金屬帶材的冷卻方法和裝置制造方法及圖紙

一種層流冷卻裝置采用由一對限定狹縫的平板部件組成的層流噴管，冷卻水流過此狹縫形成一冷卻水屏柵．為調節該噴管內的通道區域，該層流噴管的平板部件至少有一個在垂直于冷卻水流動的方向上可以變形，至少有一個平板較好地響應冷卻水壓力，引起通道區域變化，從而調節冷卻水通道區域．（*該技術在2007年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
本專利技術一般涉及冷卻帶材，如帶鋼等的裝置和方法。本專利技術尤其涉及一種新型的有用的層流冷卻裝置，該裝置能形成冷卻液層流以大體上均勻的冷卻速度在帶材的全寬度上冷卻帶材。更進一步本專利技術涉及一種可調節作為一種冷卻介質來調整冷卻效果的冷卻液的流速的層流冷卻裝置。例如層流冷卻裝置用于帶材熱軋機上以冷卻帶鋼。這種冷卻裝置置于精軋機和卷帶輥之間以冷卻沿著滾動臺饋來的帶材。在這種層流冷卻裝置中，通常用水作為冷卻介質，并以許多條狀層流的形式，方向對著帶材的寬度，或以沿帶材寬度方向延伸的以便覆蓋帶材全部寬度的狹縫層流形式輸向帶材。這種層流冷卻裝置具有比噴射冷卻裝置較高的冷卻效率，在噴射冷卻裝置內高壓水噴向帶材，但傳熱系數較高。因此，這種層流冷卻裝置在帶材熱軋機上能高速生產帶鋼，這是眾所周知的。更進一步，特別就冷卻水的狹縫層流來說，由于在帶材全寬度上的均勻冷卻效果在帶材寬度上可獲得高度均勻的溫度分布。層流冷卻裝置的一種形式如“管道層流冷卻裝置”是已知的。在這種裝置里通過管道層流噴管形成水帶狀的層流。層流冷卻裝置的另一種形式如“狹縫層流冷卻裝置”是已知的。這種裝置使用一種狹縫層流噴管以形成冷卻水的狹縫層流。管道層流冷卻裝置已在日本技術第二次(已審查)公開編號為昭和56-41848中公布。另一方面，狹縫層流冷卻裝置已在日本專利第一次(未審查)公開編號為昭和58-77710和日本技術第一次公開編號為昭和57-170812中公布。在已知的層流冷卻裝置中，可以清楚地看到狹縫層流冷卻裝置具有的冷卻效率較管道層流冷卻裝置高約1.5倍到2倍。然而，狹縫層流冷卻裝置具有以下的缺點。首先，狹縫層流冷卻裝置與管道層流冷卻裝置相比，前者在結構上復雜。其次和比較重要的是，通用的狹縫層流冷卻裝置有一固定不變的冷卻水流動區域以限制冷卻水流速的變化范圍。換句話說，當需要比較低的冷卻效率時，不使狹縫層流中斷而充分地降低冷卻水的流速就變得較為困難。另一方面，當需要比較高的冷卻效率時，冷卻水的流速就變得過度，引起帶材上的冷卻水飛濺，從而降低冷卻速率。因此，可以清楚地看到，狹縫層流冷卻裝置只在一定的冷卻效率范圍內是有效的。再進一步，為了通過狹縫層流噴管裝置形成冷卻水的狹縫層流，縫隙要足夠窄，如約20到30毫米。這樣可能存留外界物質，如水垢。外界物質的聚集將引起冷卻水管道面積的變化，這樣將引起冷卻效率的變化。因此，這就需要對通用的狹縫層流噴管進行定期清洗。為了提供一個較寬的由狹縫層流冷卻裝置形成的層流冷卻水流速的調節范圍，曾提議用狹縫大小可調整的改進的狹縫層流冷卻裝置。這種狹縫層流冷卻裝置已在日本專利第一次公開編號為57-103728和日本技術第一次公開編號為昭和59-171761中公布。根據這些公開、公布，一對導流板中的一個可相對于另一個導流板移動，以調整導流板之間流體的間隙，并由此調節冷卻水通道面積。雖然這種裝置允許較寬范圍地調整冷卻水流量。或冷卻水流速，但它們需要活動支承的可移動的導流板機構。這使得冷卻裝置的結構更加復雜。再進一步，這種裝置的要求比較復雜，而人工調整導流板間的間隙易出故障。還曾提出過其它類型的層流冷卻裝置，調整冷卻水流速以改變冷卻效率，從而控制鋼的晶體尺寸，帶鋼的材料組織等等以控制帶材的質量。這種層流冷卻裝置已在日本專利第一次公開編號為昭和51-28580，昭和54-57414，昭和55-88921和昭和59-50911中公布。在日本專利第一次公開編號為昭和51-28560，昭和54-57414和昭和55-88921的公布中，流動控制閥門用在冷卻水供應管道上以給層流噴管供應冷卻水。另一方面，在日本專利第一次公開編號為59-50911的發布中，層流冷卻裝置在冷卻水供應管道里裝有流動控制閥門，以及阻流板用來阻斷來自層流噴管的液流，以提供到達帶材表面的水的開或關的控制。