KR101578987B1

KR101578987B1 - 이동 금속 스트립으로부터 냉각제 액체를 제거하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101578987B1
Application number: KR1020137027113A
Authority: KR
Inventors: 레장 르메이; 앤드류 호비스; 하인즈 베커; 데이비드 가엔스바우어
Original assignee: 노벨리스 인코퍼레이티드
Priority date: 2011-03-18
Filing date: 2012-03-13
Publication date: 2015-12-18
Also published as: EP2697004A4; BR112013023804B1; US20120235331A1; JP5801909B2; JP2014508045A; US8961864B2; BR112013023804A2; EP2697004B1; WO2012126107A1; KR20140010443A; EP2697004A1

Abstract

본 발명의 예시적인 실시예들은 대체적으로 수평 방식으로 진행되고 있는 금속 스트립을 냉각하는 방법 및 장치를 포함한다. 방법은 냉각제 액체를 아래로부터 스트립의 전체 폭을 가로질러 스트립의 하부 표면 상으로 전달하는 단계, 냉각제 액체가 스트립의 상부 표면과 접촉하는 것을 방지하는 단계, 및 선택적으로 하부 표면으로부터 냉각제 액체를 나중에 제거하는 단계를 포함한다. 냉각제 액체는 가스 지향 채널을 스트립의 하나 또는 바람직하게는 양 측방 에지들에 인접한 스트립의 상부 표면보다 바로 위에 형성하고 가스를 채널을 통해서 대체적으로 스트립의 중심으로부터 떨어져 있는 방향으로 하나 또는 양 측방 에지들을 향해 들어가게 함으로써 상부 표면과 접촉하는 것으로부터 방지되어 냉각제 액체를 스트립의 상부 표면으로부터 멀리 편향시킨다. 장치는 이 단계들을 수행하는 수단을 제공한다.

Description

이동 금속 스트립으로부터 냉각제 액체를 제거하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR REMOVING COOLANT LIQUID FROM MOVING METAL STRIP}

본 발명은 연속 라인으로 진행하는 금속 스트립에 액체 냉각제를 적용하고, 그 다음 금속 스트립으로부터 냉각제를 제거하는 방법들 및 장치에 관한 것이다. 바람직하게는, 배타적이지 않을지라도, 본 발명은 단일 스탠드 및 멀티 스탠드 냉간 압연기들 내의 금속 스트립의 냉각에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 알루미늄 스트립과 같은 금속 스트립의 액체 냉각을 위한 방법들 및 장치에 관한 것이다.

알루미늄 스트립(알루미늄계 합금들뿐만 아니라 순수 알루미늄 금속을 지칭하는 본 명세서에 사용되는 "알루미늄"이라는 용어)과 같은 금속 시트의 처리에 있어, 이러한 금속 시트는 종종 추가 처리 또는 코일링이 발생하기 전에, 냉각제 액체(예를 들어 물)의 적용에 의해 냉각되고 그 후에 냉각제 액체의 제거가 이어진다. 예를 들어, 코팅된 금속 시트는 코팅 래커(coating lacquer)의 층의 도포 및 열 경화 후에 냉각될 수 있거나, 또는 열간 압연된 알루미늄 스트립은 그것이 열간 압연 라인의 단부에서 또는 분리 코일-투-코일(coil-to-coil) 동작에서 코일링되기 전에 냉각될 수 있다. 그러한 경우들에서, 냉각제 액체는 종종 금속 시트의 일측에만 적용되고, 접촉이 손상(예를 들어 코팅 층에) 또는 바람직하지 않은 마킹 또는 스테이닝(staining)을 야기하면 시트의 타측과 냉각제 액체의 접촉을 회피하기 위해 단계들이 취해질 수 있다.

그러한 냉각이 수행되는 다른 중요한 상황은 전형적으로 상부 및 하부 작업 롤들(스트립이 통과되는 사이) 및 상부 및 하부 작업 롤들보다 각각 위 및 아래의(및 접촉함) 상부 및 하부 백업 롤들을 각각 포함하는 동일(one) 또는 직렬(tandem) 연속의 롤 스탠드들 내의 냉간 가공에 의한 금속(특히 알루미늄) 스트립의 두께의 감소 동안이다. 두께가 감소될 스트립은 냉간 압연 라인의 상류 단부에서 코일로부터 페이아웃되고(paid out), 롤 스탠드 또는 스탠드들을 통과한 후에, 냉간 압연 동작이 본래 연속적이므로, 라인의 하류 단부에서 코일에 감긴다. 불가피하게, 스트립의 냉간 가공은 그것이 각각의 롤 스탠드의 닙(nip)을 통과할 때 스트립 온도의 일부 상승을 동반한다. 단일 스탠드 밀에서, 이러한 온도 상승은 통상적으로 스트립이 실온 부근의 밀에 진입하면 문제가 되지 않는다. 그러나, 멀티 스탠드 탠덤 밀(tandem mill)에서, 수개의 롤 스탠드들에서 스트립 온도의 증가들이 누적되며, 그 결과 밀로부터의 스트립의 중간 및/또는 출구 온도는 심지어 실온의 진입에 따라 허용가능 제한들을 초과할 수 있다. 예를 들어, 3개의 스탠드 밀의 컴퓨터 모델 분석은 주로 특정 합금이 압연되는 것, 스트립이 밀에서 겪게 되는 감소들의 정도, 및 압연 조건들에 따라, 스트립 출구 온도가 300℃만큼 높은 값에 근접할 수 있는 것을 나타낸다. 다른 한편, 스트립 파손들의 회피와 같은 프로세스 신뢰성과 관련된 고려 사항들, 및 제품 성능과 관련된 야금 및 기계적 고려 사항들은 전형적인 제한 값이 150℃ 주위에 있는 상태에서, 냉간 압연 알루미늄 스트립의 출구 또는 코일링 온도가 제품에 따라 100℃와 180℃ 사이에서 통상 유지되는 것을 필요로 한다. 더욱이, 일부 제품들의 경우, 냉간 압연 스트립의 코일링 온도를 최대 효율을 위한 어떤 미리 결정된 범위 내에서 제어하고 후속 프로세스 단계들에서 이득을 얻는 것이 매우 유리할 것이다.

동시에, 냉간 압연 스트립이 냉각될 때, 냉각 동작은 제품 품질의 다른 측면들에 나쁜 영향을 미치지 않는 것은 중요하다. 예를 들어, 물이 비용 및 유효성의 관점에서 바람직한 액체 냉각제일지라도, 물의 존재는 압연 윤활유의 성능을 롤 스탠드들에서 손상시킬 수 있고, 스트립이 알루미늄 또는 다른 물-착색가능 금속이면, 감긴 코일 내의 잔류는 허용불가능한 표면 착색을 야기할 수 있다.

1997년 12월 30일에 Sivilotti 등에게 발행된 미국 특허 제5,701,775호는 이 문제들을 처리하며, 액체 냉각제의 상향 제트들을 스트립의 하부 표면에만 적용함으로써 수평 진행 금속 스트립들을 냉각하고 그 후에 리퀴드 나이프들(liquid knives)을 스트립의 하부 표면에 대해 지향시킴으로써 하부 표면으로부터 냉각제를 제거하는 방법 및 장치를 제공한다. 각종 상이한 폭들의 금속 스트립들을 압연하기 위해 임의의 주어진 냉간 압연기가 통상 상이한 시간들에 이용되는 것을 인식하면, 측방 이동가능 중첩 금속 셔터들의 어레이들은 압연 동작을 받는 특정 스트립의 측방 에지들을 넘어 위치되는 냉각제의 상향 제트들을 편향시키는 스트립 경로의 각각의 측면을 따라 및 각각의 측면보다 약간 아래에 제공되었다. 그럼으로써 셔터들은 냉각 제트들이 스트립의 상부 표면 상에 튀기고 앞에 명시된 바와 같은 문제들을 야기하는 것을 방지한다.

이러한 특허된 해법이 꽤 효과적일지라도, 경험은 일부 냉각제가 여전히 셔터들을 우회하고 스트립의 상부 표면과 접촉할 수 있었던 것을 나타냈다. 이것을 방지하기 위해, 스트립에 가장 가까운 이동가능 셔터들의 상부 측면 상에 장착되는 수직 브러시들을 제공하는 것이 일반적이었다. 스트립이 진행할 때, 브러시들은 에지들에서 스트립의 하면에 대해 밀어올려지고 약간, 및 때때로 심하게 압축 하에 넓어짐으로써, 셔터들과 스트립의 에지들 사이의 임의의 갭을 폐쇄시켜 액체의 침투를 방지한다. 그러나, 이 해법은 또한 특히 스트립의 폭이 상이한 세로 위치들에서 다소 변하면 브러시들을 스트립의 에지들에 정확히 위치시키는 것이 항상 가능하지 않다는 점에서 그의 문제들을 갖는다. 이것은 액체 냉각제가 스트립의 상부 표면 상에 확장되는 것을 허용할 수 있으며 및/또는 불균일한 냉각을 스트립의 에지에서 야기할 수 있음으로써, 에지 왜곡(예를 들어 에지들에서 스트립의 주름(wrinkling) 또는 좌굴(buckling))을 발생시킨다. 그러므로, 방법 및 장치의 추가 개선들을 위한 요구가 존재한다.

본 발명의 예시적인 실시예는 금속 스트립을 냉각하는 방법을 제공한다. 방법은 측방 에지들을 갖는 금속 스트립을, 스트립 진행 방향으로 대체로 수평으로 연속 진행시키는 단계, 냉각제 액체를 아래로부터 스트립의 전체 폭을 가로질러 금속 스트립의 하부 표면 상으로 전달하는 단계, 냉각제 액체가 금속 스트립의 상부 표면과 접촉하는 것을 방지하는 단계, 및 선택적으로 그 다음에 스트립의 상기 하부 표면으로부터 상기 냉각제 액체를 제거하는 단계를 포함한다. 냉각제 액체는 가스 지향 채널을 그의 측방 에지들 중 적어도 하나에 인접한 금속 스트립의 상부 표면 바로 위에 형성하고 가스를 채널을 통해서 대체적으로 스트립의 중심으로부터 떨어져 있는 방향으로 적어도 하나의 측방 에지를 향해 들어가게 함으로써 금속 스트립의 상부 표면과 접촉하는 것으로부터 방지되어, 냉각제 액체를 스트립의 상부 표면으로부터 멀리 편향시킨다. 이러한 방법으로, 그의 측방 에지 또는 에지들에서 스트립보다 아래로부터 나오는 냉각제 액체는 스트립이 진행할 때 스트립(약간의 기복들을 다른 선형 측방 스트립 에지들에서 야기함)의 폭에 발생할 수 있는 임의의 약간의 변화들에 관계없이 스트립의 상부 표면으로부터 멀리 지향된다. 가스 지향 채널은 스트립의 측방 에지를 향해 대체적으로 수평 평면으로 이동하기 위해 가스를 제약하거나 한정하고 가스가 스트립의 상부 표면을 따라 및 스트립의 측방 에지를 가로질러 직접 이동하도록 가스의 분산(특히 상향 분산)을 방지하는데 도움을 주는 것이다. 가스 지향 채널들은 냉각제 액체가 양측면들로부터 상부 표면을 접촉시키는 것을 방지하는 것을 보장하기 위해 진행 스트립의 양 측방 에지들보다 위에 형성되는 것이 바람직하지만, 일부 상황들에서 가스 지향을 스트립의 일측 상에만 제공하는 것이 바람직할 수 있다.

가스 지향 채널은 적어도 하나의 측방 에지에 인접하는 스트립의 상부 표면보다 위에 및 상부 표면으로부터 상향으로 이격되는 적어도 하나의 고정 커버 플레이트를 위치시킴으로써 형성되는 것이 바람직하며, 가스 지향 채널은 상부 표면과 커버 플레이트 사이에 규정된다. 커버 플레이트는 바람직하게는 적어도 스트립의 적어도 하나의 측방 에지까지, 더 바람직하게는 측방 에지를 넘어 스트립의 측방으로 확장되도록 위치되고, 가장 바람직하게는 스트립의 측방 에지를 넘는 냉각제 액체의 상향 전달이 존재하는 모든 위치들을 커버한다.

냉각제 액체는 스트립보다 아래에 가로로 확장되고 그의 적어도 하나의 측방 에지를 넘어 측방으로 확장되는 적어도 하나의 매니폴드로부터 상향으로 전달되는 것이 바람직하다(그것이 매니폴드(들)이 통과할 때 스트립의 하부 표면 모두가 스트립의 폭에 관한 임의의 변화들에 관계없이 냉각되는 것을 보장하기 위해).

스트립의 측방 에지(들)를 넘어 외향으로 확장되는 매니폴드(들)의 단부들로부터 전달되는 냉각제 액체의 적어도 일부는 스트립 옆에 제공되는 적어도 하나의 고정 셔터에 의해 하향으로 편향될 수 있다. 이것은 냉각제 액체의 상향 제트보다 위에 안착되고 그것을 다시 하향으로 편향시키는 스트립 자체와 동일한 수직 높이 주위에 대체적으로 위치되는 평탄 플레이트 형상인 것이 바람직하다. 그러나, 셔터는 일반적으로 스트립의 폭의 변화들을 고려하기에 충분히 넓은 갭이 존재해야 하기 때문에 스트립에 매우 가깝게 위치될 수 없고, 냉각제 액체는 갭을 통해 상향으로 통과할 수 있다. 그러나, 임의의 그러한 액체는 가스 지향 통로를 통과하는 가스에 의해 스트립으로부터 멀리 편향된다. 물론, 측방 스트립 에지(들)를 넘어 모든 냉각제 액체를 편향시키기 위해 채널 내의 가스의 흐름이 저절로 충분해지는 경우, 그러한 셔터들이 생략될 수 있다.

가스는 스트립의 내향으로 위치되는 채널의 단부에 위치되는 적어도 하나의 연장된 에어 나이프로부터 가스의 전달에 의해 가스 지향 채널을 통해 들어가는 것이 바람직하다. 가장 바람직하게는, 에어 나이프는 가압 가스를 스트립의 수평 상부 표면에 대한 30 내지 45°의 범위 내의 각도로 채널에 전달하기 위해 각져 있다. 가스는 예를 들어 제곱 인치 당 50 내지 150 파운드(345 내지 1034 킬로파스칼)의 범위 내의 초기 압력, 및 예를 들어 분 당 40 내지 50 입방 피트(초 당 18.9 내지 23.6 리터)의 범위 내의 유량으로 채널을 통해 들어갈 수 있다. 대체적으로, 가스는 측방 에지의 에지에 직각들로 채널을 통해 지향된다. 그러나, 가스 지향 채널은 그것이 상류 및 하류 측면들을 갖도록 스트립 진행 방향으로 연장될 수 있다. 그 다음, 가스는 대체적으로 상류 및 하류 측면들 사이의 채널의 중심에서 스트립의 측방 에지에 직각들로 지향되지만, 채널의 상류 및 하류 측면들 각각에 인접하여 스트립의 측방 에지에 약간의 상류 및 하류 각도들로 지향될 수 있다.

