CN101233246B - 用于冷却金属带材的装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于冷却金属带材(1)的装置，所述装置包括至少两个相对于沿其纵向方向连续输送的金属带材(1)相对置的喷嘴区域，所述喷嘴区域包括对准相应带材表面的、连接到用于冷却气体的风箱(3)上的喷嘴，并且所述装置还包括在喷嘴之间设置的流动通道(5)，用于从喷嘴排出在带材表面上转向的冷却气流。为了提供有利的冷却条件，按照本发明建议，所述喷嘴成组地组成以侧向间距相互平行并排的喷嘴条(4)，上述喷嘴条包括于风箱连接的气体通道(6)，该气体通道具有对准相应的带材表面处的、在喷嘴条(4)的整个长度上分布的喷嘴口，并且用于排出冷却气流的流体通道(5)设置在横向于风箱(3)延伸的喷嘴条(4)之间。

Description

用于冷却金属带材的装置

技术领域

本发明涉及用于冷却金属带材的装置，所述装置包括至少两个相对于在其纵向方向上连续输送的金属带材彼此相对设置的喷嘴区域，所述喷嘴区域包括若干对准相应带材表面的、连接到用于冷却气体的风箱上的喷嘴，并且所述装置还包括在各喷嘴之间设置的流动通道，用于排出来自喷嘴的在带材的表面上转向在冷却气流。

背景技术

为了抑止在尤其是由钢制成的金属带材热处理之后形成不希望的组织构造或沉淀，这些金属带材必须很快冷却，所述快速冷却借助于保护气体通常是氢气和氮气的混合物进行，以便避免在带材表面的区域中产生氧化反应。为了达到所要求的冷却梯度，所述冷却梯度对于带材厚度为1 mm的钢带材来说，根据合金组分在50℃/S至高达150℃/S之间，冷却气体必需以高的速度对着带材的表面吹，并且必需再从该处排出。为此，已知(EP 1029 933 B1)提供在金属带材的两侧上朝其纵向方向上延伸的、以侧向间距相互并排的风箱，所述风箱包括对准相应的带材表面的、横向于带材的纵向方向延伸的扁平喷嘴。各风箱的在带材纵向上以间距依次并排的扁平喷嘴与连续的喷嘴排相互补充，上述连续的喷嘴排横向于带材的纵向方向延伸。因此从扁平的喷嘴中流出并在带材的表面上转向的冷却气体可以在各排喷嘴之间排出。除了下述事实即与扁平喷嘴相比，在用圆形喷嘴构成的喷嘴区域情况下，一般能达到用冷却气体更均匀地施加在带材表面上，在这种已知设备中是通过风箱穿过各喷嘴排之间所得到的流动通道，这导致不均匀的流出条件，所述不均匀的流出条件伴随的风险是，由于不均匀冷却而出现带材扭曲变形，其需要随后将金属带材矫直。

发明内容

因此，本发明的目的是，提供一种用于冷却上述类型带材的装置，以便可以保证在高冷却梯度情况下均匀地冷却金属带材，而没有任何带材扭曲变形的风险。

按本发明的冷却金属带材的装置，包括至少两个相对于在其纵向方向上连续输送的金属带材彼此对置的喷嘴区域，所述喷嘴区域包括指向相应的带材表面的、连接到用于冷却气体的风箱上的喷嘴，并且该装置还包括设置在各喷嘴之间的流动通道，用于排出从喷嘴出来的在带材表面上转向的冷却气流，其特征在于，各喷嘴成组地组合成以侧向距离平行相互并排的喷嘴条，所述喷嘴条包括与风箱连接的气体通道，所述气体通道具有指向相应的带材表面的、在喷嘴条的长度上分布的喷嘴口，并且用于排出冷却气流的流动通道设置在横向于风箱延伸的喷嘴条之间。

本发明通过以下措施达到所提出的目的，亦即将喷嘴成组地组合成以侧向间距相互平行并排的喷嘴条，所述喷嘴条包括与风箱连接的气体通道，所述气体通道具有对准相应的带材表面并在喷嘴条的长度上分布的喷嘴口，并且用于排出冷却气流的流动通道设置在横向于风箱延伸的喷嘴条之间。

通过使用形成用于冷却气体的气体通道的喷嘴条，可以以简单的方式设置带圆形喷嘴的喷嘴区域，所述喷嘴区域通过在喷嘴条中设置的且在喷嘴条的长度上分布的喷嘴口得到。由于依次并排的喷嘴条之间的距离保证有利的排出在带材表面上转向的冷却气流，所述冷却气流可以以较低压力损失穿过喷嘴条之间的流动通道的被吸出。由于圆形喷嘴和排出在喷嘴条之间的在带材表面上转向的冷却气流，可以对金属带材保持有利的冷却条件，因此可以保证金属带材的均匀冷却，而没有任何扭曲变形的风险。

为了消除风箱对排出冷却气体的不利影响，喷嘴条可以在它们的端侧的其中一个上与风箱连接。在这种情况下，风箱位于在冷却气体流动离开喷嘴条之间的流动区域之外。也可以将喷嘴条在它们纵向中心连接到风箱上，这使得在保持喷嘴距离超出相互并排的喷嘴条的情况下喷嘴条沿其纵向的相互并排更容易。为了保证在喷嘴条内可以保持均匀的冷却气体流到各个喷嘴口，各喷嘴条的流动横截面可以从与相应风箱的连接处向其端部逐渐缩小。

为了产生特别有利的构造条件，也可以设定，分别设有两彼此位错间距的喷嘴排的喷嘴条在两个具有拱出部的纵向壁部分之间形成喷嘴，上述拱出部与相应的喷嘴通道相补充，并且在边缘部分中拱出部之间相互邻接的纵向壁部分形成交替地相互连接两个喷嘴排的喷嘴的隔板，其中纵向壁部分与气体通道的纵向壁分开延伸。因为根据这种措施仅纵向壁部分的纵向边缘的端面对准带材的表面，并且纵向壁部分在各个喷嘴之间在边缘部分中相互邻接，从而在相互邻接的边缘部分的区域内得到与带材表面垂直延伸的隔板，所述隔板交替地连接两排喷嘴的各喷嘴，在圆喷嘴的情况下将在带材表面上向所有侧面均匀地转向的冷却气流在喷嘴条的区域中通过隔板用一种对流动有利的方式分成两个分流体，上述两个分流体通过在喷嘴条之间的流动通道排出。从相互邻接的边缘部分向气体通道的纵向壁分开延伸的纵向壁部分为了用于冷却气流的回流形成导向面，所述冷却气流沿着转向的冷却气流流动到在喷嘴条之间的流动通道，并且形成有利于流出的减小的涡流。

各喷嘴自身不是由喷嘴口形成，而是附加地由喷嘴通道形成，所述喷嘴通道分别在每个喷嘴条的两个纵向壁部分的成对相互对置的拱出部之间得到。由此保证通过用于冷却气体的确定喷嘴通道的对准的流出方向与喷嘴区域中喷嘴条的横截面走向无关，尤其是隔板的在喷嘴轴的方向上测量的高度至少与平均的喷嘴直径相对应时更是如此，因为在这种情况下各喷嘴通道具有与它们的平均直径相对应的最小长度，所述隔板通过喷嘴条的相互邻接的纵向壁部分形成。

因为隔板使每个喷嘴条的两个喷嘴排的喷嘴交替地相互连接，在穿过直接相互连接的喷嘴的轴线的隔板走向的情况下，纵向壁部分的拱出部相应地在背向另一喷嘴的外部比其在面向另一喷嘴排的拱出部的内侧更大地凸出，这样当压制拱出部时，会导致纵向壁部分在外侧和内侧的不同载荷。为了避免与此相关的缺点，可以把在各个喷嘴区域中的形成喷嘴的纵向壁部分之间的对接表面设置在喷嘴的沿喷嘴条的纵向方向上延伸的直径平面中，以便相对于喷嘴条的两个纵向壁部分的拱出部得到对称的条件，上述拱出部是成对彼此相对置的。

附图说明

在附图中示例地示出本发明的主题，其中：

图1示出按照本发明的用于冷却金属带材的装置的简化的纵向剖视图；

图2示出该装置沿着图1中线II-II的剖视图；

图3示出沿着图1中线III-III的剖视图；

图4示出在按照本发明所述的装置的实施例变型与按照图1相应的示图；

图5示出沿着图4的线V-V的剖视图；

图6以示意侧视图示出按照本发明的装置的另一实施例的喷嘴条；

图7用放大的比例示出按照图6的喷嘴条在形成喷嘴条的纵向壁部分的区域中的局部侧视图；

图8示出按照图7所述的喷嘴条的顶视图；和

图9示出沿着图8的线IX-IX的剖视图。

具体实施方式

按照图1-3，所示出的用于金属带材1的冷却装置包括外壳2，待冷却的金属带材1穿过上述外壳2朝进料方向s连续地输送。在金属带材1的两上设置若干用于冷却空气例如体积百分比为95％氮气和体积百分比为5％氢气的气体混合物的风箱3。喷嘴条4连接到上述风箱3上，所述喷嘴条相互平行地并排延伸，并在它们之间形成流动通道5。喷嘴条4本身以横截面是矩形的气体通道6构成，所述气体通道6，其从风箱3开始逐渐缩小，并在面向金属带材1的一侧上具有圆形喷嘴口。各喷嘴口分布在连接到相应风箱3上喷嘴条4的长度上并成一排地设置，以便得到一喷嘴区域，上述喷嘴区域具有均匀地分布在金属带材1的表面部分上的圆形射束喷嘴，如尤其是图2中可看出。相邻喷嘴条4的喷嘴口相互位错间隙。

从喷嘴口对着带材表面流出的冷却气流在带材的表面上转向，并通过在喷嘴条材4之间的流动通道5从金属带材1中排出，如图3中的流动箭头所表示的。因为外壳2为了排出冷却气流形成一个收集室，可以通过排放喷嘴8将冷却气体从外壳2中导出。按照实施例，喷嘴条4在带材1的纵向方向上亦即在进给方向s上延伸，这还允许形成具有在喷嘴条的长度上不同的流动横截面的喷嘴7，而不必担心带材的任何不均匀的冷却，因为各喷嘴条4彼此相同，所以保证冷却的气体横向于带材的纵向方向的均匀的流动分布。此外，当边界侧上的喷嘴条4被相关的风箱3堵住时，冷却装置4可以用简单方式调节到不同的带材宽度，以便不再对金属带材1的宽度外部的这些喷嘴条4供应冷却气体。各喷嘴条4在金属带材1的纵向方向上的对准不是强制性的。

按照图4和5所述的实施例与按照图1-3所述的实施例显著不同的仅是各喷嘴条4的形状，上述各喷嘴条4是在它们的纵向中心上连接到风箱3上。因此各喷嘴条4的气体通道6延伸到相关的风箱3的两侧，此外得到朝向气体通道6的两端的缩小部，以便达到均匀供应喷嘴口。如图5可以看出，每个喷嘴条4都设置两排喷嘴口，同时两排喷嘴口相互位错。利用喷嘴口这样的排列可以使用相同喷嘴条4，这简化了生产。

按照图6-9所述的实施例，喷嘴区域由若干均匀分布在金属带材1的表面部分上的喷嘴通道9形成。按照图9，从喷嘴管道9对着带材表面流出的冷却气流再在带材1的表面上转向，并通过各喷嘴条4之间的流动通道5从金属带材1中排出，如流动箭头所表示的。

每个喷嘴条4的各个喷嘴7是在喷嘴条4的两个纵向壁部分10之间形成。这些纵向壁部分10都设有拱出部11，所述拱出部11彼此成对地相互对置且与喷嘴通道9相补充，并且在各拱出部之间，各纵向壁部分10在边缘部分中相互邻接，并且形成交替相互连接两个喷嘴排的各喷嘴7的隔板12，如尤其是在图8中所示。各纵向壁部分10在形成用于回流到流动通道中的冷却气流的导向表面13从上述隔板12相互分开地延伸到喷嘴条4的气体通道6的纵向壁14。因此隔板12将每个喷嘴条4的区域中在带材表面上转向的冷却气流分成两个分气流，并按照图9的示图将它们向喷嘴条4的两侧导出，对转向的冷却气流的回流提供了有利的流动条件。由于相对于气体通道6相互分开的纵向壁部分10，在各个喷嘴通道9的流入区域中产生不对称性，所述不对称性对从喷嘴7流出的冷却气流的对准可能有不利的影响。为了排除这种不利的影响，喷嘴通道9可以有一最小长度，所述最小长度相当于它们的平均直径。

图8示出，在喷嘴7的区域中纵向壁部分10之间的对接表面15位于喷嘴通道9的各喷嘴条4的纵向方向上延伸的直径平面中。这构成用于均匀形成彼此相对地成对设置的拱出部11的有利先决条件，，并因此在压印拱出部11时更均匀的加载两个纵向壁部分10。

Claims (7)

1.一种用于冷却金属带材(1)的装置，包括至少两个相对于在其纵向方向上连续输送的金属带材(1)彼此对置的喷嘴区域，所述喷嘴区域包括指向相应的带材表面的、连接到用于冷却气体的风箱(3)上的喷嘴，并且该装置还包括设置在各喷嘴之间的流动通道(5)，用于排出从喷嘴出来的在带材表面上转向的冷却气流，其特征在于，各喷嘴成组地组合成以侧向距离平行相互并排的喷嘴条(4)，所述喷嘴条包括与风箱(3)连接的气体通道(6)，所述气体通道具有指向相应的带材表面的、在喷嘴条(4)的长度上分布的喷嘴口，并且用于排出冷却气流的流动通道(5)设置在横向于风箱(3)延伸的喷嘴条(4)之间。

2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，各喷嘴条(4)在其端侧的其中一个上与风箱(3)连接。

3.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，各喷嘴条(4)在其纵向中心处与风箱(3)连接。

4.按照权利要求1-3之一所述的装置，其特征在于，各喷嘴条(4)的流动横截面从与各风箱的连接处向喷嘴条的端部方向缩小。

5.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，各设有彼此位错间隙的两喷嘴排的喷嘴条(4)在两个纵向壁部分(10)之间形成若干喷嘴(7)，上述纵向壁部分具有与各喷嘴通道(9)相互补充的拱出部(11)，并且在各拱出部(11)之间，各纵向壁部分(10)在边缘部分中相互邻接并且形成交替相互连接两个喷嘴排的各喷嘴(7)的隔板(12)，其中纵向壁部分(10)与气体通道(6)的纵向壁(14)分开地延伸。

6.按照权利要求5所述的装置，其特征在于，通过喷嘴条(4)的相互邻接的纵向壁部分(10)形成的隔板(12)在喷嘴轴的方向上测量的高度至少相当于平均的喷嘴直径。

7.按照权利要求5或6所述的装置，其特征在于，在形成喷嘴(7)的纵向壁部分(10)之间的对接表面(15)在各个喷嘴(7)的区域中位于喷嘴(7)的沿喷嘴条(4)的纵向方向延伸的直径平面内。

Images