專利名稱:金屬帶材的冷卻方法和裝置的制作方法
本發(fā)明一般涉及冷卻帶材，如帶鋼等的裝置和方法。本發(fā)明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(jìn)一步本發(fā)明涉及一種可調(diào)節(jié)作為一種冷卻介質(zhì)來調(diào)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(jī)上以冷卻帶鋼。這種冷卻裝置置于精軋機(jī)和卷帶輥之間以冷卻沿著滾動(dòng)臺(tái)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(zhì)，并以許多條狀層流的形式，方向?qū)χ鴰Р牡膶挾?，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(nèi)高壓水噴向帶材，但傳熱系數(shù)較高。因此，這種層流冷卻裝置在帶材熱軋機(jī)上能高速生產(chǎn)帶鋼，這是眾所周知的。更進(jìn)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實(shí)用新型第二次(已審查)公開編號(hào)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(hào)為昭和58-77710和日本實(shí)用新型第一次公開編號(hào)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(diǎn)。
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(jié)構(gòu)上復(fù)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(dòng)區(qū)域以限制冷卻水流速的變化范圍。換句話說，當(dāng)需要比較低的冷卻效率時(shí)，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(dāng)需要比較高的冷卻效率時(shí)，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(nèi)是有效的。再進(jìn)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(zhì)，如水垢。外界物質(zhì)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(duì)通用的狹縫層流噴管進(jìn)行定期清洗。
為了提供一個(gè)較寬的由狹縫層流冷卻裝置形成的層流冷卻水流速的調(diào)節(jié)范圍，曾提議用狹縫大小可調(diào)整的改進(jìn)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(hào)為57-103728和日本實(shí)用新型第一次公開編號(hào)為昭和59-171761中公布。根據(jù)這些公開、公布，一對(duì)導(dǎo)流板中的一個(gè)可相對(duì)于另一個(gè)導(dǎo)流板移動(dòng)，以調(diào)整導(dǎo)流板之間流體的間隙，并由此調(diào)節(jié)冷卻水通道面積。雖然這種裝置允許較寬范圍地調(diào)整冷卻水流量。或冷卻水流速，但它們需要活動(dòng)支承的可移動(dòng)的導(dǎo)流板機(jī)構(gòu)。這使得冷卻裝置的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。再進(jìn)一步，這種裝置的要求比較復(fù)雜，而人工調(diào)整導(dǎo)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(diào)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(zhì)量。這種層流冷卻裝置已在日本專利第一次公開編號(hào)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(hào)為昭和51-28560，昭和54-57414和昭和55-88921的公布中，流動(dòng)控制閥門用在冷卻水供應(yīng)管道上以給層流噴管供應(yīng)冷卻水。另一方面，在日本專利第一次公開編號(hào)為59-50911的發(fā)布中，層流冷卻裝置在冷卻水供應(yīng)管道里裝有流動(dòng)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(dá)帶材表面的水的開或關(guān)的控制。這些裝置根據(jù)需要的冷卻效率，可提供一些冷卻水的流動(dòng)控制。然而，由于流動(dòng)控制閥門中的機(jī)械性時(shí)間延遲和由于在冷卻水供應(yīng)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(jìn)一步，即使后面提到的裝置，如日本專利第一次公開編號(hào)為昭和59-50911中公布的，冷卻水流動(dòng)的控制也只限于開或關(guān)。因此，雖然冷卻水的流速根據(jù)公布的裝置是可以改變的，但是除了開關(guān)控制作用外，所有的控制反應(yīng)都是緩慢的。而且可變化的流速調(diào)整只能在較小范圍內(nèi)進(jìn)行。
因此，本發(fā)明的一個(gè)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(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和帶材冷卻效果調(diào)整范圍足夠?qū)挼哪芰Α?br>本發(fā)明的另一個(gè)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。
本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供一種層流冷卻裝置，該裝置能用自動(dòng)方式調(diào)整層流噴管的冷卻流體通道面積。
為了達(dá)到上面提到的和其它的目的，根據(jù)本發(fā)明的一種層流冷卻裝置使用一個(gè)層流噴管，它包括一對(duì)規(guī)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(dòng)方向的方向上是可以變形的，以調(diào)整噴管里的通道面積?？勺冃蔚钠桨寮奢^好地響應(yīng)冷卻流體壓力以引起通道面積的變化，從而調(diào)整冷卻流體通道面積。
在推薦的結(jié)構(gòu)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(yīng)層流冷卻流體。
還可以提供一流動(dòng)控制裝置，該裝置放在層流噴管之間，以調(diào)整提供給下流噴管的冷卻流體量。在推薦的結(jié)構(gòu)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(duì)于噴管之間的冷卻流體通道的流動(dòng)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(dòng)。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(yīng)量對(duì)由來自上流噴管的層流流體只經(jīng)過切口來限制。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，帶材冷卻裝置包括由一對(duì)第一和第二平板并排放置而構(gòu)成的層流噴管，它們互相之間的關(guān)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(duì)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(duì)流體通道里的流體壓力起反應(yīng)，根據(jù)流體壓力的大小引起相對(duì)于第二平板的移動(dòng)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(yīng)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(nèi)的最小通道面積，而第一平板根據(jù)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(duì)流體通過提供可變的流動(dòng)面積，從而有可能在不必切斷層流的情況下獲得足夠?qū)挼睦鋮s流體流速的調(diào)整范圍。
帶材冷卻裝置可以進(jìn)一步包括置于冷卻流體供應(yīng)裝置和層流噴管之間的流動(dòng)阻斷裝置，以限制介于冷卻流體供應(yīng)裝置和層流噴管之間的冷卻流體通道，從而調(diào)整提供給層流噴管的冷卻流體的供應(yīng)速度。流動(dòng)阻斷裝置是可移動(dòng)的，根據(jù)待冷卻的帶材寬度來調(diào)整阻斷的大小。流動(dòng)阻斷裝置包括一對(duì)沿著層流噴管上部邊緣可水平地移動(dòng)的流動(dòng)阻斷件以調(diào)整流動(dòng)阻斷的大小。使用根據(jù)帶材寬度調(diào)整冷卻流體供應(yīng)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，帶材冷卻裝置可以進(jìn)一步包括一介于冷卻流體供應(yīng)裝置和層流噴管之間的流動(dòng)控制裝置，以調(diào)整來自冷卻水供應(yīng)裝置給層流噴管的冷卻流體供應(yīng)量。流動(dòng)控制裝置可在與帶材的輸入方向基本平行的方向上水平地移動(dòng)以根據(jù)需要的冷卻效果來調(diào)整限制冷卻水供應(yīng)的大小。流動(dòng)控制裝置阻止從冷卻水供應(yīng)裝置供來的部分冷卻水，以調(diào)整給層流噴管的冷卻水供應(yīng)量。在推薦的結(jié)構(gòu)中，流動(dòng)控制裝置線性地增加和減少冷卻水的阻止量以線性地調(diào)整給層流噴管的冷卻流體供應(yīng)量。在另一結(jié)構(gòu)中，流動(dòng)控制裝置以分段的方式變化冷卻流體的阻止量，從而以分段方式調(diào)整冷卻流體的供應(yīng)量。
根據(jù)本發(fā)明的流動(dòng)控制裝置以機(jī)械操作方法操作和直接控制給層流噴管的冷卻流體的供應(yīng)量。因此，流速調(diào)整的靈敏度變得足夠高以致可滿意地將冷卻裝置應(yīng)用于帶材熱軋機(jī)上。
在另一方面，帶材冷卻裝置進(jìn)一步包括在作用力下使第一平板偏置于第二平板的裝置，以限制根據(jù)流體管道里的流體壓力而使第一平板相對(duì)于第二平板的移動(dòng)。編置裝置包括一個(gè)基本平行于第一平板，向外延伸的桿狀件和在控制的壓力下使桿狀件壓向第一平板的傳動(dòng)裝置。在另一方面，第一平板是由一種有彈性的可變形的材料制成，并將它的頂部安裝在一固定件上，以第一平板自身產(chǎn)生的彈力來彈性地偏置自己朝向第二平板，從而限制第一平板相對(duì)于第二平板的移動(dòng)。限制第一平板移動(dòng)，可獲得層流中冷卻流體流速的均勻分布，甚至當(dāng)需要充分大的冷卻流體的流速，以獲得高的冷卻效果時(shí)。
在推薦的結(jié)構(gòu)中，層流噴管安裝成傾斜于垂直平面，沿著此平面冷卻流體從冷卻流體供應(yīng)裝置中提供。最好層流噴管與相對(duì)于垂直平面的層流噴管的傾斜角的調(diào)整裝置配合使用。傾斜的層流噴管可放出冷卻流體，形成冷卻流體在帶材上定向流動(dòng)的層流。這樣有助于快速地從帶材表面除去冷卻流體，使冷卻效果的控制變得較為容易。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，冷卻由預(yù)置的帶材通道輸送來的細(xì)長(zhǎng)的帶材的狹縫層流噴管包括并排安置的第一和第二平板，它們的相互關(guān)系限定了它們之間的一冷卻流體的流體通道從而形成一基本垂直于帶材通道的一狹縫層流，通過帶材通道傳送帶材，和另有一個(gè)裝置，對(duì)流體通道里的流體壓力作出反應(yīng)，以根據(jù)流體壓力產(chǎn)生第一平板相對(duì)于第二平板的移動(dòng)量。
通過下面給出的詳細(xì)說明和本發(fā)明推薦的實(shí)施例的附圖將會(huì)更全面地理解本發(fā)明，然而給出的說明和附圖不應(yīng)用來限止本發(fā)明的具體的實(shí)施例，而只是為了用來解釋和理解本發(fā)明。
在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的帶材冷卻裝置的第一和基本的實(shí)施例的局部透視圖。
圖2是圖1帶材冷卻裝置第一實(shí)施例的局部正視圖。
圖3是沿圖2Ⅲ-Ⅲ線部份的帶材冷卻裝置的第一實(shí)施例的放大的截面圖。
圖4是一圖表，表示圖1中的帶材冷卻裝置第一實(shí)施例中所使用的狹縫層流噴管所限定的縫隙的大小與可允許的最小冷卻水流速的關(guān)系。
圖5是一圖表，表示在待冷卻的帶材寬度方向上的冷卻水流速分布。
圖6和圖7示出在各種冷卻水流動(dòng)限定值下相應(yīng)的冷卻效果。
圖8是根據(jù)本發(fā)明帶材冷卻裝置第一實(shí)施例的一個(gè)改進(jìn)的局部透視圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的帶材冷卻裝置第二實(shí)施例的局部透視圖。
圖10是示出帶材上的冷卻水流動(dòng)圖。
圖11，12和13是圖9帶材冷卻裝置第二實(shí)施例中所使用的狹縫層流噴管的放大的截面圖。
圖14是圖9帶材冷卻裝置第二實(shí)施例的部份正視圖。
圖15是沿圖14Ⅻ-Ⅻ線部份的帶材冷卻裝置第二實(shí)施例的放大的截面圖。
圖16是圖9帶材冷卻裝置第二實(shí)施例的一種改進(jìn)的局部透視圖。
圖17是根據(jù)本發(fā)明的帶材冷卻裝置第三實(shí)施例的局部透視圖。
圖18是圖17帶材冷卻裝置第三實(shí)施例的截面圖。
圖19是圖17帶材冷卻裝置第三實(shí)施例的一種改進(jìn)的截面圖。
圖20是圖17上的帶材冷卻裝置的第三個(gè)實(shí)施例的另一種改進(jìn)的局部透視圖。
圖21是圖20的帶材冷卻裝置的改進(jìn)的實(shí)施例的剖面圖。
圖22是從圖20的實(shí)施例引伸出來的帶材冷卻裝置的進(jìn)一步改進(jìn)的剖面圖。
圖23A和B分別表示冷卻水流率在帶材寬度方向上的分布圖。
圖24是根據(jù)本發(fā)明的一帶材冷卻裝置的第四個(gè)實(shí)施例的局部透視圖。
圖25是在圖24的帶材冷卻裝置的第四個(gè)實(shí)施例中采用的流動(dòng)控制元件的透視圖。
圖26是圖24的帶材冷卻裝置的第四個(gè)實(shí)施例的一種改進(jìn)的局部透視圖。
圖27是在圖26的帶材冷卻裝置中采用的一流動(dòng)控制元件的一種改進(jìn)結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖28是表示用圖25和27上的流動(dòng)控制元件控制的冷卻水供給比率變化圖。
圖29是一為實(shí)施本發(fā)明的帶材冷卻裝置的第五個(gè)和實(shí)用實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖30是圖29的帶材冷卻裝置的第五實(shí)施例的下部份的前視圖。
圖31是圖29的帶材冷卻裝置的第五實(shí)施例的上部份的前視圖，在圖29中，在圖解說明下部份所包括的部份時(shí)，和該上部份重疊的下部份被忽略了。
最佳實(shí)施例的說明現(xiàn)參照附圖，特別是圖1至圖3，是圖示根據(jù)本發(fā)明的帶材冷卻裝置的第一和基本的實(shí)施例。總的說來，所示的根據(jù)本發(fā)明的帶材冷卻裝置的實(shí)施例適合為冷卻帶材建立一種冷卻流體的狹縫層流。所示帶材冷卻裝置的實(shí)施例特別適用于制造帶鋼的熱滾軋生產(chǎn)線，為冷卻從精軋機(jī)(未表示)沿輸送臺(tái)傳送到卷帶輥去(未表示)的帶鋼10。該冷卻流體狹縫層流大體上是向著帶鋼的縱軸方向成垂直和正交地延伸。實(shí)際上，所示的此帶鋼冷卻裝置的實(shí)施例采用冷卻水作為冷卻介質(zhì)。因此，下面的敘述將是用冷卻水建立的狹縫層流的帶鋼冷卻裝置。然而，也應(yīng)該理解，冷卻流體能以所需的任一流體狀態(tài)的冷卻介質(zhì)所替代。
