УЧАСТОК ОХЛАЖДЕНИЯ, ИМЕЮЩИЙ КЛАПАНЫ И НАПОРНЫЕ БАКИ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ГИДРОУДАРОВ Российский патент 2022 года по МПК B21B45/02 B21B37/74 

Область техники

Настоящее изобретение относится к устройству для охлаждения металлического проката, прокатываемого в группе прокатных клетей,

- причем это устройство имеет несколько устройств охлаждения, к каждому из которых по соответствующему тупиковому трубопроводу подводится вода, и посредством которых вода наносится на прокат;

- при этом в тупиковых трубопроводах расположено по клапану, посредством которого настраивается водяной поток, протекающий через соответствующий тупиковый трубопровод;

- при этом клапаны соответственно соотнесены с приводом, с помощью которого активируется соответствующий клапан.

Уровень техники

Такое устройство известно, например, из WO 2018/080 669 A2. У этого устройства параллельно тупиковым трубопроводам расположен один отдельный байпасный трубопровод. Посредством этого байпасного трубопровода должны предотвращаться гидроудары, которые в противном случае могут возникать при быстром прерывании объемного потока, протекающего через тупиковые трубопроводы. Этот байпасный трубопровод должен активно открываться и закрываться.

Из EP 2 767 353 A1 известен участок охлаждения для плоского проката, причем этот участок охлаждения имеет несколько распылительных балок, перед каждой из которых расположено по клапану.

Из WO 2013/143 902 A1 тоже известно устройство для охлаждения металлического проката, прокатываемого в группе прокатных клетей. У этого устройства охлаждающие форсунки имеющегося там участка охлаждения соединены подводящим трубопроводом с резервуаром для воды. Управление подводом воды к охлаждающим форсункам осуществляется с помощью одного клапана или нескольких клапанов. Имеется напорный бак, который расположен перед этим клапаном или, соответственно, этими клапанами. Эта напорный бак частично наполнен водой и частично воздухом. В этом варианте осуществления гидроудары, которые в противном случае могут возникать при быстром прерывании объемного потока, протекающего через тупиковые трубопроводы, предотвращаются или по меньшей мере уменьшаются по своей силе вследствие буферного действия напорного бака.

Краткое раскрытие изобретения

На участке охлаждения прокатного стана после прокатки металлического проката этот прокат охлаждается. Общепринят точный температурный режим на участке охлаждения для настройки и поддержания таким образом по возможности постоянных желаемых свойств материала. При этом в направлении транспортировки проката смонтированы несколько устройств охлаждения, посредством которых по меньшей мере на одну сторону проката наносится вода. Эти устройства охлаждения могут быть выполнены, например, в виде охлаждающих балок. Наносимые с помощью устройств охлаждения количества воды настраиваются с помощью клапанов, расположенных перед устройствами охлаждения. Проблематично, в частности, если эти клапаны закрываются быстро. Ведь когда клапаны закрываются слишком быстро, часто возникают толчки давления, называемые в профессиональных кругах также гидроударами. Поэтому во избежание избыточных нагрузок продолжительность выключения ограничивается, как правило, 1 секундой. Это относится даже к тому случаю, когда клапаны могли бы закрываться быстрее.

В уровне техники, как правило, применяются пневматические клапаны. Как правило, они не могут включаться быстрее 1 секунды. Но в отдельных случаях могут также достигаться меньшие продолжительности включения в 0,6 секунд.

Из WO 2018/080 669 A2 известен участок охлаждения прокатного стана, у которого устройства охлаждения включаются с помощью электрически активируемых клапанов.

Из WO 2013/143 902 A1 известно подключение напорного бака в подводящем трубопроводе к участку охлаждения. Эта напорный бак служит в основном для поддержания постоянного давления при снабжении участка охлаждения, но способствует также в некоторой степени снижению гидроударов. Имеющийся напорный бак рассчитан на объем в несколько кубометров. Конкретно в WO 2013/143 902 A1 назван характерный объем от 10 до 20 кубометров.

Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы создать устройство для охлаждения металлического проката, прокатываемого в группе прокатных клетей, которое имеет превосходящие эксплуатационные свойства.

Задача решается с помощью устройства для охлаждения металлического проката, прокатываемого в группе прокатных клетей, с признаками п.1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления устройства являются предметом зависимых пунктов 2-6 формулы изобретения.

В соответствии с изобретением устройство для охлаждения металлического проката, прокатываемого в группе прокатных клетей, вышеназванного вида выполняется таким образом,

- что устройства охлаждения образуют несколько групп, каждая из которых проприетарно укомплектована собственным напорным баком;

- что каждый напорный бак в соответствующем месте подключения подключен к подводящему трубопроводу, по которому вода подводится к тупиковым трубопроводам устройств охлаждения соответствующей группы, так что, если смотреть в направлении течения воды, соответствующее место подключения расположено перед клапанами соответствующей группы устройств охлаждения.

Устройство может быть выполнено в виде участка охлаждения, который расположен после группы прокатных клетей. Альтернативно устройство может быть выполнено в виде группы межклетьевых охлаждений, при этом по одному из этих межклетьевых охлаждений расположено между каждыми двумя прокатными клетями группы прокатных клетей. В отдельном случае устройство может быть также расположено перед группой прокатных клетей, например, когда устройство расположено между (по меньшей мере) одной черновой клетью и многоклетьевой группой чистовых клетей. Возможны также смешанные формы.

Прокат часто состоит из стали. Речь может идти, в частности, о плоском прокате, то есть о полосе или толстом листе. В случае плоского проката устройства охлаждения могут подавать на плоский прокат воду альтернативно только на верхней стороне, только на нижней стороне, или как на верхней, так и на нижней стороне.

Для устройств охлаждения с помощью их клапанов может индивидуально настраиваться наносимое ими на прокат количество воды. Возможно, чтобы группы устройств охлаждения были «настоящими» группами устройств охлаждения, которые включают в себя каждая больше одного устройства охлаждения. Однако, во многих случаях по меньшей мере некоторая часть групп устройств охлаждения включает в себя только по одному единственному устройству охлаждения. В частности, возможно даже, чтобы все группы включали в себя только по одному единственному устройству охлаждения. В этом случае группы устройств охлаждения вырождены.

Приводы, соотнесенные с клапанами, могут быть выполнены в зависимости от потребности. В частности, они могут быть выполнены в виде электрических приводов, например, в виде шаговых двигателей.

Проприетарно комплектующий каждую группу устройств охлаждения напорный бак имеет некоторый объем бака. Этот объем бака составляет предпочтительно от n x 20 л до n x 200 л, где n количество устройств охлаждения соответствующей группы. Особенно предпочтительно объем бака составляет от n x 50 л до n x 125 л.

Предпочтительно между каждым местом подключения и соответствующим напорным баком расположено соответствующее гидравлическое сопротивление. То есть имеется устройство, смыслом и целью которого является противопоставлять сопротивление водяному течению (= гидравлическое сопротивление).

Как уже упомянуто, в каждом подводящем трубопроводе течет соответствующий объемный поток, когда клапаны устройств охлаждения соответствующей группы все полностью открыты. В этом состоянии в каждом подводящем трубопроводе в области соответствующего места подключения действует соответствующее давление в трубопроводе. Соответствующее гидравлическое сопротивление предпочтительно выбрано таким образом, что соответствующий объемный поток, когда он течет через соответствующее гидравлическое сопротивление, вызывает падение давления, которое составляет по меньшей мере 25% и максимум 75% соответствующего давления в трубопроводе, в частности примерно половину величины соответствующего давления в трубопроводе. Однако, небольшие отклонения приемлемы.

Краткое описание чертежей

Вышеописанные свойства, признаки и преимущества этого изобретения, а также каким образом они достигаются, становятся яснее и отчетливее понятны в контексте последующего описания примеров осуществления, которые поясняются подробнее со ссылкой на чертежи. При этом в схематичном изображении показано:

фиг.1: прокатная клеть и участок охлаждения;

фиг.2: часть участка охлаждения;

фиг.3: участок охлаждения;

фиг.4: временной график степени наполнения и

фиг.5: временной график объемного потока,

фиг.6: временной график давления.

