專利名稱：在連續(xù)鋼帶熱處理工序中在鋼帶的寬度方向均勻冷卻鋼帶的冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在連續(xù)鋼帶熱處理工序中在鋼帶的寬度方向均勻冷卻鋼帶的冷卻系統(tǒng)。
關于對鋼帶進行連續(xù)熱處理的熱處理的裝置中，通常提供了各種熱處理裝置。

圖1是一種連續(xù)鋼帶熱處理線的例子。如圖中所示。一鋼帶11由一松卷輥1松開，并通過一清潔裝置2。然后，鋼帶11通過一加熱區(qū)域3，浸漬區(qū)4，第一淬火區(qū)5，熱回收區(qū)6，過度時效處理區(qū)7，和一第二冷卻區(qū)8。其后，鋼帶11送到一軋鋼機9，并由一張力輥10卷緊。
為了在上述連續(xù)鋼帶熱處理線的第一淬火區(qū)5和第二冷卻區(qū)8中冷卻鋼帶，已提出了各種冷卻方法。當一普通類別的裝置由這些普通的冷卻方法組成時，提供了下面的三種冷卻方法當一冷卻輥與鋼帶接觸時對鋼帶進行冷卻(日本未審查專利公開NO.59-1433028)；用一冷卻介質直接噴到鋼帶上進行冷卻的方法(日本未審查專利公開NO.57-67134)；和將鋼帶浸在冷卻介質中而冷卻鋼帶的方法(日本未審查專利公開NO.54-162614)。
通常，當設計一冷卻區(qū)時，這些冷卻方法單獨使用，或這些方法相互交替地組合使用。
下面，通過一個例子說明通過將冷卻介質直接噴到鋼帶上進行冷卻的方法。
圖2是沿圖1中X-X線的第二冷卻區(qū)8的剖視圖。在該圖中顯示了通過將冷卻介質直接噴到鋼帶上進行冷卻的裝置。在這種普通的冷卻區(qū)中，鋼帶11如下進行冷卻。鋼帶11為一扁平形狀，冷卻頭12與鋼帶11平行布置，在冷卻頭12上有一組冷卻噴頭13，其垂直于冷卻頭12伸出，冷卻介質14從一組冷卻噴頭13中直接噴到鋼帶11上，以冷卻鋼帶。
在上述的結構中，在鋼帶11通過的垂直通道的方向布置一組冷卻噴頭12。
水可以用作冷卻介質14。在本例中，水包括純水，過濾水，凈水，新鮮水，原料水，加有抗氧化劑的水。氣體也可以作為冷卻介質14。在這種情況下，氣體包括在爐中使用的大氣氣體，惰性氣體，例如氬氣，非氧化的大氣氣體，例如氮氣，大氣或與上述氣體混合的混合氣體。上述氣體可以單獨使用，也可以交替地組合使用。
作為液體的冷卻介質的特定例子，已提出了一種使用有機溶劑(其沸點是高的)和鹽的方法，而不使用水。在這方面，在下面的說明書中，將分別描述噴射冷卻和濕氣冷卻的方法。當通過直接將冷卻介質噴射到鋼帶上而進行冷卻時，液體，例如水單獨作為冷卻介質使用。這種冷卻方法被限定為噴射冷卻。當通過直接噴射冷卻介質到鋼帶上進行冷卻時，使用液體例如水和氣體的混合物。這種方法被限定為噴霧冷卻。
當一鋼帶通過一垂直通道時，因為各種應力作用在鋼帶上，鋼帶在縱向和寬度方向翹曲，圖3中顯示了冷卻狀態(tài)的模式，其中，通過普通的裝置將冷卻介質直接噴射到鋼帶11上，鋼帶已在寬度方向彎曲，如圖2所示。
當含有液體例如水的冷卻介質直接噴射到已在寬度方向翹曲的鋼帶11上時，噴射在鋼帶11上的冷卻介質17局部地集中在鋼帶的中部，在其寬度方向的下凹側。
