JP6875549B2 - 金属ストリップまたは金属薄板の冷却のための装置 - Google Patents
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Description
所定の合金元素の補充によって、強度の増大は達成される(固溶硬化(Mischkristallhaertung))。より高い転位密度を達成するために、圧延の間じゅう、それに加えて、仕上げ圧延ライン温度は降下され得る(転位硬化(Versetzungshaertung))。微少合金元素−例えばNb、V、または、Ti−の付加合金化によって析出が形成され、これら析出は、強度の増大を誘起する(析出硬化(Ausscheidungshaertung))。
前記で述べられたメカニズムは、但し、このことによって、製造される材料の靭性が不都合に影響されることの欠点を有している。それに対して、組織の微細な粒構造(細粒硬化(Feinkornhaertung))は、製造された鋼材料の強度特性、および、同時に靭性特性に対して、有利な影響を及ぼす。小さな粒径によって、鋼材料の強度特性と靭性特性とは、改善される。
図4は、従来の冷却ビームの概略的に簡略化された側面図を示しており、この冷却ビームにおいて、流出開口部の幾何学的形状が、搬送区間の幅にわたって、もしくは、この冷却ビームの長手方向軸線に沿って、一定に保持されている。
冷却率の増大によって、最終製品の粒径の減少は達成され、従って、冷却の強化でもって、比較的に高硬度の材料の製造が可能である。この関連において、最終製品の靭性特性が、微細なフェライト粒によって改善されることは補足的に指摘されるべきであり、このことは、コットレルペッチの関係(Cottrell−Petch−Beziehung)によって説明される。
水量の増大の際に、流入部とは反対の側(図4内において、画像領域内において左側に示された冷却ビームの端面側)における動圧は増大し、且つ、このことによって、金属ストリップまたは金属薄板の表面の方向における、噴射高さの無制限の形成を防止する。その結果として、図4内において概略的に簡略化されて図示されている三角形の噴射パターン形状を生じさせる。その際、流出開口部に対して隣接する水噴射流の高さは、それぞれに、導出される冷却液体の量に相応する。
流入部から離れる方向において(もしくは、画像領域内において左側で示された、冷却ビームの端面側の方向において)、これに伴って、冷却液体の導出される量が増大し、このことは、搬送区間の幅にわたっての不利な不均等な温度分布を誘起する。
それぞれに、それら絞り部に割り当てられた流出開口部の入口領域内における、該絞り部の配置は、
これら絞り部が、これら流出開口部に、流動技術的に前接続されていることを意味する。
その際、−前記で述べられているように−個々の小管体に、絞り部が、流動技術的に前接続されており、これら絞り部が、個々の流出開口部のために、それぞれに適合された流動断面積を規定することは、それに加えて行われ得る。
搬送区間に沿っての、金属ストリップのための単一の温度分布の調節のために、本発明に従い、横方向噴射装置が、個々の冷却グループの間に取り付けられていることは行われ得、その際、1つの横方向噴射装置を用いて、金属ストリップの上に存在する水が高い信頼性で除去される。このことによって、冷却液体、特に水が、巻き取り機内へと帯同もしくは走入可能であることは防止され、このことによって、この水による、金属ストリップの所望されない冷却が回避される。
この冷却率の増大は、フェライト粒径の減少を生起し、この減少が、他方また、製造された金属ストリップの強度特性の改善を結果として招く。
相応して、本願発明の使用、および、このことから結果として生じる、フェライト粒の微細化、および、これに伴って現れる強度増大によって、さもなければ、強度の増大のために投入されるであろう合金元素の割合分を、省略することは可能である。このことによって、同じ強度の金属ストリップまたは金属薄板を、先に述べたように、しかしながら、低いコストでもって生産することは可能である。このことは、特に、その鋼の種類の強度が、微少合金元素、Ti、V、および、Nbを用いて増大される、該鋼の種類において可能である。
この搬送区間12が、仕上げ圧延ラインの一部分であることは可能であり、この仕上げ圧延ラインの最後の圧延スタンドもしくは圧延機が、図2内において参照符号「1」によって指示されている。この圧延機1から、金属ストリップ14は、巻き取り機2の方向に、図2の図示内において従って左側から右側へと輸送される。
搬送区間12に沿って、複数の、いわゆる増強された冷却グループVKが、即ち、−金属ストリップ14の輸送方向T(図2を参照)に関して搬送区間12に沿って見て−、旧来の冷却グループKKの上流側および下流側に配置されている。搬送区間12の上で輸送される金属ストリップの温度の測定のために、これら冷却グループに隣接して、複数の温度計4が設けられている。
射出された冷却液体は、図1内において理想化されて、それぞれに垂直方向の線Fによって図案化されており、これら冷却液体が、金属ストリップ14に対して、この金属ストリップの上側および下側において衝突する。
図1内において、例示的に3つのそのような絞り部24が、拡大されて−且つ原理的に強度に簡略化されて−円内において示されている。この内で、これら絞り部24を通って、小管体22の前方の開口部26の方向に流動する冷却液体は、それぞれに弓形の矢印Fによって図案化されている。
例示的に図1内において3つの円内において示されているこれら絞り部24の比較は、これら絞り部24の流動断面積が、図1の図示平面内において右側から左側へと連続して逓減して形成されている、もしくは、より小さくなることを明瞭に示している。このようにして、個々の小管体22に、それぞれに適合された流動断面積が割り当てられている。
このことは、図1の噴射パターンによって具体的に説明されている。このことから、この金属ストリップの幅Bにわたって、即ち、この金属ストリップの上側と同様に下側においても、金属ストリップ14の均等な温度プロファイルが得られる。
そのように多い水量において、流出する冷却液体は、金属ストリップ14のストリップエッジ部もしくは縁部の上で、冷却のために付加的な無視することができない量を供給する。相応して、個々の流出開口部22にそれぞれに流動技術的に前接続されている絞り部24の流動断面積は、搬送区間12の幅Bにわたって、もしくは、冷却ビーム16の長手方向軸線に沿って、冷却液体の放物線状の分配が生起するように選択されている。
図1の実施形態においてと同じ方法において、その際、接続位置18に対して反対側の、冷却ビーム16の端面側に(図3の画像領域内において全く左側で)隣接する、流出開口部22のための絞り部24の流動断面積は、直接的に接続位置18に隣接する、流出開口部22のための絞り部24の流動断面積よりも小さい。このことは、冷却ビーム16のそれぞれの端面側における絞り部24が示されている、図3の両方の円の比較によって明確になる。
説明されているように、このことによって、接続位置18に対して直接的に隣接する、流出開口部22の領域内における動圧の不利な形成は、低減され得る。
冷却液体でもっての、これら高い特有の作用は、旧来の冷却グループKKとの比較において、少なくとも40%の冷却率の増大を許容する。その結果として、金属ストリップ14の温度を、−不変の輸送速度において−より短い時間内において、もしくは、短縮された道程区間内において、予め決定された温度に冷却すること、または、選択的に、金属ストリップ14の製造において、場合によってはより大きな輸送速度に調節することは可能である。
2 巻き取り機
4 温度計
10 装置
12 搬送区間
14 金属ストリップ/金属薄板
16 冷却ビーム
18 接続位置
20 供給管
22 流出開口部、小管体
24 絞り部
26 流出開口部22の前方の開口部
B 搬送区間12の幅
F 冷却液体
KK 旧来の冷却グループ
T (搬送区間12に沿っての金属ストリップ14の)輸送方向
VK 増強された冷却グループ
Claims (1)
- 搬送区間(12)の上で搬送される金属ストリップまたは金属薄板、または、圧延ラインの出側における熱間ストリップの冷却のための装置(10)であって、
この装置が、冷却ビーム(16)を備え、
これら冷却ビームが、向かい合って、それぞれに冷却されるべき前記金属ストリップまたは金属薄板(14)の上側および下側において配置されており、且つ、前記搬送区間(12)の幅(B)にわたって延在し、その際、これら冷却ビーム(16)が、それぞれに、これら冷却ビームの一方の端面側において1つの接続位置(18)を有し、この接続位置に、冷却液体(F)のための供給管(20)が接続可能であり、および、
前記装置が、複数の流出開口部(22)を備え、
これら流出開口部が、前記冷却ビーム(16)の長手方向軸線に沿って設けられており、その際、冷却液体(F)が、これら流出開口部(22)を通って冷却されるべき前記金属ストリップまたは金属薄板(14)の方向に導出可能である、
様式の上記装置において、
個々の前記流出開口部(22)が、それぞれに、小管体の様式で形成されており、これら小管体が、前記冷却ビーム(16)のケーシングに装着されていること、
冷却されるべき前記金属ストリップまたは金属薄板(14)の上側において配置されている前記冷却ビーム(16)の前記流出開口部(22)を通って、前記金属ストリップまたは金属薄板(14)に対して、この金属ストリップまたは金属薄板の上側において排出される、冷却液体(F)の特有の量が、100と200m3/(m2*h)との間の値であること、
冷却されるべき前記金属ストリップまたは金属薄板(14)の下側において配置されている前記冷却ビーム(16)の前記流出開口部(22)を通って、前記金属ストリップまたは金属薄板(14)に対して、この金属ストリップまたは金属薄板の下側において排出される、冷却液体(F)の特有の量が、100と200m3/(m2*h)との間の値であること、
冷却されるべき前記金属ストリップまたは金属薄板(14)の上側および下側において配置されている、それぞれの冷却ビーム(16)の個々の前記流出開口部(22)に、
それぞれに適合された流動断面積が、および、このために、割り当てられた前記流出開口部(22)の入口領域内において配置されているそれぞれに1つの絞り部(24)が、割り当てられていること、
その際、前記接続位置(18)に対して反対側の、前記冷却ビーム(16)の端面側に隣接する流出開口部(22)と割り当てられた前記絞り部(24)との流動断面積が、前記接続位置(18)に対して直接的に隣接する流出開口部(22)と割り当てられた前記絞り部(24)の流動断面積よりも小さく、
その際、前記絞り部(24)の前記流動断面積は、冷却液体(F)の分配が、前記搬送区間(12)の前記幅(B)にわたって放物線状であるように選択されていること、および、
冷却されるべき前記金属ストリップまたは金属薄板(14)の上側において配置されている前記冷却ビームと、冷却されるべき前記金属ストリップまたは金属薄板(14)の下側において配置されている前記冷却ビーム(16)とが、金属ストリップ(14)の長手方向軸線に関して、即ち、この金属ストリップの上方および下方に対称的に形成されていること、
を特徴とする装置(10)。
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