用于金属带材处理的连续生产线的快速冷却方法和部分技术

本发明专利技术涉及用于快速冷却处理金属带材的连续生产线的部分，其中，通过位于金属带材每一侧上的喷嘴，将液体或者气体和液体的混合物喷射来冷却带材，其特征在于，沿着带材的移动方向，它包括横跨带材宽度的至少一排扁平喷射器喷嘴，接着包括横跨带材宽度的至少一排锥形喷嘴。

Rapid Cooling Method and Part of Continuous Production Line for Metal Strip Treatment

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于金属带材处理的连续生产线的快速冷却方法和部分
本专利技术涉及金属带材的连续生产线。更具体地，本专利技术涉及钢带材的退火或镀锌线的快速冷却部分，其中该带材以在400℃/s至1200℃/s之间的速度冷却。
技术介绍
带材典型地在大约800℃的温度下进入这些冷却部分，并在接近环境温度的温度或中间温度下离开。这个冷却阶段对于获得所期望的冶金学和机械性质至关重要。为了获得具有优良的机械性质的钢，同时减少合金元素的使用，特别是为了降低钢的成本，需要大约在1000℃/s非常快的冷却速度。这些速度在高温下(特别地当带材在大约800℃至500℃之间时)形成马氏体是特别必要的。由于所谓的莱顿弗罗斯特效应，在这个温度范围，在水冷期间尤其难以实现高冷却速率。所谓的莱顿弗罗斯特效应是指当在带材表面上形成薄层的蒸汽，该蒸汽限制冷却液和带材之间的热交换。由于具有优良的机械性质的这些带材通常被用于制作结构部件，因此这些带材通常较厚，并且可以测量为2mm厚或更厚。因此，难点在于能够非常快速地冷却相对厚的带材，同时确保生产线的高灵活性和容易操作，以便能够在同一设备中生产不需要相同冷却速度的其他类型的钢。除了灵活性准则，还很重要的是冷却是均匀的以确保整个带材均匀的机械和冶金性质。存在两种主要类型的技术用于在连续生产线上冷却钢带材：气体冷却和水冷却。气体冷却无法达到这些冷却速率。事实上，即使在非常高的氢气含量和非常的高吹风速度的情况下，对于2mm厚的带材来说，这种技术限制在约100℃/s。在水冷却中，存在三种类型的技术：.通过喷射气体和水的混合物的双流体喷嘴在带材上喷射水雾来进行冷却，.通过仅喷射水的单流体的喷嘴在带材上喷射水进行冷却。.在有或没有搅动的情况下，通过浸渍在容纳在水箱中的水中进行浸泡。通过双流体喷嘴喷射水雾进行冷却是非常灵活的，但是提供了有限性能。在标准水压处于约5巴的情况下，对于2mm厚的带材来说，最高性能限制于约500℃/s。当带材高于莱顿弗罗斯特温度时，冷却速度也很低。这个技术的优点是非常灵活的。通过调节气压和水压，可以覆盖整个冷却范围，直至最大值。通过单流体的喷嘴喷射进行水冷却通常具有相同的特征。在通常的压力范围(即大约5巴)情况下，冷却极限也是大约500℃/s。主要区别在于这种冷却方法不太灵活，尤其是对于低冷却速度。为了成功地工作，喷嘴水压不能低于某个值，大约0.5巴。在这个压力下，对于2mm厚的带材，冷却已经超过100℃/s。因此，这种技术不能够提供与气体冷却速度相当的缓慢冷却。在某些搅拌条件的情况下，对于2mm厚的带材，通过浸渍在水箱中进行冷却可以达到约1000℃/s的冷却性能。然而，这种技术的主要缺点是其缺乏灵活性。事实上，一旦带材已经进入水箱，就很难控制带材的冷却速度和最终温度。可以调节水箱搅拌、水温或所浸入带材的长度，但这对带材冷却速度具有适度的影响。另外，不可能横向地调节冷却。此外，这种技术需要使用昂贵的浸入辊。最后，对于需要缓慢冷却的带材，必须排空或绕过水箱，这是一个相当重要的过程。本专利技术可以用于在800-500℃的温度范围内以高达1000℃/s的宽范围的冷却速度冷却2mm厚的带材，从而将允许横向调节冷却效率以便获得横跨带材的均匀性。
技术实现思路
本专利技术的一个所提出的方面是连续金属带材处理生产线的快速冷却部分，该快速冷却部分被布置成使用喷嘴利用液体喷射或者气体和液体的混合物的喷射来冷却带材，所述喷嘴位于在带材相对于其移动平面的每一侧上。沿着带材的移动方向，冷却部分包括至少一排扁平喷射器喷嘴，接着至少一排锥形喷射器喷嘴，其中这些喷嘴排相对于带材的移动平面横向地布置。作为优点，在带材的移动方向上，至少一排扁平喷射器可以是单流体的。至少一排锥形喷射器可以是单流体的。快速冷却部分还可以在移动方向上包括至少一排双流体喷射器喷嘴，接着至少一排锥形喷射器喷嘴。喷嘴排可以相对于带材的移动方向横向布置。单流体的喷嘴可以布置成将液体喷射在带材上。双流体喷嘴可以布置成将由气体和液体的混合物组成的雾喷射在带材上。基于组装方法，本专利技术的冷却部分被布置成使得带材从底部垂直移动到顶部。在带材的移动方向上在扁平喷射器喷嘴排的上游，冷却部分可以包括另一排扁平喷射器喷嘴，其中这些喷射器都相对于横向平面纵向倾斜，并且以大于15°的角度B垂直于带材。作为优点，在带材的移动方向上，在其它扁平喷射器喷嘴的上游，冷却部分还可以包括另外的扁平喷射器喷嘴排，其中这些喷射器都相对于横向平面纵向倾斜角度C，并且以大于角度B的角度C垂直于带材。