Описание вариантов осуществления

В соответствии с фиг.1 в группе прокатных клетей прокатывается прокат 1. На фиг.1 изображена только последняя прокатная клеть 2 многоклетьевой группы прокатных клетей. Прокат 1 часто представляет собой плоский прокат, то есть полосу или толстый лист. Однако, прокат 1 может иметь и другой формат. Например, речь может идти о профиле или о прутковом прокате 1. Прокат 1 часто состоит из стали, иногда из алюминия и в редких случаях из какого-либо другого металла или, соответственно, какого-либо соответствующего сплава.

После группы прокатных клетей расположен участок 3 охлаждения. В участке 3 охлаждения прокат 1 охлаждается. Участок 3 охлаждения является, таким образом, устройством для охлаждения металлического проката 1, прокатываемого в группе прокатных клетей. Со ссылкой на изображенный на фиг.1 участок 3 охлаждения, который расположен после группы прокатных клетей, поясняется настоящее изобретение. То есть термин «участок охлаждения» применяется в смысле названного устройства. Но настоящее изобретение реализуемо и тогда, когда устройство расположено в группе прокатных клетей, то есть между прокатными клетями 2 многоклетьевой группы прокатных клетей. Кроме того, оно реализуемо и тогда, когда устройство расположено перед группой прокатных клетей.

Участок 3 охлаждения имеет в соответствии с фиг.1 несколько устройств 4 охлаждения. Посредством этих устройств 4 охлаждения на прокат 1 наносится вода 5. Устройства 4 охлаждения выполнены, как правило, в виде распылительных балок, которые наносят воду 5 на прокат 1 по всей ширине проката 1. Вода 5 в своей совокупности подводится к участку 3 охлаждения по снабжающему трубопроводу 6. В участке 3 охлаждения вода 5 распределяется, пока она не войдет в тупиковые трубопроводы 7, по которым вода 5 подводится к каждому устройству 4 охлаждения. В тупиковых трубопроводах 7 расположено по одному (1) клапану 8, посредством которого может настраиваться количество воды 5, которое подводится к соответствующему устройству 4 охлаждения в единицу времени. Таким образом, имеется соответствие 1:1 устройств 4 охлаждения, тупиковых трубопроводов 7 и клапанов 8. Количество воды 5, которое подводится к каждому устройству 4 охлаждения в единицу времени, представляет собой соответствующий водяной поток.

На фиг.1 изображены всего восемь устройств 4 охлаждения, причем на изображении в соответствии с фиг.1 одна часть устройств 4 охлаждения наносит воду на прокат 1 сверху, а другая часть устройств 4 охлаждения наносит воду 5 на прокат 1 снизу. Кроме того, устройства 4 охлаждения, если смотреть в направлении x транспортировки проката 1, расположены ступенями друг за другом. Однако, эти ситуации являются чисто примерными. Так, вполне могут также иметься больше или меньше восьми устройств 4 охлаждения. Возможно также, чтобы посредством устройств 4 охлаждения вода наносилась на прокат 1 исключительно сверху или исключительно снизу. Если прокат 1 представляет собой плоский прокат, соответственно изображению на фиг.2 возможно также, чтобы, если смотреть в направлении y ширины проката 1, рядом друг с другом были расположены несколько устройств 4 охлаждения. Решающим является, чтобы в каждом тупиковым трубопроводе 7 был расположен соответствующий клапан 8, посредством которого может настраиваться соответствующий водяной поток, протекающий через соответствующий тупиковый трубопровод 7.

Клапаны 8 укомплектованы каждый приводом 9 в качестве устройства для приведения в действие. Приводы 9 соответственно изображению на фиг.2 выполнены в виде электрических приводов. С помощью каждого привода 9 активируется соответствующий клапан 8. Эта ситуация имеет место также у клапанов 8 с фиг.1. Однако, на фиг.1 это не изображено, чтобы не перегружать фиг.1. Вследствие исполнения устройств для приведения в действие в виде электрических приводов для клапанов 8 могут реализовываться продолжительности включения, которые составляют значительно меньше 1 секунды, например, 0,2 секунды или меньше. Кроме того, возможна очень быстрая точная настройка электрических приводов. Поэтому возможна как быстрая, так и точная настройка каждого положения клапана.