另外，在垂直通道中，已在鋼帶寬度方向集中在其中部的冷卻介質沿鋼帶縱向流下，所以，鋼帶寬度方向的中部被過分冷卻。
圖4是一圖表，顯示了在普通冷卻方法的垂直通道中的鋼帶噴霧冷卻的情況下，在冷卻區(qū)的輸出端在寬度方向的溫度分布的一個例子。如圖中所示，由于前面描述的現象，在鋼帶寬度方向的中部15過冷。并且，在鋼帶寬度方向邊緣部分也過冷。
在鋼帶寬度方向的邊緣部分16，熱量不僅從鋼帶的背面，而且也從鋼帶的邊緣表面散發(fā)。所以，在鋼帶寬度方向的邊緣部分16也過冷。
在連續(xù)鋼帶熱處理線進行鋼帶熱處理時，根據制造鋼帶的材料，使用不同的熱循環(huán)。通常，如圖5所示，當一低碳鋼帶被制造時，采用下面的熱循環(huán)。在鋼帶加熱到700-900℃并浸泡之后，其在第一冷卻區(qū)5冷卻到240-450℃進行過度時效，然后，鋼帶在第二冷卻區(qū)8冷卻到室溫。
如上所述，當鋼帶在相應的冷卻區(qū)冷卻時，鋼帶的溫度擴散。由于溫度的擴散，材料的質量也分散了。
最近，對所謂的高拉伸材料的需求增加了。當在上述的熱處理線上對高拉伸材料進行熱處理時，就產生了下面的問題。
在對高拉伸材料進行熱處理的情況下，在第一淬火區(qū)的輸出側，在鋼帶寬度方向的溫度易于變化。由于上述的溫度變化，鋼帶的機械強度也變化了，使在鋼帶寬度方向的材料也變化了。為了解決上述問題，通常是在連續(xù)鋼帶熱處理線的輸出側或在清理工序中切去在低碳鋼帶或高拉伸鋼帶上的有缺陷的部分。
然而，從鋼帶上切掉有缺陷部分的方法有下面的缺點。有缺陷部分出現的頻率是很分散的。所以，所制造的鋼帶的數量要大于所預定的數量。于是，產品的控制是復雜的。另外，檢查鋼帶的缺陷部分需要時間和勞力。當從鋼帶上去掉缺陷部分時，就降低了產量，另外需要附加的制造工序，例如清理線，等等，從而增加了制造成本。
本發(fā)明是要提供在連續(xù)鋼帶熱處理線在鋼帶寬度方向均等冷卻鋼帶的冷卻系統(tǒng)，能減少第一淬火區(qū)5和第二冷卻區(qū)8中的鋼帶寬度方向的溫度變化。
本發(fā)明的一個目的是提供一種冷卻系統(tǒng)，其在冷卻區(qū)域的垂直通道中，能在寬度方向減少翹曲的鋼帶的溫度變化。
本發(fā)明的另一目的是提供一種冷卻系統(tǒng)，其能減少鋼帶的溫差，特別是當鋼帶冷卻到一低溫區(qū)時。
本發(fā)明的另一目的是提供一種冷卻系統(tǒng)，其能在鋼帶寬度方向的每一位置控制冷卻介質的流量。
本發(fā)明提供了一種在連續(xù)鋼帶熱處理工序的垂直通道中冷卻鋼帶的冷卻系統(tǒng)，包括布置在鋼帶寬度方向的冷卻噴嘴排，其處于接近于鋼帶表面相對布置的冷卻箱的表面上，其特征在于各冷卻噴嘴在鋼帶寬度方向向兩邊緣部分傾斜一個角度，使從冷卻噴嘴中噴出的冷卻介質射流的中心線相對于其與鋼帶相交位置的法線傾斜。
當冷卻噴嘴以上述方式順序傾斜布置時，不會有冷卻介質集中在鋼帶的中部。所以，鋼帶能在其寬度方向均勻地冷卻。所以能減少鋼帶材料的變化，從而提高鋼帶的質量。
圖1是一部分剖視的正視圖，顯示了一普通的連續(xù)鋼帶熱處理裝置的一個例子的外形。