扁平喷射器喷嘴(并且更具体地说，来自排和/或其它排和/或另外的排的那些扁平喷射器喷嘴)可以相对于横向平面横向倾斜并且垂直于带材，使得扁平喷射器相对于平面倾斜角度A(大于5°且小于15°)。本专利技术还包括液体或气体和液体的混合物不氧化带材的特征。作为优选的，在带材的移动方向上，冷却部分不具有位于扁平喷射器喷嘴上游的锥形喷射器喷嘴。作为优选的，在带材的移动方向上，在本专利技术的冷却部分中的锥形喷射器喷嘴中的每一个位于扁平喷射器喷嘴中的每一个的下游。作为优选的，在带材的移动方向上，冷却部分不具有位于扁平喷射器喷嘴的下游的扁平喷射器喷嘴。作为优选的，在带材的移动方向上，在本专利技术的冷却部分中的扁平喷射器喷嘴中的每一个位于锥形喷射器喷嘴中的每一个的上游。本专利技术的另一提出的方面是连续金属带材处理生产线的快速冷却过程，该快速冷却过程被布置成使用位于在带材相对于其移动平面的每一侧上的喷嘴，利用液体喷射或者气体和液体的混合物的喷射来冷却带材。沿着带材的移动方向，冷却过程至少包括来自扁平喷射器喷嘴排的喷射，接着是至少来自锥形喷射器喷嘴排的喷射，其中这些喷嘴排相对于带材的移动平面横向地布置。作为优选的，在带材的纵向部分上，在来自扁平喷射器喷嘴排的喷射之前，没有来自锥形喷射器喷嘴排的喷射。作为优选的，在带材的纵向部分上，在来自锥形喷射器喷嘴排的喷射之后，没有来自扁平喷射器喷嘴排的喷射。本专利技术包括在两个连续阶段中在800℃与500℃之间以超过1000℃/s对2mm厚的带材进行超快速冷却：首先，带材在第一排单流体扁平喷射器喷嘴(由处于大约10巴的高压水供给)的前面经过。这些扁平喷射器喷嘴精确而稳固地冲击带材，因此确保快速冷却。在这些喷嘴精确地命中带材(即在带材的表面的一小部分中)时，需要强水流来覆盖目标带材表面，并且因此需要水泵消耗高能量。一旦达到莱顿弗罗斯特温度，就更容易冷却带材。这就是为什么冷却通常在相同压力下利用单流体的锥形喷射器喷嘴继续进行。从这个中间温度开始锥形喷射器喷嘴是优选的，以确保带材的分布和水覆盖率得到改善。此外，锥形喷射器喷嘴在性能/水流方面更有效，特别是当带材处于温度较低时；它们帮助减少水流，并且因此降低由水泵消耗的能量。带材冷却速度可以以与扁平喷射器喷嘴和锥形喷射器喷嘴相同的冷却速率，沿着本专利技术的快速冷却部分保持恒定，或者它可以根据钢的类型和期望的机械性质而不同。一旦带材温度降至500℃或更低，则冷却至环境温度或期望的中间温度可以通过使用喷射气体和水的混合物的双流体喷嘴在带材上的喷射水雾来进行。这种冷却方法的组合确保了总体灵活性。对于需要超快速冷却的较薄带材，我们只需调整生产线的速度和/或在扁平喷射器和锥形喷射器单流体的喷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续金属带材处理生产线的快速冷却部分，所述快速冷却部分布置成使用喷嘴(2)利用液体(19)的喷射或气体和液体的混合物(20)的喷射来冷却所述带材(1)，所述喷嘴位于所述带材相对于其移动平面的每一侧上，其特征在于，沿着所述带材(F)的移动方向，所述冷却部分包括至少一排(6)扁平喷射器(16)喷嘴(11)，随后是至少一排(7)锥形喷射器(17)喷嘴(12)，其中喷嘴排(6，7)相对于所述带材的移动平面横向布置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.14 FR 16624211.一种连续金属带材处理生产线的快速冷却部分，所述快速冷却部分布置成使用喷嘴(2)利用液体(19)的喷射或气体和液体的混合物(20)的喷射来冷却所述带材(1)，所述喷嘴位于所述带材相对于其移动平面的每一侧上，其特征在于，沿着所述带材(F)的移动方向，所述冷却部分包括至少一排(6)扁平喷射器(16)喷嘴(11)，随后是至少一排(7)锥形喷射器(17)喷嘴(12)，其中喷嘴排(6，7)相对于所述带材的移动平面横向布置。2.根据权利要求1所述的快速冷却部分，其中，在所述带材的移动方向上，至少一排(6)扁平喷射器(16)喷嘴(11)是单流体的，至少一排(7)锥形喷射器(17)喷嘴(12)是单流体的，所述快速冷却部分还包括至少一排(8)双流体的喷射器(18)喷嘴(13)，接着是在带材(F)的移动方向上包括至少一排(7)锥形喷射器(17)喷嘴(12)，所述喷嘴(13)的排(8)相对于所述带材的移动平面横向定位，所述单流体的喷嘴(11,12)布置成在所述带材上喷射液体，并且所述双流体喷嘴(13)布置成在所述带材上喷射由气体和液体的混合物组成的雾。3.根据权利要求1或2所述的快速冷却部分，所述快速冷却部分布置成使得所述带材(1)从底部垂直移动到顶部，所述快速冷却部分在所述带...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·科德，E·马加多，M·劳登斯基，J·霍斯基，
申请(专利权)人：法孚斯坦因公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR