AT502239A1 - Vorrichtung zum kühlen eines metallbandes - Google Patents

Description

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(33 827) ll/ad
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Kühlen eines Metallbandes mit wenigstens zwei einander bezüglich des in seiner Längsrichtung kontinuierlich geförderten Metallbandes gegenüberliegenden Düsenfeldern, die gegen die jeweilige Bandoberfläche gerichtete, an Blaskästen für ein Kühlgas angeschlossene Düsen umfassen, und mit zwischen den Düsen vorgesehenen Strömungskanälen zum Abführen der an der Bandoberfläche umgelenkten Kühlgasströme aus den Düsen.
Um unerwünschte Gefügeausbildungen oder Ausscheidungen nach einer Wärmebehandlung von Metallbändem, insbesondere aus Stahl, zu unterbinden, müssen diese Metallbänder sehr rasch gekühlt werden, und zwar mit Hilfe eines Schutzgases, üblicherweise ein Wasserstoff-Stickstoffgemisch, zur Vermeidung von Oxidationsreaktionen im Bereich der Bandoberfläche.

   Damit die erforderlichen Abkühlgradienten, die für Stahlbänder mit einer Banddicke von 1 mm je nach der Legierungszusammensetzung zwischen 50 bis 150[deg.]C/s liegen, zu erreichen, muss das Kühlgas mit hoher Geschwindigkeit gegen die Bandoberfläche geblasen und von dort wieder abgeführt werden. Zu diesem Zweck ist es bekannt (EP 1 029 933 B1), auf beiden Seiten des Metallbandes in dessen Längsrichtung verlaufende, mit seitlichem Abstand voneinander nebeneinander gereihte Blaskästen vorzusehen, die gegen die jeweilige Bandoberfläche gerichtete, sich quer zur Bandlängsrichtung erstreckende Flachstrahldüsen aufweisen. Diese in Bandlängsrichtung mit Abstand hintereinander gereihten Flachstrahldüsen der einzelnen Blaskästen ergänzen einander zu durchgehenden Düsenreihen, die quer zur Bandlängsrichtung verlaufen.

   Das aus den Flachstrahldüsen ausströmende, an der Bandoberfläche umgelenkte Kühlgas kann somit zwischen den Düsenreihen abgeführt werden. Abgesehen davon, dass sich im Vergleich zu Flachstrahldüsen mit Düsenfeldern aus Rundstrahldüsen im allgemeinen eine gleichmässigere Beaufschlagung der Bandoberfläche mit dem Kühlgas erreichen lässt, werden bei dieser bekannten Vorrichtung die sich zwischen den einzelnen Düsenreihen ergebenden Strömungskanäle von den Blaskästen durchsetzt, was ungleichmässige Abströmbedingungen mit der Gefahr mit sich bringt, dass aufgrund einer ungleichmässigen Abkühlung Bandverwerfungen auftreten, die ein nachträgliches Richten des Metallbandes notwendig machen.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Kühlen eines Metallbandes der eingangs geschilderten Art so auszugestalten,

   dass eine gleichmässige Kühlung des Metallbandes mit einem hohen Abkühlgradienten ohne Gefahr von Bandverwerfungen sichergestellt werden kann.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die Düsen gruppenweise in mit seitlichem Abstand parallel nebeneinandergereihten Düsenleisten zusammengefasst sind, die aus mit den Blaskästen verbundenen Gaskanälen mit gegen die jeweilige Bandoberfläche gerichteten, über die Länge der Düsenleisten verteilten Düsenöffnungen bestehen, und dass die Strömungskanäle zum Abführen der Kühlgasströme zwischen den sich quer zu den Blaskästen erstreckenden Düsenleisten vorgesehen sind.
Durch den Einsatz von Gaskanäle für das Kühlgas bildenden Düsenleisten können in einfacher Weise Düsenfelder mit Rundstrahldüsen vorgesehen werden, die sich durch die in den Düsenleisten angeordneten,

   über die Länge der Düsenleisten verteilten Düsenöffnungen ergeben. Wegen der Abstände zwischen den nebeneinander gereihten Düsenleisten ist für eine vorteilhafte Abfuhr der an der Bandoberfläche umgelenkten Kühlgasströme gesorgt, die mit einem vergleichsweise geringen Druckverlust durch die Strömungskanäle zwischen den Düsenleisten abgezogen werden können. Aufgrund der Rundstrahldüsen und der Abfuhr der an der Bandoberfläche umgelenkten Kühlgasströme zwischen den Düsenleisten können somit vorteilhafte Kühlbedingungen für das Metallband eingehalten werden, so dass eine _
gleichmässige Abkühlung des Metallbandes ohne Verwerfungsgefahr gewährleistet werden kann.
Um einen nachteiligen Einfluss der Blaskästen auf die Abfuhr des Kühlgases auszuschliessen, können die Düsenleisten an einer ihrer Stirnseiten mit den Blaskästen verbunden werden.

   In diesem Fall befinden sich die Blaskästen ausserhalb des Strömungsbereiches des zwischen den Düsenleisten abströmenden Kühlgases. Es ist aber auch möglich, die Düsenleisten in ihrer Längsmitte an die Blaskästen anzuschliessen, was das Aneinanderreihen der Düsenleisten in ihrer Längsrichtung unter Beibehaltung des Düsenabstandes über die aneinandergereihten Düsenleisten hinweg erleichtert. Damit innerhalb der Düsenleisten eine gleichmässige Kühlgasströmung zu den einzelnen Düsenöffnungen aufrechterhalten werden kann, können sich die Düsenleisten in ihrem Strömungsquerschnitt vom Anschluss am jeweiligen Blaskasten weg gegen ihr Ende hin verjüngen.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt.

   Es zeigen
Fig. 1 eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum Kühlen eines Metallbandes in einem vereinfachten Längsschnitt,
Fig. 2 diese Vorrichtung in einem Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 ,
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1,
Fig. 4 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer Ausführungsvariante einer erfindungsgemässen Vorrichtung und
Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4.
Die dargestellte Kühlvorrichtung für ein Metallband 1 weist gemäss Den Fig. 1 bis 3 ein Gehäuse 2 auf, durch das das zu kühlende Metallband 1 in Vorschubrichtung s kontinuierlich gefördert wird. Zu beiden Seiten des Metallbandes 1 sind Blaskästen 3 für ein Kühlgas, beispielsweise ein Gasgemisch aus 95 Vol.% Stickstoff und 5 Vol.% Wasserstoff, vorgesehen.

   An diese Blaskästen 3 sind Düsenleisten 4 angeschlossen, die parallel nebeneinandergereiht verlaufen und zwischen sich Strömungskanäle 5 bilden. Die Düsenleisten 4 selbst sind in Form eines im Querschnitt rechteckigen Gaskanals 6 ausgebildet, der sich von den Blaskästen 3 weg verjüngt und auf der dem Metallband 1 zugekehrten Seite runde Düsenöffnungen 7 aufweist. Die Düsenöffnungen 7 sind über die Länge der stirnseitig am jeweiligen Blaskasten 3 angeschlossenen Düsenleisten 4 verteilt und in einer Reihe angeordnet, so dass sich ein Düsenfeld mit gleichmässig über einen Oberflächenabschnitt des Metallbandes 1 verteilten Rundstrahldüsen ergibt, wie dies insbesondere der Fig. 2 entnommen werden kann.

   Die Düsenöffnungen 7 benachbarter Düsenleisten 4 sind gegeneinander auf Lücke versetzt.
Die aus den Düsenöffnungen 7 gegen die Bandoberfläche austretenden Kühlgasströme werden an der Bandoberfläche umgelenkt und durch die Strömungskanäle 5 zwischen den Düsenleisten 4 vom Metallband 1 abgeführt, wie dies durch Strömungspfeile in der Fig. 3 angedeutet ist. Da das Gehäuse 2 für die abgeführten Kühlgasströme einen Sammelraum bildet, kann das Kühlgas aus dem Gehäuse 2 über Abzugstutzen 8 abgeleitet werden. Gemäss dem Ausführungsbeispiel verlaufen die Düsenleisten 4 in Längsrichtung des Metallbandes 1 , was jedoch nicht zwingend erforderlich ist.

   Die Längsausrichtung der Düsenleisten 4 bringt jedoch im Vergleich zu einem Düsenleistenverlauf quer zur Bandlängsrichtung den Vorteil mit sich, dass für die Kühlgasströmung durch die Strömungskanäle 5 zwischen den Düsenleisten 4 gleichbleibende Strömungsgeschwindigkeiten sichergestellt werden können. Ausserdem ist in einfacher Weise eine Anpassung an unterschiedliche Breiten der abzukühlenden Metallbänder 1 möglich.
Das Ausführungsbeispiel gemäss den Fig. 4 und 5 unterscheidet sich von dem nach den Fig. 1 bis 3 im wesentlichen nur durch die Form der Düsenleisten 4, die in ihrer Längsmitte an die Blaskästen 3 angeschlossen sind.

   Der Gaskanal 6 der Düsenleisten 4 erstreckt sich somit nach beiden Seiten des zugehörigen Blaskastens 3, wobei sich wiederum eine Verjüngung gegen die Enden des Gaskanals 6 hin^ergibt, um eine gleichmässige Beaufschlagung der Düsenöffnungen 7 zu erreichen. Wie der Fig. 5 entnommen werden kann, sind zwei Reihen von Düsenöffnungen 7 je Düsenleiste 4 vorgesehen, wobei die Düsenöffnungen 7 der beiden Reihen gegeneinander versetzt sind. Mit einer solchen Anordnung der Düsenöffnungen können übereinstimmende Düsenleisten 4 eingesetzt werden, was die Herstellung vereinfacht.
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Claims (4)

Patentanwalt Dipl.-Ing. Helmut Hübscher Spittelwiese 7, A-4020 Linz (33 827) ll/ad Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Kühlen eines Metallbandes mit wenigstens zwei einander bezüglich des in seiner Längsrichtung kontinuierlich geförderten Metallbandes gegenüberliegenden Düsenfeldern, die gegen die jeweilige Bandoberfläche gerichtete, an Blaskästen für ein Kühlgas angeschlossene Düsen umfassen, und mit zwischen den Düsen vorgesehenen Strömungskanälen zum Abführen der an der Bandoberfläche umgelenkten Kühlgasströme aus den Düsen, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen gruppenweise in mit seitlichem Abstand parallel nebeneinandergereihten Düsenleisten (4) zusammengefasst sind, die aus mit den Blaskästen

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenleisten

(4) an einer ihrer Stirnseiten mit den Blaskästen (3) verbunden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenleisten (4) in ihrer Längsmitte mit den Blaskästen (3) verbunden sind.

(3) verbundenen Gaskanälen (6) mit gegen die jeweilige Bandoberfläche gerichteten, über die Länge der Düsenleisten (4) verteilten Düsenöffnungen (7) bestehen, und dass die Strömungskanäle (5) zum Abführen der Kühlgasströme zwischen den sich quer zu den Blaskästen (3) erstreckenden Düsenleisten (4) vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Düsenleisten (4) in ihrem Strömungsquerschnitt vom Anschluss an den jeweiligen Blaskästen weg gegen ihr Ende hin verjüngen.

Linz, am 29. Juli 2005

Ebner Industrieofenbau Gesellschaft m.b.H. <EMI ID=5.1>