СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ В РАЗЛИВОЧНЫХ АГРЕГАТАХ, ПРОКАТНЫХ АГРЕГАТАХ ИЛИ ДРУГИХ ЛИНИЯХ ОБРАБОТКИ ПОЛОСЫ Российский патент 2017 года по МПК B21B45/02 

Область техники

Настоящее изобретение касается способа, а также устройства для охлаждения поверхностей в разливочных агрегатах, прокатных агрегатах или других линиях для обработки полосы. При этом предпочтительно на поверхность разливаемого или прокатываемого материала, в частности металлической полосы, или, соответственно, листа, или валка, наносится охлаждающая среда.

Уровень техники

Из уровня техники известно множество способов охлаждения металлических полос или валков.

DE 4116019 A1 касается, например, устройства для охлаждения металлической полосы с помощью расположенных с двух сторон форсунок для жидкости, которые выполнены в виде струйных форсунок. С помощью этих форсунок формируются ударные струи, при этом в кольце вокруг точки попадания отдельных ударных струй образуются области бурного течения. У этого устройства струи свободно и без какого-либо направления или ограничения попадают на поверхность полосы. Недостатком такого устройства являются, например, относительно высокий расход воды, а также, несмотря на предпринятые усилия, только с трудом предотвращаемое образование парового слоя между участком бурного течения и охлаждаемой поверхностью.

DE 2751013 A1 описывает устройство охлаждения, у которого создается распыляемая струя, содержащая водяные капли, и направляется на охлаждаемый металлический лист. Необходимые для этого форсунки выполнены в виде трубок Вентури, через которые подается направляемая смесь воздуха и воды. Получающийся в результате многофазный поток охлаждающего средства приводит к образованию парового слоя, который значительно ухудшает эффект охлаждения.

JP 2005118838 А описывает устройство для охлаждения посредством распылительных форсунок. При применении распылительных форсунок возникает струя, состоящая из жидкости и газообразных компонентов. При этом на охлаждаемом материале также образуется паровой слой, который препятствует эффективному охлаждению.

JP S57156830 A описывает устройство для охлаждения катаной металлической полосы, которое имеет форсунку и распространяющуюся от этой форсунки параллельно охлаждаемой поверхности металлической полосы пластинчатую направляющую. Вытекающая из форсунки охлаждающая вода образует между пластинчатой направляющей и охлаждаемой поверхностью водяную пленку для охлаждения металлической полосы. Форсунка и пластинчатая направляющая жестко смонтированы посредством форсуночного коллектора на переставляемой по высоте поперечине, так что расстояние между форсункой и охлаждаемой поверхностью металлической полосы может настраиваться путем подъема и опускания поперечины.

Задачей изобретения является предоставить усовершенствованный способ охлаждения разливаемого материала, прокатываемого материала или валков.

Предпочтительно задача заключается в том, чтобы преодолеть по меньшей мере один из вышеназванных недостатков.

В частности, предпочтительно должно быть уменьшено необходимое количество охлаждающего средства или, соответственно, улучшены производительность, эффективность и/или гибкость охлаждения.

Раскрытие изобретения

Техническая задача решается с помощью признаков независимого п. 1 формулы изобретения. В соответствии с заявленным способом охлаждения поверхности разливаемого материала, прокатываемого материала (в частности, металлической полосы или листа) или валка предоставляется форсунка, которая включает в себя впуск с первым поперечным сечением в свету или, соответственно, внутренним поперечным сечением и расположенный напротив охлаждаемой поверхности выпуск со вторым поперечным сечением в свету или, соответственно, внутренним поперечным сечением, которое предпочтительно больше, чем первое поперечное сечение. Кроме того, предпочтительно создается однофазный объемный поток охлаждающей текучей среды, который через впуск подводится к форсунке и выходит из форсунки через выпуск. По меньшей мере выпуск форсунки или форсунка устанавливается на варьируемом (или, соответственно, свободно настраиваемом) расстоянии от охлаждаемой поверхности. Кроме того, объемный поток подводимой к впуску форсунки охлаждающей текучей среды регулируется таким образом, что форсунка в соответствии с принципом Бернулли (или, соответственно, гидродинамическим парадоксом) присасывается к охлаждаемой поверхности (автоматически).

