用于冷却金属带材或金属板材的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于冷却在输送部段(12)上输送的金属带材或金属板材、尤其在轧机机组的出口中的热轧带材的装置(10)和方法。为此，装置(10)包括至少一个冷却梁(16)，其在所述输送部段(12)的宽度(B)上延伸，其中，冷却梁(16)具有联接部位(18)和多个输出开口(22)，用于冷却液体(F)的供给管道(20)可与该联接部位联接，输出开口沿着冷却梁(16)的纵向轴线来设置，其中，可通过输出开口(22)朝待冷却的金属带材或金属板材(14)的方向施加冷却液体(F)。各个输出开口(22)配备有相应匹配的通流横截面，其中，相应的输出开口(22)的通流横截面沿着冷却梁(16)的纵向轴线沿远离联接部位(18)的方向逐渐减小地构造。

Devices and methods for cooling metal strips or plates

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于冷却金属带材或金属板材的装置和方法
本专利技术涉及根据权利要求1和4的前序部分的用于冷却在输送部段上输送的金属带材或金属板材的装置以及根据权利要求11、13和15的前序部分的相应的方法。
技术介绍
在制造钢材时，其机械特性可受到多种影响。通过添加确定的合金元素实现强度的提高(混合晶体硬化)。此外，在轧制期间，可降低精轧机组温度，以实现更高的位错密度(位错硬化)。通过添加微合金元素，例如Nb、V或Ti，形成析出物，其引起强度的提高(析出硬化)。然而，上面提到的机制具有的缺点是，由此不利地影响制成材料的韧性。相反，组织的细晶粒结构(细晶粒硬化)有利地影响制成的钢材的强度特性，并且同时积极地影响韧性特性。以小的晶粒尺寸改善钢材的强度和韧性特性。上文提到的添加在铸造轧制设备和热轧带材生产线的运行中已知的合金和/或微合金元素具有的缺点是，这种添加成本昂贵，并且附加地受到各种边界条件的限制。根据现有技术，在制造金属带材或金属板材时，已知设置成通过冷却梁冷却金属带材或金属板材，该冷却梁在输送部段的宽度上延伸，沿着输送部段运输金属带材或金属板材。图4示意性地示出了传统的冷却梁的简化的侧视图，在其中输出开口的几何结构在输送部段的宽度B上或者沿着冷却梁的纵向轴线保持恒定。在制造钢材时，(铁素体)晶粒尺寸的减小通常引起强度的增加，如霍尔-佩奇公式所述。据此，强度增加与晶粒尺寸成反比。通过提高冷却速率来实现减小最终产品的晶粒尺寸，从而可通过加强冷却来制造更高强度的材料。就此而言，应补充性地指出的是，最终产品的韧性特性通过更细的铁素体晶粒来改善，如科特雷尔-佩奇公式所述。如果为了减小晶粒尺寸的目的而提高从冷却梁投送到金属带材或金属板材上的水量，在根据图4的传统的冷却梁中，由于水流的流动技术上的变化，出现在输送部段的宽度B上的不均匀的加载。在提高水量时，在与流入部相反的一侧(在图4中在冷却梁的在图形区域中左边示出的端侧)的背压上升，并且由此防止在朝向金属带材或金属板材的表面的方向上不受限地形成喷射高度。因此出现在图4中示意性地简化地示出的三角形的喷射图形形状。在此，相邻于输出开口的水射流的高度相应于施加的冷却液体的量。因此，沿远离流入部的方向(更确切地说，沿冷却梁的在图形区域中左边示出的端侧的方向)，冷却液体的施加的量上升，这导致在输送部段的宽度B上的不利的不均匀的温度分布。
技术实现思路
相应地，本专利技术的目的在于，在制造金属带材或金属板材时以简单的器件优化冷却，以便由此实现金属材料的更好的机械特性。上述目的通过具有在权利要求1中和在权利要求4中限定的特征的装置以及通过根据权利要求11、13和15的方法来实现。在从属权利要求中限定了本专利技术的有利的改进方案。根据本专利技术的装置用于冷却金属带材或金属板材，并且尤其用于在轧机机组的出口中冷却热轧带材，其在例如铸造轧制设备或热轧带材生产线中进行制造时在输送部段上输送。装置包括至少一个冷却梁，其在输送部段的宽度上延伸，其中，冷却梁具有联接部位，用于输送冷却液体的供给管道可与该联接部位联接。装置还包括多个输出开口，它们沿着冷却梁的纵向轴线来设置，其中，可通过输出开口朝待冷却的金属带材或金属板材的方向施加冷却液体。冷却梁的各个输出开口配备有相应匹配的通流横截面，其中，相应的输出开口的通流横截面沿着冷却梁的纵向轴线沿远离用于冷却液体的联接部位的方向或者供给管道连续逐渐减小地构造。因此出现冷却液体在输送部段的宽度上或沿着冷却梁的纵向轴线的线性均匀的分布。为了简化下面的讨论，要指出的是，通过本专利技术冷却的金属带材或金属板材始终仅仅被称为金属带材，其中，可能的金属板材也相同地用这个名称来表示。同样地，本专利技术提出了一种用于冷却在输送部段上输送的金属带材、尤其在轧机机组的出口中冷却热轧带材的方法，其中，通过至少一个冷却梁的输出开口朝金属带材的方向投送或喷射冷却液体，该冷却梁在输送部段的宽度上延伸并且布置在金属带材的上侧。在此，将冷却液体以在40和150m3/(m2*h)之间的特定的量在金属带材的上侧投送到金属带材的表面上，其中，冷却液体在输送部段的宽度上的分布是线性均匀的。替代地或补充地可针对根据本专利技术的方法规定，至少一个冷却梁布置在金属带材的下侧，并且在此在输送部段的宽度上延伸，其中，针对这种情况，将冷却液体以在40和200m3/(m2*h)之间的特定的量在金属带材的下侧投送到金属带材的表面上，并且在此冷却液体在输送部段的宽度上的分布是线性均匀的。本专利技术基于的主要认识是，冷却液体在每个输出开口的流出部处的流量通过相应配属的通流横截面与输送部段的宽度相匹配，使得金属带材在输送部段的宽度上被冷却液体均匀加载。基于此，可提高投送到金属带材上的冷却液体的量，其中，冷却液体在输送部段的宽度上的线性均匀的分布和因此金属带材在其宽度上的均匀的温度分布得到保持。该有利的效果还尤其在通过冷却梁的输出开口投送的冷却液体的高的特定的量的情况下出现。因为各个输出开口相应配备有匹配的通流横截面，其沿着冷却梁的纵向轴线沿远离用于供给管道的联接部位的方向连续逐渐减小地构造，通过该供给管道为冷却梁输送冷却液体，可防止在所述联接部位处在冷却梁内的背压增加。通过提高用冷却液体对金属带材的特定的加载和由此引起的冷却效果的强化，在输送部段的宽度上的均匀的温度分布的情况下，可由于(铁素体)晶粒尺寸的减小而实现改善制成的金属带材的机械特性。相应地，使得制成的金属带材的强度以及韧性提高。在有利的改进方案中，可针对根据本专利技术的装置规定，至少一个冷却梁布置在待冷却的金属带材的上侧。在此，此时通过冷却梁的输出开口在金属带材的上侧投送到金属带材上的冷却液体的特定的量在40和150m3/(m2*h)之间。对此替代地或补充地可规定，在待冷却的金属带材的下侧布置至少一个冷却梁，其中，此时通过冷却梁的输出开口在金属带材的下侧投送到金属带材上的冷却液体的特定的量在40和200m3/(m2*h)之间。通过上面提到的在金属带材的上侧和下侧对金属带材特定加载的值有利地改善制成的金属带材的平坦度。本专利技术的具有独立意义的另一设计方案提出了用于冷却在输送部段上输送的金属带材的装置和相应的方法，其中，通过至少一个冷却梁的输出开口朝金属带材的方向投送冷却液体，该冷却梁在输送部段的宽度上延伸并且布置在金属带材的上侧和/或下侧。在此，冷却液体以在100和200m3/(m2*h)之间的特定的量投送到金属带材的表面上，其中，冷却液体在输送部段的宽度上的分布是抛物线形的。冷却液体在输送部段的宽度上的这种抛物线形的量分布考虑到以下情况：在提到的冷却液体的高的特定的量的情况下，在金属带材的带材边缘处由于在此流出的冷却液体出现附加的不可忽略的量用于冷却。因此，可通过抛物线形的量分布有效地防止在金属带材的边缘或边沿处出现呈过冷却的形式的不均匀的冷却，该量分布设置成在输送部段或金属带材的边缘处比在输送部段的中部有更小的量的冷却液体。为此，针对根据本专利技术的装置规定，各个输出开口配备有相应匹配的通流横截面，其中，毗邻于冷却梁的与用于冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于冷却在输送部段(12)上输送的金属带材或金属板材、尤其是在轧机机组的出口中的热轧带材的装置(10)，该装置包括：/n至少一个冷却梁(16)，其在所述输送部段(12)的宽度(B)上延伸，其中，所述冷却梁(16)具有联接部位(18)，用于冷却液体(F)的供给管道(20)能与该联接部位联接；和/n多个输出开口(22)，它们沿着所述冷却梁(16)的纵向轴线设置，其中，能通过所述输出开口(22)朝待冷却的金属带材或金属板材(14)的方向施加冷却液体(F)，/n其特征在于，各个输出开口(22)配备有相应匹配的通流横截面，其中，相应的输出开口(22)的通流横截面沿着所述冷却梁(16)的纵向轴线沿远离所述联接部位(18)的方向连续逐渐减小地构造，使得冷却液体(F)在所述输送部段(12)的宽度(B)上的分布是线性均匀的。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170418 DE 102017206540.01.一种用于冷却在输送部段(12)上输送的金属带材或金属板材、尤其是在轧机机组的出口中的热轧带材的装置(10)，该装置包括：
至少一个冷却梁(16)，其在所述输送部段(12)的宽度(B)上延伸，其中，所述冷却梁(16)具有联接部位(18)，用于冷却液体(F)的供给管道(20)能与该联接部位联接；和
多个输出开口(22)，它们沿着所述冷却梁(16)的纵向轴线设置，其中，能通过所述输出开口(22)朝待冷却的金属带材或金属板材(14)的方向施加冷却液体(F)，
其特征在于，各个输出开口(22)配备有相应匹配的通流横截面，其中，相应的输出开口(22)的通流横截面沿着所述冷却梁(16)的纵向轴线沿远离所述联接部位(18)的方向连续逐渐减小地构造，使得冷却液体(F)在所述输送部段(12)的宽度(B)上的分布是线性均匀的。


2.根据权利要求1所述的装置(10)，其特征在于，至少一个冷却梁(16)布置在待冷却的金属带材或金属板材(14)的上侧，其中，通过所述冷却梁(16)的输出开口(22)在所述金属带材或金属板材的上侧投送到所述金属带材或金属板材(14)上的冷却液体(F)的特定的量在40和150m3/(m2*h)之间。


3.根据权利要求1或2所述的装置(10)，其特征在于，至少一个冷却梁(16)布置在待冷却的金属带材或金属板材(14)的下侧，其中，通过所述冷却梁(16)的输出开口(22)在所述的金属带材或金属板材下侧投送到所述金属带材或金属板材(14)上的冷却液体(F)的特定的量在40和200m3/(m2*h)之间。


4.一种用于冷却在输送部段(12)上输送的金属带材或金属板材、尤其是在轧机机组的出口中的热轧带材的装置(10)，该装置包括：
至少一个冷却梁(16)，其在所述输送部段(12)的宽度(B)上延伸，其中，所述冷却梁(16)具有联接部位(18)，用于冷却液体(F)的供给管道(20)能与该联接部位联接；和
多个输出开口(22)，它们沿着所述冷却梁(16)的纵向轴线设置，其中，能通过所述输出开口(22)朝待冷却的金属带材或金属板材(14)的方向施加冷却液体(F)，
其特征在于，各个输出开口(22)配备有相应匹配的通流横截面，其中，和所述冷却梁(16)的与所述联接部位(18)相反的端侧毗邻的输出开口(22)的通流横截面小于毗邻于所述联接部位(18)的输出开口(22)的通流横截面，其中，冷却液体(F)在所述输送部段(2)的宽度(B)上的分布是抛物线形的。


5.根据权利要求4所述的装置(10)，其特征在于，至少一个冷却梁(16)布置在待冷却的金属带材或金属板材(14)的上侧，其中，通过所述冷却梁(16)的输出开口(22)在所述金属带材或金属板材的上侧投送到所述金属带材或金属板材(14)上的冷却液体(F)的特定的量在100和200m3/(m2*h)之间。


6.根据权利要求4或5所述的装置(10)，其特征在于，至少一个冷却梁(16)布置在待冷却的金属带材或金属板材(14)的下侧，其中，通过所述冷却梁(16)的输出开口(22)在金属带材或金属板材的下侧投送到所述金属带材或金属板材(14)上的冷却液体(F)的特定的量在100和200m3/(m2*h)之间。


7.根据上述权利要求中任一项所述的装置(10)，其特征在于，各个输出开口(22)分别配备有一节流部(24)，优选地，所述节流部(24)相应布置在所配...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·哈塞尔，T·黑曼，HJ·奥德欣肯，H·贝格，J·阿尔肯，
申请(专利权)人：SMS集团有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE