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WO2024152070A1 - Durchlaufkühlvorrichtung - Google Patents

Durchlaufkühlvorrichtung Download PDF

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Publication number
WO2024152070A1
WO2024152070A1 PCT/AT2024/060008 AT2024060008W WO2024152070A1 WO 2024152070 A1 WO2024152070 A1 WO 2024152070A1 AT 2024060008 W AT2024060008 W AT 2024060008W WO 2024152070 A1 WO2024152070 A1 WO 2024152070A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
metal strip
transport
cooling device
continuous cooling
strip
Prior art date
Application number
PCT/AT2024/060008
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Robert Ebner
Ulrich PSCHEBEZIN
Manoj Kumar
Original Assignee
Ebner Industrieofenbau Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ebner Industrieofenbau Gmbh filed Critical Ebner Industrieofenbau Gmbh
Publication of WO2024152070A1 publication Critical patent/WO2024152070A1/de

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    • F27B9/2476—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path tunnel furnace being carried by a conveyor the conveyor being constituted by air cushion
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    • F27D2009/007—Cooling of charges therein
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F27D9/00—Cooling of furnaces or of charges therein
    • F27D2009/007—Cooling of charges therein
    • F27D2009/0081—Cooling of charges therein the cooling medium being a fluid (other than a gas in direct or indirect contact with the charge)
    • F27D2009/0083—Cooling of charges therein the cooling medium being a fluid (other than a gas in direct or indirect contact with the charge) the fluid being water

Definitions

  • the invention relates to a continuous cooling device for cooling a metal strip, with at least one strip cooler which has a plurality of lower discharge elements for a gaseous fluid distributed along a direction of travel of the strip and a plurality of upper discharge elements for a gaseous fluid distributed along the direction of travel of the strip, and with a plurality of liquid cooling units with which the metal strip can be supplied with a cooling liquid.
  • the invention relates to a plant for the heat treatment of a metal strip with at least one strip casting device in which the metal strip is produced from a melt, and optionally with at least one heat treatment device in which the metal strip is heated or through which the metal strip passes heated, and at least one of the continuous cooling devices.
  • the invention also relates to a method for cooling a metal strip in a continuous cooling device, at least one strip cooler, which has a plurality of lower discharge elements for a gaseous fluid distributed along a direction of travel of the strip and a plurality of upper discharge elements for a gaseous fluid distributed along the direction of travel of the strip, and which has a plurality of liquid cooling units with which the metal strip can be supplied with a cooling liquid, wherein the metal strip is exposed to a gaseous fluid, which is directed from the upper and lower discharge elements in the direction of the metal strip, and to a cooling liquid, which is applied to the metal strip emerging from the liquid cooling units, for cooling.
  • DE 10 2016 102 093 B3 describes a continuous cooling device for cooling a metal strip, with at least one strip floating cooler, which has several upper nozzles distributed along the strip running direction and several lower nozzles distributed along the strip running direction, wherein the metal strip can be transported in a floating manner between the upper nozzles and the lower nozzles and both the top and bottom of the strip can be supplied with cooling air, and with several water cooling units, with which the metal strip can be supplied with cooling water, and which are integrated into the strip floating cooler by having in several intermediate areas between each At least one water cooling unit is arranged in each of two lower nozzles or upper nozzles arranged directly one behind the other in the direction of strip travel.
  • WO 2018/162474 A1 describes a belt suspension system for the suspended guidance of a belt-shaped material, which comprises a first nozzle system and a second nozzle system, wherein the first nozzle system is arranged relative to the second nozzle system such that the belt-shaped material can be guided between the first nozzle system and the second nozzle system.
  • the nozzle systems comprise a nozzle body which has a front edge region along a conveying direction of the strip-shaped material and a rear edge region lying opposite it, a front gas nozzle arrangement which is arranged on the front edge region such that a front gas jet can flow in the direction of the strip running plane to form a floating nozzle field for the strip-shaped material, a rear gas nozzle arrangement which is arranged on the rear edge region such that a rear gas jet can flow in the direction of the strip running plane to form the floating nozzle field for the strip-shaped material, a nozzle arrangement which is arranged in front of the front gas nozzle arrangement and/or behind the rear gas nozzle arrangement in the conveying direction, wherein the nozzle arrangement is set up such that a liquid fluid in a fluid jet can flow into the floating nozzle field in the direction of the strip running plane to temper the strip-shaped material.
  • the present invention is based on the object of improving the handling of a metal strip in a warm or hot state.
  • the object of the invention is achieved with the initially mentioned continuous cooling, in which at least one transport device with at least one transport element for (temporary) transport of the metal strip is arranged between the upper and lower discharge elements.
  • the object is achieved with the method mentioned at the beginning, according to which it is provided that a free initial section of the metal strip is placed on a transport element of a transport device which is arranged between the upper and lower discharge elements, and is conveyed with the transport element through the continuous cooling device that with or after leaving the free initial section, the flow rate of gaseous fluid is increased so that the metal strip is brought into a state of suspension within the continuous cooling device.
  • the advantage here is that the transport device can improve the strip feed into the continuous cooling device.
  • it is possible to achieve a stable state in the strip and the process more safely and quickly, since the levitation of the metal strip is only activated when the free end section has already left the continuous cooling device.
  • the contact-based transport of the free initial section of the metal strip makes it possible to reduce the tensile stress applied to this section when it is warm or hot, which can reduce its influence on the metal strip.
  • the transport device can have several transport modules that are arranged one behind the other in the direction of travel of the belt.
  • the modular design of the transport device makes it easier to adapt to different continuous cooling devices.
  • the transport modules can each have at least one transport element, which can improve the ability of the transport system and thus also the continuous cooling device to adapt to the progress of the treatment of the metal strip. In particular, it is easier to switch to floating transport of the metal strip in some areas of the continuous cooling device at an early stage. It is also possible to provide different transport elements or generally different transport modules in the continuous cooling device, adapted to the progress of the cooling of the metal strip or to the temperature of the metal strip during cooling.
  • the transport element can be formed by ropes or belts or a mesh fabric or a perforated conveyor belt, which allows the gaseous fluid and/or the cooling fluid to flow through the transport element, so that the transport element can remain in the area between the upper and lower discharge elements for the gaseous fluid.
  • the transport element is arranged on rollers or cylinders in order to be able to influence the temperature load of the transport element via the heat dissipation by means of the rollers or cylinders. If necessary, the rollers or cylinders can be designed to be cooled if required.
  • the rollers or cylinders have a coating by means of which the force transmission from the rollers or cylinders to the transport element or elements can be better defined.
  • At least the transport element of the transport device can be adjusted in height.
  • the transport element can be lowered during the formation of the floating state of the metal strip. This also makes it possible to influence an intended form of floating of the metal strip, such as a flat or sinusoidal or wavy floating of the metal strip, at an earlier stage during the changeover.
  • the transport modules are height-adjustable independently of one another, whereby the lowering can be carried out only in sections or in stages, etc., if necessary.
  • the transport elements of the transport modules are height-adjustable independently of one another.
  • the liquid cooling units can be arranged between discharge elements for a gaseous fluid, whereby cooling liquid can be blown off the metal strip with the gaseous fluid. This can create an improved cooling line across the width of the strip and enable targeted liquid removal from the strip surface.
  • liquid cooling units are arranged within the transport modules.
  • the continuous cooling device can be arranged immediately after the strip casting device. This can provide a relatively large cooling gradient window for gas cooling or gas-liquid cooling, which means that a wide variety of metals can be processed with the system.
  • the continuous cooling device can be used to transport the metal strip without contact after the strip run-in phase, which can ensure that the surface of the metal strip is free of damage.
  • Fig. 1 shows a section of a plant for producing a metal strip
  • Fig. 2 a continuous flow cooling device
  • Fig. 3 shows a detail of a variant of a transport element in plan view
  • Fig. 4 shows a detail of another embodiment of a transport element in plan view
  • Fig. 5 shows a variant of a transport device.
  • Fig. 1 shows a schematic section of a system 1 for producing a metal strip 2.
  • the metal strip 2 consists in particular of a non-ferrous metal or a non-ferrous metal alloy, such as aluminum or a non-ferrous metal.
  • the metal strip 2 can also consist of an iron-based material, such as steel.
  • the system 1 (also referred to as a “continuous casting line”) comprises a strip casting device 3 and a continuous cooling device 4 (also referred to as a strip floating cooler).
  • the continuous cooling device 4 is preferably provided for the horizontal passage of the metal strip 2.
  • the metal strip is produced from a melt.
  • the strip casting device 3 can be designed according to the state of the art, so that further details can be found in the relevant state of the art.
  • the strip casting device 3 can be a so-called belt caster, a twin roll caster, etc.
  • the strip casting device 3 is in particular a continuously operated casting device.
  • the continuous cooling device 4 is arranged downstream of the strip casting device 3 in a production direction 5.
  • the continuous cooling device 4 is described in more detail below.
  • the system 1 can have further units or components, such as a heat treatment device 6 in which the metal strip 2 is heated or through which the metal strip 2 passes in a heated state. Since these further units of the system 1 can also correspond to the state of the art, they will not be discussed further to avoid repetition.
  • the heat treatment device 6 can be arranged behind the continuous cooling device 4 or before it in the production direction 5 of the metal strip 2. In the preferred embodiment, however, the continuous cooling device 4 can be arranged after the strip casting device 3 in the production direction 5 of the metal strip 2, in particular immediately after it, as is intended to be made clear by the dashed line in Fig. 1.
  • the continuous cooling device 4 can therefore be arranged at the outlet of the metal strip 1 from the strip casting device 3, so that the metal strip 2, which has already at least partially solidified, can enter the continuous cooling device 5 directly.
  • the continuous cooling device 4 for cooling a metal strip 2 can be seen better from Fig. 2, which schematically shows the continuous cooling device 4 in a side view.
  • the continuous cooling device 4 has at least one belt cooler 7.
  • the continuous cooling device 4 can also have several belt coolers 7, for example two or three or four belt coolers 7 arranged one behind the other and/or next to each other. If the If the continuous cooling device 4 has several belt coolers 7, these are preferably designed in the same way. Therefore, only one belt cooler 7 will be discussed in more detail below. The explanations can be transferred to other belt coolers 7 of the continuous cooling device 4 if required.
  • the belt cooler 7 has a plurality of lower discharge elements 9 for a gaseous fluid arranged one behind the other along a direction of passage 8 of the metal belt 2 through the continuous cooling device 4 and a plurality of upper discharge elements 10 for a gaseous fluid arranged one behind the other along the direction of passage 8 of the metal belt 2.
  • the lower discharge elements 9 are arranged at a distance from one another. Likewise, the discharge elements
  • the lower discharge elements 9 are arranged at a distance from the upper discharge elements 10, so that the metal strip 2 can be conveyed between the lower and upper discharge elements 9, 10 through the continuous cooling device 4.
  • Euft is mainly used as the gaseous fluid, but another gas can also be used.
  • the lower and upper discharge elements 9, 10 for the gaseous fluid can be designed according to the prior art.
  • they can have a housing 11 which forms or contains a supply channel for the gaseous fluid.
  • On the housing 11 which forms or contains a supply channel for the gaseous fluid.
  • one or more nozzles can be arranged or designed for the outflow of the gaseous fluid. This makes it possible to achieve high heat transfer (high heat transfer coefficient).
  • the nozzle(s) is/are arranged or aligned in particular such that the escaping gas flow is directed onto the metal strip 2.
  • the nozzle(s) can have slot-like outlets so that the nozzle(s) is/are bar-shaped.
  • the housing 11 or the nozzle(s) preferably extend over the entire width of the metal strip 2. If there are several nozzles, these can be arranged in relation to one another such that the metal strip 2 can be exposed to a gas flow over its entire width.
  • a blower or a fan can be provided, which is connected to the lower and upper discharge elements 9, 10 flow s.
  • Several blowers or a Fan may be provided.
  • the lower and upper discharge elements 9, 10 can be supplied with the gaseous fluid independently of one another or together.
  • the belt cooler 7 also has several liquid cooling units 12.
  • the liquid cooling units 12 can be used to apply a cooling liquid to the metal belt 2. With these liquid cooling units 12, an improved, i.e. more homogeneous, cooling can be achieved. In particular, a more homogeneous cooling line (linear cooling area) can be achieved transversely to the direction of flow 8.
  • Water can be used as a cooling liquid. However, other liquids can also be used as cooling liquid.
  • the liquid cooling units 12 can be designed in accordance with the prior art. For example, they can have a housing 13 that forms or contains a supply channel for the cooling liquid.
  • One or more nozzles for the outflow of the cooling liquid can be arranged or designed on the housing 13, for example as flat jet nozzles, full cone nozzles, atomizer nozzles or hollow cone nozzles.
  • the nozzle(s) is/are in particular arranged or aligned in such a way that the escaping liquid flow is directed onto the metal strip 2.
  • the nozzle(s) can have slot-like outlets so that the nozzle(s) is/are bar-shaped.
  • the housing 11 or the nozzle(s) preferably extends/extend over the entire width of the metal strip 2.
  • nozzles can be arranged in relation to one another in such a way that the metal strip 2 can be exposed to a gas flow over its entire width.
  • the nozzles can be arranged or formed in one or more rows on the housing 13, which extend in the direction of the width of the metal strip 2.
  • one or more pumps can be provided which are fluidly connected to the nozzle(s).
  • the nozzles can be supplied with the cooling liquid independently of one another or together.
  • Liquid cooling units 12 can be arranged between the lower discharge elements 9 and between the upper discharge elements 10. They can be arranged only between the lower discharge elements 9 or only between the upper discharge elements 10. Between the liquid cooling units 12, one or more lower or upper Discharge elements 9, 10 can be arranged.
  • the representation chosen in Fig. 2 is therefore not to be understood as limiting the scope of the invention.
  • the lower and upper discharge elements 9, 10 and the liquid cooling units 14 are arranged in the continuous cooling device 4 such that they do not touch the metal strip 2 during operation of the continuous cooling device 4.
  • Appropriate control valves can be provided to control the lower and upper discharge elements 9, 10 and/or the liquid cooling units 12.
  • the continuous cooling device 4 has, between the upper and lower discharge elements 9, 8, at least one transport device 14 with at least one transport element 15 for temporarily transporting the metal strip 2.
  • the transport device 14 is constructed in a modular manner and has three transport modules 16.
  • the transport device 14 can also have fewer or more than three transport modules 16, for example two or four or five, etc., so that the transport device 14 can be adapted to different catches of the continuous cooling device 4.
  • the transport device 14 can also extend continuously through the continuous cooling device 4 or a section of the continuous cooling device 4 and have only a single transport element 15 that extends continuously over the entire length of the continuous cooling device 4 or the said section of the continuous cooling device 4.
  • the transport modules 16 of the transport device 15 are arranged one behind the other in the direction of passage 8 of the metal strip 2. However, it is also possible, alternatively or additionally, for several transport modules 16 to be arranged next to one another in the continuous cooling device 4, i.e. transversely (in particular at right angles) to the direction of passage 8 of the metal strip 2.
  • the transport modules 16 can be assigned one or more lower discharge elements 9 for a gaseous fluid and one or more liquid cooling units 12.
  • each of the transport modules 16 of the embodiment variant of the continuous cooling device 4 shown in Fig. 2 has two lower discharge elements 9 and one liquid cooling unit 12.
  • this number is not intended to limit the scope of the invention.
  • More than two lower discharge elements 9 for a gaseous fluid, for example three or four, etc., and/or more than one liquid cooling unit 12, for example two or three, etc., can also be provided per transport module 16.
  • the number of liquid cooling units 12 per transport module 16 is smaller than the number of lower discharge elements 9 for a gaseous fluid.
  • each of the transport modules 16 or at least several of the transport modules 16 preferably has its own transport element 15. However, it is also possible for several transport modules 16 to share a common transport element 15.
  • the at least one transport element at least temporarily supports the support and transport of the metal strip 2 through the continuous cooling device 4, in particular at the beginning, i.e. during the strip run-in phase.
  • this initial section has left the continuous cooling device 4 again and in particular a stable process state has been established, i.e. when the strip is already wound into a coil under tension, the strip is conveyed through the continuous cooling device 4 floating on the gaseous fluid.
  • the transport element is formed by ropes or belts or a mesh fabric or a perforated conveyor belt.
  • Figs. 3 and 4 show sections of a transport element 15 in the form of a “perforated belt” with openings 17 in Fig. 3 and in the form of a mesh fabric in Fig. 4.
  • the transport element can be formed by a continuous belt (i.e. a belt without openings 17) which extends over at least 50%, for example at least 80%, of the total width of the metal strip 2 transversely to the direction of travel 8.
  • the number, size and shape of the openings 17 may vary.
  • the openings 17 may be round, square, generally polygonal. It is also possible that the transport element
  • ropes and/or several belts arranged next to one another are used, these individual elements are arranged at a distance from one another, so that the openings 17 are formed due to the spacing between the ropes and/or belts.
  • the distance between the ropes and/or belts and their number can be selected accordingly depending on the design of the continuous cooling device 4 or the metal belt 2. For example, between two and twenty ropes and/or belts can be arranged in the continuous cooling device 4 as transport elements 15 for the metal belt 2.
  • the transport element 15 or the transport elements 15 can consist of a metal or metal composite material, such as metal-mineral fiber composite, in particular with glass fibers, or metal composite with ceramic particles, etc.
  • rollers 18 or rolls or generally rotatable or rotatably mounted support elements are provided for guiding the transport element 15 or the transport elements 15.
  • rollers 18 or rolls are provided at the corners at which the respective transport element 15 is deflected, as can be seen from Fig. 2.
  • more than these rollers 18 or rolls can generally be provided in the deflection areas, particularly if the transport element 15 covers longer distances between these deflection areas, in which further support of the transport element 15 is advantageous.
  • At least one of the rollers 18 or rollers (per transport module 16) can be driven if necessary.
  • the support (and guidance) of at least one transport element 15 can also be carried out with other, possibly driven, support elements.
  • the support elements for example the rollers 18 or rolls, to have a surface profile in order to transmit a driving force to the transport element(s) 15.
  • the surface profile can be a toothing, for example.
  • the transport element(s) 15 can be attached to the support elements facing side also have a surface profiling, for example a toothing, which interacts with the surface profiling of the Ab support elements.
  • the transport element 15 or the transport elements 15 can optionally be provided with a separate cooling system, for example cooled from below (the side on which the metal strip 2 is not resting) with a liquid or gaseous cooling medium. In the version with the rollers 18, these can be cooled and thus transfer the cooling effect to the transport element(s) 15.
  • a separate cooling system for example cooled from below (the side on which the metal strip 2 is not resting) with a liquid or gaseous cooling medium.
  • these can be cooled and thus transfer the cooling effect to the transport element(s) 15.
  • rollers or cylinders 18 have a coating 19, as is indicated by dashed lines on the left lower roller 18 in Fig. 2.
  • the coating 19 can be a friction-reducing coating 19 in order to reduce the friction between the rollers 18 and the transport element 15.
  • the coating can be formed by Al2O3, for which purpose the rollers 18 can be anodized, for example.
  • the coating 19 can also be a friction-increasing coating 19 in order to increase the friction between the rollers 18 and the transport element 15 and to improve the power transmission between the roller 18 and the transport element 15 or between the roller and the transport element 15. For example, ??.
  • rollers 18 or rolls with different coatings 19 can also be provided.
  • both rollers 18 or rolls with a friction-reducing coating 19 and rollers 18 or rolls with a friction-increasing coating 19 can be arranged.
  • the transport of the metal strip 2 through the continuous cooling device 4 is preferably changed to a floating motion of the metal strip 2.
  • at least the transport element 15 of the transport device 14 or the transport modules 16 is height-adjustable.
  • at least the upper support elements, for example rollers 18, can be arranged or held in a holder 20, for example a holding frame, so that they can be lowered. as is indicated in Fig. 5. In this case, when it is lowered, the (respective) transport element 15 can lose its connection to the lower support elements.
  • the entire transport module 16 or the entire transport device 14 can be designed to be lowerable, as is indicated in Fig. 2 with the right transport module 16 in broken lines.
  • a guide rail can be provided, for example, in which the corresponding elements of the transport device 14 are held/guided so that they can be lowered.
  • a corresponding drive or drives such as at least one electric motor, a hydraulic or pneumatic actuator, etc., can be provided.
  • the transport modules 16 it is possible for the transport modules 16 to be height-adjustable independently of one another, so that the changeover from contact conveying of the metal strip 2 to floating conveying can be carried out step by step or in sections. In general, this allows a demand-oriented contact conveying of the metal strip 2 with at least one transport element 15.
  • corresponding sensors and/or a control or regulating device can be provided in/on the continuous cooling device 4. The sensors can be used, for example, to determine the position of the metal strip 2 within the continuous cooling device 4.
  • a method for cooling a metal strip 2 can be carried out in a continuous cooling device 4, wherein the continuous cooling device 4 has at least one belt cooler 7 which has a plurality of lower discharge elements 9 for a gaseous fluid distributed along a direction of flow 8 of the metal strip 2 and a plurality of upper discharge elements 10 for a gaseous fluid distributed along the direction of flow 8 of the metal strip 2, and which has a plurality of liquid cooling units 12 with which the metal strip 2 can be supplied with a cooling liquid, wherein the metal strip 2 is exposed during cooling to a gaseous fluid which is directed from the upper and lower discharge elements 9, 10 in the direction of the metal strip, and to a cooling liquid which is applied to the metal strip 2 emerging from the liquid cooling units 12.
  • a free initial section of the metal strip 2 is placed on at least one transport element 15 of the transport device 14, which is arranged between the upper and lower discharge elements 9, 10, and is conveyed by the transport element 15 through the continuous cooling device 4.
  • the The delivery rate of gaseous fluid or the volume flow of gaseous fluid is increased, so that the metal strip 2 is brought into a floating state within the continuous cooling device.
  • at least the transport element 15 of the transport device 14 can be lowered.
  • the increase in the volume flow of gaseous fluid can be achieved by increasing the speeds of the above-mentioned fans (which can be designed as circulation fans, for example) or blowers.
  • the suspension conveying can be converted back into the contact-guided conveying state by reversing these processes.
  • the embodiments show or describe possible design variants of the system 1 or the continuous cooling device 4, whereby combinations of the individual design variants are also possible.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Durchlaufkühlvorrichtung (4) zum Abkühlen eines Metallbandes (2), mit zumindest einem Bandkühler (7), der mehrere entlang einer Durchlaufrichtung (8) des Metallbandes (2) verteilte, untere Austragelemente (9) für ein gasförmiges Fluid und mehrere entlang der Durchlaufrichtung (8) des Metallbandes (2) verteilte obere Austragelemente (10) für ein gasförmiges Fluid aufweist, und mit mehreren Flüssigkeitskühleinheiten (12), mit denen das Metallband (2) mit einer Kühlflüssigkeit beaufschlagbar ist, wobei zwischen den oberen und unteren Austragelementen (9, 10) zumindest eine Transporteinrichtung (14) mit zumindest einem Transportelement (15) zum Transport des Metallbandes (2) angeordnet ist.

Description

DURCHLAUFKÜHLVQRRICHTUNG
Die Erfindung betrifft eine Durchlaufkühlvorrichtung zum Abkühlen eines Metallbandes, mit zumindest einem Bandkühler, der mehrere entlang einer Durchlaufrichtung des Bandes verteilte, untere Austragelemente für ein gasförmiges Fluid und mehrere entlang der Durchlaufrichtung des Bandes verteilte, obere Austragelemente für ein gasförmiges Fluid aufweist, und mit mehreren Flüssigkeitskühleinheiten, mit denen das Metallband mit einer Kühlflüssigkeit beaufschlagbar ist.
Weiter betrifft die Erfindung eine Anlage zur Wärmebehandlung eines Metallbandes mit zumindest einer Bandgusseinrichtung, in der das Metallband aus einer Schmelze erzeugt wird, und gegebenenfalls mit zumindest einer Wärmebehandlungseinrichtung, in welcher das Metallband erwärmt wird oder welche das Metallband erwärmt durchläuft, und zumindest einer der Durchlaufkühlvorrichtung.
Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Abkühlen eines Metallbandes, in einer Durchlaufkühlvorrichtung, zumindest einem Bandkühler, der mehrere entlang einer Durchlaufrichtung des Bandes verteilte, untere Austragelemente für ein gasförmiges Fluid und mehrere entlang der Durchlaufrichtung des Bandes verteilte, obere Austragelemente für ein gasförmiges Fluid aufweist, und der mehrere Flüssigkeitskühleinheiten, mit denen das Metallband mit einer Kühlflüssigkeit beaufschlagbar ist, aufweist, wobei das Metallband zur Abkühlung einem gasförmigen Fluid, das aus den oberen und unteren Austragelementen in Richtung auf das Metallband gelenkt wird, und einer Kühlflüssigkeit, die aus den Flüssigkeitskühleinheiten austretend auf das Metallband aufgebracht wird, ausgesetzt wird.
Durchlaufkühlvorrichtungen der eingangs genannten Bauweise sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. So beschreibt beispielsweise die DE 10 2016 102 093 B3 eine Durchlaufkühlvorrichtung zum Abkühlen eines Metallbandes, mit zumindest einem Bandschwebekühler, der mehrere entlang der Bandlaufrichtung verteilte obere Düsen und mehrere entlang der Bandlaufrichtung verteilte untere Düsen aufweist, wobei das Metallband schwebend zwischen den oberen Düsen und den unteren Düsen transportierbar und dabei sowohl die Bandoberseite als auch die Bandunterseite mit Kühlluft beaufschlagbar ist, und mit mehreren Wasserkühleinheiten, mit welchen das Metallband mit Kühlwasser beaufschlagbar ist, und die in den Bandschwebekühler integriert sind, indem in mehreren Zwischenbereichen zwischen jeweils zwei in Bandlaufrichtung unmittelbar hintereinander angeordneten unteren Düsen oder oberen Düsen jeweils zumindest eine Wasserkühleinheit angeordnet ist.
Die WO 2018/162474 Al beschreibt eine Bandschwebeanlage zum schwebenden Führen eines bandförmigen Materials, die aufweisend ein erstes Düsensystem und ein zweites Düsensystem aufweist, wobei das erste Düsensystem relativ zu dem zweiten Düsensystem derart angeordnet ist, dass das bandförmige Material zwischen dem ersten Düsensystem und dem zweiten Düsensystem führbar ist. Die Düsensysteme umfassen einen Düsenkörper, welcher entlang einer Förderrichtung des bandförmigen Materials einen vorderen Randbereich und einen, gegenüber diesem liegenden hinteren Randbereich aufweist, eine vordere Gasdüsenanordnung, welche an dem vorderen Randbereich derart angeordnet ist, dass ein vorderer Gasstrahl in Richtung der Bandlaufebene zum Bilden eines Schwebedüsenfelds für das bandförmige Material strömbar ist, eine hintere Gasdüsenanordnung, welche an dem hinteren Randbereich derart angeordnet ist, dass ein hinterer Gasstrahl in Richtung der Bandlaufebene zum Bilden des Schwebedüsenfelds für das bandförmige Material strömbar ist, eine Düsenanordnung, welche in Förderrichtung vor der vorderen Gasdüsenanordnung und/oder hinter der hinteren Gasdüsenanordnung angeordnet ist, wobei die Düsenanordnung derart eingerichtet ist, dass ein flüssiges Fluid in einem Fluidstrahl in das Schwebedüsenfelds in Richtung der Bandlaufebene zum Temperieren des bandförmigen Materials strömbar ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Handhabung eines Metallbandes im warmen bzw. heißen Zustand zu verbessern.
Die Aufgabe der Erfindung wird mit der eingangs genannten Durchlaufkühlung gelöst, bei der zwischen den oberen und unteren Austragelementen zumindest eine Transporteinrichtung mit zumindest einem Transportelement zum (zeitweisen) Transport des Metallbandes angeordnet ist.
Weiter wird die Aufgabe der Erfindung mit der eingangs genannten Anlage gelöst, die die er- findungsgemäße Durchlaufkühlvorrichtung aufweist.
Zudem wird die Aufgabe mit dem eingangs genannten Verfahren gelöst, nach dem vorgesehen ist, dass ein freier Anfangsabschnitt des Metallbandes auf ein Transportelement einer Transporteinrichtung, die zwischen den oberen und unteren Austragelementen angeordnet ist, aufgelegt wird und mit dem Transportelement durch die Durchlaufkühlvorrichtung gefördert wird, dass mit dem oder nach dem Verlassen des freien Anfangsabschnittes die Fördermenge an gasförmigen Fluid erhöht wird, sodass das Metallband in einen Schwebezustand innerhalb der Durchlaufkühlvorrichtung gebracht wird.
Von Vorteil ist dabei, dass mit der Transporteinrichtung der Bandeinlauf in die Durchlaufkühlvorrichtung verbessert werden kann. Insbesondere ist es damit möglich, sicherer und schneller einen stabilen Zustand im Band und des Verfahrens zu erreichen, da die Schwebung des Metallbandes erst aktiviert wird, wenn der freie Endabschnitt die Durchlaufkühlvorrichtung bereits wieder verlassen hat. Durch den kontaktgebunden Transport des freien Anfangsabschnittes des Metallbandes ist es möglich, die an diesem Abschnitt im warmen bzw. heißen Zustand anliegende Zugspannung zu reduzieren, womit deren Einflüsse auf das Metallband verringert werden können.
Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Transporteinrichtung mehrere Transportmodule aufweist, die in Durchlaufrichtung des Bandes hintereinander angeordnet sind. Durch den modularen Aufbau der Transporteinrichtung ist die Anpassung an unterschiedliche Durchlaufkühlvorrichtungen einfacher ausführbar.
Dabei kann nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass die Transportmodule jeweils zumindest ein Transportelement aufweisen, womit die Abstimmbarkeit des Transportsystems und damit generell auch der Durchlaufkühlvorrichtung auf den Fortschritt der Behandlung des Metallbandes verbessert werden kann. Insbesondere ist es damit einfacher möglich, bereits frühzeitig in Teilbereichen der Durchlaufkühlvorrichtung die Umstellung auf den Schwebendtransport des Metallbandes vorzunehmen. Zudem ist es damit möglich, unterschiedliche Transportelemente bzw. generell unterschiedliche Transportmodule in der Durchlaufkühlvorrichtung vorzusehen, abgestimmt auf den Fortschritt der Abkühlung des Metallbandes bzw. auf die Temperatur des Metallbandes während der Abkühlung.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Transportelement durch Seile oder Bänder oder ein Mesh-Gewebe oder ein gelochtes Förderband gebildet ist, womit ein Durchstömen des Transportelementes mit dem gasförmigen Fluid und/oder mit dem Kühlfluid ermöglicht wird, sodass das Transportelement im Bereich zwischen den oberen und unteren Austragelementen für das gasförmige Fluid verbleiben kann. Damit ist auch erreichbar, dass die Transporteinrichtung bei Bedarf schneller wieder einsatzfähig ist. Entsprechend einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Transportelement auf Rollen oder Walzen umlaufend angeordnet ist, um damit auf die Temperaturbelastung des Transportelementes über die Wärmeabfuhr mittels der Rollen oder Walzen Einfluss nehmen zu können. Gegebenenfalls können die Rollen oder Walzen bei Bedarf gekühlt ausgeführt werden.
Nach einer Ausführungsvariante der Erfindung dazu kann vorgesehen sein, dass die Rollen oder Walzen eine Beschichtung aufweisen, über die die Kraftübertragung von den Rollen oder Walzen auf das Transportelement bzw. die Transportelemente besser definierbar ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsvariante kann zur Vereinfachung des Übergangs vom kontaktierten in den kontaktlosen Transportzustand des Metallbandes vorgesehen sein, dass zumindest das Transportelement der Transporteinrichtung höhenverstellbar ist. Mit der Höhenverstellbarkeit kann das Transportelement während der Ausbildung des Schwebezustandes des Metallbandes abgesenkt werden. Es kann damit auch bereits bei der Umstellung früher auf eine beabsichtige Form der Schwebung des Metallbandes, wie z.B. eine ebene oder sinusförmig bzw. gewellte Schwebung des Metallbandes, Einfluss genommen werden.
Dabei kann nach einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass die Transportmodule unabhängig voneinander höhenverstellbar sind, womit die Absenkung bei Bedarf nur abschnittsweise oder stufenweise, etc., durchgeführt werden kann.
Für den gleichen Zweck kann nach einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass die Transportelemente der Transportmodule unabhängig voneinander höhenverstellbar sind.
Entsprechend einer Ausführungsvariante der Erfindung können die Flüssigkeitskühleinheiten zwischen Austragelementen für ein gasförmiges Fluid angeordnet sein, womit Kühlflüssigkeit mit dem gasförmigen Fluid vom Metallband abgeblasen werden kann. Es kann damit eine verbesserte Kühllinie über die Breite des Bandes erzeugt und eine gezielte Flüssigkeitsabfuhr von der Bandoberfläche ermöglicht werden.
Von Vorteil ist dabei aufgrund der besseren Anpassbarkeit an unterschiedliche Durchlaufkühlvorrichtung, wenn gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung Flüssigkeitskühleinheiten innerhalb der Transportmodule angeordnet sind. Nach einer Ausführungsvariante der Anlage kann vorgesehen sein, dass die Durchlaufkühlvorrichtung unmittelbar anschließend an die Bandgusseinrichtung angeordnet ist. Es kann damit Gaskühlung oder Gas-Flüssigkeitskühlung ein relativ großes Kühlgradientenfenster zu Verfügung gestellt werden, womit mit der Anlage unterschiedlichste Metalle verarbeitbar sind. Zudem kann mit der Durchlaufkühlvorrichtung nach der Bandeinlaufphase ein kontaktloser Transport des Metallbandes ermöglicht werden, mit eine verletztungsfreie Oberfläche des Metallbandes ermöglicht werden kann.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
Es zeigen jeweils in vereinfachter, schematischer Darstellung:
Fig. 1 einen Ausschnitt aus einer Anlage zur Herstellung eines Metallbandes;
Fig. 2 eine Durchlaufkühlvorrichtung;
Fig. 3 einen Ausschnitt aus einer Ausführungsvariante eines Transportelementes in Draufsicht;
Fig. 4 einen Ausschnitt aus einer anderen Ausführungsvariante eines Transportelementes in Draufsicht;
Fig. 5 eine Ausführungsvariante einer Transporteinrichtung.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Eageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
In Fig. 1 ist schematisch ein Ausschnitt aus einer Anlage 1 zur Herstellung eines Metallbandes 2 dargestellt. Das Metallband 2 besteht insbesondere aus einer Nichteisenmetall bzw. einer Nichteisenmetalllegierung, wie beispielsweise Aluminium oder ein Buntmetall. Das Metallband 2 kann jedoch auch aus einem eisenbasierten Werkstoff, wie z.B. Stahl, bestehen. Die Anlage 1 (auch als „continous casting line“ bezeichenbar) umfasst eine Bandgusseinrichtung 3 und eine Durchlaufkühlvorrichtung 4 (auch als Bandschwebekühler bezeichenbar). Bevorzugt ist die Durchlaufkühlvorrichtung 4 zur horizontalen Durchführung des Metallbandes 2 vorgesehen.
In der Bandgussvorrichtung 3 wird das Metallband aus einer Schmelze hergestellt. Die Bandgusseinrichtung 3 kann dem Stand der Technik entsprechend ausgebildet sein, sodass zu weiteren Einzelheiten dazu auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen sei. Beispielsweise kann die Bandgusseinrichtung 3 ein sogenannte Belt-Caster, ein Twin Roll Caster, etc., sein. Die Bandgusseinrichtung 3 ist insbesondere eine kontinuierlich betriebene Gusseinrichtung.
Die Durchlaufkühlvorrichtung 4 ist der Bandgusseinrichtung 3 in einer Produktionsrichtung 5 nachgeordnet. Die Durchlaufkühlvorrichtung 4 wird im Folgenden noch näher beschrieben.