圖2是圖1中沿X-X線的剖視圖。
圖3顯示了圖2中鋼帶冷卻狀態(tài)的一個模式。
圖4是一圖表，顯示了在冷卻區(qū)輸出端在寬度方向的鋼帶的溫度分布。
圖5是一圖表，顯示了一熱循環(huán)，其中，一普通的低碳鋼帶或高拉伸材料進行熱處理。
圖6是一平面圖，顯示了一個實施例的外形，其中，布置了本發(fā)明的傾斜冷卻噴嘴。
圖7是一示意圖，顯示了在冷卻介質射流沖擊鋼帶的位置，冷卻介質射流中心線和垂直于鋼帶的直線之間形成的傾角圖8A-8D是一圖表，顯示了在寬度方向，冷卻噴嘴的傾角和溫差之間的關系。
圖9是一圖表，顯示了當鋼帶在圖6所示實施例中被冷卻時，在鋼帶寬度方向的溫度分布。
圖10是一平面圖，顯示了本發(fā)明另一實施例的外形，其中，布置有傾斜噴嘴。
圖11在圖10的實施例中，顯示了一等式的主要成分，以求出冷卻噴嘴的傾角。
圖12是一圖表，顯示了在圖10的實施例中，當鋼帶冷卻時，在鋼帶寬度方向的溫度分布。
圖13是一平面圖，顯示了本發(fā)明一實施例的外形，其中，一排冷卻噴嘴被劃分。
圖14是一平面圖，顯示了本發(fā)明一實施例的冷卻噴嘴排劃分的位置。
圖15顯示了本發(fā)明冷卻噴嘴的劃分的排的另一實施例。
圖16是一圖表，顯示了在圖15的實施例中，當鋼帶在寬度方向冷卻時的溫度分布。
下面通過實施例并參照附圖對本發(fā)明進行描述。
圖6是一平面圖，顯示了本發(fā)明一個實施例冷卻系統(tǒng)的外形。圖中顯示了冷卻介質噴出的狀態(tài)。
例如，本發(fā)明冷卻系統(tǒng)在圖1中顯示為在第二冷卻區(qū)8中。在第二冷卻區(qū)8中，提供了一組冷卻管12，其在以垂直方向移動的鋼帶的移動方向排列，并且冷卻管12在接近鋼帶11兩個表面的位置。如圖書所示，在每一冷卻管中12中，提供了冷卻噴嘴18，它們在鋼帶寬度方向從鋼帶中心15向鋼帶邊緣部分16傾斜一預定角度θ。
在這種情況下，角度θ限定為在冷卻介質射流中心線20和射流中心線20與鋼帶11相交位置的法線23之間的夾角。
角度θ為一恒定值，處于2℃-45℃的范圍之中。角度θ的范圍根據下面的試驗結果而確定。
圖8A-8D是圖表，顯示了試驗的結果，其中，鋼帶由通過水進行的濕氣冷卻方法進行冷卻。其中，鋼帶的材料為普通的低碳鋼，鋼帶厚度為1.6mm，鋼帶寬度是920mm，其線速度為170m/min。鋼帶在一冷卻區(qū)中冷卻，其中，在垂直通道中布置有冷卻噴嘴，并且所有冷卻噴嘴的傾角是相同的，并且，角度的值在0-70°的范圍中變化1°。在冷卻噴嘴的各角度處測量溫度分布。
圖8A-8D顯示了上述試驗的結果，其為在鋼帶寬度方向噴嘴傾角與鋼帶平均溫差之間的關系。
圖8A是顯示了試驗結果的圖表，其是在720℃的冷卻開始溫度和240℃的冷卻結束溫度條件下進行的。
例如，冷卻介質是水，其總量為360m3/Hr，從傾斜40°的冷卻噴嘴中噴出，使鋼帶冷卻。然后，在與鋼帶寬度方向對齊的29個位置處進行溫度測量，溫差的平均值顯示在圖表中。
圖8B是顯示了試驗結果的圖表，其是在720℃的冷卻開始溫度和240℃的冷卻結束溫度條件下進行的。噴嘴的規(guī)格與圖8A中的相同，鋼帶由這些噴嘴冷卻，并求出鋼帶在其寬度方向的溫差，并在圖表中顯示出其溫差的平均值。