這些裝置根據需要的冷卻效率，可提供一些冷卻水的流動控制。然而，由于流動控制閥門中的機械性時間延遲和由于在冷卻水供應管里的冷卻水流速變化的延遲，水量控制的可靠性不是很令人滿意的。更進一步，即使后面提到的裝置，如日本專利第一次公開編號為昭和59-50911中公布的，冷卻水流動的控制也只限于開或關。因此，雖然冷卻水的流速根據公布的裝置是可以改變的，但是除了開關控制作用外，所有的控制反應都是緩慢的。而且可變化的流速調整只能在較小范圍內進行。因此，本專利技術的一個目的是提供一種用于帶材的層流冷卻裝置，這種裝置具有簡單的結構和帶材冷卻效果調整范圍足夠寬的能力。本專利技術的另一個目的是提供一種層流冷卻裝置，該裝置具有足夠高的靈敏度能精確地控制冷卻流體的流量。本專利技術的進一步目的是提供一種層流冷卻裝置，該裝置能用自動方式調整層流噴管的冷卻流體通道面積。為了達到上面提到的和其它的目的，根據本專利技術的一種層流冷卻裝置使用一個層流噴管，它包括一對規定冷卻流體通過的狹縫的平板件，并形成冷卻流體隔板。層流噴管的平板件之一至少在垂直于冷卻流體流動方向的方向上是可以變形的，以調整噴管里的通道面積。可變形的平板件可較好地響應冷卻流體壓力以引起通道面積的變化，從而調整冷卻流體通道面積。在推薦的結構中，另一種層流噴管或噴管安裝在上述的帶有可變形的平板件的層流噴管的上流處，以供應層流冷卻流體。還可以提供一流動控制裝置，該裝置放在層流噴管之間，以調整提供給下流噴管的冷卻流體量。在推薦的結構中，流體控制裝置包括一周圍帶有許多切口的阻擋板以允許流體流過那里。相對于噴管之間的冷卻流體通道的流動控制裝置的阻擋板可在完全封閉的位置以切斷冷卻流體供給下流的噴管，和完全打開的位置以允許冷卻流體的全部量供給下流噴管之間移動。在完全封閉位置和完全打開位置的中間位置，冷卻流體供應量對由來自上流噴管的層流流體只經過切口來限制。根據本專利技術的一個方面，帶材冷卻裝置包括由一對第一和第二平板并排放置而構成的層流噴管，它們互相之間的關系限定了冷卻流體的流體通道，以建立一基本垂直于帶材通道的狹縫層流，通過帶材通道傳送帶材，第一平板能相對于第二平板放置以使流體通道的通道面積變化，冷卻流體控制裝置用于提供控制量的冷卻流體流過流體通道，而第一平板能對流體通道里的流體壓力起反應，根據流體壓力的大小引起相對于第二平板的移動量。最好第一平板由一可變形的材料制成，以按照流體通道里的流體壓力而引起變化，而冷卻流體供應裝置包括層流噴管，以在基本一致的流速分布情況下，在流體通道的全寬度上提供冷卻流體。第一和第二平板的安裝限定了在起始位置上流體通道內的最小通道面積，而第一平板根據流體通道里流體壓力的大小，移離第二平板，以加寬通道面積。通過層流噴管對流體通過提供可變的流動面積，從而有可能在不必切斷層流的情況下獲得足夠寬的冷卻流體流速的調整范圍。帶材冷卻裝置可以進一步包括置于冷卻流體供應裝置和層流噴管之間的流動阻斷裝置，以限制介于冷卻流體供應裝置和層流噴管之間的冷卻流體通道，從而調整提供給層流噴管的冷卻流體的供應速度。流動阻斷裝置是可移動的，根據待冷卻的帶材寬度來調整阻斷的大小。流動阻斷裝置包括一對沿著層流噴管上部邊緣可水平地移動的流動阻斷件以調整流動阻斷的大小。使用根據帶材寬度調整冷卻流體供應量的流體阻斷方法基本上可獲得帶材全寬度上的冷卻流體流速的均勻分布。在另一方面，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種帶材冷卻裝置包括：一個層流管，它由一對相互并排排列的第一和第二塊板構成，為在其間限定一冷卻流體的流體通道，是為建立基本垂直于傳送帶材的帶材通道的縫隙層流，所述第一塊板能相對所述第二塊板位移，是為改變所述流體通道的通道區域；一種冷卻流體的供應設備，是為供應流過所述流體通道的控制的冷卻流體的量，以及所述第一塊板能響應于所述流體通道內的流體壓力，并根據所述流體壓力量，引起其相對于所述第二塊板的位移。

【技術特征摘要】
JP 1986-11-7 170333/86;JP 1986-11-7 170334/86;JP 11.一種帶材冷卻裝置包括一個層流管，它由一對相互并排排列的第一和第二塊板構成，為在其間限定一冷卻流體的流體通道，是為建立基本垂直于傳送帶材的帶材通道的縫隙層流，所述第一塊板能相對所述第二塊板位移，是為改變所述流體通道的通道區域；一種冷卻流體的供應設備，是為供應流過所述流體通道的控制的冷卻流體的量，以及所述第一塊板能響應于所述流體通道內的流體壓力，并根據所述流體壓力量，引起其相對于所述第二塊板的位移。2.如權項1所述的帶材冷卻裝置，其中所述的第一塊板是由可變形材料形成，是為引起相應于所述流體通道內壓力的變形。3.如權項1所述的帶材冷卻裝置，其中所述供應冷卻流體設備包括層流噴管，是為在所述流體通道的大體的全寬度上按基本上分布均勻的流率供應冷卻流體。4.如權項1所述的帶材冷卻裝置，其中所述的第一和第二塊板要排列成為限定所述流體通道初始位置時的最小通道，以及所述的第一塊板以相應于所述流體通道內流體壓力的量移離所述第二塊板，為了加寬所述通道區域。5.如權項1所述的帶材冷卻裝置，它還包括一介于所述供應冷卻流體設備和所述層流噴管間的為限制所述冷卻流體供應設備和所述層流噴管間的冷卻流體通道的截流裝置，是為調節對所述層噴管的冷卻流體供應率。6.如權項5所述的帶材冷卻裝置，其中所述截流裝置是可運動的，為對應所述待冷卻的帶材寬度調節截流量7.如權項6所述的帶材冷卻裝置，其中所述的截流裝置包括一對能沿所述層流噴管上部邊緣水平地移動，為調節截流量的截流部件。8.如權項1所述的帶材冷卻裝置，它還包括一個介于所述供應冷卻流體設備和所述層流噴管間，為調節從所述供應冷卻水設備向所述層流噴管的供應量的流動控制部件。9.如權項8所述的帶材冷卻裝置，其中所述的流動控制部件是可在一基本上平行于所述帶材的饋送方向上水平地移動，是為按需要的冷卻效率調節冷卻流體供應的限制量。10.如權項9所述的帶材冷卻裝置，其中所述的流體控制部件可阻擋從所述供應冷卻水設備供給的部分冷卻水，是為調節對所述層流噴管的冷卻水供應量。11.如權項10所述的帶材冷卻裝置，其中所述流動控制部件線性地增加和減少冷卻水的截流量，是為線性地調節所述層流噴管的冷卻流體的供應量。12.如權項10所述的帶材冷卻裝置，其中所述的流動控制部件以階梯式改變所述冷卻流體的截流量，是為以階梯式調節冷卻流體的供應量。13.如權項1所述的帶材冷卻裝置，它還進一步包括以給定的力使所述第一塊板偏向所述第二塊板的部件，是為按照對所述流體通道內的流體壓力的響應來限制所述第一塊板相對于所述第二塊板的位移。14.如權項13所述的帶材冷卻裝置，其中所述的偏置部件包括一基本平行所述第一塊板而伸展的桿部件和以受控壓力抑制所述桿件朝向所述第一塊板的操作部件。15.如權項1所述的帶材冷卻裝置，其中所述的第一塊板1是由一彈性可變形材料制成，其頂部邊緣固定到一靜止部件上，是為大體在所述第一塊板本身產生回彈力，為彈性地偏置此板朝向所述第二塊板，是為限制所述第一塊板相對于第二塊板的位移。16.如權項1所述的帶材冷卻裝置，其中所述的層流噴管布置成斜交于一垂直平面，由所述的供應冷卻流體設備沿此垂直平面供應所述冷卻流體。17.如權項16所述的帶材冷卻裝置，還進一步包括為調節所述層流噴管相對所述垂直平面的傾斜角度的部件。18.如權項16所述的帶材冷卻裝置，其中所述的第一塊板是由一可變形的材料形成，是為引起相應于所述流體通道內的流體壓力的變形。19.如權項16所述的帶材冷卻裝置，其中所述的冷卻供應設備包括一層流噴管，是為在所述流體通道的大體全寬度上，以基本均勻的流率分布供應冷卻流體。20.如權項16所述的帶材冷卻裝置，其中所述第一和第二塊板安排成為限定所述流體通道在初始位置上的一最小通道區域，而所述的第一塊板以相應于在所述流體通道內的流體壓力的量移離所述的第二塊板，是為加寬所述通道區域。21.如權項16所述的帶材冷卻裝置，還進一步包括一介于所述供應冷卻流體設備和所述層流噴管間為限制在所述供應冷卻流體設備和所述層流噴管間的流體通道的截流裝置，是為調節所述層流噴管的冷卻流體供應率。22.如權項21所述的帶材冷卻裝置，其中所述的截流裝...

【專利技術屬性】
技術研發人員：登坂章男，橋口耕一，森田正彥，岡野忍，
申請(專利權)人：川崎制鐵有限公司，
類型：發明
國別省市：JP[日本]