Устройство и способ для охлаждения горячего стального листа



Устройство и способ для охлаждения горячего стального листа
Устройство и способ для охлаждения горячего стального листа
Устройство и способ для охлаждения горячего стального листа
Устройство и способ для охлаждения горячего стального листа
Устройство и способ для охлаждения горячего стального листа
Устройство и способ для охлаждения горячего стального листа
Устройство и способ для охлаждения горячего стального листа
Устройство и способ для охлаждения горячего стального листа
Устройство и способ для охлаждения горячего стального листа
Устройство и способ для охлаждения горячего стального листа
Устройство и способ для охлаждения горячего стального листа
Устройство и способ для охлаждения горячего стального листа
Устройство и способ для охлаждения горячего стального листа

 

C21D1/667 - Изменение физической структуры черных металлов; устройства общего назначения для термообработки черных или цветных металлов или сплавов; придание ковкости металлам путем обезуглероживания, отпуска или других видов обработки (цементация диффузионными способами C23C; поверхностная обработка металлов, включающая по крайней мере один процесс, предусмотренный в классе C23, и по крайней мере другой процесс, охватываемый этим подклассом, C23F 17/00; однонаправленное отвердевание эвтектики или однонаправленное разделение эвтектик C30B)

Владельцы патента RU 2410177:

НИППОН СТИЛ КОРПОРЕЙШН (JP)

Изобретение относится к металлургическому производству, в частности к устройству и способу для контролируемого охлаждения горячего стального листа. Горячий стального лист транспортируется и прижимается валками и охлаждается рядами распыляющих форсунок, установленных между валками сверху и снизу листа. Устройство содержит ряды слабо охлаждающих распыляющих форсунок, каждый из которых имеет небольшую интегрированную величину ударного давления охлаждающей воды, которая определяется как величина n степени ударного давления охлаждающей воды, интегрированной между парой прижимных валков в направлении перемещения, и ряды сильно охлаждающих распыляющих форсунок, каждый из которых имеет большую интегрированную величину ударного давления охлаждающей воды. При этом 0,05≤n≤0,2. Уравнивают максимальную интегрированную величину ударного давления охлаждающей воды рядов слабо охлаждающих распыляющих форсунок и минимальную интегрированную величину ударного давления охлаждающей воды рядов сильно охлаждающих распыляющих форсунок таким образом, чтобы объединить и сделать непрерывными обе области интегрированных величин ударного давления охлаждающей воды двух типов рядов распыляющих форсунок. Изобретение позволяет осуществлять непрерывный контроль охлаждающей способности в широком диапазоне. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 13 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к устройству для контролируемого охлаждения горячего стального листа, полученного методом горячей прокатки, в то время как лист обжимается и горизонтально перемещается обжимными валками; в частности, касается устройства для охлаждения горячего стального листа, дающего возможность непрерывного контроля за охлаждающей способностью в широком диапазоне, способа охлаждения горячего стального листа, и программы.

Уровень техники

Для того чтобы улучшить механические свойства, обрабатываемость и свариваемость стального листа, например, обычно ускоренно охлаждают стальной материал в высокотемпературном состоянии непосредственно после горячей прокатки, перемещая лист по отделочной линии, для того чтобы дать предопределенную историю охлаждения стальному материалу. Необходимая охлаждающая способность различается в соответствии с типом, целью и т.д. стального материала. Требуется разработка устройства для охлаждения, дающего возможность выбора области контроля охлаждающей способности с хорошей точностью и в широком диапазоне.

В качестве устройства для охлаждения, способного контролировать охлаждающую способность в широком интервале, применяется устройство для охлаждения, использующее двухжидкостные (воздух и вода) форсунки. Однако двухжидкостные форсунки имеют насадки со сложными структурами, которые легко забиваются, поэтому стоимость производства и стоимость технического обслуживания и ремонта устройства становятся высокими. Дополнительно, контроль за давлением воздуха и/или воды сложен и трудно поддерживать отношение воздух/вода постоянным. Охлаждающаяся способность изменяется в соответствии с этим отношением воздух/вода. Таким образом, у вышеописанного устройства для охлаждения есть проблема, которая заключается в том, что необходимы сложный контроль и обслуживание оборудования, для того чтобы точно контролировать охлаждающую способность.

С другой стороны, при использовании распыляющих форсунок охлаждающую способность можно контролировать, регулируя количество воды через форсунку, но если давления нагрузки форсунки становятся маленькими, становится невозможно обеспечить множество форм распыла, поэтому область контроля охлаждающей способности становится более узкой по сравнению со случаем использования двухжидкостных форсунок.

Дополнительно, в качестве способа контроля охлаждающей способности японская патентная публикация (А) №10-216821 раскрывает способ деления охлаждающего устройства на множество охлаждающих блоков в направлении перемещения стального листа и контроля за подводкой холодной воды к каждому охлаждающему блоку, чтобы включать/выключать модули индивидуальных охлаждающих блоков или модули множества охлаждающих блоков. В этом случае, однако, в охлаждающем блоке, в котором подводка холодной воды включена, скорость охлаждения вблизи поверхности стального материала мгновенно становится очень большой, поэтому возрастает твердость вблизи поверхности и в соответствии с типом стального материала не может быть больше обеспечено необходимое удлинение стального материала.

Другая японская патентная публикация (А) №10-291019 раскрывает способ контроля за охлаждающей способностью в устройстве для охлаждения, охлаждающем стальной лист с помощью охлаждающей воды, протекающей вдоль его продольного направления, перемещая точку, в которой охлаждающая вода соприкасается со стальным листом вдоль продольного направления стального листа, для того чтобы изменить длину контакта охлаждающей воды и стального листа. Однако это есть способ распыления газа внутри пространства между стальным листом и охлаждающей водой, для того чтобы переместить точку соприкосновения, поэтому, так как газ имеет меньшую плотность по сравнению с водой, необходим очень большой расход газа, таким образом, эксплутационные расходы становятся высокими.

В качестве способа контроля за охлаждающей способностью стальных форм японская патентная публикация (А) №7-157826 раскрывает способ контроля за холодопроизводительностью в широком диапазоне регулированием наклона струи охлаждающей воды из охлаждающих водяных форсунок, расположенных в направлении перемещения стального материала, но в этом случае также становится необходимым механизм регулирования наклона охлаждающих водяных форсунок, поэтому существует проблема, что стоимость производства и расходы по техническому обслуживанию и текущему ремонту устройства для охлаждения становятся высокими.

Сущность изобретения

Данное изобретение направлено на то, чтобы решить вышеуказанные проблемы, оно относится к устройству, предназначенному для контроля охлаждения горячего стального листа, в то время как лист обжимается и горизонтально перемещается обжимными валками; и цель которого состоит в том, чтобы предложить недорогое устройство для охлаждения горячего стального листа, способ охлаждения горячего стального листа и программу, делающую возможным непрерывный контроль за охлаждающей способностью в широком диапазоне.

В данном изобретении устройством для охлаждения является устройство для охлаждения горячего стального листа, снабженное множеством пар обжимных валков для обжимания и передачи горячего стального листа горизонтально и поливания охлаждающей водой верхней и нижней поверхностей горячего стального листа между смежными парами обжимных валков из соответствующего множества рядов распыляющих форсунок, для того чтобы охладить горячий стальной лист; вышеуказанное устройство для охлаждения горячего стального листа отличается наличием рядов слабо охлаждающих распылительных форсунок, каждая из которых имеет маленькую интегрированную величину ударного давления охлаждающей воды, которая определяется как величина n степени ударного давления охлаждающей воды, просуммированных между парой прижимных валков в направлении перемещения, и рядов сильно охлаждающих распылительных форсунок, каждая из которых имеет большую интегрированную величину ударного давления охлаждающей воды, и уравниванием максимальной интегрированной величины ударного давления охлаждающей воды указанных рядов слабо охлаждающих распылительных форсунок и минимальной интегрированной величины ударного давления охлаждающей воды указанных рядов сильно охлаждающих распылительных форсунок и соединением областей отклонений от заданного режима интегрированных величин ударного давления охлаждающей воды двух типов рядов распылительных форсунок, где 0,05≤n≤0,2.

Далее, ряд сильно охлаждающих распыляющих форсунок может быть расположен между парами прижимных валков со стороны входа горячего стального листа.

Далее, могут быть уравнены максимальная интегрированная величина ударного давления охлаждающей воды вышеуказанных рядов сильно охлаждающих распыляющих форсунок и минимальная интегрированная величина ударного давления охлаждающей воды, при одновременном использовании вышеуказанных рядов слабо охлаждающих распыляющих форсунок и вышеуказанных рядов сильно охлаждающих распыляющих форсунок.

Согласно различным аспектам данного изобретения предложен способ охлаждения обжимаемого и горизонтально перемещаемого горячего стального листа с помощью множества пар обжимных валков, верхняя и нижняя поверхности горячего стального листа между смежными парами обжимных валков поливаются охлаждающей водой от соответствующего множества рядов распыляющих форсунок для того, чтобы охладить горячий стальной лист; предложено устройство для охлаждения, предназначенное для работы этого способа охлаждения, отличающееся наличием рядов слабо охлаждающих распыляющих форсунок, каждый из которых имеет маленькую интегрированную величину ударного давления охлаждающей воды, которая определяется как величина n степени ударного давления охлаждающей воды, просуммированных между парой прижимных валков в направлении перемещения, и рядов сильно охлаждающих распылительных форсунок, каждый из которых имеет большую интегрированную величину ударного давления охлаждающей воды, и уравниванием максимальной интегрированной величины ударного давления охлаждающей воды указанных рядов слабо охлаждающих распылительных форсунок и минимальной интегрированной величины ударного давления охлаждающей воды указанных рядов сильно охлаждающих распылительных форсунок и соединением областей отклонений от заданного режима интегрированных величин ударного давления охлаждающей воды двух типов рядов распылительных форсунок, где 0,05≤n≤0.2.

Далее, согласно различным аспектам данного изобретения предоставлена программа для выполнения компьютерной реализации вышеуказанного способа охлаждения стального листа.

Краткое описание чертежей

Эти и другие цели и особенности данного изобретения станут яснее из следующего описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения, данных со ссылками на прикрепленные чертежи, в которых:

фиг.1 представляет график, показывающий соотношение между количеством воды и охлаждающей способностью в области брызг форсунки;

фиг.2 представляет схематичный вид, показывающий форсунку и ее область брызг;

фиг.3 представляет таблицу, показывающую количества воды, давления нагрузки форсунки, области брызг, и ударные давления охлаждающей воды восьми типов форсунок;

фиг.4(а) представляет схематичный вид, показывающий область брызг форсунки с овальным факелом, и (b) представляет поясняющий вид, показывающий область брызг форсунки с коническим факелом;

фиг.5 представляет график, показывающий соотношения между ударными давлениями охлаждающей воды и охлаждающими способностями для восьми типов форсунок из фиг.3;

фиг.6 представляет график, показывающий соотношение между ударным давлением охлаждающей воды и охлаждающей способностью в области брызг форсунки;

фиг.7 представляет схематичный вид, показывающий схему устройства для охлаждения согласно данному изобретению;

фиг.8 представляет горизонтальную проекцию, показывающую расположение форсунок между парами обжимных валков охлаждающего устройства;

фиг.9 представляет схематичный вид охлаждающего устройства в случае использования только рядов сильно охлаждающих распыляющих форсунок;

фиг.10 представляет схематичный вид охлаждающего устройства в случае использования только рядов слабо охлаждающих распыляющих форсунок;

фиг.11 представляет схематичный вид охлаждающего устройства в случае одновременного использования рядов слабо охлаждающих распыляющих форсунок и рядов сильно охлаждающих распыляющих форсунок;

фиг.12 представляет график, показывающий соотношения плотности воды, давления нагрузки форсунки и интегрированной величины ударного давления охлаждающей воды;

фиг.13 представляет график, показывающий соотношение между плотностью охлаждающей воды и коэффициентом теплопередачи, когда температура поверхности стального материала равна 300°С.

Подробное описание изобретения

Согласно данному изобретению предоставлено устройство для охлаждения горячего стального листа, снабженное множеством пар обжимных валков для обжимания и транспортировки горячего стального листа горизонтально, и поливания верхней и нижней поверхностей горячего стального листа между смежными парами обжимных валков охлаждающей водой из множества рядов распыляющих форсунок, для того чтобы охладить горячий стальной лист; вышеуказанное устройство для охлаждения располагает рядами слабо охлаждающих распыляющих форсунок и рядами сильно охлаждающих распыляющих форсунок и форсунками с выбранной формой насадок, таких чтобы максимальная интегрированная величина ударного давления охлаждающей воды рядов слабо охлаждающих распыляющих форсунок и минимальная интегрированная величина ударного давления охлаждающей воды рядов сильно охлаждающих распыляющих форсунок были непрерывными, в соответствии с чем становится возможным недорогое устройство, дающее возможность контролировать охлаждающую способность в широком диапазоне.

Ниже изобретение будет объяснено в деталях. Во-первых, результаты научно-исследовательских экспериментов и экспериментов по проектированию, проведенных изобретателями для исследования и изучения факторов, способствующих охлаждению в охлаждении разбрызгиванием, будут объяснены согласно чертежам:

Исследуя распределение охлаждающей способности в области брызг в случае охлаждения неподвижной охлаждаемой среды единственной форсункой, как показано на фиг.1, было выяснено, что различие охлаждающей способности в 4% или более происходит даже в положении, где различие в количестве воды в области брызг единственной форсунки составляет 2% или менее. Таким образом, в случае охлаждения разбрызгиванием считается, что факторами, дающими вклад в охлаждающую способность, является не только количество воды, но и множество факторов, таких как скорость капли, диаметр капли и угол падения капли на охлаждаемое тело; все эти факторы сложно взаимодействуют.

Фиг.1 показывает результаты, полученные измерением средних величин количеств воды и охлаждающих способностей в пределах областей 20 мм × 20 мм - M1, М2 и М3, распыляя охлаждающую воду на область 300 мм × 40 мм (зона брызг 2) из форсунки с овальным факелом (распыляющая форсунка 1), установленной на расстояния L, равном 150 мм, от охлаждаемой поверхности, показанной на фиг.2, и имеющей расход жидкости 100 литров/минуту и давление нагрузки форсунки 0,3 МПа, и делением этих величин на максимальную величину измеряемых величин, для того чтобы представить их безразмерными (нормировать их). Отметим, что для охлаждающей способности тест на охлаждение был выполнен посредством использования в качестве охлаждаемого участка обычного конструкционного катаного стального материала (SS400), имеющего толщину листа 20 мм, нагретого до 900°С. Для оценки в качестве охлаждающей способности использовался коэффициент теплопередачи, измеряемый в момент, когда температура поверхности стального материала была 300°С.

Данные изобретатели обнаружили, что охлаждающим фактором, способным всесторонне выражать множество этих охлаждающих факторов, включая количества воды, является ударное давление охлаждающей воды.

Данные изобретатели исследовали соотношения ударных давлений охлаждающей воды точно ниже форсунок и охлаждающих способностей при использовании восьми типов (от А до Н) форсунок, имеющих различные количества воды, давления нагрузки форсунки, и зон брызг, показанных в таблице на фиг.3. Отметим, что, как показано на фиг.4, форсунка 1 с овальной формой факела является форсункой, имеющей зону брызг 2 соответствующей продолговатой формы в одном направлении, и форсунка 1 с конической формой факела является форсункой, имеющей зону брызг 2, соответствующей круглой формы. В результате как показано на фиг.5, независимо от типа, технических условий и зоны брызг форсунки, имеется постоянное соотношение между ударными давлениями охлаждающей воды и охлаждающими способностями. Может быть выведено следующее уравнение (1). Вводя в уравнение (1) ударное давление Р [МПа] охлаждающей воды, может быть найден коэффициент теплопередачи h [Вт/м2·К] (охлаждающаяся способность).

Это показывает, что охлаждающаяся способность может быть предсказана посредством измерения ударного давления охлаждающей воды даже в форсунках, отличающихся по типу форсунок и техническим требованиям, то есть формам насадок.

Далее, в этом тесте было обнаружено, что коэффициент теплопередачи пропорционален 0,1 степени ударного давления охлаждающей воды, но, принимая во внимание ошибку измерения и т.д., полагается, что коэффициент теплопередачи пропорционален n-й степени ударного давления охлаждающей воды, и полагается, что величина n лежит в пределах интервала от 0,05 до 0,2.

Величины, полученные измерением распределения ударного давления охлаждающей воды, усредненные в области 20 мм × 20 мм, для той же самой форсунки и того же самого расположения, что применялись на фиг.1, были объяснены выше (распыляющая форсунка 1); деление этих величин на максимальную величину измеряемых величин ударного давления, для того чтобы представить безразмерные величины (нормировать их), и получение 0,1 степени ударного давления и распределение охлаждающей способности совместно показано на фиг.6. Таким образом, уравнение (1) может быть применено во всех различных месторасположениях в пределах области брызг единичной форсунки и можно предсказать ударную способность воздействия согласно давлению воздействия охлаждающей воды.

В случае устройства для охлаждения, снабженного множеством пар обжимных валков для обжимания и перемещения горячего стального листа горизонтально, поток охлаждающей воды, накопленный на верхней поверхности листа, заблокирован парами обжимных валков, поэтому минимальной областью контроля за охлаждением становится пространство между парами обжимных валков. Обычно, непрерывный контроль охлаждающей способности становится возможным посредством непрерывного изменения количества охлаждающей воды, подаваемой в эту область.

Однако в способе непрерывного изменения количества охлаждающей воды, подаваемой на один тип форсунок, при уменьшении количество воды, подводимой к форсункам, давление нагрузки форсунки становится маленьким, и надлежащая форма распыла не может быть обеспечена, и однородность охлаждения ухудшается. Поэтому на практике, давление нагрузки форсунки устанавливается в диапазоне приблизительно от 0,04 МПа до 0,3 МПа. Выражая диапазон регулирования расхода жидкости отношением минимального количества воды к максимальному количеству воды, приблизительно 1:3 становится контролируемым диапазоном. В это время, выражая ударное давление охлаждающей воды отношением ударного давления при минимальном количестве воды к ударному давлению при максимальном количестве воды, он становится приблизительно от 1:10 до 1:20. Поэтому, в качестве диапазона контроля охлаждающей способности, при вычислении отношения охлаждающих способностей, когда, например, температура поверхности стального материала равняется 300°С из уравнения (1), отношение приблизительно 1:1,5 становится предельным.

Поэтому, при использовании уравнения (1), полученного данными изобретателями, предлагается устройство для охлаждения, снабженное рядами распыляющих форсунок двух типов, имеющих различные формы насадок, но имеющих непрерывные области охлаждающей способности; и в связи с этим данное устройство имеет широкий диапазон контроля охлаждения. Здесь форсунки имеют большую интегрированную величину ударного давления охлаждающей воды в пределах области брызг, когда давление нагрузки форсунок равняется 0,3 МПа они определяются как "сильно охлаждающие распыляющие форсунки"; и форсунки, имеющие маленькую интегрированную величину ударного давления охлаждающей воды определяются как "слабо охлаждающие распыляющие форсунки". Далее, интегрированная величина ударного давления охлаждающей воды является величиной n-й степени ударного давления охлаждающей воды, просуммированных между парами обжимных валков в направлении перемещения. Единица измерения становится [МПа]n·m(0,05≤n≤0,2).

Далее, устанавливанием рядов сильно охлаждающих распыляющих форсунок со стороны входа горячего стального листа между парами обжимных валков, по сравнению со случаем устанавливания рядов слабо охлаждающих распыляющих форсунок со стороны входа горячего стального листа между парами обжимных валков, однородность охлаждения в направлении, перпендикулярном перемещению, улучшается. Предполагается, что причиной этого является тот факт, что время охлаждения области пленочного кипения жидкости, легко вызывающего неравномерное охлаждение, может быть сокращено сильным охлаждением сразу после начала охлаждения.

Согласно данному изобретению устройство 10 для охлаждения будет вкратце объяснено с помощью фиг.7-11.

Устройство 10 для охлаждения, например, как показано на фиг.7, снабжено множеством пар обжимных валков 11, расположенных в горизонтальном направлении вдоль направления перемещения горячего стального листа 3. Каждая пара обжимных валков 11 состоит из двух обжимных валков, установленных сверху и снизу. Горячий стальной лист 3 перемещается будучи зажатым между этими верхним и нижним обжимными валками. Между смежными парами обжимных валков 11 установлены ряды J сильно охлаждающих распыляющих форсунок, каждая из которых содержит множество сильно охлаждающих распыляющих насадок 12, и ряды К слабо охлаждающих распыляющих форсунок, каждая из которых содержит множество слабо охлаждающих распыляющих насадок 13; они установлены параллельно в этой последовательности в направлении перемещения. Ряды J сильно охлаждающих распыляющих форсунок и ряды К слабо охлаждающих распыляющих форсунок установлены сверху и снизу, для того чтобы зажимать горячий стальной лист 3 на пути перемещения и распылять охлаждающую воду на верхнюю и нижнюю поверхности горячего стального листа 3. Далее, сильно охлаждающие распыляющие форсунки 12 и слабо охлаждающие распыляющие форсунки 13 установлены в ряды в направлении ширины, перпендикулярном направлению перемещения, как показано на фиг.8. Отметим, что ряды сильно охлаждающих распыляющих форсунок 12 и слабо охлаждающих распыляющих форсунок 13 не ограничиваются единичными рядами, рядов может быть множество.

Фиг.9 представляет схематичный вид, показывающий положение, где только ряды J сильно охлаждающих распыляющих форсунок распыляют охлаждающую воду между смежными парами обжимных валков 11 устройства 10 для охлаждения; фиг.10 представляет схематичный вид, показывающий положение, где только ряды К слабо охлаждающих распыляющих форсунок разбрызгивают охлаждающую воду; и фиг.11 представляет схематичный вид, показывающий положение, где ряды К слабо охлаждающих распыляющих форсунок и ряды J сильно охлаждающих распыляющих форсунок одновременно распыляют охлаждающую воду. Для того чтобы поддерживать однородность охлаждения в направлении ширины горячего стального листа 3, форсунки 12 и 13 устанавливаются так, чтобы интегрированные величины ударных давлений охлаждающихся водных брызг в рядах J и К становились однородными в направлении ширины. Отметим, что на фиг.9-11 зоны сильно охлаждающих брызг, где охлаждающая вода, распыляемая из сильно охлаждающих распыляющих форсунок 12, падает на горячий стальной лист 3, будут обозначены 12а, и зоны слабо охлаждающих брызг, где охлаждающая вода, распыляемая из слабо охлаждающих распыляющих форсунок 13, падает на горячий стальной лист 3, будут обозначены 13а.

Форсунки 12 и 13 из рядов J сильно охлаждающих распыляющих форсунок и рядов К слабо охлаждающих распыляющих форсунок используются в пределах диапазона давления нагрузки форсунки, устанавливаемого охлаждающей водой, подводимой в зависимости от мощности насоса, как показано на фиг.12. Далее, форсунки 12 и 13 подбираются так, чтобы интегрированная величина ударного давления охлаждающей воды всех рядов К слабо охлаждающих распыляющих форсунок при максимальной величине диапазона давления нагрузки форсунки рядов слабо охлаждающих распыляющих форсунок 13 (максимальная интегрированная величина ударного давления охлаждающей воды рядов К слабо охлаждающих распыляющих форсунок) и интегрированная величина ударного давления охлаждающей воды всех рядов J сильно охлаждающих распыляющих форсунок при минимальной величине диапазона давления нагрузки форсунки рядов сильно охлаждающих распыляющих форсунок 12 (минимальная интегрированная величина ударного давления охлаждающей воды рядов J сильно охлаждающих распыляющих форсунок) становились одинаковыми. Из-за этого области флуктуации интегрированной величины ударного давления охлаждающей воды рядов К слабо охлаждающих распыляющих форсунок и рядов J сильно охлаждающих распыляющих форсунок могут быть сделаны непрерывными, и в результате непрерывный диапазон контроля охлаждающей способности может быть получен в случае, когда используются слабо охлаждающие распыляющие форсунки 13, и в случае, когда используются сильно охлаждающие распыляющие форсунки 12.

Далее, более низкий предел интегрированной величины ударного давления охлаждающей воды всех распыляющих форсунок рядов К и J в случае, когда сильно охлаждающие распыляющие форсунки 12 и слабо охлаждающие распыляющие форсунки 13 одновременно распыляют воду, устанавливается равным интегрированной величине ударного давления охлаждающей воды рядов J сильно охлаждающих распыляющих форсунок при максимальной величине диапазона давления нагрузки форсунки сильно охлаждающих распыляющих форсунок 12 (максимальная интегрированная величина ударного давления охлаждающей воды рядов J сильно охлаждающих распыляющих форсунок). Вследствие этого может быть получен непрерывный диапазон контроля охлаждающей способности в случае, когда охлаждающая вода одновременно распыляется с использованием сильно охлаждающих распыляющих форсунок 12 и слабо охлаждающих распыляющих форсунок 13, и в случае, когда охлаждающая вода распыляется с использованием только сильно охлаждающих распыляющих форсунок 12. Отметим, что минимальная интегрированная величина ударного давления охлаждающей воды всех распыляющих форсунок рядов К и J в случае, когда сильно охлаждающие распыляющие форсунки 12 и слабо охлаждающие распыляющие форсунки 13 сконструированы так, чтобы одновременно распылять воду, устанавливается равной максимальной интегрированной величине ударного давления охлаждающей воды рядов J сильно охлаждающих распыляющих форсунок, например, блоком управления 30 (показан на фиг.7) для того, чтобы контролировать ударное давление охлаждающей воды распыляющих форсунок 12 и 13 (показано на фиг.7). Например, блок управления 30 является компьютером, который имеет запоминающее устройство для хранения программы и запускает программу Р, сохраненную в этом запоминающем устройстве для хранения программы, для того чтобы установить вышеописанную интегрированную величину ударного давления охлаждающей воды. Отметим, что на фиг.7 показано, что блок управления 30 связан с рядами К и J распыляющих форсунок в области, показанной для удобства пунктирными линиями, но ударные давления охлаждающей воды всех распыляющих форсунок 12 и 13 можно контролировать.

На фиг.12 слабо охлаждающие распыляющие форсунки 13 были установлены при максимальном давлении нагрузки форсунки и сильно охлаждающие распыляющие форсунки 12 были отрегулированы, для того чтобы установить более низкий предел интегрированных величин ударного давления охлаждающей воды всех распыляющих форсунок рядов К и J в случае, когда сильно охлаждающие распыляющие форсунки 12 и слабо охлаждающие распыляющие форсунки 13 одновременно используются, для того чтобы он стал равным максимальной интегрированной величине ударного давления охлаждающей воды рядов J сильно охлаждающих распыляющих форсунок. Когда охлаждающаяся способность (коэффициент теплопередачи) увеличивается выше этого более низкого предела, сильно охлаждающие распыляющие форсунки 12 регулируются величиной, которая выше этого более низкого предела, так как в слабо охлаждающих распыляющих форсунках 13 установлено максимальное давление нагрузки форсунки.

Важным здесь является то, что диапазон охлаждающей способности рядов К слабо охлаждающих распыляющих форсунок, диапазон охлаждающей способности рядов J сильно охлаждающих распыляющих форсунок и диапазон охлаждающей способности при одновременном использовании рядов J сильно охлаждающих распыляющих форсунок и рядов К слабо охлаждающих распыляющих форсунок являются непрерывными. Диапазоны используемого количества воды не обязательно должны быть непрерывными. В качестве примера областей, где количество используемой воды прерывисто, на фиг.12 приводятся области, где плотности воды становятся прерывистыми, это области 0,5 и 1,5.

Согласно данному изобретению, выражая диапазон регулирования расхода воды отношением минимального количества воды к максимальному количеству воды, диапазон контроля становится 1:3 для слабо охлаждающих распыляющих форсунок 13 и сильно охлаждающих распыляющих форсунок 12, поэтому полный диапазон регулирования расхода воды становится от 1:9 до 1:10, т.е. он эквивалентен диапазону из вышеупомянутого случая двухжидкостных форсунок. Далее, согласно данному изобретению, выбирая форсунки, имеющие различные области брызг, охлаждающаяся область может быть добавлена как контрольный фактор охлаждающей способности, поэтому диапазон контроля охлаждающей способности становится широким приблизительно от 1:3 до 1:5.

Вышеописанные, предпочтительные варианты осуществления данного изобретения были объяснены со ссылками на приложенные чертежи, но данное изобретение не ограничено такими примерами. Ясно, что человек, квалифицированный в технике, мог бы достичь различных изменений или модификаций в рамках идей, описанных в формуле изобретения.

Пример.

Фиг.13 показывает диапазон контроля охлаждающей способности, измеряемой посредством перемещения листа и тестирования охлаждения устройством 10 для охлаждения из данного изобретения. В качестве тестируемого участка был использован обычный конструкционный катаный стальной материал (SS400), имеющий толщину 20 мм, ширину 300 мм и длину 200 мм, снабженный термопарой, расположенной на 1-миллиметровой глубине от охлаждаемой поверхности в центре испытательного участка. Он перемещался и охлаждался приблизительно от 900°С до 100°С, коэффициент теплопередачи был вычислен из температурной истории и лист был оценен коэффициентом теплопередачи при различных плотностях воды в момент, когда температура поверхности была 300°С.

Как видно из фиг.13, диапазоны контроля охлаждающей способности слабо охлаждающих распыляющих форсунок 13 и сильно охлаждающих распыляющих форсунок 12 являются непрерывными. Далее, диапазон контроля охлаждающей способности сильно охлаждающих распыляющих форсунок 12 и диапазон контроля охлаждающей способности в момент, когда одновременно используются слабо охлаждающие распыляющие форсунки 13 и сильно охлаждающие распыляющие форсунки 12, являются непрерывными. Полный диапазон контроля охлаждающей способности является широким диапазоном 1:4.

Данное изобретение полезно тем, что дает возможность недорогого и непрерывного контроля охлаждающей способности в широком диапазоне в устройстве для контролируемого охлаждения горячего стального листа, в то время как лист обжимается и горизонтально перемещается обжимными валками.

1. Устройство для охлаждения горячего стального листа, содержащее множество пар прижимных валков для прижатия и горизонтальной транспортировки горячего стального листа и полива охлаждающей водой верхней и нижней поверхностей горячего стального листа между смежными парами прижимных валков из соответствующего множества рядов распыляющих форсунок для охлаждения горячего стального листа, отличающееся тем, что оно содержит ряды слабо охлаждающих распыляющих форсунок, каждый из которых имеет маленькую интегрированную величину ударного давления охлаждающей воды, которая определяется как интегрированная величина n степени ударного давления охлаждающей воды, интегрированной между парой прижимных валков в направлении перемещения, и ряды сильно охлаждающих распыляющих форсунок, каждый из которых имеет большую интегрированную величину ударного давления охлаждающей воды, при этом устройство выполнено с возможностью уравнивания максимальной интегрированной величины ударного давления охлаждающей воды рядов слабо охлаждающих распыляющих форсунок и минимальной интегрированной величины ударного давления охлаждающей воды рядов сильно охлаждающих распыляющих форсунок таким образом, чтобы объединить обе области интегрированных величин ударного давления охлаждающей воды двух типов рядов распыляющих форсунок; где интегрированная величина охлаждающей воды = ∫ (ударное давление охлаждающей воды)n; 0,05≤n≤0,2.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сильно охлаждающие распыляющие форсунки расположены между парами прижимных валков со стороны входа горячего стального листа.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что максимальная интегрированная величина ударного давления охлаждающей воды вышеуказанных рядов сильно охлаждающих распыляющих форсунок равна минимальной интегрированной величине ударного давления охлаждающей воды указанных рядов слабо охлаждающих распыляющих форсунок и сильно охлаждающих распыляющих форсунок, при одновременном использовании указанных рядов слабо охлаждающих распыляющих форсунок и сильно охлаждающих распыляющих форсунок.

4. Способ охлаждения горячего стального листа, при котором обжимают и горизонтально передают горячий стальной лист с помощью множества пар обжимных валков и поливают верхнюю и нижнюю поверхности горячего стального листа между смежными парами обжимных валков охлаждающей водой от соответствующего множества рядов распыляющих форсунок, при этом охлаждение осуществляют с помощью устройства для охлаждения, характеризующегося наличием рядов слабо охлаждающих распыляющих форсунок, каждый из которых имеет маленькую интегрированную величину ударного давления охлаждающей воды, которая определяется как интегрированная величина n степени ударного давления охлаждающей воды, интегрированной между парой прижимных валков в направлении перемещения, и наличием рядов сильно охлаждающих распылительных форсунок, каждый из которых имеет большую интегрированную величину ударного давления охлаждающей воды, при этом уравнивают максимальную интегрированную величину ударного давления охлаждающей воды указанных рядов слабо охлаждающих распыляющих форсунок и минимальную интегрированную величину ударного давления охлаждающей воды указанных рядов сильно охлаждающих распыляющих форсунок таким образом, чтобы объединить обе области интегрированных величин ударного давления охлаждающей воды двух типов рядов распыляющих форсунок, при этом 0,05≤n≤0,2.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к шлюзам для уплотнения. .
Изобретение относится к области термомеханической обработки. .

Изобретение относится к поверхностной закалке деталей и может быть использовано в различных отраслях промышленности. .

Изобретение относится к поверхностной закалке деталей и может быть использовано в различных отраслях промышленности. .
Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению аморфных магнитных материалов и их последующим модифицированием термической обработкой в присутствии внешнего магнитного поля.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству холоднокатаной анизотропной электротехнической стали, применяемой для изготовления крупногабаритных магнитопроводов.
Изобретение относится к области металлургии и машиностроения и может быть использовано, в частности, для изготовления матриц штампов. .
Изобретение относится к области металлургии и машиностроения и может быть использовано, в частности, для изготовления матриц штампов. .

Изобретение относится к закалочным средам, применяемым при термообработке металлов, а именно к закалочным средам на основе водорастворимых полимеров. .

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению детали из стали, обладающей многофазной микроструктурой. .

Изобретение относится к области листопрокатного производства и может быть использовано для регулируемого охлаждения листового проката с различными режимами термообработки и в линии прокатного стана, и как отдельно стоящее устройство.

Изобретение относится к устройству для охлаждения металлической ленты с, по меньшей мере, двумя полями форсунок, расположенными друг против друга относительно металлической ленты, непрерывно движущейся в своем продольном направлении, которые включают направленные к соответствующей поверхности ленты, присоединенные к дутьевым коробам для охлаждающего газа форсунки, и с предусмотренными между форсунками проточными каналами для отвода потоков охлаждающего газа из форсунок, отклоненных поверхностью ленты.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к охлаждению рулона горячекатаной полосы. .

Изобретение относится к области обработки рельсов, в частности устройствам для закалки профильных ходовых рельсов, имеющих при необходимости различную форму поперечного сечения и длину более 50 м, посредством охлаждения по меньшей мере одной части соответствующего поперечного сечения рельса по всей длине рельса в охлаждающей среде.

Изобретение относится к области прокатного производства, в частности к производству стального холоднокатаного тонколистового проката под покрытие, и может быть использовано в производстве жести.

Изобретение относится к охлаждающему устройству для охлаждения металлической ленты после обработки давлением в клети холодной прокатки
Наверх