如圖1至圖3所示，帶材冷卻裝置的第一實(shí)施例采用為建立一冷卻水的狹縫層流12的狹縫層流噴管20。通過和冷卻水源(未表示)連接的冷卻水供應(yīng)設(shè)備30供應(yīng)冷卻水。此狹縫層流噴管20和冷卻水供應(yīng)設(shè)備30是基本上相互垂直排列。如圖1所示，所示的帶材冷卻裝置的實(shí)施例是采用管子層流噴管作為冷卻水供應(yīng)設(shè)備30。
作為冷卻水供應(yīng)設(shè)備30的管子層流噴管安置在狹縫層流噴管20之上。該狹縫層流噴管20包括一對(duì)導(dǎo)流板22和24，此導(dǎo)流板22和24相互間并排地排列著，且大體垂直于帶材10的縱軸方向而伸展。導(dǎo)流板22和24相互間以一給定的間隙分開。此導(dǎo)流板22和24間的間隙起到縫隙26的作用，來自冷卻水供應(yīng)設(shè)備的冷卻水流過此縫隙。導(dǎo)流板22和24的相對(duì)表面間的距離決定縫隙26的寬度。
流動(dòng)噴管30包括一較大直徑的集管32和一組沿集管軸線方向軸向安置的排放管36。集管32沿帶鋼10的寬度方向伸展，此方向垂直于帶鋼10的饋送方向。集管32通過一冷卻水供給管34連續(xù)到一冷卻水源上去(未表示)。通過此冷卻水供應(yīng)管34送入加壓的冷卻水，并導(dǎo)入集管32。通過冷卻水供應(yīng)管34的冷卻水的壓力可按給定的壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，此壓力相應(yīng)于一通過排放管36需要的冷卻水排放率。排放管36的一端連接到集管32上，而其另一端向下連接到對(duì)著狹縫層流噴管20的縫隙26上去。由于狹縫層流噴管20的縫隙26基本上按垂直于帶鋼10的饋送方向伸展，管子層流噴管30的排放管36的排放端是沿著平行于狹縫層流噴管的縫隙26的方向排列。
在此最佳實(shí)施例中，導(dǎo)流板22和24用一適當(dāng)?shù)闹С植考?未表示)來可動(dòng)地支持著，從而使其能夠按照縫隙26內(nèi)的冷卻水壓力相對(duì)移動(dòng)。進(jìn)而，在所示的實(shí)施例中，導(dǎo)流板22和24是由薄的和可變形的不銹鋼板制成。然而，實(shí)際上導(dǎo)流板可以用任何一種適當(dāng)?shù)暮蛷椥缘幕蚩苫貜椬冃蔚牟牧希T如白鐵皮，鋁板，特氟隆，聚乙烯，聚丙烯等。也應(yīng)認(rèn)為管子層流噴管30和狹縫層流噴管20之間的距離可以按任一需要的距離來決定。然而最好選擇的距離是使放置的管子層流噴管30足夠接近狹縫層流噴管20的上端，為了降低裝置的高度，這是可取的。此外，也應(yīng)可以使各個(gè)排放管36的低端插入狹縫層流噴管14的縫隙26內(nèi)。
也應(yīng)進(jìn)一步理解設(shè)置管子層流噴管30的目的僅僅是為狹縫層流噴管20提供冷卻水。因此，管子層流噴管30不要求以一致的排放率通過每一排放管。根據(jù)這一點(diǎn)，在管子層流噴管30中采用的排放管不必是精確的圓形管，可以是任何需要的形狀，諸如橢園形，多邊形等。此外，由于管子層流噴管30僅僅是作為冷卻水供應(yīng)設(shè)備，故只要求其提供足夠量的冷卻水，當(dāng)冷卻水通過狹縫層流噴管20，形成縫隙層流12，因此，也不限止管子層流噴管，但能以任何形式的供水設(shè)備所替代。但是可以優(yōu)先考慮管子層流噴管，或狹縫層流噴管，以便在狹縫層流噴管20縫隙的各個(gè)部份均勻地供水。
如圖2和圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的帶材冷卻裝置的第一實(shí)施例，進(jìn)一步采用一阻擋件40，一般使其位于狹縫層流噴管20的相應(yīng)的橫向兩端。阻擋件40沿著狹縫間隙26縱向運(yùn)動(dòng)，為了干擾通過管子層流噴管30的冷卻水供應(yīng)部份。從圖3將清楚看出每一阻擋件40是以通道形狀形成，在這里限定一個(gè)流槽排放在這里收集的冷卻水。阻擋件40和其水平驅(qū)動(dòng)的拖動(dòng)機(jī)構(gòu)(未表示)相配合一起調(diào)節(jié)流動(dòng)限定量。就是說，當(dāng)阻擋件40彼此相向地驅(qū)動(dòng)著，從排放管36排出的并被阻擋件40所接收而待排放的條狀層流將增加至流動(dòng)限定量。實(shí)際上，阻擋件40的位置按照待冷卻的帶材寬度來決定。
為了保證接收來自管子層流噴管20的排放管36所排放的冷卻水，彎曲導(dǎo)流板22和24的上端，使縫隙26的開口28a，比出口28b更寬些這應(yīng)該是方便的。
下面將討論上述的根據(jù)本發(fā)明的帶材冷卻裝置的第一實(shí)施例的冷卻效率的調(diào)節(jié)操作。
冷卻水通過管子層流噴管30以條形層流形式供入導(dǎo)流板22和24間的縫隙26中去。此時(shí)，縫隙26內(nèi)的冷卻水供應(yīng)區(qū)通過調(diào)節(jié)阻擋件40的位置按照待冷卻帶材10的寬度進(jìn)行調(diào)節(jié)。進(jìn)入縫隙26內(nèi)的冷卻水，由于冷卻水的表面張力沿導(dǎo)流板22和24擴(kuò)展。因此，通過狹縫層流噴管20形成屏柵形層流冷卻水流12。
為了調(diào)節(jié)冷卻效率而控制冷卻水流量，使通過管子層流噴管30的冷卻水的排放率可加以調(diào)節(jié)。通過管子層流噴管30的排放率可以通過調(diào)節(jié)從冷卻水源經(jīng)由冷卻水供應(yīng)管34到集水管32的冷卻水供應(yīng)率進(jìn)行調(diào)節(jié)，或者另外通過調(diào)節(jié)在集水管32內(nèi)的冷卻水壓力來進(jìn)行調(diào)節(jié)。通過調(diào)節(jié)從管子層流噴管30排放的冷卻水的排放率，通過縫隙26的冷卻水流率就發(fā)生變化。這由于縫隙內(nèi)所規(guī)定的通道區(qū)域限止流動(dòng)，故引起縫隙26內(nèi)的冷卻水壓力的變化。當(dāng)冷卻水壓力增加時(shí)，狹縫層流噴管20的導(dǎo)流板22和24彼此離開，其離開程度按狹縫層流噴管內(nèi)的冷卻水壓力的大小而定。如圖3中剖面圖所示。同時(shí)，導(dǎo)流板22和24由于壓力而發(fā)生彈性或回彈變形。這樣產(chǎn)生導(dǎo)流板22和24的位移和變形，加寬了縫隙26的寬度t，因而也加寬了冷卻水的通道區(qū)。導(dǎo)流板22和24的相對(duì)移動(dòng)和變形的量是這樣自動(dòng)地決定的，即它取決于由限止流動(dòng)而產(chǎn)生的冷卻水壓力。也就是導(dǎo)流板22和24所產(chǎn)生的位移量和變形量是平衡導(dǎo)流板22和24的反彈力及縫隙26內(nèi)的冷卻水壓力的量。因此，通過自動(dòng)地使導(dǎo)流板22和24位移和變形，則通過狹縫層流噴管20排放的冷卻水壓力能夠自動(dòng)地維持在常壓。當(dāng)然，通過選擇導(dǎo)流板22和24的彈性及其位移的特性，就能調(diào)節(jié)冷卻水壓力，從而防止冷卻水以過份的壓力而排放，引起水流在帶鋼10上飛濺。進(jìn)而，由于所示的帶材冷卻裝置的實(shí)施例允許狹縫層流中的縫隙26擴(kuò)展，故縫隙的最初寬度t要足夠小，以便降低可允許的最小冷卻水流率，這是維持狹縫層流，不至于阻塞層流所必需的。