Электрические приводы могут быть выполнены, например, в виде шаговых двигателей. Шаговые двигатели могут без затруднений переставляться на 90° за время, которое составляет меньше 0,2 секунды. Этот угол соответствует также углу вращения обычного клапана 8 между полностью закрытым и полностью открытым положением. При этом при времени 0,2 секунды и меньше каждый клапан 8 может переводиться из полностью закрытого положения в полностью открытое положение и наоборот. Кроме того, перестановка у шагового двигателя обычно осуществляется угловыми шагами, которые составляют значительно меньше 1° (механически), например, 0,1° (или аналогично малый угол). В этом случае возможна перестановка каждого клапана 8 между полностью закрытым и полностью открытым положением шагами в 0,1° (или аналогично малый угол). Кроме того, управляющая электроника электрического привода достаточно проста и экономична. Износ и выход из строя во много раз меньше, чем у пневматического привода. Требуемая герметизация для защиты от водяных брызг и тому подобного (например, класса защиты IP 65) реализуема без затруднений. Это относится как к самому каждому электрическому приводу, так и к его управляющей электронике.

Независимо от конкретного геометрического расположения устройств 4 охлаждения, устройства 4 охлаждения образуют также, соответственно изображению на фиг.3, несколько групп. Эти группы проприетарно укомплектованы каждая собственным напорным баком 10. Термин «проприетарно укомплектованы» должен означать, что каждый напорный бак 10 взаимодействует с устройствами 4 охлаждения данной группы и взаимодействует только с этими устройствами 4 охлаждения. В частности, каждый напорный бак 10 подключен в соответствующем месте 11 подключения к соответствующему подводящему трубопроводу 12. По соответствующему трубопроводу 12 вода 5 подводится к тупиковым трубопроводам 7 устройств 4 охлаждения соответствующей группы. При этом, если смотреть в направлении течения воды 5, каждое место 11 подключения расположено перед клапанами 8 соответствующей группы устройств 4 охлаждения. В отличие от этого, по данному подводящему трубопроводу 12 не подводится вода 5 к тупиковым трубопроводам 7 других устройств 4 охлаждения. При этом, если смотреть в направлении течения воды 5, каждое место 11 подключения не расположено перед клапанами 8 других групп устройств 4 охлаждения. При этом каждый напорный бак 10 определяет соответствующую группу устройств 4 охлаждения: все устройства 4 охлаждения, вода 5 которых течет через соответствующее место 11 подключения, образуют одну (1) группу устройств 4 охлаждения. Все другие устройства 4 охлаждения не принадлежат к этой группе.

Каждое место 11 подключения для соответствующего напорного бака 10 должно быть расположено так близко к клапанам 8 соответствующей группы, насколько это возможно. Если - см. на фиг.3 слева - соответствующая группа устройств 4 охлаждения включает в себя только одно единственное устройство 4 охлаждения, соответствующее место 11 подключения должно быть расположено как можно ближе к клапану 8 этого устройства 4 охлаждения. Если - см. на фиг.3 справа - соответствующая группа устройств 4 охлаждения включает в себя несколько устройств 4 охлаждения, соответствующее место 11 подключения должно быть расположено как можно ближе к точке 13 распределения, в которой подводящий трубопровод 12 впервые ответвляется к устройствам 4 охлаждения соответствующей группы.

Соответственно изображению на фиг.3, некоторая часть групп устройств 4 охлаждения включает в себя только по одному единственному устройству 4 охлаждения. На изображении фиг.3 это конкретно имеет место у двух устройств 4 охлаждения, изображенных слева. В этих случаях соответствующий подводящий трубопровод 12 идентичен соответствующему тупиковому трубопроводу 7. Альтернативно возможно также, чтобы группы устройств 4 охлаждения включали в себя по несколько устройств 4 охлаждения. На изображении фиг.3 это конкретно имеет место у устройств 4 охлаждения, изображенных справа. В этих случаях каждый подводящий трубопровод 12 расположен перед соответствующими тупиковыми трубопроводами 7.

Решающим критерием для расположения напорных баков 10 является количество воды 5, которое находится между каждым местом 11 подключения и соответствующими клапанами 8, или, соответственно - в случае одного единственного, расположенного после клапана 8 - соответствующим клапаном 8. Ведь это количество воды не может перенаправляться в соответствующий напорный бак 10. Это количество должно, таким образом, при быстром закрытии соответствующих клапанов 8 непосредственно и быстро затормаживаться перед соответствующими клапанами 8. Как правило, это некритично, если расстояние от соответствующих клапанов 8 до соответствующего напорного бака 10 достаточно мало, например, составляет 10 м или меньше, в частности меньше 5 м. Это надо пояснить на примере одного отдельного клапана 8.

Примем, что скорость течения воды 5 в соответствующем тупиковом трубопроводе 7 составляет 3 м/с. Каждый клапан 8 будет полностью закрываться в течение 0,2 секунд. Тогда вода 5 в течение 0,2 секунд должна затормаживаться с 3 м/с до 0 м/с. При этом получается среднее ускорение 15 м/с², т.е. приблизительно 1,5-кратное ускорение свободного падения. Кроме того, известно, что водяной столб высотой 10 м создает давление в 1 бар. То же самое относится к водяному столбу длиной 10 м, который затормаживается с ускорением свободного падения. Примем, кроме того, что расстояние от соответствующего места 11 подключения до соответствующего клапана 8 составляет 5 м. В этом случае должен затормаживаться не водяной столб длиной 10 м с 1,0-кратным ускорением свободного падения, а водяной столб длиной 5 м с 1,5-кратным ускорением свободного падения. Таким образом, этот водяной столб в данных эксплуатационных условиях при затормаживании с 3 м/с до 0 м/с в течении 0,2 с создает давление 0,75 бар.

При быстром закрытии соответствующего клапана 8 без напорных баков 10, в отличие от этого, возникал бы высокий толчок давления, так как в этом случае должна была бы также затормаживаться вода 5, текущая в подводящем трубопроводе 12, поскольку она находится, если смотреть в направлении течения воды 5, перед соответствующим местом 11 подключения. Однако такие толчки давления могут значительно смягчаться напорными баками 10, так как в этом случае текущая в соответствующем подводящем трубопроводе 12 вода 5 перенаправляется в напорный бак 10, проприетарно комплектующий соответствующую группу устройств 4 охлаждения.

Как общеизвестно, напорные баки 10 служат для того, чтобы выравнивать водный баланс. Поэтому они должны, в зависимости от потребности, во-первых, при быстром уменьшении потребности в воде 5 иметь возможность принимать воду 5 из подводящего трубопровода 12, к которому они подключены, а во-вторых, при внезапном повышении потребности в воде 5 иметь возможность запитывать воду 5 обратно в подводящий трубопровод 12. Чтобы напорные баки 10 могли принимать и запитывать обратно эту воду 5, напорные баки 10 соответственно изображению на фиг.3 при эксплуатации наполнены каждый частично водой 5 и частично воздухом 14. Как правило, следует стремиться к степени F наполнения водой 5 (см. фиг.4) примерно 50%. Однако вполне возможны некоторые отклонения - например, от 40% до 60%. То есть напорные баки 10 предназначены для того, чтобы при эксплуатации быть наполненными частично водой 5 и частично воздухом 14.

Чтобы иметь возможность настраивать соответствующую степень F наполнения, напорные баки 10 могут, например, иметь соответствующий воздушный клапан 15. Через этот соответствующий воздушный клапан 15 к соответствующему напорному баку 10 может подводиться воздух 14, или воздух 14 может спускаться из соответствующего напорного бака 10. В простейшем случае соответствующий воздушный клапан 15 представляет собой приводимый в действие вручную обратный клапан (такой как, например, клапан велосипеда или какого-либо другого дорожного транспортного средства, имеющего наполненные воздухом шины). В этом случае соответствующий напорный бак 10 имеет предпочтительно указатель степени наполнения и/или указатель давления. Указатель степени наполнения может представлять собой, например, простое смотровое стекло, указатель давления - обычный манометр. Альтернативно или дополнительно соответствующий воздушный клапан 15 может быть активируем устройством управления (не изображено) участка 3 охлаждения. В этом случае соответствующий воздушный клапан 15 разделен предпочтительно на два пути клапана, при этом один из двух путей клапана для пополнения воздуха 14 в соответствующем напорном баке 10 соединен со снабжением сжатым воздухом, а другой из двух путей клапана для спуска воздуха 14 из соответствующего напорного бака 10 имеет выпуск в окружающую среду. Кроме того, в этом случае соответствующая степень F наполнения и/или действующее в соответствующем напорном баке 10 давление предпочтительно регистрируется по измерительной технологии и передается в названное устройство управления.

Таким образом, с помощью соответствующего напорного бака 10 движущееся в соответствующем подводящем трубопроводе 12 количество воды плавно затормаживается. Вследствие того обстоятельства, что группы устройств 4 охлаждения, как правило, относительно малы - чаще всего не больше шести-десяти устройств 4 охлаждения - для напорных баков 10 могут, кроме того, выбираться относительно малые размеры. Это поясняется ниже со ссылкой на фиг.4-6 для варианта осуществления, при котором соответствующая группа устройств 4 охлаждения включает в себя только одно единственное устройство 4 охлаждения. Однако соответствующие варианты осуществления применимы также, когда соответствующая группа устройств 4 охлаждения включает в себя несколько устройств 4 охлаждения. В этом случае последующие варианты осуществления должны модифицироваться в том отношении, что исходят из совместной активации клапанов 8 соответствующей группы.

Если соответствующий клапан 8 полностью открыт, в соответствующем подводящем трубопроводе 12 - который в случае группы, имеющей одно единственное устройство 4 охлаждения, идентичен тупиковому трубопроводу 7 - течет соответствующий объемный поток V воды 5, например, 100 литров в секунду. Это состояние изображено на фиг.5 слева. Степень F наполнения составляет, соответственно изображению на фиг.4, сначала примерно 50%. То есть соответствующий напорный бак 10 в равных долях наполнен водой 5 и воздухом 14.

К моменту t0 времени соответствующий клапан 8 переводится из полностью открытого в полностью закрытое положение. Перевод из полностью открытого в полностью закрытое положение осуществляется по возможности быстро, например, за время 0,1 секунды или 0,2 секунды. Чтобы можно было лучше пояснить выбор размеров соответствующего напорного бака 10, ниже принимается, что закрытие соответствующего клапана 8 осуществляется очень резко, то есть необходимым для закрытия промежутком времени как таковым можно пренебречь.

Если бы не было соответствующего напорного бака 10, при закрытии соответствующего клапана 8 возникал бы высокий толчок давления, так как текущий в соответствующем подводящем трубопроводе 12 объемный поток V должен был бы резко опускаться до нуля. Однако благодаря соответствующему напорному баку 10 соответствующий объемный поток V может перенаправляться в соответствующий напорный бак 10. Благодаря этому соответствующий напорный бак 10 продолжает наполняться выше своей прежней степени F наполнения. Однако, вследствие наполнения соответствующего напорного бака 10 находящийся в соответствующем напорном баке 10 воздух 14 сжимается, так что имеющееся там давление воздуха повышается. Повышенное давление воздуха противопоставляет дальнейшему подводу воды 5 в соответствующий напорный бак возрастающее сопротивление. Поэтому соответствующая степень F наполнения сначала хотя и возрастает с момента t0 времени, но затем достигает максимума и после этого снова опускается. При известных условиях может возникать небольшое, чаще всего заметно затухающее колебание. Это лучше всего различимо на фиг.5 по смене знака перед числом объемного потока. Максимум степени F наполнения достигается чаще всего за 1 секунду, иногда даже уже за меньшее время, например, только 0,5 секунды.

В сам момент t0 времени, то есть к началу затормаживания, соответственно изображению на фиг.4 должен приниматься весь ранее текущий объемный поток V. Если бы соответствующий объемный поток V оставался неизменным, соответственно изображению на фиг.4 соответствующий напорный бак 10, считая с момента t0 времени, полностью наполнялся бы, например, через 0,5 секунд. При этом за 0,5 секунд в соответствующий напорный бак 10 втекали бы 50% объема соответствующего напорного бака 10. Следовательно, за 1 секунду в соответствующий напорный бак 10 втекали бы 100% объема соответствующего напорного бака 10. При этом, в соответствии с изображением на фиг.4, частное объема соответствующего бака (единица измерения: литр или кубометр) и соответствующего объемного потока V (единица измерения: литр/секунду или кубометр/секунду) составляет 1 секунду. Хотя возможны некоторые отклонения от этого значения (1 секунда). Однако предпочтительно названное частное должно лежать в пределах от 0,2 секунды до 2,0 секунд. На практике для одного отдельного устройства 4 охлаждения это соответствует объему от 20 л до 200 л, чаще всего в пределах от 50 л до 125 л, в частности, примерно 100 л. Если группа включает в себя несколько устройств 4 охлаждения, названные значения объема должны соответственно масштабироваться.

Вследствие сопротивления, которое - считая от соответствующего места 11 подключения - имеют каждый тупиковый трубопровод 7 и каждое устройство 4 охлаждения, в состоянии, из которого вначале исходят на фиг.4 и 5 - то есть когда соответствующий клапан 8 находится в полностью открытом положении - в области соответствующего места 11 подключения действует соответствующее давление p0 в трубопроводе. То есть текущее соответствующее давление p в трубопроводе имеет значение p0. Это изображено на фиг.6 слева. Так как до момента t0 времени действует состояние равновесия, воздух 14 в соответствующем напорном баке 10 тоже находится под давлением p0. К моменту t0 времени, то есть к моменту времени закрытия соответствующего клапана 8, сначала текущий в соответствующем подводящем трубопроводе 12 объемный поток V должен полностью перенаправляться в соответствующий напорный бак 10. Объемный поток V через подводящий трубопровод 12, измеренный в соответствующем месте 11 подключения и изображенный на фиг.5, вызывает на своем пути от соответствующего места 11 подключения к соответствующему напорному баку 10 падение δp давления на соответствующем гидравлическом сопротивлении 16, которое расположено между соответствующим местом 11 подключения и соответствующим напорным баком 10. Это падение δp давления предпочтительно равно половине величины соответствующего давления p0 в трубопроводе. Следовательно, соответствующее давление p в трубопроводе должно резко возрастать до значения, которое соответствует примерно 1,4-кратному-1,6-кратному значению p0, то есть примерно 1,5-кратному. В абсолютных значениях это падение δp давления на практике чаще всего имеет величину порядка 1 бар. После этого соответствующее давление p в трубопроводе снова опускается.

В результате каждое гидравлическое сопротивление 16 может настраиваться путем соответствующего выбора размеров каждого соединительного трубопровода между соответствующим местом 11 подключения и соответствующим напорным баком 10, в частности, путем выбора размеров поперечного сечения всего соответствующего соединительного трубопровода или поперечного сечения некоторого участка соответствующего соединительного трубопровода. Путем надлежащего выбора размеров гидравлического сопротивления 16, в частности, подавляется и гасится склонность к колебаниям.

Настоящее изобретение имеет много преимуществ. В частности, могут предотвращаться гидроудары, хотя клапаны 8 включаются очень быстро (при продолжительности включения намного меньше 1 с). Влияние напорных баков 10 на фактически подводимые к устройствам 4 охлаждения количества воды может учитываться соответствующей моделью участка 3 охлаждения или просто выравниваться посредством базовой автоматизации участка 3 охлаждения. С помощью напорных баков 10 предотвращаются также колебания давления в гидротехнической системе (состоящей из снабжающего трубопровода 6, подводящих трубопроводов 12 и тупиковых трубопроводов 7). Благодаря этому упрощается регулирование насосов, которые нагнетают воду 5. Это относится, в частности, к тому случаю, когда для регулирования насосов используются измерения давления. Кроме того, сокращаются также возмущения давления при подключении клапанов 8, так как в этом случае вода 5 из напорных баков 10 запитывается в соответствующие подводящие трубопроводы 12. Исполнение приводов 9 в виде электрических приводов простым образом обеспечивает возможность надежного и быстрого активирования клапанов 8.

Хотя изобретение было подробнее проиллюстрировано и описано в деталях на предпочтительном примере осуществления, изобретение не ограничено раскрытыми примерами, и специалистом могут выводиться отсюда другие варианты без выхода из объема охраны изобретения.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

1 Прокат

2 Прокатная клеть

3 Участок охлаждения

4 Устройства охлаждения

5 Вода

6 Снабжающий трубопровод

7 Тупиковые трубопроводы

8 Клапаны

9 Электрические приводы

10 Напорные баки

11 Места подключения

12 Подводящие трубопроводы

13 Точка распределения

14 Воздух

15 Воздушные клапаны

16 Гидравлическое сопротивление

F Степень наполнения

p, p0 Давление в трубопроводе

t0 Момент времени

V Объемный поток

x Направление транспортировки

y Направление ширины

δp - падение давления

Изобретение относится к устройству для охлаждения металлического проката. Устройство для охлаждения металлического проката имеет несколько устройств охлаждения, к каждому из которых по соответствующему тупиковому трубопроводу (7) подводится вода. В тупиковых трубопроводах расположено по клапану, посредством которого настраивается водяной поток, протекающий через соответствующий тупиковый трубопровод. Клапаны соответственно соотнесены с приводом, с помощью которого активируется соответствующий клапан. Устройства охлаждения образуют несколько групп, каждая из которых проприетарно укомплектована собственным напорным баком. Каждый напорный бак в соответствующем месте подключения подключен к соответствующему подводящему трубопроводу, по которому вода подводится к тупиковым трубопроводам устройств охлаждения соответствующей группы. Если смотреть в направлении течения воды, каждое место подключения расположено перед клапанами соответствующей группы устройств охлаждения. В результате предотвращаются гидроудары при охлаждении водой проката. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство для охлаждения металлического проката (1), прокатываемого в группе прокатных клетей,

- причем устройство имеет несколько устройств (4) охлаждения, к каждому из которых по соответствующему тупиковому трубопроводу (7) подводится вода (5), и посредством которых вода (5) наносится на прокат (1);

- при этом в тупиковых трубопроводах (7) соответственно расположено по клапану (8), посредством которого настраивается водяной поток, протекающий через соответствующий тупиковый трубопровод (7);

- при этом клапаны (8) соответственно соотнесены с приводом (9), с помощью которого активируется соответствующий клапан (8);

отличающееся тем,

- что устройства (4) охлаждения образуют несколько групп, каждая из которых проприетарно укомплектована собственным напорным баком (10),

- что соответствующий напорный бак (10) в соответствующем месте (11) подключения подключен к соответствующему подводящему трубопроводу (12), по которому вода (5) подводится к тупиковым трубопроводам (7) устройств (4) охлаждения соответствующей группы, так что, если смотреть в направлении течения воды (5), соответствующее место (11) подключения расположено перед клапанами (8) соответствующей группы устройств (4) охлаждения.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что по меньшей мере часть групп устройств (4) охлаждения включает в себя только одно единственное устройство (4) охлаждения.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что приводы (9) выполнены в виде электрических приводов.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что электрические приводы выполнены в виде шаговых двигателей.

5. Устройство по одному из пп.1-4, отличающееся тем,

- что проприетарно соотнесенный к каждой группе устройств (4) охлаждения напорный бак (10) имеет объем бака, и

- что этот объем бака составляет от nx20 л до nx200 л, где n - количество устройств (4) охлаждения соответствующей группы.

6. Устройство по одному из пп.1-5, отличающееся тем, что между соответствующим местом (11) подключения и соответствующим напорным баком (10) расположено соответствующее гидравлическое сопротивление (16).