圖8C是顯示了試驗結果的圖表，其是在360℃的冷卻開始溫度和100℃的冷卻結束溫度條件下進行的。噴嘴的規(guī)格與圖8A中的相同，鋼帶由這些噴嘴冷卻，并求出鋼帶在其寬度方向的溫差，并在圖表中顯示出其溫差的平均值。
圖8D是顯示了試驗結果的圖表，其是在360℃的冷卻開始溫度和220℃的冷卻結束溫度條件下進行的。噴嘴的規(guī)格與圖8C中的相同，鋼帶由這些噴嘴冷卻，并求出鋼帶在其寬度方向的溫差，并在圖表中顯示出其溫差的平均值。
作為試驗的結果，已經發(fā)現，當使用普通的傾角為0的噴嘴時，溫差通常不低于20℃，然而，當使用傾角為2-45°的噴嘴時，不管冷卻的結束溫度如何，其溫差不高于15℃，特別是當使用傾角為5-30°的噴嘴時，溫差不高于10°。
于是，可以發(fā)現，當以一恒定角度布置冷卻噴嘴時，有效的傾斜角度為2-45°然而，如上所述，在鋼帶寬度方向的邊緣部分的溫差大于其中間部分的溫差。在這種情況下，當鋼帶由低碳鋼制造時，不會出現問題，然而，當鋼帶由高拉伸材料制造時，因為邊緣部分的材料可能引起變化，就可能出現問題。
在這方面，在冷卻管的范圍內，從中心到其的距離是大致不大于20mm鋼帶的彎曲度是低的。所以，在冷卻管的這個范圍內，噴嘴的傾斜度可確定為0°。
下面，參照圖10，將描述本發(fā)明另一實施例。在該實施例中，冷卻噴嘴如下布置冷卻噴嘴的冷卻介質噴流方向在寬度方向朝向鋼帶11的端部16，16。冷卻噴嘴20i的傾斜角度θi大于在鋼帶中心15側的相鄰于冷卻噴嘴20i布置的冷卻噴嘴20i-1的傾斜角度θi-1。另外，傾斜角度θi-1大于傾斜角度θi-2。而傾斜角度的關系以上述方式順序地保持。冷卻噴嘴20布置在鋼帶的寬度方向。根據上面的布置，冷卻噴嘴的噴流的中心線能徑向地繞鋼帶的翹曲中心布置。
在該例子中，冷卻噴嘴的間距和相鄰的噴嘴的傾角的差沒有特別的限制，然而，角度θi可由下面的等式(1)求出。θi=tan-1|b±a×i|r-K···(1)]]>
其中，K0＜K≤2Da冷卻噴嘴的間距b中間噴嘴距中心線的偏移量r在鋼帶寬度方向翹曲曲率的最小半徑d從噴嘴端部到通道線的距離θi從中間噴嘴數的第I個噴嘴的傾斜角在上面的等式(1)中所表達的各項的關系顯示在圖11中。值“a”是從防止相鄰噴嘴的噴流發(fā)生干涉并從在鋼帶上提供一適當密度的噴水量而考慮的。值“b”是由值“a”，噴嘴和管之間的物理配合來確定的，然而，在本發(fā)明中，對值“b”沒有特殊的限制。值“r”是在鋼帶寬度方向翹曲的曲率的最小半徑。值“r”由鋼帶的厚度和材料來改變，也由其線路特性改變。所以，值“r”可以由送料試驗的結果來確定。在本發(fā)明中，值“r”不作特別的限定。值“k”是從鋼帶到噴嘴的最大距離。如圖11中所示，值“k”最大是2d。所以，當值θi在k＝2d的條件下進行計算，以致噴嘴可以布置時，其能具有一積極的作用。另一方面，即使當在k＝2d的條件下θi值被計算和噴嘴布置被設計，因為θ值太高而使制造噴嘴困難。在這種情況下，即使當再使用滿足不等式k＜2d的值設計噴嘴布置時，也能提供同樣的作用，例如通過使用一鋼帶送料位置調節(jié)裝置例如一推輥。由于上面的原因，值“k”在一滿足不等式0＜k≤2d的范圍內確定。