由此得知，由于狹縫層流噴管20能根據(jù)縫隙內(nèi)冷卻水壓力，而改變縫隙26，故當(dāng)冷卻水壓力增加時(shí)，就可加寬冷卻水流動(dòng)通道區(qū)域，導(dǎo)流板22和24安置成對(duì)著橫排位置，以致限定的通道區(qū)域基本上較小。在這個(gè)最初位置，導(dǎo)流板22和24限定縫隙26內(nèi)的最小冷卻水流通道區(qū)域。正如所述的那樣，由于最小縫隙能足夠小到使可允許的最小冷卻水流率為較低，故最低帶材冷卻效率成為比常規(guī)狹縫層流噴管的較小。所示實(shí)施例的這個(gè)優(yōu)點(diǎn)在圖4中將看得清楚。圖4中，用實(shí)線圖示單位寬度的可允許的最小冷卻水流率。另一方面，單位寬度冷卻水流率的單位冷卻水流率范圍，根據(jù)所示實(shí)施例，示于圖4中的假設(shè)線中，而縫隙寬度在初始寬度t(例如3mm)和最大寬度t′(例如8mm)之間變化。進(jìn)一步敘述，當(dāng)傳統(tǒng)的狹縫層流噴管具有一固定的6mm的縫隙，則要求的最小的冷卻水流率是0.55m3/min，另一方面，通過選定縫隙26的最小寬度為3mm，則要求的最小冷卻水流率能減小到0.2m3/min。因此，此帶材冷卻裝置的第一實(shí)施例可在較寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié)冷卻水排放率，因而在滾軋過程中，就具有在較寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié)滾動(dòng)工作臺(tái)上帶材冷卻效率的能力。
另一方面，如將從圖5中看到的，冷卻水流率在狹縫層流噴管20的不同部分上的分布，在中心部分上能夠大體均勻。流率在側(cè)邊部分上大體以線形式減少。這個(gè)在狹縫層流噴管20的兩側(cè)邊上的流率減少特性能夠通過調(diào)節(jié)阻擋件40的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。從圖6和7中可看出，流率分布變化特性和阻擋件40的關(guān)系。在圖6和7中所示的特性是從實(shí)驗(yàn)得到的，在一種條件下完成的，該條件是每一排放管36的直徑是_mm，排放管之間的間距是_mm，狹縫層流噴管的總寬度W是2300mm，通過每一排放管36的冷卻水流率是_m3/min，以及通過狹縫層流噴管20的單位冷卻水流率是_m3/min，在這個(gè)條件下，進(jìn)行第一次實(shí)驗(yàn)，冷卻的帶鋼寬度為1500mm，阻塞通過0，2和6排放管36的冷卻水的條形層流。圖中示出該帶材各個(gè)橫向位置上的一種相對(duì)冷卻效率的結(jié)果。
從此結(jié)果得知，為了在帶材總寬度上獲得基本均勻的冷卻效率，阻塞通過2排放管36的條形層流2。進(jìn)行的第二種實(shí)驗(yàn)是阻塞通過0，1，2和4排放管36的0，1，2和4的條形層流，帶鋼的冷卻寬度為2000mm。從這結(jié)果得知，當(dāng)阻塞條形層流2，帶材10總寬度上的冷卻效率基本均勻。由此應(yīng)理解其優(yōu)點(diǎn)是，為獲得總寬度上的均勻的冷卻效率，通過組塞供到狹縫層流噴管20的部分層流的進(jìn)行，來限制冷卻水的供應(yīng)速率。
如上所述，為實(shí)施本發(fā)明，對(duì)帶材冷卻裝置的第一實(shí)施例的各種改進(jìn)是可能的。有一種改進(jìn)示在圖8。在圖8中改進(jìn)的實(shí)施例中，狹縫層流噴管30a用作為冷卻水供應(yīng)設(shè)備。此狹縫層流噴管30a安置在包括導(dǎo)流板22a和24a的狹縫層流噴管20a之上。與上述實(shí)施例相似，此導(dǎo)流板22a是由薄的和彈性或回彈變形材料，例如薄的不銹鋼板制成。另一方面，在所示的實(shí)施例中，導(dǎo)流板24a是由一剛性材料，例如較厚的不銹鋼板制成。為形成固定壁來限定縫隙26a，導(dǎo)流板24a沿冷卻水通道剛性地加以固定。導(dǎo)流板22a用適當(dāng)?shù)闹渭梢苿?dòng)地支承著，使其可以向著和離開導(dǎo)流板24a運(yùn)動(dòng)，這是為了按照在縫隙26a內(nèi)的冷卻水壓力調(diào)節(jié)縫隙的寬度。
用此結(jié)構(gòu)，通過導(dǎo)流板22a相對(duì)于導(dǎo)流板24a的移動(dòng)和通過導(dǎo)流板22a的彈性變形，縫隙寬度按照縫隙內(nèi)的冷卻水壓力而變化。因此有可能進(jìn)行寬范圍的冷卻水流率的調(diào)節(jié)和上述第一實(shí)施例中相類似。
雖然圖8中的實(shí)施例不設(shè)有如圖2和3中的第一實(shí)施例中圖示的阻擋件，通過提供阻擋件將可能得到相似的限流。在這種情況下，冷卻效率分布的均勻性將依照限流量而變。
圖9至13示出按照本發(fā)明的帶材冷卻裝置的第二實(shí)施例。在此實(shí)施例中，具有和在上述第一實(shí)施例中采用的相同結(jié)構(gòu)的管子層流噴管30作為冷卻水供應(yīng)設(shè)備。另一方面，狹縫層流噴管50具有如在圖8中圖示的層流噴管20a相似的結(jié)構(gòu)。因此，狹縫層流噴管50包括一可變形的可移動(dòng)的導(dǎo)流板52和一剛性導(dǎo)流板54。然而，在這個(gè)實(shí)施例中的狹縫層流噴管50是傾斜地放置在一個(gè)對(duì)著大體上為垂直平面而傾斜地伸展的平面上。在這個(gè)推薦的結(jié)構(gòu)中，狹縫層流噴管50相對(duì)于垂直平面的傾斜角大約為15°。
如在圖11，12和13中所示，導(dǎo)流板52依賴于在狹縫層流噴管50內(nèi)的冷卻水流率相對(duì)于導(dǎo)流板54移動(dòng)。也就是，圖11表示此導(dǎo)流板52的初始位置。在此條件下，為了把縫隙56維持在最小和初始寬度，沒有冷卻水供應(yīng)，或基本上為小流率的冷卻水供給層流噴管50。圖12表示了一種流率較小，但明顯比初始位置大的流率的冷卻水供給狹縫層流噴管50的一種條件。在冷卻水的供應(yīng)量增加時(shí)，縫隙56內(nèi)的壓力也增加，引起導(dǎo)流板52相對(duì)導(dǎo)流板54移動(dòng)，從而允許較大量的冷卻水由此通過。當(dāng)冷卻水供應(yīng)量進(jìn)一步增加，導(dǎo)流板52進(jìn)一步從導(dǎo)流板54移開，從而如圖13所示，增加縫隙56的寬度。因此，通過改變縫隙寬度，而不引起通過狹縫層流噴管50的冷卻水排放壓力的顯著變化，使冷卻水流率能自動(dòng)地得以調(diào)節(jié)。
在使狹縫層流噴管50具有傾斜角時(shí)，通過此狹縫層流噴管的冷卻水的流動(dòng)能量將成為垂直分量和水平分量。自然明白，在狹縫層流中心的水平分量為最大，而在其兩邊側(cè)為最小。因此由狹縫層流噴管50建立起來的狹縫層流12成為如圖9和10所示那樣的弧形剖面。這為在帶鋼10上流動(dòng)的冷卻水提供了流動(dòng)方向性，且主要是在徑向方向使冷卻水在帶材上短時(shí)期流動(dòng)。由于帶材冷卻效率不僅取決于排放到帶鋼上的冷卻水流率，而且也取決于冷卻水維持在帶材上的時(shí)間周期，此維持冷卻水的時(shí)間周期，在準(zhǔn)確控制帶材冷卻效率中通常將是不確定的因素。這個(gè)能通過對(duì)在帶材上的冷卻水提供徑向流動(dòng)特性來使維持冷卻水的周期縮短得到解決。這個(gè)利用單位冷卻水流率來測(cè)定冷卻效率，允許更精確地控制冷卻效率這是較容易的。
圖14至16表示帶材冷卻裝置的上述第二實(shí)施例的一種改進(jìn)。在此實(shí)施例中，狹縫層流噴管60用來作為替代管子層流噴管，向狹縫層流噴管50供應(yīng)冷卻水。此外，所示的改進(jìn)也采用圖1到3中有關(guān)的帶材冷卻裝置的第一實(shí)施例已敘述過的阻擋件40。
從圖15上將看到，狹縫層流噴管60包括一蓄水器部分62和一噴嘴部分64。此蓄水器部分62大體上用已知的方式連結(jié)到冷卻水流上去(未表示)。在蓄水器部分62內(nèi)積蓄的冷卻水通過在蓄水器部分和噴嘴部分之間形成的連絡(luò)通道66送到噴嘴部分64。另一方面，為調(diào)節(jié)使帶材上各不同部分上的冷卻效率成為大體上均勻，阻擋件40將水平移動(dòng)到冷卻水供應(yīng)的阻擋部分。
圖17和18中表示按照本發(fā)明的帶材冷卻裝置的第三實(shí)施例。在此所示的實(shí)施例中，該狹縫層流噴管60是和在圖14到16中的上述實(shí)施例一樣。該狹縫層流噴管60安置在一適合建立冷卻水層流12的狹縫層流噴管70之上。和上述第二實(shí)施例相似，此狹縫層流噴管70通常包括彈性可變形的和可動(dòng)的導(dǎo)流板72和一剛性導(dǎo)流板74。此導(dǎo)流板74剛性地固定到一大體上平行于來自狹縫層流噴管60的冷卻水層流的平的導(dǎo)板上。另一方面，導(dǎo)流板72并排地放置在靠近導(dǎo)流板74，為限定其間的縫隙76。此外，狹縫層流噴管70包括上部和下部壓下部件78a和78b。最好，此壓下部件78a和78b分別構(gòu)成圓柱棒。在推薦的結(jié)構(gòu)中，圓柱棒壓下部件78a和78b分別鄰接導(dǎo)流板72的上部和下部邊緣延伸。壓下部件78a和78b和操作部件78c和78d相協(xié)作(未表示)。在所示的實(shí)施例中，操作部件78c和78d包括動(dòng)作汽缸，諸如汽缸，液壓缸等，是為使壓下部件78a和78b朝著和背離導(dǎo)流板72運(yùn)動(dòng)。然而，此操作部件可以包括彈簧構(gòu)件等。此操作部件操作壓下部件78a和78b，是為把壓下力F1和F2施加在導(dǎo)流板72上。通過壓下部件78a和78b施加的此壓下力可用作限制導(dǎo)流板72相對(duì)導(dǎo)流板74移動(dòng)的限制力，以及限制導(dǎo)流板72的變形量。
在預(yù)操作中，使操作部件78c和78d通過壓下部件78a和78b對(duì)導(dǎo)流板72操作施加一給定的壓下壓力。因此只要在縫隙76內(nèi)的冷卻水壓力比壓下部件78a和78b的壓下壓力小，導(dǎo)流板72的位移就不會(huì)出現(xiàn)。因此冷卻水的從狹縫層流噴管70排放的排放壓力能夠由操作部件78c和78d的壓下壓力來決定。對(duì)導(dǎo)流板72的位移和變形的限制將使冷卻水流率沿帶材全寬度上，較高均勻性地分布。
圖19上是圖17和18上的帶材冷卻裝置的第三實(shí)施例的改進(jìn)結(jié)構(gòu)。在此改進(jìn)結(jié)構(gòu)中，狹縫層流噴管70安置成相對(duì)垂直平面傾斜，此垂直平面在討論有關(guān)本發(fā)明的第二實(shí)施例時(shí)討論過。薄的不銹鋼板用作為導(dǎo)流板72。將導(dǎo)流板72在其頂部邊緣72a將其固定到一滾柱或旋轉(zhuǎn)棒78e上去。由于導(dǎo)流板72僅僅是其頂部固定到轉(zhuǎn)動(dòng)棒78e上，其彈性力反過來將平緩地施加到導(dǎo)流板72的整個(gè)結(jié)構(gòu)上，使其主要部分彈性地接觸導(dǎo)流板74。由導(dǎo)流板72產(chǎn)生的彈性力大體上能通過轉(zhuǎn)動(dòng)回轉(zhuǎn)棒78e來調(diào)節(jié)導(dǎo)流板72頂部邊緣的位置。另一方面，靠近導(dǎo)流板72的低部邊緣設(shè)有壓下部件78b。和上述實(shí)施例相似，此壓下部件78b和操作部件78d協(xié)作進(jìn)行朝著和背離導(dǎo)流板72的操作，是為了施加一對(duì)壓下力施加控制量。
因此利用此種結(jié)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)限制導(dǎo)流板72的變形和位移。
圖20和21上表示圖17和18上的帶材冷卻裝置的第三實(shí)施例的另一種改進(jìn)。在此種改進(jìn)中，狹縫層流噴管20包括一對(duì)和在圖1到3中的上述第一實(shí)施例相似的彈性地可變形和可動(dòng)導(dǎo)流板22和24。貼近各自導(dǎo)流板頂部邊緣的壓下部件78a和78f是用來限制這些導(dǎo)流板的相對(duì)位移。相類似的位移的限制能夠通過圖22上的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。在圖22的改進(jìn)中，把彈性可變形的導(dǎo)流板22和24的頂部邊緣固定到回轉(zhuǎn)的滾柱或棒78g和78h上去。通過把這些頂部邊緣固定到回轉(zhuǎn)棒78g和78h上，由這些導(dǎo)流板產(chǎn)生的彈性力大體上是為使這些導(dǎo)流板彈性地移向另一個(gè)。
因此，這兩種改進(jìn)，能限制可變形的導(dǎo)流板22和24的變形量和位移量。
圖23A和23B示出冷卻水流率在狹縫層流噴管70和20的全寬度上的分布。圖23A是表示當(dāng)可變形的導(dǎo)流板的變形和位移不受限制時(shí)的流率分布。由這里將看到，在提高通過狹縫層流噴管60的單位冷卻水流率時(shí)，被提供的均勻冷卻水流率的狹縫層流12的區(qū)域窄了。另一方面，在對(duì)可變形的導(dǎo)流板為限制其變形和位移量而提供限制時(shí)，如同從圖23B清楚看出的那樣，能得到較寬的均勻流率區(qū)域。
圖24表示根據(jù)本發(fā)明的一帶材冷卻裝置的的第四實(shí)施例。所示的實(shí)施例采用如在圖17，18和19中圖示那樣相同結(jié)構(gòu)的狹縫層流噴管60和70。流動(dòng)控制部件80配置在垂直安排的狹縫層流噴管60和70之間。
如在圖25中所示，流動(dòng)控制部件80包括阻擋板81和操作部件82，該操作部件82適用于驅(qū)動(dòng)阻擋板81朝著和背離冷卻水通道，該冷卻水通道限定在上部和下部狹縫層流噴管60和70之間。如圖10所示，阻擋板81包括一個(gè)大體上水平伸展的主平板84及在該平板部分前端帶有多個(gè)通常為三角形切口84a。阻擋板81還具有一個(gè)和主平板84后端形成一體的流槽85。垂直前壁83a也和側(cè)壁83b形成在一起。因此，帶有全部前壁83a和側(cè)壁83b的主平板84限定冷卻水阻擋空間，為接收部分或全部從上部層流噴管60所排放的冷卻水，并經(jīng)流槽85排放。
由于與前壁83a在一起的三角形切口84a限定通道區(qū)域向前端逐步加寬的冷卻水流動(dòng)凹口，在阻擋板81靠操作部件82朝上部和下部狹縫層流噴管60和70之間的冷卻水通道驅(qū)動(dòng)向前時(shí)，冷卻水通道區(qū)域逐漸減小。因此，通過控制阻擋板81的位置，可以調(diào)節(jié)冷卻水供給率。
如上所述，由于可變形的導(dǎo)流板72和74的變形量是可變的，故狹縫層流噴管70的縫隙76的寬度也可變，但其取決于縫隙內(nèi)的冷卻水壓力，通過狹縫層流噴管的冷卻水的排放率可以用控制阻擋板位置得到調(diào)節(jié)。因而帶鋼的冷卻效率能得到調(diào)節(jié)。
圖26表示在圖24和25上的帶材冷卻裝置的第四實(shí)施例的一種改進(jìn)。在此種改進(jìn)中，管子層流噴管30用作為向狹縫層流噴管70供應(yīng)冷卻水的冷卻水供應(yīng)設(shè)備。結(jié)構(gòu)改進(jìn)的流動(dòng)控制部件90安置在管子層流噴管30和狹縫層流噴管70之間。流動(dòng)控制部件90通常包括阻擋板91和操作部件92，該操作部件92驅(qū)動(dòng)阻擋板水平朝向和背離管子層流噴管30和狹縫層流噴管70之間的冷卻水通道。
如圖27中所示，阻擋板91包括一基本上為平板并水平伸展的主平板94，和沿主要平板的一個(gè)邊緣上形成的流槽部分95，此流槽遠(yuǎn)離上述的冷卻水通道，并與導(dǎo)流板15和16并行伸展。主平板的另一邊形成階梯狀切口94a，每一階梯狀切口包括淺切口94b和深切口94c。垂直的前端壁93沿著帶有切口94a的主平板94的邊緣伸展。垂直前壁93a和沿主平板94的側(cè)邊緣伸展的側(cè)壁93b形成一體。因此，垂直前壁93a和側(cè)壁93b把主平板94的水平平面圍攏起來，為把在水平平面上收集的冷卻水導(dǎo)向流槽部分95。流槽部分95把冷卻水導(dǎo)向排放通道進(jìn)行排放。阻擋板91的前邊緣朝著和背離冷卻水通道移動(dòng)，是為了調(diào)節(jié)向狹縫層流噴管70供應(yīng)冷卻水的流率，和可在第一遠(yuǎn)離位置和一個(gè)第二阻擋位置之間運(yùn)動(dòng)，在第一遠(yuǎn)離位置上，阻擋板91放置在離開冷卻水通道，是為允許在狹縫層流噴管70所提供的全部冷卻水量通過管子層流噴管30排放，在第二阻擋位置上，阻擋板全部閉上冷卻水通道，是為阻擋冷卻水向狹縫層流噴管70供應(yīng)。阻擋板91在遠(yuǎn)離位置和阻擋位置間運(yùn)動(dòng)期間，可以停在任一位置。例如，阻擋板91可以停在一位置上，在此位置，主平板94的前端位于冷卻水通道內(nèi)，部分冷卻水從管子層噴管30排放，經(jīng)過這里并通過淺切口和深切口94b和94c供給狹縫層流噴管70。因此，使有限量的冷卻水從管子層流噴管30向狹縫層流噴管70供應(yīng)。冷卻水供應(yīng)量的減少比例可由打開區(qū)域的比來決定，也就是有關(guān)左面部分94d的淺切口和深切口的寬度。當(dāng)阻擋板91進(jìn)一步向冷卻水通道移動(dòng)，淺切口94b就通過冷卻水通道。在這種情況下，由管子層流噴管30提供的冷卻水僅通過深切口94c供給狹縫層流噴管70。因此向狹縫層流噴管70供應(yīng)的水便進(jìn)一步受到限制。由此得知，按照本發(fā)明，從管子層流噴管來的冷卻水供應(yīng)量可控制在全阻塞(零)，第一限制比率和比第一限制比率小的第二限制比率以及全量。
從圖26看出，當(dāng)冷卻水供應(yīng)被限制在上述第一和第二限制量上，為阻擋板94的主平板94所接收的過量的冷卻水排放出去或回到冷卻水源去。
在這個(gè)實(shí)施例中，由于狹縫層流噴管70包括可變形的導(dǎo)流板72和74，如同為上述第一實(shí)施例所設(shè)置的那樣，完成縫隙76內(nèi)的通過區(qū)域的調(diào)節(jié)就能調(diào)節(jié)通過狹縫層流噴管70的冷卻水的排放率和排放壓力。
此外，根據(jù)所示的第五實(shí)施例，阻擋板91對(duì)狹縫層流噴管供應(yīng)的冷卻水量將提供附加的調(diào)節(jié)。由于阻擋板91可由操作部件92機(jī)械地或電氣地驅(qū)動(dòng)，故能很快地調(diào)節(jié)向狹縫層流噴管70的冷卻水供應(yīng)量，以完善冷卻水供應(yīng)量調(diào)節(jié)的反應(yīng)能力。這樣，就會(huì)對(duì)卷起的帶鋼10進(jìn)行更準(zhǔn)確的冷卻控制。
在此最佳實(shí)施例中，淺切口94b，和深切口94c的寬度及左面部分94d的寬度彼此相等。在此情況，冷卻水供應(yīng)量在0，1/2，2/3和全量之間進(jìn)行調(diào)節(jié)。
如上所述，在圖24到27的實(shí)施例中的流動(dòng)控制部件80和90，冷卻水供應(yīng)率能夠通過以圖28中的圖介的一種方式調(diào)節(jié)阻擋板81和91的位置得到調(diào)節(jié)。就是當(dāng)帶材冷卻裝置中采用了如在圖24中圖示那樣的阻擋板81，就可得到流動(dòng)限制，為改變向狹縫層流噴管70提供冷卻水的供應(yīng)量，其線性形狀如圖示的線A所示。另一方面，當(dāng)采用了阻擋板91，冷卻水供應(yīng)量的變化如圖示的線B所示，成逐級(jí)型變化。在兩者的任一種中，由于阻擋板81和91是由有關(guān)的操作部件82和92機(jī)械地驅(qū)動(dòng)，故在調(diào)節(jié)向狹縫層流噴嘴70的冷卻水供應(yīng)量時(shí)能取得較快的反應(yīng)。因此，能夠以反應(yīng)性改善的方式進(jìn)行冷卻效率的控制。
圖29到31表示根據(jù)本發(fā)明的帶材冷卻裝置第五和實(shí)際的實(shí)施例。所示的帶材冷卻裝置的實(shí)施例通常包括上部層流噴管100和下部層流噴管120。上部狹縫層流噴管100包括蓄水器部分102和一通過一連絡(luò)通道106連接到蓄水器部分的噴管部分104。該蓄水器部分102固定在上部冷卻水供應(yīng)管108上，該供應(yīng)管108通過一些垂直管112接到下部冷卻水供應(yīng)管110上。此上部和下部冷卻水供應(yīng)管108和110通過為向蓄水器部分102供應(yīng)冷卻水的冷卻水供應(yīng)管路連接到一冷卻供應(yīng)源上(未表示)。下部冷卻水供應(yīng)管110固定地安裝在一支持框架114上并因而支持上部冷卻水供應(yīng)管108，并通過一些垂直管112支持上部狹縫層流噴管。
另一方面，下部狹縫層流噴管120包括可變形的導(dǎo)流板122和剛性導(dǎo)流板124。在導(dǎo)流板122和124間限定縫隙126。剛性導(dǎo)流板124可旋轉(zhuǎn)地固定到一基礎(chǔ)框架130的一托架128上。導(dǎo)流板124可繞樞軸132旋轉(zhuǎn)，是為允許調(diào)節(jié)狹縫層流噴管120的傾斜角度。導(dǎo)流板124和阻擋銷134是有關(guān)的，該阻擋銷134能和通過基礎(chǔ)框架130形成的一組阻擋板開口136中的一個(gè)開口相配合，以把導(dǎo)流板124固定在選定的傾斜角度位置上。
另一方面，導(dǎo)流板122的頂部邊緣剛性地固定到一圓柱形旋轉(zhuǎn)管136上，該旋轉(zhuǎn)管136可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在一已安裝在基礎(chǔ)框架130上的角形框架138上。通過固定導(dǎo)流板122的頂部邊緣，使導(dǎo)流板122偏向?qū)Я靼?24的回彈力是根據(jù)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)管136的頂部邊緣的角度位置而變化的。為了允許調(diào)節(jié)回彈力，把旋轉(zhuǎn)管136可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在角形框架138上，轉(zhuǎn)動(dòng)角度大約為140°。另一方面，為了把旋轉(zhuǎn)管136固定在選擇的角度位置上，設(shè)制動(dòng)螺絲142。此制動(dòng)螺絲142一端和轉(zhuǎn)動(dòng)管136的外周表面相接觸，是為了把后者的轉(zhuǎn)動(dòng)限止在一個(gè)鎖定位置上。另一方面，阻擋螺絲140能夠轉(zhuǎn)動(dòng)，以放開轉(zhuǎn)動(dòng)管端部，為了使轉(zhuǎn)動(dòng)管轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，導(dǎo)流板122的頂部邊緣的角度位置加以調(diào)節(jié)，以調(diào)節(jié)回彈力。
另外，所示帶材冷卻裝置的實(shí)施例采用減壓桿144和146。減壓桿144和146從橫向伸展，配合導(dǎo)流板122，為把回彈力施加在導(dǎo)流板122上。減壓桿144和146連接到空汽缸152和154的活塞桿148和150上，通過托架156和158把這些空汽缸可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定到基礎(chǔ)框架130上去。如在有關(guān)第三實(shí)施例中所述的那樣，汽缸152和154提供彈性減壓力，以彈性地限制導(dǎo)流板122的變形和位移。由導(dǎo)流板，并大體上通過將其頂部邊緣固定在轉(zhuǎn)動(dòng)管136上而產(chǎn)生的回彈力可以和通過減壓桿144施加的減壓力協(xié)作，以限制導(dǎo)流板122的變形和位移。
此外，所示的帶材冷卻裝置的實(shí)施例采用一對(duì)阻擋部件160和162。每一阻擋部件160和162基本上為U形，以限定流槽排放在其內(nèi)接收的冷卻水。阻擋部件160和162接到164和166上，為把冷卻水再循環(huán)到冷卻水蓄水器或?yàn)榱伺欧拧?br>使用上述的帶材冷卻裝置結(jié)構(gòu)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，找出最好設(shè)置。進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，其冷卻水流率為170m3/hr。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，當(dāng)導(dǎo)流板124的傾斜角設(shè)置為20°，和通過減壓桿144和146施加在導(dǎo)流板122上的減壓力為5kg.m/m時(shí)，能夠建立期望的通過狹縫層流噴管120的冷卻水狹縫層流。建立的冷卻水層流在接觸帶鋼表面時(shí)基本上不會(huì)產(chǎn)生飛濺。在同樣條件下，冷卻水流率調(diào)節(jié)在50m3/hr到250m3/hr范圍內(nèi)。能看出由狹縫層流噴管120建立的縫隙層流基本不變。這將是一個(gè)很好的證明，按照本發(fā)明的帶材冷卻裝置將提供基本上較寬的冷卻水流率的調(diào)節(jié)范圍，并不會(huì)引起層流條件任何不良變化。
在第四實(shí)施例中，用流動(dòng)控制部件90來替代阻擋部件160和162，作了另一次實(shí)驗(yàn)。對(duì)調(diào)節(jié)冷卻水供應(yīng)率，和因而在調(diào)節(jié)由狹縫層流噴管122建立的狹縫層流中的流率中的響應(yīng)時(shí)間進(jìn)行檢驗(yàn)。結(jié)果表明，在層流中的冷卻水流率的誤差為±5%，以及響應(yīng)周期少于或等于一秒。這個(gè)對(duì)于在熱滾軋生產(chǎn)線中熱的運(yùn)送工作臺(tái)上冷卻帶鋼將是滿意的。
在以上討論過的這些推薦實(shí)施例中，都采用一彈性可變形的板使該板略為變形，從而加寬在狹縫層流噴管的橫向中心的冷卻水通道區(qū)域，從而為提供比其它方法稍高的冷卻效率。這個(gè)采用對(duì)冷卻帶材上的溫度分布均勻是有利的。然而，這個(gè)可移動(dòng)導(dǎo)流板的變形能力對(duì)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明并不總是所需要的。就是，作為可移動(dòng)導(dǎo)流板，可用剛性板來完成根據(jù)本發(fā)明的帶材冷卻裝置的改進(jìn)的實(shí)施例。而且，在所示實(shí)施例中，管子層流噴管和狹縫層流噴管是用作為建立冷卻帶材的縫隙層流的狹縫層流噴管供應(yīng)冷卻水的冷卻水供應(yīng)設(shè)備。然而，此冷卻水供應(yīng)設(shè)備并不必然是層流噴管，也可以任一適當(dāng)設(shè)備來替代。因此，為了易于更好理解本發(fā)明，根據(jù)推薦的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了敘述，應(yīng)當(dāng)知道，只要不違背本發(fā)明的原理，本發(fā)明能以各種不同方式實(shí)施。因此，應(yīng)認(rèn)為，只要不違背在附屬權(quán)項(xiàng)中作出的本發(fā)明的原理，本發(fā)明包含一切可能的實(shí)施和所示的實(shí)施例的各種改進(jìn)。
文件名稱頁(yè) 行 補(bǔ)正前 補(bǔ)正后說明書 8 10 圖30是…… 圖30是表意表示……下部份的前視圖 上部份的前視圖，此上部份包含一蓄水器部份(圖30(a))和多個(gè)阻擋部件(圖30(b))，忽略了相互重疊的部份。
權(quán)利要求
1.一種帶材冷卻裝置包括一個(gè)層流管，它由一對(duì)相互并排排列的第一和第二塊板構(gòu)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(duì)所述第二塊板位移，是為改變所述流體通道的通道區(qū)域；一種冷卻流體的供應(yīng)設(shè)備，是為供應(yīng)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(yīng)于所述流體通道內(nèi)的流體壓力，并根據(jù)所述流體壓力量，引起其相對(duì)于所述第二塊板的位移。
2.如權(quán)項(xiàng)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(yīng)于所述流體通道內(nèi)壓力的變形。
3.如權(quán)項(xiàng)1所述的帶材冷卻裝置，其中所述供應(yīng)冷卻流體設(shè)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(yīng)冷卻流體。
4.如權(quán)項(xiàng)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(shí)的最小通道，以及所述的第一塊板以相應(yīng)于所述流體通道內(nèi)流體壓力的量移離所述第二塊板，為了加寬所述通道區(qū)域。
5.如權(quán)項(xiàng)1所述的帶材冷卻裝置，它還包括一介于所述供應(yīng)冷卻流體設(shè)備和所述層流噴管間的為限制所述冷卻流體供應(yīng)設(shè)備和所述層流噴管間的冷卻流體通道的截流裝置，是為調(diào)節(jié)對(duì)所述層噴管的冷卻流體供應(yīng)率。
6.如權(quán)項(xiàng)5所述的帶材冷卻裝置，其中所述截流裝置是可運(yùn)動(dòng)的，為對(duì)應(yīng)所述待冷卻的帶材寬度調(diào)節(jié)截流量
7.如權(quán)項(xiàng)6所述的帶材冷卻裝置，其中所述的截流裝置包括一對(duì)能沿所述層流噴管上部邊緣水平地移動(dòng)，為調(diào)節(jié)截流量的截流部件。
8.如權(quán)項(xiàng)1所述的帶材冷卻裝置，它還包括一個(gè)介于所述供應(yīng)冷卻流體設(shè)備和所述層流噴管間，為調(diào)節(jié)從所述供應(yīng)冷卻水設(shè)備向所述層流噴管的供應(yīng)量的流動(dòng)控制部件。
9.如權(quán)項(xiàng)8所述的帶材冷卻裝置，其中所述的流動(dòng)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(dòng)，是為按需要的冷卻效率調(diào)節(jié)冷卻流體供應(yīng)的限制量。
10.如權(quán)項(xiàng)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(yīng)冷卻水設(shè)備供給的部分冷卻水，是為調(diào)節(jié)對(duì)所述層流噴管的冷卻水供應(yīng)量。
11.如權(quán)項(xiàng)10所述的帶材冷卻裝置，其中所述流動(dòng)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(diào)節(jié)所述層流噴管的冷卻流體的供應(yīng)量。
12.如權(quán)項(xiàng)10所述的帶材冷卻裝置，其中所述的流動(dòng)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(diào)節(jié)冷卻流體的供應(yīng)量。
13.如權(quán)項(xiàng)1所述的帶材冷卻裝置，它還進(jìn)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(duì)所述流體通道內(nèi)的流體壓力的響應(yīng)來限制所述第一塊板相對(duì)于所述第二塊板的位移。
14.如權(quán)項(xiàng)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(quán)項(xiàng)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(chǎn)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(duì)于第二塊板的位移。
16.如權(quán)項(xiàng)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(yīng)冷卻流體設(shè)備沿此垂直平面供應(yīng)所述冷卻流體。
17.如權(quán)項(xiàng)16所述的帶材冷卻裝置，還進(jìn)一步包括為調(diào)節(jié)所述層流噴管相對(duì)所述垂直平面的傾斜角度的部件。
18.如權(quán)項(xiàng)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(yīng)于所述流體通道內(nèi)的流體壓力的變形。
19.如權(quán)項(xiàng)16所述的帶材冷卻裝置，其中所述的冷卻供應(yīng)設(shè)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(yīng)冷卻流體。
20.如權(quán)項(xiàng)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(qū)域，而所述的第一塊板以相應(yīng)于在所述流體通道內(nèi)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(qū)域。
21.如權(quán)項(xiàng)16所述的帶材冷卻裝置，還進(jìn)一步包括一介于所述供應(yīng)冷卻流體設(shè)備和所述層流噴管間為限制在所述供應(yīng)冷卻流體設(shè)備和所述層流噴管間的流體通道的截流裝置，是為調(diào)節(jié)所述層流噴管的冷卻流體供應(yīng)率。
22.如權(quán)項(xiàng)21所述的帶材冷卻裝置，其中所述的截流裝置是可動(dòng)的，為對(duì)應(yīng)于所述受冷卻帶材寬度調(diào)節(jié)截流量。
23.如權(quán)項(xiàng)22所述的帶材冷卻裝置，其中所述的截流裝置由一對(duì)能沿所述層流噴管的上部邊緣水平運(yùn)動(dòng)的截流部件，為調(diào)節(jié)截流量。
24.如權(quán)項(xiàng)16所述的帶材冷卻裝置，還進(jìn)一步包括介于所述供應(yīng)冷卻流體設(shè)備和所述層流噴管之間，為調(diào)節(jié)從所述冷卻水設(shè)備向所述層流噴管的供應(yīng)量的流動(dòng)控制部件。
25.如權(quán)項(xiàng)24所述的帶材冷卻裝置，其中所述的流動(dòng)控制部件是能在一基本平行于所述帶材饋送方向上水平移動(dòng)，為按照期望的冷卻效率調(diào)節(jié)冷卻流體供應(yīng)的限制量。
26.如權(quán)項(xiàng)25所述的帶材冷卻裝置，其中所述的流動(dòng)控制部件截流由所述供應(yīng)冷卻水設(shè)備供應(yīng)的部份冷卻水，為調(diào)節(jié)對(duì)所述層流噴管的冷卻水供應(yīng)量。
27.如權(quán)項(xiàng)26所述的帶材冷卻裝置，其中所述的流動(dòng)控制部件線性地增加和減少冷卻水的截流量，為對(duì)所述的層流噴管線性地調(diào)節(jié)冷卻流體供應(yīng)量。
28.如權(quán)項(xiàng)26所述的帶材冷卻裝置，其中所述的流動(dòng)控制部件以階梯形式改變所述冷卻流體的截流量，為以階梯形式調(diào)節(jié)冷卻流體的供應(yīng)量。
29.如權(quán)項(xiàng)16所述的帶材冷卻裝置，還進(jìn)一步包括以給定的力使所述的第一塊板偏向第二塊板的部件，為響應(yīng)在所述流體通道內(nèi)的流體壓力，限制所述第一塊板相對(duì)所述第二塊板的位移。
30.如權(quán)項(xiàng)29所述的帶材冷卻裝置，其中所述的偏置部件包括一基本上平行于所述第一塊板伸展的桿件和以受控的壓力抑制所述桿件朝向所述第一塊板的操作部件。
31.如權(quán)項(xiàng)16所述的帶材冷卻裝置，其中所述的第一塊板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，為大體上在所述第一塊板本身產(chǎn)生為彈性偏壓第一塊板朝向所述第二塊板的彈性力，是為限制所述第一塊板相對(duì)所述第二塊板的位移。
32.一種狹縫層流噴管，為冷卻通過預(yù)定的帶材通道而傳送的延長(zhǎng)的帶材，它包括相互以并排關(guān)系排列的第一塊板和第二塊板，為在其間限定為建立狹縫層流的冷卻流體的流體通道，該狹縫層流基本垂直于傳送帶材的一帶材通道，和能對(duì)所述流體通道內(nèi)的流體壓力響應(yīng)的部件，為引起所述的第一塊板以相應(yīng)于所述流體壓力的量相對(duì)所述第二塊板位移。
33.如權(quán)項(xiàng)32所述的狹縫層流噴管，其中所述的第一和第二塊板安排成為限定所述流體通道在初始位置時(shí)的最小通道區(qū)域，以及所述的第一塊板以一相應(yīng)于在所述流體通道內(nèi)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(qū)域。
34.如權(quán)項(xiàng)32所述的狹縫層流噴管，還進(jìn)一步包括，在所述層流噴管入口上面提供的一截流部件，為對(duì)所述層流噴管調(diào)節(jié)冷卻流體供應(yīng)率而在所述入口處限制通道區(qū)域。
35.如權(quán)項(xiàng)34所述的狹縫層流噴管，其中所述的截流部件可以移動(dòng)，為對(duì)應(yīng)于所述待冷卻帶材的寬度而調(diào)節(jié)截流量
36.如權(quán)項(xiàng)35所述的狹縫層流噴管，其中所述的截流裝置包括一對(duì)可沿所述層流噴管的上部邊緣水平移動(dòng)的截流部件，為調(diào)節(jié)截流量。
37.如權(quán)項(xiàng)32所述的狹縫層流噴管，還進(jìn)一步包括一放置在所述層流噴管上面的為調(diào)節(jié)所述冷卻流體供應(yīng)量的流動(dòng)控制部件，所述的流動(dòng)控制部件可在一基本平行于所述帶材饋送方向上作水平地移動(dòng)，為按照期望的冷卻效率調(diào)節(jié)冷卻流體供應(yīng)的限制量。
38.如權(quán)項(xiàng)37所述的狹縫層流噴管，其中所述的流體控制部件截流向所述層流噴管供應(yīng)的部分冷卻水。
39.如權(quán)項(xiàng)38所述的狹縫層流噴管，其中所述的流動(dòng)控制部件線性地增加和減少冷卻水的截流量，為線性地調(diào)節(jié)對(duì)所述層流噴管的冷卻流體供應(yīng)量。
40.如權(quán)項(xiàng)39所述的狹縫層流噴管，其中所述的流動(dòng)控制部件以階梯形式改變所述冷卻流體的截流量，為以階梯形式調(diào)節(jié)冷卻流體供應(yīng)量。
41.如權(quán)項(xiàng)32所述的狹縫層流噴管，還進(jìn)一步包括以一給定的力使所述的第一塊板偏向所述的第二塊板的部件，為響應(yīng)所述流體通道內(nèi)的流體壓力，限制所述第一塊板相對(duì)所述第二塊板的位移。
42.如權(quán)項(xiàng)41所述的狹縫層流噴管，其中所述的偏置部件包括一基本平行于所述第一塊板而伸展的桿件和一以一受控壓力抑制所述桿件朝向所述第一塊板的操作部件。
43.如權(quán)項(xiàng)32所述的狹縫層流噴管，其中所述的第一塊板是由一彈性可變形材料制成，其頂部邊緣固定到一靜止的部件上，基本上在所述第一塊板本身產(chǎn)生為彈性偏壓此第一塊板朝向所述第二塊板的彈力，為限制所述第一塊板相對(duì)所述第二塊板的位移。
44.如權(quán)項(xiàng)32所述的狹縫層流噴管，其中所述的層流噴管安排成相對(duì)一垂直平面傾斜，沿此垂直平面供應(yīng)冷卻流體。
45.如權(quán)項(xiàng)44所述的狹縫層流噴管，還進(jìn)一步包括為調(diào)節(jié)所述層流噴管相對(duì)所述垂直平面的傾斜角度的部件。
專利摘要
一種層流冷卻裝置采用由一對(duì)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(diào)節(jié)該噴管內(nèi)的通道區(qū)域，該層流噴管的平板部件至少有一個(gè)在垂直于冷卻水流動(dòng)的方向上可以變形。至少有一個(gè)平板較好地響應(yīng)冷卻水壓力，引起通道區(qū)域變化，從而調(diào)節(jié)冷卻水通道區(qū)域。
文檔編號(hào)C21D1/00GK87100594SQ87100594
公開日1987年12月16日 申請(qǐng)日期1987年2月4日
發(fā)明者登坂章男, 橋口耕一, 森田正彥, 岡野忍 申請(qǐng)人:川崎制鐵有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan