeit des Kühlmoduls vorteilhaft reduziert werden kann. Damit das durch den Abgang designiert ausströmende Kühlmittel nicht verworfen werden muss, steht der Abgang vorzugsweise in einer Fluidkommunikation mit einem „Bypasskanal“, welcher dazu eingerichtet ist, das Kühlmittel zumindest mittelbar zurück in das Kühlmittelreservoir und/oder einen Hauptkühlmittelzulauf und/oder eine Kühlgruppenverzweigung und/oder einen Kühlmittel- zulauf zu speisen. Vorzugsweise steht der Bypasskanal in einer Fluidkommunikation mit einer Kühlmittelfördervorrichtung, welche zum Fördern des Kühlmittels in das Kühlmittelreservoir und/oder einen Hauptkühl- mittelzulauf und/oder eine Kühlgruppenverzweigung und/oder einen Kühlmittelzulauf eingerichtet ist. Hierdurch können vorteilhaft Kreislaufdruckverluste des Kühlmittels ausgeglichen werden. Zweckmäßig ist der Abgang mit einem Bypassventil fluidverbunden. Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert: Seite 31/65 P80649DE Unter einem „Bypassventil“ wird ein Ventil verstanden, welches zur Steuerung und/oder Regelung eines designierten Kühlmittel- volumenstroms eingerichtet ist, welcher durch den Bypasskanal strömt. Durch das Zusammenspiel von Kühlmittelventil und Bypassventil kann vorteilhaft eine hohe Dynamik des Kühlmittelvolumenstroms in dem Kühlmodul aufrechterhalten werden, auch wenn das Kühlmo- dul gerade nicht zur Kühlung des metallischen bandförmigen Pro- dukts verwendet wird. Das Bypassventil kann von einer elektronischen Steuer- und/oder Regeleinheit gesteuert und/oder geregelt werden. Hierdurch kann vorteilhaft bei dem gerade nicht zum Kühlen des metallischen bandförmigen Produkts verwendeten Kühlmodul eine kleinere Totaldruckdifferenz des Kühlmittels zumindest in Teil- bereichen des Kühlmoduls erreicht werden, wodurch die Verzugs- zeit des Kühlmoduls reduziert werden kann. Zusätzlich kann bei dem gerade nicht zum Kühlen des metallischen bandförmigen Pro- dukts verwendeten Kühlmodul eine höhere Kühlmittelgeschwindig- keit zumindest in Teilbereichen des Kühlmoduls erreicht werden, wodurch der Trägheitswiderstand und damit die Ausgleichszeit des Kühlmoduls reduziert werden kann. Unter einem Kühlmodul, welches gerade nicht zum Kühlen des me- tallischen bandförmigen Produkts verwendet wird, wird verstan- den, dass die designierte Kühlmittelgeschwindigkeit einer Kühlmittelauslassöffnung im Wesentlichen bei Null liegt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Kühlmodul - zumindest zwei Kühlbalken jeweils mit einer Kühlmittelkam- mer und jeweils einer Mehrzahl fluidkommunizierend mit der Seite 32/65 P80649DE Kühlmittelkammer verbundenen Kühlmittelauslassrohren auf- weisend jeweils zumindest eine Kühlmittelauslassöffnung zum Aufbringen des Kühlmittels auf das bandförmige Produkt; und - eine Kühlmodulverzweigung fluidkommunizierend mit den zu- mindest zwei Kühlbalken auf. Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert: Eine „Kühlmodulverzweigung“ meint einen Strömungsteiler im Zu- strömbereich zu einer Mehrzahl von Kühlbalken. Ein designierter Kühlmittelvolumenstrom kann von der Kühlmodulverzweigung auf eine Mehrzahl von Kühlbalken aufgeteilt werden, insbesondere auf zwei, drei, vier, fünf oder mehr Kühlbalken. Vorzugsweise wird der Kühlmittelvolumenstrom zu im Wesentlichen gleichen Teilen aufgeteilt. Die Kühlmodulverzweigung kann dazu eingerichtet sein, zumindest mittelbar fluidkommunizierend mit einem Kühlmittelreservoir ver- bunden zu werden. Hier wird ein Kühlmodul vorgeschlagen, welches stromab des Kühl- mittelventils eine Kühlmodulverzweigung aufweist. Vorzugsweise ist die Kühlmodulverzweigung einstückig mit der Mehrzahl von Kühlbalken ausgeführt. Bevorzugt weist die Kühlmodulverzweigung einen Kühlmodulverzwei- gungsverlustbeiwert ^^^^^^^^^^ von kleiner oder gleich 0,2 auf, bevorzugt von kleiner oder gleich 0,15 und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 0,11. Weiterhin vorzugsweise weist die Kühlmodulverzweigung einen Kühlmodulverzweigungsverlustbeiwert ^^^^^^^^^^ von kleiner oder gleich 0,3 auf, bevorzugt von kleiner oder gleich 0,25 und be- sonders bevorzugt von kleiner oder gleich 0,08. Seite 33/65 P80649DE Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert: Der Kühlmodulverzweigungsverlustbeiwert ^^^^^^^^^^ kann wie folgt bestimmt werden:
Figure imgf000035_0001
Dabei wird unter ^̅ ^ ^^^^^^^^^ das Quadrat der flächengemittelten Kühlmittelgeschwindigkeit im Bezugsquerschnitt der Kühlmodul- verzweigung verstanden, insbesondere in dem aufsummierten freien Querschnitt der einzelnen Verzweigungen direkt auf Höhe des Strömungsteilers, welcher von dem designierten Kühlmittel durch- strömt wird. ∆^ beschreibt den absoluten Druckverlust beim Durch- strömen der Kühlmodulverzweigung mit Kühlmittel und ^ beschreibt die Dichte des Kühlmittels. Versuche haben aufgezeigt, dass der Kühlmodulverzweigungsver- lustbeiwert ^^^^^^^^^^ eine Wirkverbindung zu der Verzugszeit des Kühlmoduls aufweisen kann, wobei ein kleinerer Kühlmodulverzwei- gungsverlustbeiwert die Verzugszeit des Kühlmoduls reduzieren kann. Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform ist ein Höhenunter- schied zwischen dem Kühlmittelventil und zumindest einer Kühl- mittelauslassöffnung kleiner oder gleich 500 mm, bevorzugt kleiner oder gleich 400 mm und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 250 mm. Weiterhin vorzugsweise ist der Höhenunterschied zwischen dem Kühlmittelventil und zumindest einer Kühlmittelauslassöffnung kleiner oder gleich 325 mm, bevorzugt kleiner oder gleich 200 mm und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 175 mm. Seite 34/65 P80649DE Hinsichtlich des hier spezifizierten Höhenunterschied ist der Höhenunterschied in Gravitationsrichtung gemeint, wobei der Hö- henbezugspunkt des Kühlmittelventils der Mittelpunkt des Bezugs- querschnittes des Kühlmittelventils ist, insbesondere der Mittelpunkt des Kühlmittelverschlussbereichs. Es wurde herausgefunden, dass es für eine kleine Verzugszeit vorteilhaft ist, wenn das Kühlmittelventil einen kleinen Höhen- unterschied zu der zumindest einen Kühlmittelauslassöffnung auf- weist. Vorzugsweise weist ein Kühlmodul eine elektronische Steuerungs- und/oder Regeleinheit auf, wobei die elektronische Steuerungs- und/oder Regeleinheit zur Steuerung und/oder Regelung des Kühl- moduls eingerichtet ist. Die elektronische Steuerungs- und/oder Regeleinheit kann dazu eingerichtet sein, zumindest ein Kühl- mittelventil zu steuern und/oder zu regeln, insbesondere in Ab- hängigkeit einer Kühlmittelgeschwindigkeit und/oder eines Kühlmittelvolumenstroms und/oder einer spezifischen Wasserbe- aufschlagung und/oder einer Kühlrate und/oder einer Gefügestruk- tur des metallischen bandförmigen Produkts und/oder einer Temperatur des metallischen bandförmigen Produkts und/oder einer Temperaturverlaufs entlang einer Förderstrecke des metallischen bandförmigen Produkts. Mechanische Eigenschaften des metallischen bandförmigen Produkts und/oder Korngrößen des Gefüges des metallischen bandförmigen Produkts und/oder Phasenbestandteile des metallischen bandför- migen Produkts können unter anderem unter Verwendung von La- serultraschallmethoden und/oder magnetischen Messverfahren bestimmt werden. Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe eine Kühlgruppe einer Kühlvorrichtung zum Kühlen eines warmgewalzten Seite 35/65 P80649DE metallischen bandförmigen Produkts mit einem Kühlmittel aufwei- send: - zumindest zwei Kühlmodule nach dem ersten Aspekt der Erfin- dung; und - eine Kühlgruppenverzweigung fluidkommunizierend mit den zu- mindest zwei Kühlmodulen. Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert: Unter einer „Kühlgruppenverzweigung“ wird ein Strömungsteiler im Zuströmbereich zu einer Mehrzahl von Kühlmodulen verstanden. Ein designierter Kühlmittelvolumenstrom kann von der Kühlgruppen- verzweigung auf eine Mehrzahl von Kühlmodulen aufgeteilt werden, insbesondere auf zwei, drei, vier, fünf oder mehr Kühlmodule. Vorzugsweise wird der Kühlmittelvolumenstrom zu im Wesentlichen gleichen Teilen aufgeteilt. Die Kühlgruppenverzweigung kann dazu eingerichtet sein, zumin- dest mittelbar fluidkommunizierend mit einem Kühlmittelreservoir verbunden zu werden. Hier wird eine Kühlgruppe vorgeschlagen, welche eine Mehrzahl von Kühlmodulen und eine gemeinsame Kühlmittelversorgung auf- weist, sodass das Kühlmittel designiert von der Kühlgruppenver- zweigung auf die Mehrzahl von Kühlmodule aufgeteilt werden kann. Vorzugsweise weist eine Kühlgruppe einen Bypassabgang vor der Kühlgruppenverzweigung auf, wobei der Bypassabgang zur Rückfüh- rung des Kühlmittels in das Kühlmittelreservoir und/oder den Hauptkühlmittelzulauf eingerichtet sein kann. Die Kühlgruppe kann eine Durchflussmesseinrichtung aufweisen, insbesondere stromauf der Kühlgruppenverzweigung. Seite 36/65 P80649DE Es versteht sich, dass sich die Vorteile eines Kühlmoduls nach dem ersten Aspekt der Erfindung auf eine Kühlgruppe aufweisend zumindest zwei Kühlmodule nach dem ersten Aspekt der Erfindung, wie vorstehend beschrieben, erstrecken. Bevorzugt weist die Kühlgruppenverzweigung einen Kühlgruppen- verzweigungsverlustbeiwert ^^^^^^^^^^^^ von kleiner oder gleich 0,2 auf, bevorzugt von kleiner oder gleich 0,15 und besonders be- vorzugt von kleiner oder gleich 0,11. Weiterhin vorzugsweise weist die Kühlgruppenverzweigung einen Kühlgruppenverzweigungsverlustbeiwert ^^^^^^^^^^^^ von kleiner oder gleich 0,3 auf, bevorzugt von kleiner oder gleich 0,25 und be- sonders bevorzugt von kleiner oder gleich 0,08. Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert: Der Kühlgruppenverzweigungsverlustbeiwert ^^^^^^^^^^^^ kann wie folgt bestimmt werden:
Figure imgf000038_0001
Dabei wird unter ^̅ ^ ^^^^^^^^^^^ das Quadrat der flächengemittelten Kühlmittelgeschwindigkeit im Bezugsquerschnitt der Kühlgruppen- verzweigung verstanden, insbesondere in dem aufsummierten freien Querschnitt der einzelnen Verzweigungen direkt auf Höhe des Strömungsteilers, welcher von dem designierten Kühlmittel durch- strömt wird. ∆^ beschreibt den absoluten Druckverlust beim Durch- strömen der Kühlgruppenverzweigung mit Kühlmittel und ^ beschreibt die Dichte des Kühlmittels. Seite 37/65 P80649DE Während Experimenten mit einer hier vorgeschlagenen Kühlgruppe wurde herausgefunden, dass der Kühlgruppenverzweigungsverlust- beiwert ^^^^^^^^^^^^ eine Wirkverbindung zu der Verzugszeit der flu- idkommunizierend verbundenen Kühlmodule aufweisen kann, wobei ein kleinerer Kühlgruppenverzweigungsverlustbeiwert die Ver- zugszeit eines Kühlmoduls reduzieren kann. Vorzugsweise weist eine Kühlgruppe eine elektronische Steue- rungs- und/oder Regeleinheit auf, wobei die elektronische Steu- erungs- und/oder Regeleinheit zur Steuerung und/oder Regelung der Kühlgruppe eingerichtet ist. Die elektronische Steuerungs- und/oder Regeleinheit kann dazu eingerichtet sein, zumindest ein Kühlmittelventil zu steuern und/oder zu regeln, insbesondere in Abhängigkeit einer Kühlmittelgeschwindigkeit und/oder eines Kühlmittelvolumenstroms und/oder einer spezifischen Wasserbe- aufschlagung und/oder einer Kühlrate und/oder einer Gefügestruk- tur des metallischen bandförmigen Produkts und/oder einer Temperatur des metallischen bandförmigen Produkts und/oder einer Temperaturverlaufs entlang einer Förderstrecke des metallischen bandförmigen Produkts. Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des zweiten Aspekts mit dem Gegenstand des vorstehenden Aspekts der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist, und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ. Nach einem dritten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe ein Kühlsystem zum Kühlen eines warmgewalzten metallischen bandför- migen Produkts mit einem Kühlmittel aufweisend: - eine Kühlvorrichtung; - zumindest ein Kühlmodul nach dem ersten Aspekt der Erfindung und/oder zumindest eine Kühlgruppe nach dem zweiten Aspekt der Erfindung; und Seite 38/65 P80649DE - ein Kühlmittelreservoir fluidkommunizierend mit einem Hauptkühlmittelzulauf, wobei der Hauptkühlmittelzulauf flu- idkommunizierend mit dem zumindest einen Kühlmodul und/oder der zumindest einen Kühlgruppe ist. Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert: Ein „Hauptkühlmittelzulauf“ meint eine Fluidverbindung, welche stromab des Kühlmittelreservoirs und stromauf einer Kühlgruppe und/oder eines Kühlmoduls angeordnet ist. Vorzugsweise weist der Hauptkühlmittelzulauf einen Innendurch- messer von größer oder gleich 0,6 m, bevorzugt von größer oder gleich 0,9 m und besonders bevorzugt von größer oder gleich 1,3 m auf. Der Hauptkühlmittelzulauf kann eine freie Querschnittsflä- che normal zur designierten Strömungsrichtung des Kühlmittels von größer oder gleich 0,28 m², bevorzugt von größer oder gleich 0,63 m² und besonders bevorzugt von größer oder gleich 1,32 m². Hier wird nun ein Kühlsystem zum aktiven Kühlen eines warmge- walzten metallischen bandförmigen Produkts mit einem Kühlmittel vorgeschlagen, welches zumindest ein Kühlmodul nach dem ersten Aspekt und/oder zumindest eine Kühlgruppe nach dem zweiten As- pekt der Erfindung aufweist, wobei das zumindest eine Kühlmodul und/oder die zumindest eine Kühlgruppe zumindest mittelbar und unter Verwendung eines Hauptkühlmittelzulaufs mit einem Kühl- mittelreservoir fluidkommunizierend verbunden ist. Das Kühlsystem kann eine elektronische Steuerungs- und/oder Re- geleinheit aufweisen, vorzugsweise eine übergeordnete Steue- rungs- und/oder Regeleinheit. Unter einer „elektronischen Steuerungs- und/oder Regeleinheit“ ist eine Vorrichtung zu verstehen, welche dazu eingerichtet ist, das Kühlsystem zu überwachen und/oder zu steuern und/oder zu Seite 39/65 P80649DE regeln, insbesondere in Abhängigkeit einer Kühlmittelgeschwin- digkeit und/oder eines Kühlmittelvolumenstroms und/oder einer spezifischen Wasserbeaufschlagung und/oder einer Kühlrate und/oder einer Gefügestruktur des metallischen bandförmigen Pro- dukts. Die elektronische Steuerungs- und/oder Regeleinheit kann eine Schnittstelle zum Empfangen von Daten, eine Schnittstelle zum Übertragen von Daten und eine Einrichtung zum Verarbeiten von Daten aufweisen. Insbesondere kann die Einrichtung zum Verar- beiten von Daten dazu ausgebildet sein, einen Algorithmus, ins- besondere umsetzend ein Verfahren gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung, auszuführen. Vorzugsweise kann die elektronische Steuerungs- und/oder Regeleinheit eine Einrichtung zum Speichern von Daten, insbesondere einen Datenspeicher, aufweisen. Es versteht sich, dass sich die Vorteile eines Kühlmoduls nach dem ersten Aspekt der Erfindung und/oder einer Kühlgruppe nach dem zweiten Aspekt der Erfindung, wie vorstehend beschrieben, unmittelbar auf ein Kühlsystem aufweisend ein Kühlmodul nach dem ersten Aspekt der Erfindung und/oder eine Kühlgruppe nach dem zweiten Aspekt der Erfindung erstrecken. Besonders bevorzugt ist das Kühlsystem für eine Druckdifferenz zwischen dem Kühlmittelreservoir und der Kühlmittelauslassöff- nung von größer oder gleich 3 ∙ 10^ ^^⁄ (^ ∙ ^^) eingerichtet, bevor- zugt von größer oder gleich 4 ∙ 10^ ^^⁄ (^ ∙ ^^), weiterhin bevorzugt von größer oder gleich 4,5 ∙ 10^ ^^⁄ (^ ∙ ^^). und besonders bevorzugt von größer oder gleich 5 ∙ 10^ ^^⁄ (^ ∙ ^^). Das Kühlsystem kann für eine Druckdifferenz zwischen dem Kühl- mittelreservoir und der Kühlmittelauslassöffnung von größer oder gleich 5,5 ∙ 10^ ^^⁄ (^ ∙ ^^) eingerichtet sein, vorzugsweise von grö- ßer oder gleich 6 ∙ 10^ ^^⁄ (^ ∙ ^^), bevorzugt von größer oder gleich Seite 40/65 P80649DE 6,5 ∙ 10^ ^^⁄ (^ ∙ ^^) und besonders bevorzugt von größer oder gleich 7 ∙ 10^ ^^⁄ (^ ∙ ^^). Durch die hier spezifizierten Werte für die Druckdifferenz kön- nen besonders kleine Verzugszeiten für das zumindest eine Kühl- modul und/oder die zumindest eine Kühlgruppe erreicht werden. Versuche haben aufgezeigt, dass die Verzugszeit mit steigender Druckdifferenz bei ansonsten gleichen Bedingungen reduziert wer- den kann. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Kühlsystem für eine spezifische Wasserbeaufschlagung von größer oder gleich 20 ∙ ^^⁄ (^^ ∙ ℎ) eingerichtet, bevorzugt von größer oder gleich 50 ∙ ^^⁄ (^^ ∙ ℎ), weiterhin bevorzugt von größer oder gleich 100 ∙ ^^⁄ (^^ ∙ ℎ) und besonders bevorzugt von größer oder gleich 150 ∙ ^^⁄ (^^ ∙ ℎ). Das Kühlsystem kann für eine spezifische Wasserbeaufschlagung von größer oder gleich 75 ∙ ^^⁄ (^^ ∙ ℎ) eingerichtet sein, bevorzugt von größer oder gleich 125 ∙ ^^⁄ (^^ ∙ ℎ), weiterhin bevorzugt von größer oder gleich 175 ∙ ^^⁄ (^^ ∙ ℎ) und besonders bevorzugt von größer oder gleich 200 ∙ ^^⁄ (^^ ∙ ℎ). Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert: Unter einer „spezifischen Wasserbeaufschlagung“ wird eine Kühl- mittelmenge verstanden, welche von dem Kühlsystem bezogen auf eine Fläche des metallischen bandförmigen Produkts und bezogen auf eine Zeiteinheit eines aktiven Kühlvorgangs auf das metal- lische bandförmige Produkt zum aktiven Kühlen aufgebracht werden kann. Insbesondere wird unter der spezifischen Wasserbeaufschla- gung die zeit- und/oder flächengemittelte Wasserbeaufschlagung verstanden. Seite 41/65 P80649DE Besonders bevorzugt ist das Kühlsystem für eine Kühlrate von größer oder gleich 50 ∙ ^⁄ (^ ∙ ^^) eingerichtet, bevorzugt von grö- ßer oder gleich 200 ∙ ^⁄ (^ ∙ ^^), weiterhin bevorzugt von größer oder gleich 300 ∙ ^⁄ (^ ∙ ^^) und besonders bevorzugt von größer oder gleich 500 ∙ ^⁄ (^ ∙ ^^). Das Kühlsystem kann für eine Kühlrate von größer oder gleich 100 ∙ ^⁄ (^ ∙ ^^) eingerichtet sein, bevorzugt von größer oder gleich 150 ∙ ^⁄ (^ ∙ ^^), weiterhin bevorzugt von größer oder gleich 250 ∙ ^⁄ (^ ∙ ^^) und besonders bevorzugt von größer oder gleich 400 ∙ ^⁄ (^ ∙ ^^). Gemäß einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform weist das Kühlsystem zumindest einen ersten Kühlbalken und einen zweiten Kühlbalken auf, wobei der erste Kühlbalken zum Aufbringen des Kühlmittels auf die Oberseite des bandförmigen Produkts und der zweite Kühlbalken zum Aufbringen des Kühlmittels auf die Unter- seite des bandförmigen Produkts eingerichtet ist. Mit dem vorgeschlagenen Kühlsystem kann ein metallisches band- förmiges Produkt gleichzeitig mit Kühlmittel von beiden Seiten des Bandes beaufschlagt werden, wodurch die Kühlrate vorteilhaft erhöht werden kann. Optional weist das Kühlsystem eine Hauptkühlmittelfördervorrich- tung eingerichtet zur Erhöhung der Druckdifferenz zwischen dem Kühlmittelreservoir und der Kühlmittelauslassöffnung auf. Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert: Unter einer „Hauptkühlmittelfördervorrichtung“ wird eine aktive Fördervorrichtung verstanden, welche unmittelbar mit einem Kühl- mittel am Übergang in den Hauptkühlmittelzulauf und/oder im Hauptkühlmittelzulauf eingerichtet ist. Seite 42/65 P80649DE Mit der hier vorgeschlagenen Hauptkühlmittelfördervorrichtung kann die Druckdifferenz erhöht und damit die Verzugszeit für das zumindest eine Kühlmodul und/oder die zumindest eine Kühlgruppe reduziert werden. Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des dritten Aspekts mit den Gegenständen der vorstehenden Aspekte der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist, und zwar sowohl ein- zeln oder in beliebiger Kombination kumulativ. Nach einem vierten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe ein Verfahren zur aktiven Kühlung eines warmgewalzten metallischen bandförmigen Produkts, wobei zur aktiven Kühlung des warmgewalz- ten metallischen bandförmigen Produkts ein Kühlmodul nach dem ersten Aspekt der Erfindung und/oder einer Kühlgruppe nach dem zweiten Aspekt der Erfindung und/oder ein Kühlsystem nach dem dritten Aspekt der Erfindung eingesetzt wird. Vorzugsweise umfasst das Verfahren ein Steuern und/oder Regeln des zumindest einen Kühlmoduls und/oder der zumindest einen Kühlgruppe und/oder des zumindest einen Kühlsystems, wobei zu- mindest ein Kühlmittelventil und/oder zumindest ein Bypassventil und/oder zumindest eine Kühlmittelfördervorrichtung und/oder zu- mindest eine Hauptkühlmittelfördervorrichtung gesteuert und/oder geregelt wird. Eine Steuerung und/oder Regelung kann dabei insbesondere in Abhängigkeit einer Kühlmittelgeschwindig- keit und/oder eines Kühlmittelvolumenstroms und/oder einer spe- zifischen Wasserbeaufschlagung und/oder einer Kühlrate und/oder einer Gefügestruktur des metallischen bandförmigen Produkts und/oder einer Temperatur des metallischen bandförmigen Produkts und/oder eines Temperaturverlaufs entlang einer Förderstrecke des metallischen bandförmigen Produkts ausgestaltet sein. Seite 43/65 P80649DE Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des vierten Aspekts mit den Gegenständen der vorstehenden Aspekte der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist, und zwar sowohl ein- zeln oder in beliebiger Kombination kumulativ. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Verteilungsgrades zumindest eines Gefügebestandteils eingerichtet, insbesondere zur Errei- chung eines Verteilungsgrades von größer oder gleich 0,85, be- vorzugt von größer oder gleich 0,9 und besonders bevorzugt von größer oder gleich 0,95. Hier wird ein Verfahren zur aktiven Kühlung des warmgewalzten metallischen bandförmigen Produkts vorgeschlagen, welches zur Steuerung und/oder Reglung der Homogenität der Gefügestruktur eingerichtet ist, wobei die Homogenität der Gefügestruktur mit dem Verteilungsgrad zumindest eines Gefügebestandteils bestimmt werden kann. Dabei ist vorgesehen, dass das Verfahren zumindest mittelbar die Gefügestruktur erfasst und zumindest eine der vor- stehend beschriebenen Einstellgrößen des Kühlmoduls und/oder der Kühlgruppe und/oder des Kühlsystems zur Steuerung und/oder Re- gelung des Verteilungsgrades zumindest eines Gefügebestandteils verwendet. Vorzugsweise steuert und/oder regelt das Verfahren die Vertei- lungsgrade von zwei oder drei oder vier oder mehr Gefügebestand- teilen. Vorzugsweise wird ein Verteilungsgrad von größer oder gleich 0,875 erreicht, weiterhin vorzugsweise ein Verteilungsgrad von größer oder gleich 0,925, bevorzugt von größer oder gleich 0,97 und besonders bevorzugt von größer oder gleich 0,98. Zweckmäßig ist das Verfahren zur Reduzierung einer Kopflänge des metallischen bandförmigen Produkts eingerichtet, insbesondere Seite 44/65 P80649DE zur Erzielung einer Kopflänge von kleiner oder gleich 10 m, be- vorzugt von kleiner oder gleich 8 m und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 6 m. Unter der „Kopflänge“ wird der vordere Längsabschnitt des me- tallischen bandförmigen Produkts verstanden, dessen Gefügestruk- tur noch keine ausreichende Homogenität aufweist, sodass zumindest eine geforderte mechanische Eigenschaften für das me- tallische bandförmige Produkt im Bereich der Kopflänge nicht erreicht wird. Weiterhin zweckmäßig ist das Verfahren zur Reduzierung einer Fußlänge des metallischen bandförmigen Produkts eingerichtet, insbesondere zur Erzielung einer Fußlänge von kleiner oder gleich 10 m, bevorzugt von kleiner oder gleich 8 m und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 6 m. Unter der „Fußlänge“ wird der hintere Längsabschnitt des metal- lischen bandförmigen Produkts verstanden, dessen Gefügestruktur keine ausreichende Homogenität aufweist, sodass zumindest eine geforderte mechanische Eigenschaften für das metallische band- förmige Produkt im Bereich der Fußlänge nicht erreicht wird. Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des vierten Aspekts mit den Gegenständen der vorstehenden Aspekte der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist, und zwar sowohl ein- zeln oder in beliebiger Kombination kumulativ. Nach einem fünften Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe ein warmgewalztes metallisches bandförmiges Produkt hergestellt mit einem Verfahren nach dem vierten Aspekt der Erfindung, insbe- sondere ein warmgewalztes metallisches Produkt mit einer Zug- festigkeit von größer oder gleich 560 N/mm² und einem Mangananteil von kleiner als 1,5 Gew.-% und einem Niobanteil von kleiner als 0,05 Gew.-%. Seite 45/65 P80649DE Vorzugsweise ist der Mangananteil des warmgewalzten metallischen bandförmigen Produkts kleiner oder gleich 1,45 Gew.-%, weiterhin vorzugsweise kleiner oder gleich 1,4 Gew.-%, bevorzugt kleiner oder gleich 1,35 Gew.-% und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 1,2 Gew.-%. Vorzugsweise ist der Niobanteil des warmgewalzten metallischen bandförmigen Produkts kleiner oder gleich 0,045 Gew.-%, weiter- hin vorzugsweise kleiner oder gleich 0,04 Gew.-%, bevorzugt kleiner oder gleich 0,035 Gew.-% und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 0,03 Gew.-%. Vorzugsweise ist die Zugfestigkeit des warmgewalzten metalli- schen bandförmigen Produkts größer oder gleich 565 N/mm², wei- terhin vorzugsweise größer oder gleich 570 N/mm², bevorzugt größer oder gleich 575 N/mm² und besonders bevorzugt größer oder gleich 580 N/mm². Es versteht sich, dass sich die Vorteile eines Verfahrens nach dem vierten Aspekt der Erfindung, wie vorstehend beschrieben, auf ein mit dem Verfahren hergestelltes warmgewalztes metalli- sches Produkt erstrecken. Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des fünften Aspekts mit den Gegenständen der vorstehenden Aspekte der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist, und zwar sowohl ein- zeln oder in beliebiger Kombination kumulativ. Nach einem sechsten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe eine Verwendung eines Kühlmoduls nach dem ersten Aspekt der Erfindung und/oder einer Kühlgruppe nach dem zweiten Aspekt der Erfindung und/oder eines Kühlsystems nach dem dritten Aspekt der Erfindung und/oder eines Verfahrens nach dem vierten Aspekt der Erfindung Seite 46/65 P80649DE zur aktiven Kühlung eines warmgewalzten metallischen bandförmi- gen Produkts mit einem Kühlmittel. Es versteht sich, dass sich die Vorteile eines Kühlmoduls nach dem ersten Aspekt der Erfindung und/oder einer Kühlgruppe nach dem zweiten Aspekt der Erfindung und/oder eines Kühlsystems nach dem dritten Aspekt der Erfindung und/oder eines Verfahrens nach dem vierten Aspekt der Erfindung, wie vorstehend beschrieben, unmittelbar auf eine Verwendung eines Kühlmoduls nach dem ersten Aspekt der Erfindung und/oder einer Kühlgruppe nach dem zweiten Aspekt der Erfindung und/oder eines Kühlsystems nach dem dritten Aspekt der Erfindung und/oder eines Verfahrens nach dem vierten Aspekt der Erfindung zur Kühlung eines warmgewalzten metalli- schen bandförmigen Produkts erstrecken. Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des sechsten Aspekts mit den Gegenständen der vorstehenden Aspekte der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist, und zwar sowohl ein- zeln oder in beliebiger Kombination kumulativ. Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung erge- ben sich nachfolgend aus den erläuterten Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen im Einzelnen: Figur 1: schematisch ein Kühlmodul gemäß einer ersten Ausfüh- rungsform; Figur 2: schematisch eine Schnittansicht durch ein Kühlmodul; Figur 3: schematisch ein Kühlmodul gemäß einer zweiten Ausfüh- rungsform; Figur 4: schematisch ein Kühlsystem; Seite 47/65 P80649DE Figur 5: schematisch eine zeitvariante Kühlmittelventil- sprungfunktion; und Figur 6: schematisch eine zeitvariante Sprungfunktion eines Kühlmoduls. In der nun folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszei- chen gleiche Bauteile bzw. gleiche Merkmale, sodass eine in Bezug auf eine Figur durchgeführte Beschreibung bezüglich eines Bau- teils auch für die anderen Figuren gilt, sodass eine wiederho- lende Beschreibung vermieden wird. Ferner sind einzelne Merkmale, die in Zusammenhang mit einer Ausführungsform be- schrieben wurden, auch separat in anderen Ausführungsformen ver- wendbar. Das Kühlmodul 100 in Figur 1 besteht im Wesentlichen aus einem Kühlbalken 110, einem Kühlmittelzulauf 116 und einem Kühlmit- telventil 118. Das Kühlmodul 100 kann Bestandteil einer Kühlvorrichtung (nicht abgebildet) zum Kühlen eines warmgewalzten metallischen band- förmigen Produkts (nicht abgebildet) mit einem Kühlmittel (nicht abgebildet) sein, wobei das Kühlmittel designiert aus dem Kühl- modul 100 austreten gelassen werden kann und nach dem Austre- tenlassen in eine kühlende Wirkverbindung mit dem bandförmigen Produkt gelangen kann, insbesondere mit dem warmgewalzten me- tallischen bandförmigen Produkt. Der Kühlbalken 110 weist eine Kühlmittelkammer 112 und eine Mehrzahl fluidkommunizierend mit der Kühlmittelkammer 112 ver- bundenen Kühlmittelauslassrohren 114 (nur teilweise bezeichnet) auf. Jedes Kühlmittelauslassrohr 114 weist jeweils zumindest eine Kühlmittelauslassöffnung (nicht bezeichnet) zum Aufbringen des Kühlmittels auf das bandförmige Produkt auf. Seite 48/65 P80649DE Die Kühlmittelkammer 112 ist zumindest mittelbar fluidkommuni- zierend mit dem Kühlmittelzulauf 116 verbunden und/oder fluid- verbunden. Insbesondere ist das Kühlmittelventil 118 zwischen dem Kühlmittelzulauf 116 und der Kühlmittelkammer 112 angeord- net. Der Kühlmittelzulauf 116 ist dazu eingerichtet, zumindest mit- telbar fluidkommunizierend mit einem Kühlmittelreservoir (nicht abgebildet) verbunden zu werden, wobei das Kühlmittelreservoir zum Bereitstellen einer Druckdifferenz zwischen dem Kühlmittel- reservoir und der zumindest einen Kühlmittelauslassöffnung (nicht bezeichnet) eingerichtet ist. Das Kühlmodul 100 weist einen Übergang 112a von der Kühlmittel- kammer 112 zu einem Kühlmittelauslassrohr 114 auf, wobei dieser Übergang 112a bevorzugt gut gerundet ausgestaltet ist, insbe- sondere aufweisend einen Übergangsverlustbeiwert ^Ü^^^^^^^ von kleiner oder gleich 0,3, bevorzugt von kleiner oder gleich 0,15 und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 0,08. Es versteht sich, dass zwischen jedem Kühlmittelauslassrohr 114 und der Kühlmittelkammer 112 ein Übergang 112a aufgewiesen wird. Das Kühlmittelventil 118 weist einen Abstand 118a zu einem Über- gang von der Kühlmittelkammer 112 zu einem Kühlmittelauslassrohr 114 von kleiner oder gleich 500 mm auf, bevorzugt von kleiner oder gleich 325 mm und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 275 mm. Der Abstand 118a zwischen dem Kühlmittelventil 118 des Kühlmoduls 100 und dem Übergang 112a von der Kühlmit- telkammer 112 zu dem Kühlmittelauslassrohr 114 wird als Abstand 118a zwischen einem Flansch (nicht bezeichnet / nicht darge- stellt) der Kühlmittelkammer 112 an einer Dichtfläche (nicht bezeichnet / nicht dargestellt) des Flansches zur Verbindung mit Seite 49/65 P80649DE dem Kühlmittelventil 118 und einem Flächenschwerpunkt (nicht be- zeichnet) des Übergangs 112a zwischen der Kühlmittelkammer 112 und dem Kühlmittelauslassrohr 114 verstanden. Es versteht sich, dass der Abstand 118a als der Abstand 118a verstanden wird, welcher bei der Mehrzahl von Kühlmittelauslass- rohren 114 am kürzesten ist, also zu dem von dem Kühlmittelventil 118 aus betrachtet nächstliegendem Kühlmittelauslassrohr 114. Das Kühlmodul 100 kann eine Durchflussmesseinrichtung 140 (sche- matisch dargestellt) aufweisen, insbesondere in Form einer tak- tilen oder einer nicht taktilen Durchflussmesseinrichtung 140. Die Durchflussmesseinrichtung 140 kann in dem Kühlmittelzulauf 116, in dem Kühlmittelventil 118 oder stromab des Kühlmittel- ventils 118 und stromauf des dem Kühlmittelventil 118 nächst- liegendem Kühlmittelauslassrohr 114 in der Kühlmittelkammer 112 angeordnet sein. Figur 2 kann eine Schnittansicht durch ein Kühlmodul 100 gemäß Figur 1 entnommen werden. Die Kühlmittelkammer 112 des Kühlbalkens 110 des Kühlmoduls 100 weist einen Übergang 112a zu einem Kühlmittelauslassrohr 114 auf. Das Kühlmittelauslassrohr 114 weist eine Kühlmittelauslassöff- nung 114a auf, durch welche ein Kühlmittel (nicht dargestellt) austreten kann. Zwischen einem Höhenbezugspunkt 118b des Kühlmittelventils 118 und der Kühlmittelauslassöffnung 114a befindet sich in Richtung der Gravitationsrichtung (nicht dargestellt) ein Höhenunter- schied 120. Der Höhenunterschied 120 kann kleiner oder gleich 500 mm sein, bevorzugt kleiner oder gleich 400 mm und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 250 mm. Seite 50/65 P80649DE Das Kühlmodul 100 in Figur 3 weist einen Abgang 150 für einen Bypasskanal 152 auf, wobei der Abgang 150 unmittelbar fluidkom- munizierend mit der Kühlmittelkammer 112 ausgestaltet ist. Der Abgang 150 ist mit einem Bypassventil 154 fluidverbunden und kann mittels dem Bypassventil 154 geöffnet und geschlossen wer- den. Ein Kühlsystem 400 in Figur 4 besteht im Wesentlichen aus einer Kühlvorrichtung 300 zum Kühlen eines metallischen bandförmigen Produkts 10 mittels einem Kühlmittel 20, einem Kühlmittelreser- voir 410 zur Bevorratung des Kühlmittels 20, einer Kühlvorrich- tung 300 zum Aufbringen des Kühlmittels 20 auf das metallische bandförmige Produkt 10 und einem Hauptkühlmittelzulauf 420 zur Fluidverbindung des Kühlmittelreservoirs 410 mit der Kühlvor- richtung 300. Das Kühlsystem 400 kann eine Hauptkühlmittelfördervorrichtung 430 zur Erhöhung des Totaldrucks des Kühlmittels 20 in der Kühl- vorrichtung 300 aufweisen. Es ist vorgesehen, dass das metallische bandförmige Produkt 10 auf einer Förderstrecke (nicht bezeichnet) in einer Transport- richtung (nicht dargestellt) derart gefördert werden kann, dass es mit der Kühlvorrichtung 300 in einen Wirkzusammenhang geraten kann, insbesondere durch einen Wirkzusammenhang mit einem de- signiert aus der Kühlvorrichtung 300 austretenden flüssigen Kühlmittel 20. Hierzu kann das metallische bandförmige Produkt 10 an zumindest einem Kühlmodul 100 der Kühlvorrichtung 300 vor- bei- und/oder zwischen zumindest zwei Kühlmodulen 100 der Kühl- vorrichtung 300 hindurchgefördert werden. Seite 51/65 P80649DE Die Kühlvorrichtung 300 kann zumindest ein oberhalb des metal- lischen bandförmigen Produkts 10 angeordneten Kühlmodul 100 auf- weisen, insbesondre ein oder mehrere erste Kühlmodule 100, dem das flüssige Kühlmittel 20 über den Hauptkühlmittelzulauf 420 zugeführt wird, wobei sich das Kühlmodul 100 vorzugsweise im Wesentlichen quer zur Transportrichtung (nicht bezeichnet) er- streckt und vorzugsweise eine Mehrzahl von Kühlmittelauslass- rohren (nicht abgebildet) aufweist, über welche das flüssige Kühlmittel 20 mit dem metallischen bandförmigen Produkt 10 in Wirkzusammenhang gebracht werden kann. Analog kann die Kühlvorrichtung 300 zumindest ein unterhalb des metallischen bandförmigen Produkts 10 angeordneten Kühlmodul 100 aufweisen, insbesondere ein oder mehrere zweite Kühlmodule 100, welche dazu eingerichtet sind, das flüssige Kühlmittel 20 mit dem metallischen bandförmigen Produkt 10 in einen Wirkzusammen- hang zu bringen. In Förderrichtung des metallischen bandförmigen Produkts 10 kann die Kühlvorrichtung 300 eine Mehrzahl von Kühlmodulen 100 auf- weisen, welche oberhalb und/oder unterhalb des metallischen bandförmigen Produkts 10 angeordnet sein können. Ein oder mehrere Kühlmodule 100 können in einer Kühlvorrichtung 300 in einer oder mehreren Kühlgruppen 200 angeordnet sein. Das Kühlmittelreservoir 410 ist fluidkommunizierend mit dem Hauptkühlmittelzulauf 420, wobei der Hauptkühlmittelzulauf 420 fluidkommunizierend mit dem zumindest einen Kühlmodul 100 und/oder der zumindest einen Kühlgruppe 200 ist. Die Kühlvorrichtung 300 weist zwei oberhalb des metallischen bandförmigen Produkts 10 angeordnete Kühlgruppen 200 auf, welche mittels einer ebenfalls oberhalb des metallischen bandförmigen Seite 52/65 P80649DE Produkts 10 angeordneten Kühlgruppenverzweigung 210 mit dem Hauptkühlmittelzulauf 420 fluidverbunden sind. Die Kühlvorrichtung 300 weist zwei unterhalb des metallischen bandförmigen Produkts 10 angeordnete Kühlgruppen 200 auf, welche mittels einer ebenfalls unterhalb des metallischen bandförmigen Produkts 10 angeordneten Kühlgruppenverzweigung 210 mit dem Hauptkühlmittelzulauf 420 fluidverbunden sind. Jede Kühlgruppe 200 weist zwei Kühlmodule 100 auf, welche jeweils mittels einer Kühlmodulverzweigung 160 mit einer Kühlgruppen- verzweigung fluidverbunden sind. Das Kühlsystem 400 kann für eine spezifische Wasserbeaufschla- gung von größer oder gleich 20 ∙ ^^⁄ (^^ ∙ ℎ) eingerichtet sein, be- vorzugt von größer oder gleich 50 ∙ ^^⁄ (^^ ∙ ℎ) und besonders bevorzugt von größer oder gleich 150 ∙ ^^⁄ (^^ ∙ ℎ). Das Kühlsystem 400 kann für eine Kühlrate von größer oder gleich 50 ∙ ^⁄ (^ ∙ ^^) eingerichtet sein, bevorzugt von größer oder gleich 200 ∙ ^⁄ (^ ∙ ^^) und besonders bevorzugt von größer oder gleich 500 ∙ ^⁄ (^ ∙ ^^). Die Kühlmittelventilsprungfunktion 40 in Figur 5 beschreibt ei- nen zeitlichen Verlauf einer Kühlmittelgeschwindigkeit 22 un- mittelbar stromab eines Kühlmittelventils (nicht dargestellt) oder in einem engsten Querschnitt (nicht dargestellt) des Kühl- mittelventils über der Zeit 24 nach einem sprungartigen Öffnen des Kühlmittelventils. Der Ursprung der Kühlmittelventil- sprungfunktion 40 beschreibt den Zeitpunkt zu dem das Kühlmit- telventil sprungartig geöffnet wird und die Kühlmittelgeschwindigkeit 22 den Wert Null aufweist. Seite 53/65 P80649DE Die Kühlmittelventilsprungfunktion 40 kann ein zeitvariantes Systemverhalten eines Kühlmittelventils (nicht dargestellt) nach dem sprunghaften Öffnen des Kühlmittelventils (nicht darge- stellt) beschreiben. Mit dem Öffnen des Kühlmittelventils konvergiert die Kühlmit- telgeschwindigkeit 22 unmittelbar stromab des Kühlmittelventils oder in einem engsten Querschnitt des Kühlmittelventils gegen einen konstanten Wert (nicht bezeichnet) der Kühlmittelgeschwin- digkeit 22. Die Kühlmittelventilsprungfunktion 40 kann ersatzweise mittels einer Kühlmittelventilzeitkonstante 42 beschrieben und/oder cha- rakterisiert werden, wobei sich die Kühlmittelventilzeit- konstante 42 grafisch aus der Kühlmittelventilsprungfunktion 40 bestimmt werden kann, indem eine Zeit aus einem Schnittpunkt (nicht bezeichnet) einer Tangente (nicht bezeichnet) im Ursprung an die Kühlmittelventilsprungfunktion 40 mit dem Wert der Kühl- mittelgeschwindigkeit 22 gegen den die Kühlmittelventil- sprungfunktion 40 konvergiert bestimmt wird und eine Differenzzeit zwischen diesem Schnittpunkt und dem Zeitpunkt der sprungartigen Öffnung des Kühlmittelventils bestimmt wird. Die Sprungfunktion 30 eines Kühlmoduls (nicht dargestellt) in Figur 6 beschreibt einen zeitlichen Verlauf einer Kühlmittelge- schwindigkeit 22 in einer Kühlmittelauslassöffnung (nicht dar- gestellt) über der Zeit 24 nach einem sprungartigen Öffnen eines Kühlmittelventils (nicht dargestellt). Der Ursprung der Kühl- mittelventilsprungfunktion 40 beschreibt den Zeitpunkt zu dem das Kühlmittelventil sprungartig geöffnet wird und die Kühlmit- telgeschwindigkeit 22 den Wert Null aufweist. Die Sprungfunktion 30 kann ein zeitvariantes Systemverhalten ei- nes Kühlmoduls (nicht dargestellt) nach dem sprunghaften Öffnen des Kühlmittelventils (nicht dargestellt) beschreiben. Seite 54/65 P80649DE Mit dem Öffnen des Kühlmittelventils konvergiert die Kühlmit- telgeschwindigkeit 22 in der Kühlmittelauslassöffnung gegen ei- nen konstanten Wert (nicht bezeichnet) der Kühlmittelgeschwindigkeit 22. Die Sprungfunktion 30 kann ersatzweise mittels einer Verzugszeit 32 und einer Ausgleichszeit 34 beschrieben und/oder charakteri- siert werden, wobei sich die Verzugszeit 32 und die Ausgleichs- zeit 34 grafisch aus der Sprungfunktion 30 bestimmt werden können. Die Verzugszeit 32 kann ein Maß für die Einflüsse höherer Ordnung auf ein zeitvariantes Systemverhalten des Kühlmoduls darstellen und ergibt sich aus der zeitvarianten Sprungfunktion 30 durch die nachfolgenden Schritte: - Bestimmung eines Wendepunktes (nicht bezeichnet) der zeit- varianten Sprungfunktion 30, insbesondere der Kühlmittel- geschwindigkeit 22 - Anlegen einer Tangente (nicht bezeichnet) durch den Wende- punkt der zeitvarianten Sprungfunktion 30, und - Bestimmen der Verzugszeit 32 als Differenz zwischen dem Zeitpunkt (nicht bezeichnet) an welchem die Tangente die Abszisse (Zeitachse) schneidet und dem Zeitpunkt (nicht be- zeichnet) der sprungartigen Änderung der Stellgröße, ins- besondere der sprungartigen Öffnung des Kühlmittelventils. Die Ausgleichszeit 34 kann ein Maß für die Trägheit eines zeit- varianten Systemverhaltens darstellen, also ein Maß für die Ein- flüsse erster Ordnung auf ein zeitvariantes Systemverhalten, und ergibt sich aus der zeitvarianten Sprungfunktion 30 durch die nachfolgenden Schritte: - Bestimmung eines Wendepunktes (nicht bezeichnet) der zeit- varianten Sprungfunktion 30, insbesondere der Kühlmittel- geschwindigkeit 22, Seite 55/65 P80649DE - Anlegen einer Tangente (nicht bezeichnet) durch den Wende- punkt der zeitvarianten Sprungfunktion 30; - Bestimmen einer Asymptote an den sich nach der sprungarti- gen Änderung der Stellgröße ergebenden stationären Zustand des zeitvarianten Sprungfunktion 30; und - Bestimmen der Ausgleichszeit 34 als Differenz zwischen dem Zeitpunkt an welchem die Tangente die Asymptote schneidet und dem Zeitpunkt an welchem die Tangente die Abszisse schneidet.
Seite 56/65 P80649DE Bezugszeichenliste 10 metallisches bandförmiges Produkt 20 Kühlmittel 22 Kühlmittelgeschwindigkeit 24 Zeit 30 Sprungfunktion 32 Verzugszeit 34 Ausgleichszeit 40 Kühlmittelventilsprungfunktion 42 Kühlmittelventilzeitkonstante 100 Kühlmodul 110 Kühlbalken 112 Kühlmittelkammer 112a Übergang 114 Kühlmittelauslassrohr 114a Kühlmittelauslassöffnung 116 Kühlmittelzulauf 118 Kühlmittelventil 118a Abstand 118b Höhenbezugspunkt 120 Höhenunterschied 140 Durchflussmesseinrichtung 150 Abgang 152 Bypasskanal 154 Bypassventil 160 Kühlmodulverzweigung 200 Kühlgruppe 210 Kühlgruppenverzweigung 300 Kühlvorrichtung 400 Kühlsystem 410 Kühlmittelreservoir 420 Hauptkühlmittelzulauf 430 Hauptkühlmittelfördervorrichtung ^^^^^^^ Kühlmittelventilverlustbeiwert Seite 57/65 P80649DE ^Ü^^^^^^^ Übergangsverlustbeiwert ^^^^^^^^^^ Kühlmodulverzweigungsverlustbeiwert ^^^^^^^^^^^^ Kühlgruppenverzweigungsverlustbeiwert

Claims

Seite 58/65 P80649DE Patentansprüche 1. Kühlmodul (100) einer Kühlvorrichtung (300) zum Kühlen ei- nes warmgewalzten metallischen bandförmigen Produkts (10) mit einem Kühlmittel (20) aufweisend: - wenigstens einen Kühlbalken (110) mit einer Kühlmittelkam- mer (112) und einer Mehrzahl fluidkommunizierend mit der Kühlmittelkammer (112) verbundenen Kühlmittelauslassrohren (114) aufweisend jeweils zumindest eine Kühlmittelauslass- öffnung (114a) zum Aufbringen des Kühlmittels (20) auf das bandförmige Produkt (10); - wenigstens einen zumindest mittelbar fluidkommunizierend mit der Kühlmittelkammer (112) verbundenen Kühlmittelzulauf (116), wobei der Kühlmittelzulauf (116) dazu eingerichtet ist, zumindest mittelbar fluidkommunizierend mit einem Kühlmittelreservoir (410) verbunden zu werden, wobei das Kühlmittelreservoir (410) zum Bereitstellen einer Druckdif- ferenz zwischen dem Kühlmittelreservoir (410) und der Kühl- mittelauslassöffnung (114a) eingerichtet ist; und - wenigstens ein Kühlmittelventil (118), wobei das Kühlmit- telventil (118) zwischen dem Kühlmittelzulauf (116) und der Kühlmittelkammer (112) angeordnet ist; wobei das Kühlmodul (100) unter dem Einfluss der Druckdifferenz bei sprungartiger vollständiger Öffnung des Kühlmittelventils (118) ein zeitvariantes Verhalten einer Kühlmittelgeschwindig- keit (22) in der Kühlmittelauslassöffnung (114a) aufweist, wel- ches mit einer zeitvarianten Sprungfunktion (30) aufweisend eine Verzugszeit (32) und eine Ausgleichszeit (34) beschreibbar ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Summe aus der Verzugszeit (32) und der Ausgleichszeit (34) kleiner oder gleich 3,0 s beträgt, bevorzugt kleiner oder gleich 2,0 s und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 1,5 s. Seite 59/65 P80649DE 2. Kühlmodul (100) gemäß Anspruch 1, wobei das Kühlmittelven- til (118) unter dem Einfluss der Druckdifferenz beim sprungar- tigen vollständigen Öffnen des Kühlmittelventils (118) ein zeitvariantes Verhalten der Kühlmittelgeschwindigkeit (22) in der Kühlmittelkammer (112) aufweist, welches mit einer zeitva- rianten Kühlmittelventilsprungfunktion (40) aufweisend eine Kühlmittelventilzeitkonstante (42) beschreibbar ist, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Kühlmittelventilzeitkonstante (42) klei- ner oder gleich 1,5 s ist, bevorzugt kleiner oder gleich 1,0 s und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 0,5 s. 3. Kühlmodul (100) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittelventil (118) bei vollständig geöffneter Stellung einen Kühlmittelventilverlustbeiwert ^^^^^^^ von kleiner oder gleich 0,46 aufweist, bevorzugt von kleiner oder gleich 0,44 und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 0,24. 4. Kühlmodul (100) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittelventil (118) eine Nennweite von größer oder gleich DN80 aufweist, bevorzugt von größer oder gleich DN150 und besonders bevorzugt von größer oder gleich DN200. 5. Kühlmodul (100) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittelventil (118) eine Nennweite von kleiner oder gleich DN300 aufweist, bevorzugt von kleiner oder gleich DN250 und besonders bevorzugt von größer oder gleich DN120. 6. Kühlmodul (100) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittelventil (118) einen Abstand (118a) zu einem Übergang von der Kühlmittelkammer (112) zu einem Kühlmittelauslassrohr (114) von kleiner oder gleich Seite 60/65 P80649DE 500 mm aufweist, bevorzugt von kleiner oder gleich 325 mm und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 275 mm. 7. Kühlmodul (100) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übergang (112a) von der Kühl- mittelkammer (112) zu einem Kühlmittelauslassrohr (114) gut ge- rundet ausgestaltet ist, insbesondere aufweisend einen Übergangsverlustbeiwert ^Ü^^^^^^^ von kleiner oder gleich 0,3, be- vorzugt von kleiner oder gleich 0,15 und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 0,08. 8. Kühlmodul (100) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmodul (100) eine Durch- flussmesseinrichtung (140) aufweist. 9. Kühlmodul (100) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmodul (100) einen Abgang (150) für einen Bypasskanal (152) aufweist, insbesondere unmit- telbar fluidkommunizierend mit dem Kühlmittelzulauf (116) und/oder unmittelbar fluidkommunizierend mit der Kühlmittelkam- mer (112). 10. Kühlmodul (100) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgang (150) mit einem Bypassventil (154) fluidverbun- den ist. 11. Kühlmodul (100) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmodul (100) - zumindest zwei Kühlbalken (110) jeweils mit einer Kühlmit- telkammer (112) und jeweils einer Mehrzahl fluidkommuni- zierend mit der Kühlmittelkammer (112) verbundenen Kühlmittelauslassrohren (114) aufweisend jeweils zumindest eine Kühlmittelauslassöffnung (114a) zum Aufbringen des Kühlmittels (20) auf das bandförmige Produkt (10); und Seite 61/65 P80649DE - eine Kühlmodulverzweigung (160) fluidkommunizierend mit den zumindest zwei Kühlbalken (110) aufweist. 12. Kühlmodul (100) gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmodulverzweigung (160) einen Kühlmodulverzweigungs- verlustbeiwert ^^^^^^^^^^ von kleiner oder gleich 0,2 aufweist, bevorzugt von kleiner oder gleich 0,15 und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 0,11. 13. Kühlmodul (100) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Höhenunterschied (120) zwischen dem Kühlmittelventil (118) und zumindest einer Kühlmittelaus- lassöffnung (114a) kleiner oder gleich 500 mm ist, bevorzugt kleiner oder gleich 400 mm und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 250 mm. 14. Kühlgruppe (200) einer Kühlvorrichtung (300) zum Kühlen ei- nes warmgewalzten metallischen bandförmigen Produkts (10) mit einem Kühlmittel (20) aufweisend: - zumindest zwei Kühlmodule (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 13; und - eine Kühlgruppenverzweigung (210) fluidkommunizierend mit den zumindest zwei Kühlmodulen (100). 15. Kühlgruppe (200) gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlgruppenverzweigung (210) einen Kühlgruppenverzwei- gungsverlustbeiwert ^^^^^^^^^^^^ von kleiner oder gleich 0,2 auf- weist, bevorzugt von kleiner oder gleich 0,15 und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 0,11. 16. Kühlsystem (400) zum Kühlen eines warmgewalzten metalli- schen bandförmigen Produkts (10) mit einem Kühlmittel (20) auf- weisend: - ein Kühlsystem (400); Seite 62/65 P80649DE - zumindest ein Kühlmodul (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und/oder zumindest eine Kühlgruppe (200) nach einem der Ansprüche 14 oder 15; und - ein Kühlmittelreservoir (410) fluidkommunizierend mit einem Hauptkühlmittelzulauf (420), wobei der Hauptkühlmittelzu- lauf (420) fluidkommunizierend mit dem zumindest einen Kühlmodul (100) und/oder der zumindest einen Kühlgruppe (200) ist. 17. Kühlsystem (400) gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlsystem (400) für eine Druckdifferenz zwischen dem Kühlmittelreservoir (410) und der Kühlmittelauslassöffnung (114a) von größer oder gleich 3 ∙ 10^ ^^⁄ (^ ∙ ^^) eingerichtet ist, bevorzugt von größer oder gleich 4 ∙ 10^ ^^⁄ (^ ∙ ^^) und besonders bevorzugt von größer oder gleich 4,5 ∙ 10^ ^^⁄ (^ ∙ ^^). 18. Kühlsystem (400) gemäß einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlsystem (400) für eine spe- zifische Wasserbeaufschlagung von größer oder gleich 20 ∙ ^^⁄ (^^ ∙ ℎ) eingerichtet ist, bevorzugt von größer oder gleich 50 ∙ ^^⁄ (^^ ∙ ℎ) und besonders bevorzugt von größer oder gleich 150 ∙ ^^⁄ (^^ ∙ ℎ). 19. Kühlsystem (400) gemäß einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlsystem (400) für eine Kühl- rate von größer oder gleich 50 ∙ ^⁄ (^ ∙ ^^) eingerichtet ist, be- vorzugt von größer oder gleich 200 ∙ ^⁄ (^ ∙ ^^) und besonders bevorzugt von größer oder gleich 500 ∙ ^⁄ (^ ∙ ^^). 20. Kühlsystem (400) gemäß einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlsystem (400) zumindest ei- nen ersten Kühlbalken (110) und einen zweiten Kühlbalken (110) aufweist, wobei der erste Kühlbalken (110) zum Aufbringen des Kühlmittels (20) auf die Oberseite des bandförmigen Produkts Seite 63/65 P80649DE (10) und der zweite Kühlbalken (110) zum Aufbringen des Kühl- mittels (20) auf die Unterseite des bandförmigen Produkts (10) eingerichtet ist. 21. Kühlsystem (400) gemäß einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlsystem (400) eine Haupt- kühlmittelfördervorrichtung (430) eingerichtet zur Erhöhung der Druckdifferenz zwischen dem Kühlmittelreservoir (410) und der Kühlmittelauslassöffnung (114a) aufweist. 22. Verfahren zur aktiven Kühlung eines warmgewalzten metalli- schen bandförmigen Produkts (10), dadurch gekennzeichnet, dass zur aktiven Kühlung des warmgewalzten metallischen bandförmigen Produkts (10) ein Kühlmodul (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und/oder einer Kühlgruppe (200) nach einem der Ansprüche 14 oder 15 und/oder ein Kühlsystem (400) nach einem der Ansprüche 16 bis 21 eingesetzt wird. 23. Verfahren zur aktiven Kühlung eines warmgewalzten metalli- schen bandförmigen Produkts (10) nach Anspruch 22, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Verteilungsgrades zumindest eines Gefügebestandteils ein- gerichtet ist, insbesondere zur Erreichung eines Verteilungs- grades von größer oder gleich 0,85, bevorzugt von größer oder gleich 0,9 und besonders bevorzugt von größer oder gleich 0,95. 24. Verfahren zur aktiven Kühlung eines warmgewalzten metalli- schen bandförmigen Produkts (10) nach einem der Ansprüche 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zur Redu- zierung einer Kopflänge des metallischen bandförmigen Produkts (10) eingerichtet ist, insbesondere zur Erzielung einer Kopf- länge von kleiner oder gleich 10 m, bevorzugt von kleiner oder gleich 8 m und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 6 m. Seite 64/65 P80649DE 25. Verfahren zur aktiven Kühlung eines warmgewalzten metalli- schen bandförmigen Produkts (10) nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zur Reduzierung einer Fußlänge des metallischen bandförmigen Produkts (10) ein- gerichtet ist, insbesondere zur Erzielung einer Fußlänge von kleiner oder gleich 10 m, bevorzugt von kleiner oder gleich 8 m und besonders bevorzugt von kleiner oder gleich 6 m. 26. Warmgewalztes metallisches bandförmiges Produkt (10) her- gestellt mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 25, insbesondere ein warmgewalztes metallisches Produkt (10) mit ei- ner Zugfestigkeit von größer oder gleich 560 N/mm² und einem Mangananteil von kleiner als 1,5 Gew.-% und einem Niobanteil von kleiner als 0,05 Gew.-%. 27. Verwendung eines Kühlmoduls (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und/oder einer Kühlgruppe (200) nach einem der Ansprüche 14 oder 15 und/oder eines Kühlsystems (400) nach einem der An- sprüche 16 bis 21 und/oder eines Verfahrens nach einem der An- sprüche 22 bis 25 zur aktiven Kühlung eines warmgewalzten metallischen bandförmigen Produkts (10) mit einem Kühlmittel (20).
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