다른 예시적인 실시예는 스트립이 스트립 진행 방향으로 대체로 수평으로 진행될 때, 측방 에지들을 갖는 연장된 금속 스트립을 냉각하는 장치를 제공한다. 장치는 냉각제 액체를 상향으로 그의 상기 측방 에지들 사이의 스트립의 전체 폭을 가로질러 진행 스트립의 하부 표면 상으로 지향시키는 냉각제 전달 장비, 상기 냉각제 액체가 금속 스트립의 상부 표면과 접촉하는 것을 방지하는 수단, 및 선택적으로 스트립의 상기 하부 표면으로부터 냉각제 액체를 나중에 제거하는 제거 장치를 포함한다. 냉각제 액체가 금속 스트립의 상부 표면과 접촉하는 것을 방지하는 수단은 스트립보다 위에 적어도 하나의 가스 지향 채널을 생성하기 위해 그의 적어도 하나의 측방 에지에 인접한 금속 스트립의 상기 상부 표면보다 위에 위치되고 상부 표면으로부터 상향으로 이격되는 적어도 하나의 커버 플레이트, 및 가스를 채널을 통해서 대체적으로 상기 에지들을 향해 전달하기 위해 상기 적어도 하나의 가스 지향 채널의 내향 단부에 위치되는 가스 전달 디바이스를 포함한다.

장치에서, 적어도 하나의 커버 플레이트 바람직하게는 스트립의 적어도 하나의 측방 에지까지, 바람직하게는 측방 에지를 넘어 스트립의 측방으로 확장된다.

냉각제 액체의 상향 전달은 냉각제 액체를 상향 방향으로 전달하기 위해 위치되는 적어도 하나의 개구부가 각각 제공되는 하나 이상의(이상적으로 2개 이상의) 냉각제 액체 매니폴드들에 의해 제공되는 것이 바람직하다. 하나 이상의 매니폴드들은 대체적으로 스트립의 가로로 배향되고 스트립 진행 방향으로 나란히 배열된다. 바람직하게는, 커버 플레이트 또는 커버 플레이트들은 냉각제 액체의 모든 상향 제트들이 가스 지향 채널 내의 가스의 흐름에 영향을 받도록 스트립 진행 방향으로 냉각제 액체 매니폴드들의 모두보다 위에 확장된다. 그러나, 일부 경우들에서, 커버 플레이트들을 매니폴드들의 모두보다 위에 확장하기 위해 불충분한 공간이 존재하고, 그러한 경우들에서, 채널 내의 가스의 방향은 액체의 모두가 스트립의 상부 표면으로부터 멀리 편향되는 것을 보장하기 위해 냉각제 액체의 상향 흐름이 존재하는 모든 위치들에서 가스를 측방 에지(들)를 가로질러 전달하기 위해 부분 상류 또는 하류에 배향된다. 더욱이, 스트립보다 아래에 인접한 매니폴드들 사이의 비교적 큰 갭들이 존재하면, 채널에서 흐르는 가스는 거의 없는 가스가 매니폴드들 사이의 갭들보다 위에 통과하도록 지향되는 상태에서, 매니폴드들 바로 위에 스트립의 에지(들)을 가로질러 주로 통과하기 위해 배향될 수 있다.

장치는 스트립의 측방 에지(또는 에지들)를 넘어 전달되는 상기 액체 냉각제의 일부를 하향으로 편향시키기 위해 위치되는 스트립의 측방 에지(들)에 인접한 하나 이상의 고정 셔터들을 포함할 수 있는 것이 바람직하다. 그러한 셔터들은 대체적으로 스트립이 셔터(들)를 지나 이동할 때 스트립의 폭의 변화들을 수용하는 갭을 형성하기 위해 스트립과 거의 동일한 수직 높이에 및 인접한 측방 에지에서 떨어진 거리에 위치된다. 커버 플레이트는 대체적으로 셔터(들)보다 더 높은 수직 레벨에 있고, 부분적으로 또는 전체적으로 셔터(들)보다 위에, 및 심지어 셔터(들)의 먼 측면을 넘어 확장될 수 있다.

가스를 채널(들)에 전달하기 위해 사용되는 디바이스는 바람직하게는 가스를 스트립의 측방 에지를 향하지만 스트립의 상기 상부 표면에 대한 30 내지 45°의 범위 내의 각도로 전달하기 위해 배향되는 연장된 에어 나이프인 것이 바람직하다. 에어 나이프는 상기 가스가 통과되는 단일 연장된 슬롯, 또는 방향 조정가능 노즐들이 제공되는 다수의 가스 출구들을 가질 수 있다. 더욱이, 에어 나이프는 중심 영역, 상류 영역 및 하류 영역을 가질 수 있으며, 중심 영역은 가스를 대체적으로 스트립의 측방 에지에 직각들로 지향시키기 위해 배향되고, 상류 영역은 가스를 측방 에지를 향해 상류 각도로 지향시키기 위해 배향되며, 하류 영역은 가스를 측방 에지를 향해 하류 각도로 지향시키기 위해 배향된다.

가스가 스트립의 각각의 측방 에지에 지향될 때, 바람직하게는 2개의 커버 플레이트들이 제공되며, 각각의 것은 각각의 세로 측면에서 스트립보다 위에 있다. 커버 플레이트들의 인보드 에지들은 하나 이상의 에어 나이프들이 각각의 커버 플레이트에 의해 정의되는 채널들에 가스의 흐름들을 도입하기 위해 위치되는 것을 허용하는데 적절한 거리만큼 분리될 수 있다. 대안적으로, 단일 커버 플레이트는 에어 나이프들이 스트립과 커버 플레이트 사이에 위치되거나, 가스가 스트립의 각각의 측면 상의 채널들에 도입될 수 있도록 커버 플레이트에 제공되는 슬롯들을 통과한 상태에서, 스트립의 양측면들에 이용될 수 있다.

커버 플레이트(들)은 진행 금속 스트립보다 위에 위치되는 지지 프레임 등으로부터 서스펜드될 수 있고 커버 플레이트(들)이 기지 프레임에 대해 상승 및 하강되는 것을 허용하는 피벗된 지지체들을 포함할 수 있다. 지지 프레임은 진행 스트립, 커버 플레이트(들), 매니폴드들, 셔터(들) 등을 가로질러 완전히 확장되는 박스형 구조의 형태를 취할 수 있으며, 자체는 측방 벽들에 의해 지지된다.

상기 또는 각각의 커버 플레이트는 0.5 내지 1.5 인치(1.3 내지 3.8 cm)의 범위 내의 거리만큼, 더 바람직하게는 1 인치(2.5cm) + 10%만큼 스트립으로부터 상향으로 이격되는 것이 바람직하다. 이것은 충분한 가스 흐름 및 양을 허용하면서 가스가 스트립의 상부 표면에 인접하여 한정되는 것을 허용한다. 그러나, 다른 간격들 및 치수들은 특정 상황들에 적절할 수 있다.

본 발명의 추가 실시예는 측방 에지들을 갖는 금속 스트립을 열간 압연하고, 상기 금속 스트립의 두께를 감소시키는 적어도 하나의 롤 스탠드, 및 상기 금속 스트립을 상기 적어도 하나의 롤 스탠드 바로 하류에서 냉각하는 장치를 갖는 장치를 포함한다. 금속 스트립을 냉각하는 장치는 상기 정의된 바와 같은 장치를 포함한다.

도 1은 스트립이 냉각되는 측방의 평면에 취해지고, 비교의 목적들을 위해 제공되는 종래 기술 냉각 장치의 개략적 수직 단면이다.
도 2는 본 발명의 하나의 예시적인 실시예를 도시하는 유사한 개략적 수직 단면이다.
도 3은 물품들을 아래에 나타내기 위해 지지 프레임이 제거된 도 2의 장치의 평면도이다.
도 4는 부가 장비를 갖는 도 2 및 도 3에 도시된 종류의 장치의 사시도이다.
도 5는 도 4의 장치의 일부를 형성하는 장비의 사시도이다.
도 6은 동작 중인 장치를 도시하는 도 4의 장치의 부분 사시도이다.
도 7은 도 3의 일부와 유사하지만, 에어 나이프의 대안적인 설계를 도시하는 도면이다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예들을 이해하는 기초로서 간단히 설명되는 상술된 종류의 종래 기술 장치를 예시한다. 도 1의 장치는 미국 특허 제5,701,775호(그의 전체 내용은 본 명세서에서 이러한 참고 문헌에 의해 구체적으로 포함됨)에 도시된 장치의 수정이다. 도면은 스트립이 냉각될 위치, 예를 들어 단일 스탠드 또는 멀티 스탠드 냉간 압연기의 압연 스탠드(도시되지 않음)의 냉각 스테이션 하류에서 관찰자를 향하는 방향으로 수평으로 진행하는 금속 스트립(12)의 단면을 도시한다. 일련의 수평 가로 냉각제 매니폴드들(14)은, 그 중 하나만이 도 1에서 보여지는데, 스트립보다 아래에 제공되고 스트립 진행 방향으로 서로 이격되어 있다. 각각의 매니폴드(14)의 상부 측면에는 냉각제 액체의 제트들(15)(수직 화살표들에 의해 개략적으로 표현됨)을 상향으로 금속 스트립(12)의 하부 표면(16) 위에 전달하는 연속 세로 슬롯이 제공된다. 냉각제 액체는 통상 물이고, 편의상 여기서부터 그러한 것으로 지칭될 것이지만, 임의의 다른 효과적인 액체 냉각제일 수 있다. 제트들(15)은 스트립(12)의 전체 폭 아래에 확장되는 물의 바람직한 연속적 커튼(curtain)을 형성하고 커튼은 압연 동작에서 기인하는 스트립의 증가된 온도를 원하는 범위 내의 온도로 효율적으로 감소시킨다. 그러나, 동일한 장치가 상이한 폭의 금속 스트림들과 함께 사용되는 것을 허용하기 위해, 매니폴드들(14)은 압연기에서 압연될 것 같은 가장 넓은 스트립을 수용할 수 있는 정도까지 측방으로 확장되고, 그래서 도면에 도시된 바와 같은 비교적 좁은 금속 스트립(12)의 측방 에지들(17)을 넘어 확장된다. 수평 셔터들(18)의 어레이들은 스트립의 측방 에지들(17)을 넘어 확장되는 매니폴드들(14)의 그의 단부 영역들에서 나오는 워터 제트들(15)의 상향 이동을 차단하고 편향시키기 위해 스트립의 각각의 측방 에지를 따라 제공된다. 셔터들(18)은 수직으로 적층되고 서로에 대해 옆으로 이동될 수 있어 상이한 폭들의 스트립들을 수용한다. 고정 수직 측면 플레이트들(19)은 또한 냉각수를 냉각 장치의 경계들에 한정한다. 냉각수는 섬프(sump)(도시되지 않음) 등의 매니폴드들(14)보다 아래에 수집되고, 추가 사용을 위해 재활용될 수 있다. 미국 특허 제5,701,775호의 장치의 이러한 수정은 셔터들의 내부 에지들과 금속 스트립의 인접한 측방 에지들(17) 사이의 임의의 수직 갭을 차단하는 탄성 스크린을 형성하기 위해 금속 스트립(12)의 에지들(17)에 가장 가까운 셔터들(18)의 상부 표면 상에 장착되는 직립 브러시들(20)을 갖는다. 이것은 물의 침투 또는 튀김을 스트립의 상부 표면(22) 상에서 방지하지만, 단점들은 이러한 종류의 장치에 대해 미리 설명되었다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 하나의 예시적인 실시예를 나타내는 개략도들이다. 도 1에 예시된 것들과 유사한 또는 동일한 물품들은 이러한 및 후속 도면들 내의 동일한 참조 번호들에 의해 식별된다. 냉각 장치(10)에서, 대체적으로 수평 연장된 무공(imperforate) 평탄 커버 플레이트(25)는 냉각 스테이션(34)의 범위 내의 스트립의 각각의 측방 에지(17)를 따라 스트립(12) 바로 위에 제공된다. 각각의 커버 플레이트(25)는 금속 스트립(12)의 상부 표면(22)과 인접하여 놓여지는 커버 플레이트(25) 사이에 가스 지향 채널(24)을 생성한다. 가스, 통상 에어이지만 대안적으로 임의의 다른 바람직한 비반응성 가스는 에어 나이프 디바이스(28)의 연장된 노즐(27)로부터 채널(24)로 들어간다("에어 나이프"라는 용어는 이러한 종류의 디바이스에 대한 종래의 용어인 것처럼 본 설명에 사용되지만, 동일한 디바이스가 에어와 다른 가스를 전달할 수 있다는 점이 이해될 것이다). 가스는 금속 스트립(12)의 각각의 측방 영역 상의 채널들(24)을 통해 커버 플레이트의 중심으로부터 대체적으로 스트립의 측방 에지들(17)을 향하고 측방 에지들에 걸치는 방향으로 확장되는 화살표들(29)에 의해 표현된 바와 같은 에어의 이동 스트림을 형성한다. 스트립(12)의 각각의 측면 상의 에어 나이프들(28)에는 각각의 에어 나이프의 양 단부들에 이어지는 튜브들(31)(도 3 참조)을 통해 가압 에어가 공급된다. 차례로, 튜브들은 가압 에어 소스, 예를 들어 압축기(도시되지 않음)에 연결된다. 에어(29)의 이동 스트림들은 도 2의 만곡 화살표들(30)에 의해 개략적으로 도시된 바와 같이, 스트립(12) 아래에서 나오는 임의의 물을 그의 측방 에지들(17)에서 스트립의 상부 표면(22)에서 멀리 외향으로 편향시키기 위해 그러한 흐름 속도 및/또는 유량을 갖도록 배열된다. 이 장치(10)에서, 도 1의 적층 셔터들(18)은 단일 측면 이동가능 셔터(32)에 의해 대체되었지만, 적층 셔터들은 대안적으로 원하면 이용될 수 있었다. 수직 위치에 관해, 셔터(32)는 튀김을 표면(22) 상에서 방지하고 에어의 편향을 셔터 아래에서 회피하기 위해 스트립(12)보다 높지 않은 것이 바람직하지만, 그것은 스트립보다 더 낮을 수 있다. 워터 제트들(15)은 스트립(12)의 측방 에지들(17)까지 완전히 확장될 수 있지만, 스트립(12)의 폭은 그의 길이를 따라 변화되어, 스트립의 전체 하부 표면(16)을 가로지르는 균일 냉각이 달성된다. 스트립의 폭의 임의의 변화는 그것이 진행될 때 스트립의 측방 에지들(17)과 셔터들(32)의 인접한 측방 에지 사이에 약간의 갭(33)을 제공함으로써 수용될 수 있다. 냉각수는 언급된 바와 같은 이러한 갭들(33)을 통해 상향으로 통과될 수 있지만, 그것은 표시된 방식으로 스트립으로부터 떨어져서 전환된다. 일반적으로, 갭들(33)은 냉각 동작을 받는 특정 스트립의 폭의 적당한 변화들을 수용하는데 필요한 것보다 더 넓지 않아야 한다. 바람직하게는, 셔터들(32)은 갭들(33)이 대략 1 인치(2.5cm)보다 더 크지 않고 자그마치 대략 0.25 인치(0.6cm)인 위치들에 이동된다. 갭(33)에 대한 더 바람직한 범위는 0.25 내지 0.5 인치(0.6 내지 1.2cm)이다.

예시된 실시예에서, 커버 플레이트들(25)은 도 3의 평면도에서 가장 잘 보여지는 바와 같이, 스트립 진행 방향으로 냉각 스테이션(34)에 대한 전체 길이에 대한 스트립(12)에 걸쳐, 즉 모든 냉각제 매니폴드들(14)의 세로 범위에 완전히 걸쳐 확장되는 것이 바람직하다. 셔터들(32) 및 냉각 매니폴드들(14)의 단부 부분들은 커버 플레이트들(25) 아래에 위치되지만, 파선들로 도시된다.

커버 플레이트들(25)은 에어 흐름의 적당한 속도 및 양을, 바람직하게는 층류 방식으로 허용하면서, 에어 나이프들(28)에서 나오는 이동 에어 스트림들(29)을 상부 표면(22)을 가로질러 측방 에지들(17)로 및 측방 에지들을 가로질러 한정하고, 보내며 지향시키는데 효과적인 깊이를 채널들(24)에 제공하는 스트립(12)보다 위의 높이에 위치되어야 하는 것이 바람직하다. 그러한 채널들을 생성함으로써, 커버 플레이트들은 에어 흐름을 이러한 에지들에 지향시키고 에어 내의 회오리 흐름들의 소멸 또는 형성을 방지함으로써 에어의 물 편향 능력을 스트립의 측방 에지들(17)에서 증대시킨다. 스트립보다 위의 커버 플레이트들에 걸친 높이가 매우 크면, 커버 플레이트들은 에어의 스트림들에 지향성 또는 채널링 영향을 미치지 않을 것이고 이들은 냉각수의 원하는 편향을 스트립 에지들에서 생성하기 위해 너무 많이 분산시키거나 상승시킬 수 있다. 다른 한편, 높이가 너무 작으면, 채널들(24)은 얕아질 것이고 에어 흐름의 양 및/또는 속도를 감소시킬 수 있다. 일반적으로, 금속 스트립의 상부 표면(22)보다 위인 0.5 인치(1.3cm) 내지 1.5(3.8cm) 인치 사이의 높이는 대부분의 경우들에서 바람직하며, 가장 바람직한 높이는 대략 1 인치(2.5cm) + 10%이다. 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 커버 플레이트들(25)의 내부(즉 인보드 또는 리드인(lead-in)) 에지들은 에어의 도입을 채널들(24)에 지원하고 간소화하기 위해 챔퍼링되는 것이 바람직하다.

에어 나이프들(28)에 사용되는 에어의 압력은 물의 바람직한 편향을 금속 스트립의 에지들(17)에서 생성하는데 충분해야 한다. 일반적으로, 50 내지 150 psi(345kPa 내지 1034kPa)의 압력들이 효과적이며, 바람직하게는 40 내지 50 CFM(18.9 내지 23.6 리터/초)의 유량을 생성하지만, 다른 적절한 압력들 및 유량들은 필요에 따라, 원하는 효과를 달성하기 위해 사용될 수 있고 각각의 경우에 경험적으로 결정될 수 있다.

커버 플레이트들(25)은 금속 스트립(12)을 약간의 거리에 걸쳐 스트립의 에지들(17)로부터 내향으로 중첩시켜야 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 60 인치(152cm)의 폭을 갖는 스트립에 대해, 중첩은 3 내지 4 인치(7.6cm 내지 10.2cm)의 범위에 있을 수 있지만, 바람직한 중첩은 대체적으로 스트립 폭이 증가할수록 증가할 것이다. 그의 외부 측면들에서, 커버 플레이트들(25)은 바람직하게는 적어도 측방 에지들(17)까지, 더 바람직하게는 갭들(33)에 걸쳐, 및 가장 바람직하게는 셔터(32)에 완전히 걸쳐 및 넘어 확장되어야 하는 것이 바람직하지만, 이상적으로 측면 플레이트들(19)에 미치지 못한다. 그의 내부 측면들에서, 커버 플레이트들(25)은 스트립의 중앙에 가깝게 확장될 수 있지만, 이것은 에어 나이프들이 스트립 에지들(17)로부터 최대 거리에 있는 것을 초래하여, 에어(29)의 덜 효과적인 흐름을 야기할 것이다. 또한, 스트립의 전체 폭을 가로질러 양 측방 에지들(17)까지 및 양 측방 에지를 넘어 확장되는 단일 커버 플레이트(25)를 갖는 것이 가능하며, 그 경우에 에어 나이프들(28)은 커버 플레이트(25)와 스트립(12) 사이의 갭에 위치될 수 있다.

에어 나이프들(28)은 금속 스트립(12)의 중심을 향하는 방향으로 커버 플레이트들(25)에 대해 내향으로 겨우 대략 1 인치(2.5cm)에 위치되는 것이 바람직하고, 에어 나이프들의 노즐들(27)은 수평과 수직 사이의 각도에서 측방 에지들(17)을 향해 배향되는 것이 바람직하여, 에어의 침해 각도에 30 내지 45°사이의 스트립을 제공하는 것이 바람직하다. 에어 나이프들(28)은 커버 플레이트들(25)의 일체 부분으로 이루어질 수도 있다.

도 4는 부가 장비를 갖는 도 2 및 도 3의 실시예를 도시하고, 냉각 테이블(36)을 포함하는 냉각 스테이션(34)에서의 장치의 사시도이며, 냉각 테이블은 그것이 냉각 스테이션을 통해 진행할 때 냉각 매니폴드들(14) 및 시트(12)를 지지한다. 냉각 테이블은 그것이 또한 서비스 또는 수리 동안 용이한 접근을 위해 하강 또는 상승될 수 있도록 가로 피벗(44) 주위에 힌지된다. 예시된 실시예에서, 커버 플레이트들(25)은 박스형 커버의 형태로, 지지 프레임(35)의 내측 표면으로부터 서스펜드되며, 박스형 커버는 스트립이 냉각 스테이션을 통해 진행할 때 금속 스트립(12)의 상부 표면(22)의 대부분을 커버한다. 지지 프레임(35)은 서비스 또는 수리를 용이하게 하기 위해 그 동작 위치로부터 상향으로 상승되거나 피벗될 수 있고, 이것은 차례로 비제한된 접근을 금속 스트립(12) 및 냉각 장비에 허용하기 위해 지지된 커버 플레이트들(25) 및 에어 나이프들(28)을 상승시킨다. 냉각 스테이션(34)을 통과하는 스트립(12)의 경로는 일반적으로 홀드 다운 롤러(40)에 의해 수형으로 유지되며, 그 후에 스트립(12)은 도시된 바와 같이, 약간 상향으로 편향된다. 이 도면에서 보여지지 않을지라도, 냉각제 액체 제거 장치는 홀드 다운 롤러(40) 아래의 스트립의 하부 표면을 가로질러 제공된다. 이 장치는 예를 들어 미국 특허 제5,701,775호에 개시된 바와 같은 리퀴드 나이프, 또는 스퀴지 타입 와이퍼 스트립인 것이 바람직하다. 장치는 스트립의 하부 표면으로부터 임의의 냉각제 액체를 완전히 제거한다. 그 다음, 오일은 어플리케이터(41)로부터 스트립의 하부 표면(16)으로 적용될 수 있고 초과량은 와이퍼(42)에 의해 제거된다.

커버 플레이트들(25)이 지지 프레임(35)으로부터 서스펜드되는 방식은 지지 프레임(35) 자체가 더 큰 명료성을 위해 생략되었던 도 5에 더 분명히 도시된다. 각각의 커버 플레이트(25)는 입구 장착 바(46) 및 출구 장착 바(47)에 견고하게 고정된다. 출구 장착 바(47)는 그의 단부들에서 연장된 링크들(43)에 피벗가능하게 부착되고, 입구 장착 바는 힌지 바(49)에 피벗가능하게 부착된다. 링크들(43)은 차례로 지지 프레임(35)(도 5에 도시되지 않음)의 내부 표면에 고정되는 피벗 플레이트들(48)에 피벗가능하게 부착된다. 힌지 바(49)는 또한 피벗 바(48)를 통해 지지 프레임(35)의 내부 표면에 피벗가능하게 부착된다. 지지 프레임(35)에 대한 커버 플레이트(25)의 수직 높이는 지지 프레임(35)에 자체 고정되는 턴버클 어셈블리(turnbuckle assembly)(50)(또는 다른 장치, 예를 들어 유압 피스톤/실린더 장치)를 포함하는 조정 메커니즘에 의해 결정된다. 링크들(43) 및 힌지 바(49)는 그의 높이가 턴버클 어셈블리(50)의 동작에 의해 조정될 때 커버 플레이트가 대체적으로 수평 유지되는 것을 허용한다. 장치는 또한 커버 플레이트가 적하(stowing)를 위해 지지 프레임(35)의 내부 표면에 거의 완전히 상승되는 것을 허용한다. 상술한 바와 같이, 에어 나이프(28)는 단부 브래킷들(51)에 의해 커버 플레이트(25)의 인보드 측면으로부터 서스펜드되므로, 그것은 커버 플레이트(25)와 동시에 이동된다. 힌지 바(49) 및 피벗 바(45)는 바람직하게는 밀 듀티 스틸(mill duty steel)로 제조되고 우연한 스트립 파손의 충격을 흡수할 수 있어 더 민감한 하류 부재들, 예를 들어 에어 나이프(28)를 보호한다.

도 6은 에어 및 냉각수의 흐름을 스트립(12)의 일측에서만 예시하는 도 4의 장치의 개략적 부분 도면이다. 커버 플레이트(25)는 측방 에지(17) 및 셔터(32)에 인접한 스트립(12)의 일부에 놓여진다. 이 요소들은 그들이 커버 플레이트(25)에 의해 가려지는 파선들로 도시된다. 갭(33)은 스트립(12)과 셔터(32) 사이에 존재하고 에어 제트들(30)은 스트립 및 셔터보다 아래의 매니폴드들(도시되지 않음)로부터 갭을 통해 나온다. 에어 나이프(28)로부터의 에어 스트림(29)은 화살표들에 의해 도시되고 스트립(12)과 커버 플레이트(25) 사이에 확장된다. 에어 스트림이 제트들(30)과 마주칠 때, 냉각수는 일반적으로 도면에 도시된 형상들(60 인치 폭의 스트립, 3 내지 4 인치만큼 스트립을 중첩시키는 커버 플레이트, 스트립과 커버 플레이트 사이의 0.75 인치의 갭, 스트립 에지로부터 0.25 내지 1 인치 아웃보드로 확장되는 셔터 및 커버 플레이트의 1 인치 인보드에 위치되는 30 인치 길이의 에어 나이프를 갖고, 30 내지 45°의 침해 각도를 갖고 대략 80 psi의 압력 하의 에어가 공급되어 40 내지 50 cfm의 에어 흐름을 생성하는 실시예에 기초한 형상들)을 갖는 외향 지향 플룸들(plumes)(52)(커버 플레이트 및/또는 셔터의 상부 측면의 하면을 따라 진행함)과 같이 스트립(12)으로부터 떨어져서 전환된다. 이 플룸들로부터의 냉각수는 결국 셔터(32)와 냉각 테이블(36)의 수직 측면 플레이트들(19) 사이의 갭에 흘러 들어간다.

에어 스트림(29)이 갭(33)을 통해 나오는 워터 제트들(30) 각각과 직접 접촉하는 것을 보장하기 위해 에어 나이프들을 일련의 매니폴드들(14)을 가로질러 완전히 확장하는 것이 바람직할지라도, 장치의 각종 다른 구성요소들의 존재 때문에 지지 프레임(35) 아래에 이용가능한 종종 제한된 공간이 존재한다는 점이 도 4로부터 이해될 것이다. 그러므로, 일부 경우들에 스트립 진행 방향으로 모든 매니폴드들(14), 특히 일련의 그러한 그러한 매니폴드들 중 처음 및 마지막 매니폴드들에 걸쳐 완전히 확장되는 에어 나이프들을 제공하는 것이 가능하지 않을 수 있다. 그러한 경우들에서, 도　7의 부분 도면에 도시된 바와 같이, 단부들로부터의 에어 스트림들이 커버 플레이트의 상류 및 하류 영역들을 향해 및 그것에 의하여 나이프들에 의해 직접 커버되지 않는 매니폴드들을 향해 확장되게 하기 위해 에어 나이프들(28)을 그의 단부들(45)에서 각지게 하는 것이 바람직하다. 이것은 임의의 누수를 단부 매니폴드들로부터 스트립의 상부 표면 위로 방지하는데 도움을 준다. 각진 단부들을 갖는 단일 에어 나이프들이 도 7에 도시될지라도, 각각의 나이프는 중심 나이프가 스트립 에지(17)와 평행하고 2개의 단부 나이프들이 도 5에 도시된 단일 나이프의 단부들(45)과 동일한 방식으로, 즉 커버 플레이트의 상류 및 하류 영역들을 향해 배향된 상태에서 3개의 더 짧은 분리 에어 나이프들에 의해 대체될 수 있다. 다른 대안으로서, 직선 에어 나이프에는 나이프의 각각의 단부로부터 외향으로 각진 흐름을 생성하는 내부 리브들(도시되지 않음)이 제공될 수 있다. 또 다른 대안으로서, 에어 나이프들에는 단일 연장된 슬롯 대신에 나이프들의 길이를 따라 다수의 선회 노즐들이 제공될 수 있다. 그 다음, 노즐들은 가장 효과적인 에어 흐름을 커버 플레이트들 아래에 개별적으로 제공하기 위해 배향될 수 있다. 그러한 경우들에서, 상술한 에어 나이프들의 경우에서와 같이, 단부 노즐들을 커버 플레이트의 상류 및 하류 영역들을 향해 각지게 할 뿐만 아니라, 중심 노즐들을 각지게 하는 것, 예를 들어 더 많은 에어를 그러한 매니폴드들 사이의 구역들보다 냉각제 매니폴드 위에 직접 놓여지는 위치들에 지향시키는 것이 바람직할 수 있다.

지적한 바와 같이, 에어 스트림들의 이러한 각진 배향은 에어 나이프들이 모든 냉각제 매니폴드들(14)을 커버하지(덮지) 않을 때 특히 바람직하다. 그러나, 이러한 종류의 각진 배향은 에어 나이프들이 모든 매니폴드들을 커버하기에 충분히 길 때 여전히 바람직할 수 있다. 이것은 커버 플레이트(25) 아래의 에어의 이동 스트림들이 일부 경우들에서 커버 플레이트들의 외부 에지들을 향해 이동할 때 커버하는 경향이 있기 때문이며, 따라서 상대적 정체 구역들을 커버 플레이트들의 입구 및 출구에서 생성한다. 그러므로, 외향으로 각진 배향은 더 많은 에어를 이의 잠재적 정체 구역들을 향해 지향시키고 그들의 형성을 방지한다.

가능할지라도, 에어 나이프들이 그의 입구 및 출구 위츠들에서 커버 플레이트들을 넘어 돌출하도록 그의 개별 커버 플레이트들보다 더 긴 에어 나이프들을 제공하는 것이 바람직할 수도 있다. 이것은 또한 커버 플레이트들 아래의 이동 에어 스트림들이 입구 및 출구 단부들에서 정체 구역들을 갖지 않는 것을 보장하는데 도움을 준다.

상기 실시예들의 모두는 금속 스트립(12)의 레벨보다 위로 분사하는 냉각제 물의 양을 최소화하기 위해 셔터들(32)을 이용한다. 그러한 셔터들(32)이 대부분의 경우들에서 바람직할지라도, 에어 스트림들(29)은 매니폴드들의 단부들로부터의 모든 워터 제트들이 스트립의 상부 표면으로부터 멀리 편향되는 것을 보장하는데 충분히 강할 때 셔터들은 완전히 생략될 수 있다. 더욱이, 커버 플레이트(25)가 셔터의 외부(아웃보드) 에지를 넘어 확장되는 것으로 도시되었을지라도, 그것은 일부 경우들에서 지금까지 확장될 필요가 없고, 실제로 채널(24)에서 나오는 에어 스트림(29)이 최근 생겨난 워터 제트들을 적절히 편향시키기 위해 충분한 힘이 있고 스트립 에지로부터의 거리가 에어 스트림의 과도한 소멸을 초래하지 않으면 심지어 스트립(12)의 에지(17)에 확장될 필요가 없다. 어떤 셔터도 제공되지 않으면, 커버 플레이트는 물 분사의 범위의 일부 제어를 장치 내에서 제공하기 위해 매니폴드들에서 나오는 워터 제트들의 외부(아웃보드) 단부에 적어도 확장되는 것이 바람직하다. 게다가, 상기 실시예들은 커버 플레이트들(25)을 스트립(12)의 양측면들을 따라 제공했을지라도, 스트립의 일측에 배열되는 단일 커버 플레이트만을 갖는 실시예들은 일부 경우들에서 바람직할 수 있다. 스트립의 각각의 측면이 그 자체의 기능성을 갖지만, 통상 양 에지들을 동일한 방식으로 냉각하는 것이 바람직하다. 게다가, 일부 경우들에서 금속 스트립에 걸쳐 완전히 확장되는 단일 커버 플레이트를 인접한 한 측방 에지로부터 다른 에지로 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 에어 나이프들 그러한 스트립 아래에 장착되거나, 그것을 통해 확장되어, 원하는 에어 스트림들을 스트립 에지들을 향해 생성할 수 있다. 대향 방향들로 지향되는 출구들을 갖는 단일 에어 나이프는 그러한 경우들에서 효과적일 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예들이 단일 스테이지 또는 멀티 스테이지 냉간 압연기 내에서 사용되도록 의도될지라도, 그러한 실시예들은 대안적으로 냉각제 액체와 대향 측면의 접촉을 회피하면서 이동 스트립 물품이 일측 상에서 액체 냉각을 받게 되는 곳 어디에나 사용될 수 있다. 본 명세서의 도입부에서 언급된 바와 같이, 이것은 코팅 래커의 층의 도포 및 열 경화 후의 코팅된 금속 시트의 냉각, 그것이 열간 압연 라인의 단부에서 코일링되기 전의 열간 압연된 알루미늄 스트립의 냉각, 독립 코일 투 코일 동작 동안의 금속 시트의 냉각 또는 추가 압연 또는 표면 전처리 동작들 전에 사전 냉각함으로써 스트립을 열적으로 조절하는 것을 포함할 수 있다(그러나 이들에 제한되지 않음).

본 발명의 다른 실시예들 및 변화들은 상기 설명을 확인한 후에 당해 기술에서 통상의 기술자들에게 분명할 것이다. 모든 그러한 실시예들 및 변화들은 이하의 청구항들 내에 포함되는 정도까지 본 발명의 일부를 형성한다.

Claims

금속 스트립을 냉각하는 방법으로서,
측방 에지들을 갖는 금속 스트립을, 스트립 진행 방향으로 대체로 수평으로 그리고 스트립으로부터 이격된 커버 플레이트의 아래에서 연속 진행시키는 단계와,
냉각제 액체를 아래로부터 스트립의 전체 폭을 가로질러 금속 스트립의 하부 표면상으로 전달하는 단계와,
가스 지향 채널을 스트립의 측방 에지들 중 적어도 하나에 인접한 금속 스트립의 상부 표면 바로 위에 형성하는 단계로서, 가스 지향 채널은 상부 표면에 의하여 적어도 부분적으로 형성되고 커버 플레이트에 의하여 적어도 부분적으로 형성되는, 가스 지향 채널을 형성하는 단계와,
가스를 채널을 통해서 대체로 스트립에 수평으로 그리고 대체로 스트립의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 적어도 하나의 측방 에지를 향해 들어가게 함으로써 냉각제 액체를 상부 표면으로부터 멀어지도록 편향시키는 단계를 포함하는,
금속 스트립을 냉각하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 커버 플레이트는 적어도 상기 스트립의 상기 적어도 하나의 측방 에지까지 상기 스트립의 측방으로 확장되도록 위치되는, 금속 스트립을 냉각하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 커버 플레이트는 상기 스트립의 상기 적어도 하나의 측방 에지를 넘어 상기 스트립의 측방으로 확장되도록 위치되는, 금속 스트립을 냉각하는 방법.
제1항에 있어서,
냉각제 액체는, 상기 스트립보다 아래에서 가로로 확장되고 스트립의 상기 적어도 하나의 측방 에지를 넘어 측방으로 확장되는 적어도 하나의 매니폴드로부터 상향으로 전달되는, 금속 스트립을 냉각하는 방법.
제4항에 있어서,
상기 스트립의 상기 적어도 하나의 측방 에지를 넘어 외향으로 확장하는 상기 적어도 하나의 매니폴드의 단부들로부터 전달되는 상기 냉각제 액체의 적어도 일부는 상기 스트립 옆에 제공되는 적어도 하나의 고정 셔터에 의해 하향으로 편향되는, 금속 스트립을 냉각하는 방법.
제5항에 있어서,
상기 적어도 하나의 고정 셔터는, 스트립이 상기 적어도 하나의 셔터에 대해 진행될 때 상기 스트립의 두께의 변화들을 수용하기에 충분히 넓은 갭을 제공하기 위해, 상기 스트립의 상기 적어도 하나의 측방 에지로부터 측방 간격을 갖고 배열되는, 금속 스트립을 냉각하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 가스는, 상기 스트립의 내향으로 상기 채널의 단부에 위치되는 적어도 하나의 연장된 에어 나이프로부터의 가압 가스의 전달에 의해 상기 가스 지향 채널을 통해 들어가게 되는, 금속 스트립을 냉각하는 방법.
제7항에 있어서,
상기 에어 나이프는, 상기 가압 가스를 상기 상부 표면에 대한 30 내지 45°의 범위 내의 각도로 전달하기 위해 각진, 금속 스트립을 냉각하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 가스는 제곱 인치당 50 내지 150 파운드의 범위 내의 초기 압력으로 상기 채널을 통해 들어가게 되는, 금속 스트립을 냉각하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 가스는 분당 40 내지 50 입방 피트의 범위 내의 유량으로 상기 채널을 통해 들어가게 되는, 금속 스트립을 냉각하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 가스 지향 채널은 상기 스트립 진행 방향으로 연장되고 상류 및 하류 측면들을 가지며, 상기 가스는 대체적으로 상기 상류 및 하류 측면들 사이의 상기 채널의 중심에서 상기 스트립의 상기 적어도 하나의 측방 에지에 대하여 직각들로 지향되지만, 상기 채널의 상기 상류 및 하류 측면들 각각에서 상기 스트립의 상기 측방 에지에 대하여 약간의 상류 및 하류 각도들로 지향되는, 금속 스트립을 냉각하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 가스 지향 채널은 상기 스트립의 상기 측방 에지들 둘 다보다 위에 형성되는, 금속 스트립을 냉각하는 방법.
스트립이 스트립 진행 방향으로 대체로 수평으로 진행될 때, 측방 에지들을 갖는 연장된 금속 스트립을 냉각하는 장치로서,
냉각제 액체를 스트립의 상기 측방 에지들 사이의 상기 스트립의 전체 폭을 가로질러 상기 진행 스트립의 하부 표면 상으로 상향으로 지향시키는 냉각제 전달 장비와,
진행 스트립의 상부 표면 위에 위치되고 이로부터 상부 방향으로 이격된 커버 플레이트와,
가스를 채널을 통해서 대체적으로 스트립에 평행하게 그리고 대체적으로 상기 적어도 하나의 측방 에지를 향해 전달하기 위해 상기 가스 지향 채널의 내향 단부에 위치되는 가스 전달 디바이스를 포함하며,
커버 플레이트 및 진행 스트립의 상부 표면은 적어도 하나의 측방 에지에 인접한 진행 스트립의 상부 표면의 바로 위에 가스 지향 채널을 형성하는,
금속 스트립을 냉각하는 장치.
제13항에 있어서,
상기 적어도 하나의 커버 플레이트는 상기 스트립의 상기 적어도 하나의 측방 에지까지 상기 스트립의 측방으로 확장되는, 금속 스트립을 냉각하는 장치.
제13항에 있어서,
상기 커버 플레이트는 상기 스트립의 상기 적어도 하나의 측방 에지를 넘어 상기 스트립의 측방으로 확장되는, 금속 스트립을 냉각하는 장치.
제13항에 있어서,
상기 냉각제 전달 장비는, 상기 냉각제 액체를 전달하기 위해 위치되는 적어도 하나의 개구부가 제공되고 상기 스트립의 가로로 배향되는 적어도 하나의 냉각제 액체 매니폴드를 포함하는, 금속 스트립을 냉각하는 장치.
제13항에 있어서,
상기 냉각제 전달 장비는, 상기 냉각제 액체를 전달하기 위해 위치되는 적어도 하나의 개구부가 각각 제공되고 상기 스트립의 가로로 배향되는 2개 이상의 냉각제 액체 매니폴드들을 포함하는, 금속 스트립을 냉각하는 장치.
제17항에 있어서,
상기 커버 플레이트는 상기 스트립 진행 방향으로 상기 2개 이상의 냉각제 액체 매니폴드들의 모두보다 위로 확장되는, 금속 스트립을 냉각하는 장치.
제17항에 있어서,
상기 커버 플레이트는 상기 스트립 진행 방향으로 상기 2개 이상의 냉각제 액체 매니폴드들 모두가 아니라, 그들 중 일부 매니폴드들보다 위로 확장되는, 금속 스트립을 냉각하는 장치.
제13항에 있어서,
상기 냉각제 전달 장비는 냉각제 액체를 상기 스트립의 상기 적어도 하나의 측방 에지를 넘어 상향으로 전달하는, 금속 스트립을 냉각하는 장치.
제20항에 있어서,
상기 적어도 하나의 측방 에지를 넘어 전달되는 상기 액체 냉각제의 일부를 하향으로 편향시키기 위해 위치되는 상기 스트립의 상기 적어도 하나의 측방 에지에서의 셔터를 포함하며, 상기 셔터는 상기 스트립이 진행할 때 상기 스트립의 폭의 변화들을 수용하는 갭을 형성하기 위해 상기 적어도 하나의 측방 에지로부터 떨어져 위치되는, 금속 스트립을 냉각하는 장치.
제13항에 있어서,
상기 가스 전달 디바이스는 적어도 하나의 에어 나이프인, 금속 스트립을 냉각하는 장치.
제22항에 있어서,
상기 적어도 하나의 에어 나이프는 상기 가스를 상기 스트립의 상기 상부 표면에 대해 30 내지 45°의 범위 내의 각도로 전달하도록 배향되는, 금속 스트립을 냉각하는 장치.
제22항에 있어서,
상기 적어도 하나의 에어 나이프는 상기 가스가 통과되는 단일의 연장된 슬롯을 갖는, 금속 스트립을 냉각하는 장치.
제22에 있어서,
상기 적어도 하나의 에어 나이프는 방향 조정가능 노즐들이 제공되는 다수의 가스 출구들을 갖는, 금속 스트립을 냉각하는 장치.
제22항에 있어서,
상기 적어도 하나의 에어 나이프는 중심 영역, 상류 영역 및 하류 영역을 가지며, 상기 중심 영역은 상기 가스를 대체적으로 상기 스트립의 상기 적어도 하나의 측방 에지에 대해 직각들로 지향시키기 위해 배향되고, 상기 상류 영역은 상기 가스를 상기 적어도 하나의 측방 에지를 향해 상류 각도로 지향시키기 위해 배향되며, 상기 하류 영역은 상기 가스를 상기 적어도 하나의 측방 에지를 향해 하류 각도로 지향시키기 위해 배향되는, 금속 스트립을 냉각하는 장치.
제13항에 있어서,
상기 커버 플레이트는 상기 진행 금속 스트립보다 위에 위치되는 지지 프레임으로부터 현수되는, 금속 스트립을 냉각하는 장치.
제27항에 있어서,
상기 커버 플레이트는 상기 커버 플레이트가 상기 지지 프레임에 대해 상승 및 하강되는 것을 허용하는 피벗된 지지체들을 포함하는, 금속 스트립을 냉각하는 장치.
제13항에 있어서,
상기 커버 플레이트는 0.5 내지 1.5 인치의 범위 내의 거리만큼 상기 스트립으로부터 상향으로 이격되는, 금속 스트립을 냉각하는 장치.
제13항에 있어서,
상기 커버 플레이트는 1 인치 + 10%의 거리만큼 상기 스트립으로부터 상향으로 이격되는, 금속 스트립을 냉각하는 장치.
측방 에지들을 갖는 금속 스트립을 냉간 압연하는 장치로서,
상기 금속 스트립의 두께를 감소시키는 적어도 하나의 롤 스탠드, 및 상기 금속 스트립을 상기 적어도 하나의 롤 스탠드 바로 하류에서 냉각하는 장치를 포함하며,
상기 금속 스트립을 냉각하는 장치는 제13항에 따른 장치를 포함하는, 금속 스트립을 냉간 압연하는 장치.
제1항에 있어서,
상기 냉각제 액체를 상기 스트립의 하부 표면으로부터 제거하는 단계를 더 포함하는, 금속 스트립을 냉각하는 방법.
제13항에 있어서, 후속적으로 냉각제 액체를 상기 스트립의 하부 표면으로부터 제거하는 제거 장치를 더 포함하는, 금속 스트립을 냉각하는 장치.