當以上面的方式布置冷卻噴嘴時，在噴流沖擊鋼帶的除了其中部15的所有位置，噴流的中心線22向鋼帶的邊緣部分16，16傾斜一角度。所以，噴在鋼帶11上的冷卻介質21不會集中在鋼帶的中部15。
所以，以圖6中實施例的相同的方式，在鋼帶已冷卻之后，能控制鋼帶寬度方向的溫差不高于15℃。
如上所述，當冷卻噴嘴以圖6所示以一恒定的傾斜角布置時，可能會發(fā)生下面的問題。當角度太小時，從鋼帶某一位置到邊緣部分范圍內噴在鋼帶上的冷卻介質在鋼帶內側流動。所以，就產生了鋼帶的溫差。相反，當傾斜角太大時，在靠近鋼帶中部的位置形成了沒有噴上冷卻介質的部分。如前所述，在鋼帶上也產生了溫差。
在任何情況下，當冷卻噴嘴以一恒定傾角布置時，由于上面的原因一定會引起溫差。所以，必須找出傾角和溫差之間的關系，并確定角度的范圍，其中，應盡可能地減小溫差。
另一方面，在冷卻噴嘴如圖10所示徑向布置的情況下，在靠近鋼帶中間的部分，冷卻噴嘴的傾角減小了。所以，因為冷卻介質與靠近鋼帶中間的部分沖擊，所以，不會發(fā)生問題。布置在鋼帶邊緣的冷卻噴嘴的傾角以這種方式增加，使越接近冷卻噴嘴布置的邊緣部分，傾角增加的越大。另外，冷卻噴嘴從鋼帶的法線向鋼帶的邊緣部分傾斜，所以，與前面描述的鋼帶的邊緣部分不同，在本實施例中，鋼帶的中間部分不會過冷。所以，在冷卻噴嘴的徑向布置中，不需要限定冷卻噴嘴傾斜角的范圍。另外，其能在鋼帶的寬度方向穩(wěn)定地將溫差保持在不超過10℃，如后面將要描述。所以，從溫度分布的觀點看，本實施例要優(yōu)于前面所述的冷卻噴嘴以恒定角度布置的實施例。
在這方面，為了防止鋼帶中部在冷卻區(qū)輸出側過冷，其有效地提供了下面的裝置。其提供了一測量裝置，可以對寬度方向的鋼帶的翹曲(曲率半徑)進行測量。冷卻區(qū)以這種方式構成，使噴嘴傾角能改變。噴嘴的傾角根據鋼帶寬度方向的翹曲進行控制，使冷卻介質總是能噴在鋼帶的邊緣部分。由于上述的裝置，能減少在鋼帶在寬度方向中部的過冷。
當冷卻介質局部集中和流下而與鋼帶接觸時，鋼帶被局部冷卻。當鋼帶的表面溫度高時，能減少局部冷卻的影響。所以，其有效地采用一“向上通道”的方法，其中，鋼帶在一冷卻區(qū)中向上送進。
下面，參照圖13和15描述本發(fā)明的一個實施例，其中，一排冷卻區(qū)被劃分，在下面的實施例中，通過劃分冷卻管劃分冷卻區(qū)的排。然而，應注意到，劃分冷卻區(qū)的排的方法不限于這一特定的實施例。
如前所述，根據圖6和10所示的實施例，當鋼帶進行冷卻時，其能減少溫差不高于15℃，最好不高于10℃。然而，當對上述實施例的溫度分布進行詳細的調查時，可能會碰到下列問題。在上述實施例中，當冷卻介質流下與鋼帶中部接觸時(這由冷卻介質集中在中部時而引起)，其能避免鋼帶中部過冷的發(fā)生。然而，其不能避免在寬度方向鋼帶邊緣部分過冷的發(fā)生。所以，鋼帶邊緣部分的溫度低于其中部的溫度。
為了解決上述問題，如圖13和15所示，例如，冷卻箱24在鋼帶寬度方向劃分成三個部分24a，24b，24c。在各箱中，一組冷卻噴嘴形成為獨立的組。并且對各獨立的組進行冷卻介質的量的控制。
作為一種控制裝置，為了防止鋼帶邊緣部分過冷(這殘留在圖6和10所示的實施例中)，從冷卻箱24a，24c流出的冷卻介質19，21的流量減少了，其低于從冷卻箱24b中流出的冷卻介質的流量。
當送到鋼帶寬度方向兩端的冷卻介質的量如上所述進行調整時，其能防止鋼帶兩邊部分過冷，使鋼帶在其寬度方向基本均勻地進行冷卻。
通常，在連續(xù)鋼帶熱處理線中，要進行熱處理的鋼帶的寬度不一定是相同的。即，不同寬度的鋼帶要連續(xù)地進行熱處理。所以，要根據要進行熱處理的鋼帶的寬度，在鋼帶寬度方向的邊緣部分的位置是變化的。所以，最好劃分的冷卻箱的數量較多。
當然，只要設備投資允許，可以對每個噴嘴進行冷卻介質流量的控制。在噴射冷卻的情況下，冷卻管和噴嘴的結構是簡單的。所以，根據要進行熱處理的鋼帶的寬度，能容易地增加劃分的冷卻箱的數量。
另一方面，當劃分的冷卻箱的數量增加的太多時，控制冷卻介質的流速就成為復雜的。所以，冷卻箱被分為一組控制體，如下所述。如圖14所示，一組冷卻箱24a，24c(其在寬度方向的劃分位置是相同的)被制成為一控制體。冷卻箱24，24a，24b，24c的劃分位置布置在鋼帶的前進方向，使冷卻箱的劃分位置相互偏差一不小于50mm的距離。在圖14所示的結構中，冷卻箱的劃分位置相互偏差一100mm的距離。
由于上述的布置，即使單一冷卻箱的劃分數量是小的，當控制體被適當選擇時，其能進行各種寬度的鋼帶的熱處理。于是，能減少冷卻箱的劃分的數量，并能降低設備的成本。另外，能簡化各劃分的冷卻箱的冷卻介質的流量的控制。
為了減少在鋼帶寬度方向的溫差，當每個劃分的冷卻箱的冷卻介質的流速差加大時，就加強了單個冷卻箱在鋼帶寬度方向減少溫差的能力。
在本發(fā)明的通過噴霧冷卻的冷卻裝置進行冷卻時，對于每個劃分的冷卻箱能加大冷卻介質的流量差。于是，本發(fā)明能容易地應用于一已建成的裝置，即，即使這個已建成的裝置在一個有限制的范圍內進行改造，也能應用本發(fā)明。在新建的冷卻裝置的情況下，其能減少劃分的冷卻箱的數量。所以，能降低設備的成本。并且，能對每個劃分的冷卻箱能容易地進行冷卻介質流量的控制。
通常，對于每個要進行熱處理的鋼帶卷，或者甚至在要進行熱處理的同一鋼帶卷中，在冷卻區(qū)輸出端的鋼帶寬度方向的不同的溫度(溫差)改變。為了減少上述溫度變化的影響，最好采用下面的裝置以控制冷卻介質的流量。在冷卻區(qū)縱向中部或冷卻區(qū)輸出側，提供了一種在鋼帶寬度方向的溫度測量裝置(在圖1中用T表示)。通過溫度測量裝置對鋼帶在寬度方向的溫度分布進行測量。根據所述溫度測量裝置測量的溫度分布，通過一個在連續(xù)退火裝置冷卻系統(tǒng)外側的流量控制裝置適當地控制各分開的冷卻箱的冷卻介質的流量。
從控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性的觀點來說，最好控制冷卻介質的流量的的控制周期根據冷卻區(qū)輸出側的鋼帶寬度方向的溫度變化(溫差)的波動頻率能任意改變。