Благодаря тому что форсунка устанавливается на варьируемом или, соответственно, свободно переставляемом расстоянии от охлаждаемой поверхности, и объемный поток текущей через форсунку охлаждающей текучей среды настраивается таким образом, что она в соответствии с принципом Бернулли (англ.: Bernoulli's principle) автоматически присасывается к поверхности, становится возможным эффективное охлаждение поверхности. В соответствии с вышеназванным принципом при вытекании охлаждающей текучей среды (например, воды, воздуха или эмульсии из воды и масла) из выпуска форсунки возникает пониженное относительно окружающей среды давление (разрежение), которое приводит к тому, что форсунка присасывается к охлаждаемой поверхности, или, другими словами, расстояние между выпуском и поверхностью автоматически уменьшается. Это может, например, вызываться тем, что скорость течения вытекающей из выпуска текучей среды повышается, благодаря чему в соответствии с принципом Бернулли давление вытекающей из форсунки жидкости понижается. Вследствие этого понижения давления в области течения между охлаждаемой поверхностью и выпуском форсунки достигается состояние, в котором форсунка присасывается к охлаждаемой поверхности вследствие отличия давления от давления в окружающей форсунку среде. Форсунка, впрочем, не сталкивается с охлаждаемой поверхностью, так как объемный поток (постоянно) через впуск подводится или, соответственно, продолжает подводиться к форсунке. Таким образом, при предпочтительно постоянном объемном потоке обеспечивается по существу неизменное расстояние между выпуском форсунки и охлаждаемой поверхностью. Это расстояние является саморегулирующимся, или, иначе выражаясь, расстояние регулируется автоматически.

Варьируемая или, соответственно, подвижная опора форсунки на расстоянии от поверхности может предпочтительно находиться в пределах от 0,1 мм до 5 мм, предпочтительно от 0,5 мм до 2 мм.

Другие преимущества изобретения включают в себя высокие коэффициенты теплопередачи между охлаждаемой поверхностью и форсункой, а также повышение коэффициента полезного действия по сравнению с известными системами. Кроме того, длина устройства охлаждения при охлаждении полосы в направлении движения полосы может уменьшаться за счет высокой производительности. В частности, охлаждающее средство может наноситься непосредственно в необходимом месте так, чтобы, с одной стороны, целенаправленно охлаждались отдельные области охлаждаемой поверхности, а с другой стороны, предотвращались потери охлаждающего средства для охлаждения. Блуждающая по поверхности охлаждающая среда ограждается форсункой от собственной зоны охлаждения. Таким образом, производительность охлаждения форсунки практически независима от блуждающей охлаждающей среды. Если по ширине валка или полосы распределены несколько форсунок, отдельные области валка или полосы могут либо охлаждаться с меньшей интенсивностью, либо оставаться совсем неохлаждаемыми, когда форсунки в этих областях отключаются.

По одному из предпочтительных вариантов осуществления способа расстояние до выпуска (исключительно) может изменяться, то есть варьироваться, в направлении, проходящем по существу перпендикулярно к охлаждаемой поверхности. Это означает, что это расстояние не ограничено жестким размером. Расстояние может настраиваться посредством объемного потока.

По другому предпочтительному варианту осуществления способа форсунка по меньшей мере частично установлена с возможностью скольжения по направляющей. Такая направляющая может, например, включать в себя подшипник скольжения, при этом форсунка, скользя, с возможностью смещения установлена во втулке подшипника. Опора может тогда осуществляться таким образом, чтобы было возможно только движение в направлении, проходящем перпендикулярно к охлаждаемой поверхности. Это обеспечивает автоматическую настройку расстояния между выпуском форсунки и охлаждаемой поверхностью, по возможности не требующую усилий.