上面對本發(fā)明應用于連續(xù)退火裝置的情況進行了描述。然而，本發(fā)明也可以應用于其他裝置，例如一熔化電鍍的裝置，其中，要在鋼帶上進行熱處理。
實例在下面的實例中，通過劃分冷卻箱的方式來劃分冷卻噴嘴排。
實例1由普通的低碳鋼制的鋼帶，其厚度為1.6mm，其寬度為920mm，在線速度為170m/min的條件下，通過濕氣(噴霧)冷卻的水進行冷卻。在冷卻裝置中，提供了45個冷卻箱。在這種情況下，冷卻箱的數量是布置在鋼帶一側的冷卻箱的數量。所以，在鋼帶兩側的冷卻箱的數量是90個。各冷卻噴嘴的傾角調整為35°，其保持恒定。
當在上述條件下，鋼帶從720°冷卻到240°時，冷卻水的全部的量是360m3/Hr。如圖9所示，在冷卻輸出側的鋼帶寬度方向的溫差控制為不高于15°，然而，在鋼帶寬度方向兩邊緣部分特別的過分冷卻。其溫度更低。
為了進行比較，在圖4中，顯示了一試驗的結果，其中使用了普通的噴嘴，其傾角為0°。當本實施例的結果與圖4所示的結果進行比較時，顯然鋼帶中部防止了過冷。
實例2在本例中，冷卻噴嘴徑向布置，如圖10所示，其他用于冷卻的部件與實例1中的相同。
在本實例中，冷卻箱如下構成。最接近于冷卻箱中部的一個冷卻噴嘴的傾角定為0°。相鄰于上述最接近中心布置的噴嘴兩側布置的噴嘴在鋼帶寬度方向向兩邊緣傾斜，噴嘴的傾角定為0.1°。相鄰于上述噴嘴布置的噴嘴也傾斜，其傾角為在上述噴嘴的傾角上再加上0.5°。順序地，在鋼帶寬度方向向兩側傾斜的相鄰噴嘴的傾角再加上0.5°。以此方式，所有冷卻噴嘴的噴流的中心線徑向布置，以形成一冷卻箱。
冷卻噴嘴的間隔保持為50mm的恒定值。
關于鋼帶的冷卻條件和全部冷卻水量，實例2與實例1的相同。
圖12中顯示了在冷卻裝置的輸出側測量的鋼帶寬度方向的溫度分布和溫差。如圖12所示，溫差被控制在一不超過10°的溫度范圍內。然而，在鋼帶寬度方向的兩邊緣部分的過冷，使兩邊緣部分的溫度稍微降低。然而，在鋼帶寬度方向不引起材料的變化。
實例3由高拉伸鋼制的鋼帶，其厚度為1.0mm，寬度為1120mm，在線速度為240m/min的條件下由水冷卻的噴霧方法進行冷卻。在本實例中，提供了45個冷卻箱，其中每個冷卻箱分為5個部分。冷卻噴嘴在下面的條件下徑向布置。
冷卻噴嘴的間距“a”是50mm；中間噴嘴的偏移“b”是0mm；鋼帶翹曲的最小曲率半徑“r”是2200mm；從噴嘴端部到通道線的距離“d”是145mm；并且“k”是290mm。使用這些參數，通過等式(1)可以求出冷卻噴嘴的傾角θi。冷卻噴嘴的數量確定為每個冷卻箱為30個。以這種方式，布置冷卻噴嘴的排。
在這種冷卻系統(tǒng)中，冷卻操作如下進行。鋼帶的冷卻開始溫度是670℃，冷卻的結束溫度是290℃，冷卻水的所有量是350m3/Hr。送到對應于鋼帶寬度方向邊緣部分的劃分的冷卻噴嘴的冷卻水的量低于送到其他劃分的冷卻箱的冷卻水的量的10％。
在冷卻系統(tǒng)的輸出側測量鋼帶寬度方向的溫度分布，其結果顯示于圖16。其中，溫差被控制在不超過8℃的范圍中，并防止鋼帶寬度方向兩邊緣部分過冷。使鋼帶在其寬度方向基本均勻地冷卻。
于是，鋼帶的材料在其寬度方向基本是均勻的。
如上所述，當一鋼帶(其在一冷卻系統(tǒng)的垂直通道中，鋼帶在其寬度方向有很大的翹曲)由本發(fā)明的冷卻噴嘴冷卻時，能大大減少鋼帶在寬度方向的溫度變化。于是，所制造的鋼帶的材料能很均勻。所以，能提高鋼帶的質量，并增加鋼帶的產量，特別是在一不穩(wěn)定的冷卻溫度區(qū)域(其中溫差易于擴大)，本發(fā)明可有一個大的作用。所以，本發(fā)明可有一個大的工業(yè)效果。
權利要求
1.在連續(xù)鋼帶熱處理工序的垂直通道中冷卻鋼帶的冷卻系統(tǒng)，包括布置在鋼帶寬度方向的冷卻噴嘴排，其處于接近于鋼帶表面相對布置的冷卻箱的表面上，其特征在于各冷卻噴嘴在鋼帶寬度方向向兩邊緣部分傾斜一個角度，使從冷卻噴嘴中噴出的冷卻介質射流的中心線相對于其與鋼帶相交位置的法線傾斜。
2.如權利要求1所述的在連續(xù)鋼帶熱處理工序的垂直通道中冷卻鋼帶的冷卻系統(tǒng)，其特征在于冷卻噴嘴的傾角在2°-45°的范圍內是恒定的。
3.如權利要求1所述的在連續(xù)鋼帶熱處理工序的垂直通道中冷卻鋼帶的冷卻系統(tǒng)，其特征在于冷卻噴嘴在鋼帶寬度方向順序布置，使冷卻噴嘴的傾角大于相鄰于鋼帶寬度方向中間側噴嘴布置的噴嘴的傾角。
4.如權利要求1所述的在連續(xù)鋼帶熱處理工序的垂直通道中冷卻鋼帶的冷卻系統(tǒng)，其特征在于冷卻噴嘴的排在鋼帶的寬度方向劃分成若干組，從而能獨立地控制各冷卻噴嘴組的冷卻介質的流量。
5.如權利要求4所述的在連續(xù)鋼帶熱處理工序的垂直通道中冷卻鋼帶的冷卻系統(tǒng)，其特征在于在鋼帶的前進方向布置有在鋼帶寬度方向劃分的若干冷卻噴嘴排，各冷卻噴嘴排的劃分位置在鋼帶的寬度方向變化一不小于50mm的距離。
6.如權利要求4所述的在連續(xù)鋼帶熱處理工序的垂直通道中冷卻鋼帶的冷卻系統(tǒng)，其特征在于包括一溫度檢測裝置，用于測量鋼帶寬度方向的溫度，其布置在冷卻系統(tǒng)的中部，或其輸出端。
7.如權利要求6所述的在連續(xù)鋼帶熱處理工序的垂直通道中冷卻鋼帶的冷卻系統(tǒng)，其特征在于還包括一控制裝置，當溫度測量裝置測量溫度時，根據所得到的在鋼帶寬度方向的溫度分布，控制裝置可以控制各劃分的冷卻箱的冷卻介質的流量。
8.如權利要求1所述的在連續(xù)鋼帶熱處理工序的垂直通道中冷卻鋼帶的冷卻系統(tǒng)，其特征在于冷卻介質是液體或液體與氣體的混合物。
全文摘要
在連續(xù)鋼帶熱處理工序的垂直通道中冷卻鋼帶的冷卻系統(tǒng),包括:布置在鋼帶寬度方向的冷卻噴嘴排,其處于接近于鋼帶表面相對布置的冷卻箱的表面上,其特征在于:各冷卻噴嘴在鋼帶寬度方向向兩邊緣部分傾斜一個角度,使從冷卻噴嘴中噴出的冷卻介質射流的中心線相對于其與鋼帶相交位置的法線傾斜。
文檔編號C21D1/60GK1194669SQ97190611
公開日1998年9月30日 申請日期1997年5月23日 優(yōu)先權日1996年5月23日
發(fā)明者湊研, 浜本康男, 富野伸一郎, 細島拓郎, 石橋博雄 申請人:新日本制鐵株式會社