По другому предпочтительному варианту осуществления способа форсунка установлена пружинящим образом и/или, дополнительно, будучи снабжена демпфирующим устройством. Предпочтительно форсунка установлена с предварительным натягом в направлении, проходящем перпендикулярно поверхности. Возможно, чтобы охлаждаемая поверхность опиралась на одну или несколько форсунок. В этом случае опора форсунок с предварительным натягом особенно предпочтительна, так как, с одной стороны, охлаждаемая поверхность и вместе с тем, например, прокатываемый или разливаемый материал может опираться, однако, с другой стороны, становится возможным автоматически настраивающееся расстояние между охлаждаемой поверхностью и полосой. Такие форсунки могут располагаться как на верхней стороне металлической полосы или листа, так и на его нижней стороне.

По другому предпочтительному варианту осуществления способа форсунка может осциллировать параллельно охлаждаемой поверхности, в частности с помощью устройства осцилляции. С помощью такого признака можно противодействовать неравномерному охлаждению поверхности. В частности, с помощью ограниченного количества форсунок может покрываться поверхность большего размера. Осцилляция предпочтительно содержит компонент, перпендикулярный направлению движения полосы или, соответственно, параллельный осевому направлению валка. Предпочтительно осцилляция осуществляется при этом в плоскости, лежащей параллельно охлаждаемой поверхности. При расположении нескольких форсунок эти форсунки могут также осциллировать в разных направлениях и с разными частотами.

По другому предпочтительному варианту осуществления способа форсунка между впуском и выпуском имеет направляющую область, в которой охлаждающее средство направляется в направлении, проходящем по существу перпендикулярно охлаждаемой поверхности, и охватывается этой областью со всех сторон. Другими словами, объемный поток подводится к выпуску, располагаясь по существу перпендикулярно его поперечному сечению. Благодаря этому, в частности, при использовании охлаждающей жидкости могут предотвращаться нежелательные завихрения, которые могли бы приводить к образованию воздушных пузырей. Потому что теплопередача между охлаждающей жидкостью и охлаждаемой поверхностью может значительно улучшаться при предотвращении воздушных пузырей.

По другому предпочтительному варианту осуществления способа поперечное сечение выпуска форсунки увеличивается в направлении охлаждаемой поверхности. Благодаря уширяющейся или расширяющейся форме выпуска в направлении охлаждаемой поверхности части потока охлаждающего средства могут отклоняться в горизонтальном направлении. Такая форма может дополнительно усиливать эффект подсоса. Предпочтительно вышеназванное расширение осуществляется непрерывно и/или, например, воронкообразно или криволинейно наружу.

По одному из предпочтительных вариантов осуществления способа второе поперечное сечение выполнено в плоскости, лежащей параллельно охлаждаемой поверхности, по существу вращательно-симметричным. Другими словами, поперечное сечение может быть выполнено по существу круглым. При таком исполнении может достигаться гомогенное снабжение охлаждающим средством.

По другому предпочтительному варианту осуществления способа форсунка выполнена в плоскости, лежащей параллельно охлаждаемой поверхности, по существу не вращательно-симметричной. Она выполнена предпочтительно продолговатой, в частности эллиптической. Благодаря такому признаку может, например, оказываться противодействие асимметричной зоне охлаждения при движущихся поверхностях охлаждения.

По другому предпочтительному варианту осуществления способа регулировка объемного потока включает в себя регулировку скорости его течения и/или его давления. Точные значения такого давления или объемного потока зависят от имеющейся в каждом случае геометрии и размера форсунки.

По другому предпочтительному варианту осуществления способа варьируемое расстояние между выпуском и охлаждаемой поверхностью с помощью ограничительного элемента (независимо от созданного объемного потока) принимается больше чем 0,1 мм, предпочтительно больше чем 0,5 мм. С помощью такого ограничительного элемента или, соответственно, с помощью такого упора, например, даже в случае прекращения объемного потока может предотвращаться столкновение форсунки с охлаждаемой поверхностью.

По другому предпочтительному варианту осуществления способа несколько форсунок по растру устанавливаются в плоскости, расположенной напротив охлаждаемой поверхности. Благодаря этому расположению форсунок по растру может покрываться большая область охлаждаемой поверхности. Другими словами, множество последовательно расположенных форсунок устанавливаются напротив охлаждаемой поверхности. Другими словами, несколько форсунок могут располагаться в ряд, например больше четырех форсунок. В случае охлаждения валка предпочтительно несколько форсунок могут быть расположены в направлении, лежащем параллельно оси валка. В принципе могут быть также предусмотрены несколько таких рядов. В случае охлаждения прокатываемого или разливаемого материала, такого как металлическая полоса, такие ряды могут распространяться поперек направления движения полосы. Кроме того, несколько рядов могут располагаться друг за другом в направлении движения полосы. Возможно также, чтобы ряды были смещены относительно друг друга поперек направления движения полосы так, чтобы, если смотреть в направлении движения полосы, в промежутках между двумя соседними форсунками одного ряда находились форсунки соседнего в направлении движения полосы ряда. Возможно также, чтобы отдельные форсунки или ряды форсунок осциллировали в одном или разных направлениях, параллельно поверхности охлаждения, для получения наиболее равномерного возможного результата охлаждения.

По другому предпочтительному варианту осуществления способа выпуск форсунки располагается напротив поверхности валка или напротив поверхности металлической полосы, в частности между двумя прокатными клетями одной группы клетей прокатного стана. Особенно в таких положениях предлагаемый изобретением способ имеет особое преимущество.

Кроме того, изобретение касается устройства охлаждения для охлаждения поверхности металлической полосы, листа или валка для выполнения способа по одному из приведенных выше вариантов осуществления. При этом устройство включает в себя по меньшей мере одну форсунку, которая имеет впуск с первым поперечным сечением для направления объемного потока и расположенный напротив охлаждаемой поверхности выпуск со вторым поперечным сечением для направления объемного потока, которое больше, чем первое поперечное сечение, и при этом устройство охлаждения также выполнено таким образом, что расстояние от выпуска форсунки перпендикулярно до охлаждаемой поверхности является изменяемым или, соответственно, свободно переставляемым от 0,1 мм до 10 мм, предпочтительно от 0,5 мм до 5 мм или от 0,5 мм до 2 мм.

Также изобретение касается прокатного устройства для прокатки прокатываемого материала, которое включает в себя вышеназванное устройство охлаждения. Прокатное устройство включает в себя по меньшей мере один валок, имеющий охлаждаемую поверхность валка, на которую направлен выпуск форсунки для охлаждения поверхности валка. Альтернативно или дополнительно прокатное устройство включает в себя по меньшей мере две прокатные клети для прокатки металлической полосы, при этом предлагаемое изобретением устройство охлаждения расположено между этими двумя прокатными клетями для охлаждения поверхности металлической полосы, находящейся между этими двумя прокатными клетями.

Кроме того, форсунка предпочтительно применяется, чтобы вызывать локально, то есть в месте форсунки, направленные структурные процессы в охлаждаемом теле (в частности, прокатываемом материале).

Все признаки описанных выше вариантов осуществления могут комбинироваться друг с другом или взаимно заменяться.

Краткое описание чертежей

Ниже коротко описываются чертежи примеров осуществления. Дополнительные детали содержатся в подробном описании примеров осуществления. Показано:

фиг. 1 - схематичный вид поперечного сечения одного из примеров осуществления предлагаемой изобретением форсунки;

фиг. 2 - схематичный вид поперечного сечения одного из примеров осуществления предлагаемого изобретением устройства охлаждения;

фиг. 3 - частично прозрачный, схематичный вид сверху другого предлагаемого изобретением примера осуществления устройства охлаждения.

Подробное описание примеров осуществления

На фиг. 1 показано схематичное поперечное сечение одного из примеров осуществления форсунки 2, применяемой для предлагаемого изобретением способа. Изображенная форсунка 2 включает в себя впуск 3, а также расположенный напротив охлаждаемой поверхности тела или, соответственно, полосы 1 выпуск 5. Между впуском 3 и выпуском 5 форсунка 2 предпочтительно имеет область для направления 9 подводимого во впуск 3 объемного потока V к выпуску 5. Объемный поток V подводится к выпуску 5, располагаясь предпочтительно перпендикулярно охлаждаемой поверхности. Впуск 3 имеет предпочтительно меньший диаметр или, соответственно, поперечное сечение E в свету, чем выпуск 5. Другими словами, выпуск 5 имеет больший диаметр или, соответственно, поперечное сечение A в свету, чем впускная область 3 и/или направляющая область 9. Форсунка 2, или, соответственно, ее выпуск 5, расширяется в направлении охлаждаемой поверхности и предпочтительно установлена в направляющей области 9 с возможностью смещения посредством направляющего элемента 7 или, соответственно, относительно поверхности охлаждаемой полосы 1 таким образом, что расстояние d между охлаждаемой полосой 1 и выпуском 5 форсунки 2 может изменяться. При этом форсунка 2 предпочтительно скользит в направляющей 7. Это движение осуществляется предпочтительно в направлении S, проходящем перпендикулярно к охлаждаемой поверхности. С помощью направляющей 7 форсунка 2, в частности, защищена от опрокидывающих моментов. Из или, соответственно, в направлении S предпочтительно к выпуску 5 притекает объемный поток V охлаждающей текучей среды. В качестве текучих сред принципиально возможны жидкости, в частности вода или водно-масляные смеси. Альтернативно возможно также охлаждение газами, такими как, например, воздух или инертный газ. Однако предпочтительно в качестве охлаждающего средства обычно применяется жидкость, так как могут реализовываться более высокие коэффициенты теплопередачи, чем у газов. Предпочтительно, однако, должна применяться только однофазная охлаждающая текучая среда. Когда объемный поток V соответственно настраивается, форсунка 2 может присасываться к охлаждаемой поверхности. Это происходит, как уже описано, в соответствии с принципом Бернулли или, иначе выражаясь, в соответствии с гидродинамическим парадоксом. Настройка может осуществляться путем адаптации давления или скорости объемного потока V, подводимого к форсунке 2.

Принцип Бернулли сам по себе известен специалисту. Соответствующий эффект возникает, например, также при проезде легкового автомобиля мимо грузового автомобиля, при этом, в то время как оба автомобиля находятся на одинаковой высоте, легковой автомобиль относительно присасывается к грузовому автомобилю. После прохождения грузового автомобиля легковой автомобиль снова движется обратно поперек своего направления движения. Возникающий во время прохождения подсос обуславливается суженным и ускоренным потоком воздуха между двумя автомобилями. В соответствии с принципом Бернулли этот суженный, ускоренный поток воздуха приводит к разрежению между двумя автомобилями относительно давления воздуха в остальной окружающей автомобили среде. Это пояснение должно, впрочем, служить только для пояснения и не пониматься ограничивающим образом.

В отношении изобретения или, соответственно, описанного примера осуществления эффект подсоса возникает, когда выходящий из выпуска 5 объемный поток V' между выпуском 5 и охлаждаемой поверхностью 1 достиг достаточно высокой относительной скорости, так что давление в пределах текущего между выпуском 5 и охлаждаемой поверхностью 1 объемного потока V' падает ниже давления вокруг форсунки 2. Это давление может соответствовать атмосферному давлению. Если поддерживается постоянный объемный поток V, когда установился эффект подсоса, в соответствии с принципом Бернулли имеет место автоматически устанавливающееся равновесие сил. Теперь, когда расстояние d между охлаждаемой поверхностью и выпуском 5 форсунки изменяется, форсунка автоматически восстанавливает расстояние при равновесии сил. Такие изменения расстояния могут, например, вызываться неровной охлаждаемой поверхностью или, например, деформированной поверхностью валка или неточным направлением металлической полосы 1. То же самое может иметь место при охлаждении валков для неровных поверхностей валков.

Вообще форсунка 2 или, соответственно, предлагаемый изобретением способ может применяться на верхней стороне полосы, однако также и на нижней стороне полосы.

На фиг. 2 показано схематичное поперечное сечение одного из примеров осуществления устройства 10 охлаждения для охлаждения металлической полосы 1. Для упрощения для одинаковых или аналогичных элементов были использованы те же самые ссылочные обозначения, что и на фиг. 1. Изображенное на фиг. 2 устройство 10 имеет множество форсунок 2, которые вместе питаются от резервуара 14 с охлаждающей текучей средой. Устройство 10 охлаждения расположено соответственно на верхней стороне полосы и на нижней стороне полосы для охлаждения металлической полосы 1. Отдельные форсунки 2 расположены в направлении B движения полосы последовательными рядами. Каждый ряд распространяется предпочтительно поперек направления B движения полосы. Эти ряды могут быть смещены перпендикулярно направлению B движения полосы так, чтобы, если смотреть в направлении B движения полосы, форсунками 2 была покрыта большая часть ширины полосы 1, чем одним из этих рядов. Форсунки 2, подобно тому, как показано на фиг. 1, питаются, каждая, объемным потоком V через свой впуск 3. При этом резервуар 14 может соответственно находиться под давлением, чтобы нагнетать охлаждающую текучую среду во впуски 3 форсунок 2. Форсунки 2 установлены, скользя перпендикулярно охлаждаемой поверхности, с помощью направляющих элементов 7 (например, подшипников скольжения), так что расстояние d между выпуском 5 форсунки и охлаждаемой поверхностью является изменяемым. Однако расстояние d может быть ограничено, например, механически. Для предотвращения столкновения с охлаждаемой поверхностью устройство 10, в частности форсунки 2 и/или направляющие элементы 3, предпочтительно имеет упоры 11, которые ограничивают движение форсунок 2 в направлении охлаждаемой поверхности. Дополнительно форсунки 2 могут быть установлены с предварительным натягом с помощью упругих средств и/или пружинных элементов 13 по существу перпендикулярно охлаждаемой поверхности.

Кроме того, в принципе возможно, чтобы устройство 10 охлаждения включало в себя одно или несколько устройств осцилляции (не изображены), которые либо выполнены для осцилляции каждой отдельной форсунки 2 параллельно охлаждаемой поверхности, либо могут осуществлять осцилляцию всех форсунок 2 устройства 10 вместе. Предпочтительно была бы возможна осцилляция всего резервуара 14 вместе со смонтированными на нем форсунками 2.

На фиг. 3 показан частично прозрачный вид сверху одного из примеров осуществления устройства 10' охлаждения. Это устройство 10' по существу соответствует устройству в соответствии с фиг. 2, однако предусмотрены шесть рядов форсунок, последовательно расположенных в направлении B движения полосы. Форсунки 2 снабжаются охлаждающей текучей средой от резервуара 14' с текучей средой. Текучая среда в виде объемного потока V' соответственно выходит из выпусков 5 форсунок 2, так что может осуществляться теплопередача между полосой 1 и охлаждающей текучей средой или, соответственно, объемным потоком V'. Как изображено на фиг. 3, объемный поток V' выходит из выпуска 5 форсунки предпочтительно и в принципе в направлении, проходящем по существу параллельно охлаждаемой поверхности. Если выпуск 5 форсунки имеет изображенную вращательно-симметричную или, соответственно, круглую форму, то выходящий из выпуска объемный поток V' движется по существу концентрически от форсунки 2.

В принципе, предлагаемая изобретением форсунка 2 может иметь разные формы, такие как, например, щелевидную или круглую формы. При щелевидном исполнении форсунка 2 может распространяться по меньшей мере по части ширины охлаждаемой поверхности, например по ширине валка или металлической полосы.

Однако вообще поперечное сечение форсунок 2 или, соответственно, выпуска 5 форсунки может также адаптироваться к асимметричной области воздействия, образующейся вследствие движения охлаждаемой поверхности.

Диаметр в свету выпуска форсунки может также предпочтительно составлять от 0,5 см до 10 см или предпочтительно от 1 см до 5 см.

В случае охлаждения газом, таким как, например, воздух или инертный газ, расстояние между выпуском 5 форсунки 2 и охлаждаемой поверхностью может, например, составлять от 0,1 мм до 5 мм или предпочтительно от 0,1 мм до 3 мм.

В случае охлаждения жидкостью, такой как, например вода, водная смесь или эмульсия, расстояние между выпуском 5 форсунки 2 и охлаждаемой поверхностью может, например, составлять от 0,5 мм до 5 мм или предпочтительно от 1 мм до 5 мм или даже от 1 мм до 2 мм.

Еще меньшие расстояния, чем вышеназванные, как правило, не предпочтительны, так как в таком случае существовала бы повышенная опасность столкновения между охлаждаемой поверхностью и форсункой 2. Такое столкновение может приводить к повреждению форсунки 2 или охлаждаемой поверхности.

Если несколько форсунок располагаются напротив охлаждаемой поверхности, между этими форсунками могут быть предпочтительно расстояния, которые соответствуют от 0,5-кратного до 5-кратного или предпочтительно от 1-кратного до 2-кратного диаметра в свету выпуска 5.

Описанные выше примеры осуществления служат, прежде всего, для лучшего понимания изобретения и не должны пониматься ограничивающим образом. Объем охраны настоящей заявки на патент вытекает из пунктов формулы изобретения.

Признаки описанных примеров осуществления могут комбинироваться друг с другом или взаимно заменяться.

Кроме того, описанные признаки могут адаптироваться специалистом к имеющимся условиям или предъявляемым требованиям.

Список ссылочных обозначений

1 Прокатываемый материал, разливаемый материал, металлическая полоса или лист

2 Форсунка

3 Впуск

5 Выпуск

7 Направляющий элемент

9 Направляющая область

10 Устройство охлаждения

10' Устройство охлаждения

11 Ограничительный элемент

13 Элемент для предварительного натяга/пружинный элемент/демпфирующий элемент

14 Резервуар с текучей средой

14' Резервуар с текучей средой

A Поперечное сечение выпуска

B Направление движения полосы

E Поперечное сечение впуска

S Направление, перпендикулярное охлаждаемой поверхности

V Объемный поток охлаждающего средства

V' Объемный поток, выходящий из выпуска форсунки

d Расстояние от форсунки до охлаждаемой поверхности

Изобретение относится к области прокатки. Способ охлаждения поверхности проката включает использование форсунки, имеющей впуск (3) и расположенный напротив охлаждаемой поверхности выпуск (5), при этом создают однофазный объемный поток (V) охлаждающей текучей среды, который через впуск (3) подводится к форсунке (2) и выходит из форсунки (2) через выпуск (5). Сокращение охладителя и повышение эффективности охлаждения обеспечивается за счет того, что выпуск (5) форсунки устанавливают на изменяемом расстоянии (d) от охлаждаемой поверхности, при этом объемный поток (V) подводимой к впуску (3) форсунки охлаждающей текучей среды настраивают таким образом, что форсунка (2) в соответствии с принципом Бернулли присасывается к охлаждаемой поверхности (1). Устройство (10) охлаждения для выполнения предлагаемого изобретением способа содержит соответствующее оборудование. Прокатное устройство включает устройство (10) охлаждения. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ охлаждения поверхности прокатываемого материала (1) посредством форсунки (2), имеющей впуск (3) и обращенный к охлаждаемой поверхности выпуск (5),

включающий создание предпочтительно однофазного объемного потока (V) охлаждающей текучей среды, который подводят к форсунке (2) через впуск (3) и выводят из форсунки (2) через выпуск (5),

отличающийся тем, что

объемный поток (V) подводимой к впуску (3) форсунки (2) охлаждающей текучей среды регулируют с обеспечением снижения давления вытекающей из форсунки охлаждающей текучей среды, при этом расстояние от выпуска форсунки до охлаждаемой поверхности устанавливают с обеспечением эффекта присасывания форсунки (2) к охлаждаемой поверхности (1) в соответствии с принципом Бернулли.

2. Способ по п. 1, в котором расстояние (d) от выпуска (5) до охлаждаемой поверхности поддерживают в направлении (S), проходящем перпендикулярно к охлаждаемой поверхности.

3. Способ по п. 1 или 2, в котором форсунку (2) по меньшей мере частично устанавливают с возможностью скольжения в направляющей (7).

4. Способ по п. 1 или 2, в котором форсунку (2) устанавливают с предварительным натягом, действующим перпендикулярно охлаждаемой поверхности.

5. Способ по п. 1 или 2, в котором поперечное сечение (А) выпуска (5), выполненное вращательно-симметричным или продолговатым, в частности эллиптическим, для противодействия влиянию движущейся охлаждаемой поверхности, устанавливают в плоскости, параллельной охлаждаемой поверхности.

6. Способ по п. 1 или 2, в котором осуществляют осциллирующее движение форсунки (2) параллельно охлаждаемой поверхности (1).

7. Способ по п. 1 или 2, в котором осуществляют осциллирующее движение форсунок (2) или рядов форсунок (2) параллельно охлаждаемой поверхности (1), при этом осциллирующее движение соседних форсунок (2) или рядов (2) форсунок осуществляют по меньшей мере частично в одинаковом направлении или в противоположном направлении.

8. Способ по п. 1 или 2, в котором форсунка (2) между впуском (3) и выпуском (5) имеет область (9) направляющей, в которой охлаждающее средство в направлении (S), перпендикулярном охлаждаемой поверхности (1), направляют от впуска (3) к выпуску (5) с боковым охватом упомянутой областью.

9. Способ по п. 1 или 2, в котором поперечное сечение (А) выпуска расширено в направлении вниз по потоку, предпочтительно непрерывно.

10. Способ по п. 1 или 2, в котором регулирование объемного потока осуществляют посредством регулирования скорости его течения и/или его давления.

11. Способ по п. 1 или 2, в котором расстояние (d) между выпуском (5) и охлаждаемой поверхностью (1) поддерживают большим чем 0,09 мм, предпочтительно большим чем 0,5 мм, независимо от созданного объемного потока (V), посредством ограничительного элемента (11).

12. Способ по п. 1 или 2, в котором подводимый объемный поток (V) образован охлаждающей жидкостью.

13. Способ по п. 1 или 2, в котором выпуск (5) форсунки (2) располагают напротив поверхности валка или напротив поверхности металлической полосы (1) между двумя прокатными клетями группы клетей прокатного стана.

14. Способ по п. 1 или 2, в котором форсунки (2) по растру устанавливают в плоскости, расположенной напротив охлаждаемой поверхности, или соответственно форсунки (2) устанавливают несколькими последовательными рядами, расположенными напротив охлаждаемой поверхности.

15. Устройство (10) для охлаждения поверхности прокатываемого материала способом по любому из пп. 1-14, содержащее по меньшей мере одну форсунку (2), имеющую впуск (3) с первым поперечным сечением (Е) в свету и расположенный напротив охлаждаемой поверхности (1) выпуск (5) со вторым поперечным сечением (А) в свету, которое больше первого поперечного сечения (Е), при этом устройство (10) для охлаждения выполнено с возможностью установки расстояния (d), определяемого перпендикулярно охлаждаемой поверхности между выпуском (5) форсунки (2) и охлаждаемой поверхностью, в пределах от 0,1 мм до 5 мм, предпочтительно от 0,5 мм до 2 мм.

16. Прокатное устройство для прокатки прокатываемого материала, содержащее по меньшей мере одно устройство (10) для охлаждения поверхности прокатываемого материала по п. 15,

при этом выпуск (5) форсунки (2) устройства (10) охлаждения направлен по меньшей мере к одному валку с охлаждаемой поверхностью с возможностью охлаждения прокатываемого материала или направлен к поверхности прокатываемого материала между по меньшей мере двумя последовательно расположенными прокатными клетями для прокатки металлической полосы (1) с обеспечением охлаждения поверхности прокатываемого материала, находящегося между этими двумя прокатными клетями.