Die Anlage 1 kann nach weitere Aggregate bzw. Bestandteile aufweisen, wie beispielsweise eine Wärmebehandlungsvorrichtung 6 in welcher das Metallband 2 erwärmt wird oder welche das Metallband 2 erwärmt durchläuft. Da auch diese weiteren Aggregate der Anlage 1 dem Stand der Technik entsprechen können, wird zur Vermeidung von Wiederholungen nicht weiter darauf eingegangen. Die Wärmebehandlungsvorrichtung 6 kann in der Produktionsrichtung 5 des Metallbandes 2 hinter der Durchlaufkühlvorrichtung 4 oder vor dieser angeordnet sein. In der bevorzugten Ausführungsvariante ist die Durchlaufkühlvorrichtung 4 kann in der Produktionsrichtung 5 des Metallbandes 2 jedoch anschließend an die Bandgusseinrichtung 3 angeordnet, insbesondere unmittelbar anschließend, wie dies durch die strichlierte Darstellung in Fig. 1 verdeutlicht werden soll. Die Durchlaufkühlvorrichtung 4 kann also am Austritt des Metallbandes 1 aus der Bandgusseinrichtung 3 angeordnet sein, sodass das bereits zumindest teilweise verfestigte Metallband 2 unmittelbar in die Durchlaufkühlvorrichtung 5 eintreten kann.
Die Durchlaufkühlvorrichtung 4 zum Abkühlen eines Metallbandes 2 ist besser aus Fig. 2 ersichtlich, die die Durchlaufkühlvorrichtung 4 in einer Seitenansicht schematisch darstellt.
Die Durchlaufkühlvorrichtung 4 weist zumindest einen Bandkühler 7 auf. Die Durchlaufkühlvorrichtung 4 kann aber auch mehrere Bandkühler 7 aufweisen, beispielsweise zwei oder drei oder vier hintereinander und/oder nebeneinander angeordnete Bandkühler 7. Sofern die Durchlaufkühlvorrichtung 4 mehrere Bandkühler 7 aufweist, sind diese bevorzugt gleich ausgebildet. Es wird daher im Folgenden nur auf einen Bandkühler 7 näher eingegangen. Die Ausführungen dazu können bei Bedarf auf weitere Bandkühler 7 der Durchlaufkühlvorrichtung 4 übertragen werden.
Der Bandkühler 7 weist mehrere entlang einer Durchlaufrichtung 8 des Metallbandes 2 durch die Durchlaufkühlvorrichtung 4 hintereinander angeordnete untere Austragelemente 9 für ein gasförmiges Fluid und mehrere entlang der Durchlaufrichtung 8 des Metallbandes 2 hintereinander angeordnete obere Austragelemente 10 für ein gasförmiges Fluid auf. Die unteren Austragelemente 9 sind zueinander beabstandet angeordnet. Ebenso sind die Austragelemente
10 zueinander beabstandet angeordnet. Weiter sind die unteren Austragelemente 9 beanstandet zu den oberen Austragelementen 10 angeordnet, sodass das Metallband 2 zwischen den unteren und oberen Austragelementen 9, 10 durch die Durchlaufkühlvorrichtung 4 gefördert werden kann.
Als gasförmiges Fluid wird insbesondere Euft eingesetzt, es kann jedoch auch ein anderes Gas verwendet werden.
Die unteren und oberen Austragelementen 9, 10 für das gasförmige Fluid können dem Stand der Technik entsprechend ausgebildet sein. Beispielsweise können sie ein Gehäuse 11 aufweisen, das einen Zufuhrkanal für das gasförmige Fluid bildet oder beinhaltest. An dem Gehäuse
11 kann eine Düse oder können mehrere Düsen zum Ausströmen des gasförmigen Fluids angeordnet oder ausgebildet sein. Es ist damit eine hoher Wärmeübergang (hoher Wärmeübergangskoeffizient) erreichbar. Die Düse(n) ist/sind insbesondere derart angeordnet bzw. ausgerichtet, dass der austretende Gasstrom auf das Metallband 2 gelenkt wird. Die Düse(n) kann/können schlitzartige Auslässe aufweisen, sodass die Düse(n) balkenförmig ausgebildet ist/sind. Das Gehäuse 11 bzw. die Düse(n) erstreckt/erstrecken sich bevorzugt über die gesamte Breite des Metallbandes 2. Bei mehreren Düsen können diese aus so zueinander angeordnet sein, dass das Metallband 2 über die gesamte Breite mit einem Gasstrom beaufschlagt werden kann.
Zur Versorgung der unteren und oberen Austragelementen 9, 10 mit dem gasförmigen Fluid kann ein Gebläse bzw. ein Ventilator vorgesehen sein, das/der mit den unteren und oberen Austragelementen 9, 10 Strömung s verbunden ist. Es können auch mehrere Gebläse bzw. ein Ventilator vorgesehen sein. Die unteren und oberen Austragelementen 9, 10 können unabhängig voneinander oder gemeinsam mit dem gasförmigen Fluid versorgt werden.
Weiter weist der Bandkühler 7 mehrere Flüssigkeitskühleinheiten 12 auf. Mit den Flüssigkeitskühleinheiten 12 kann das Metallband 2 mit einer Kühlflüssigkeit beaufschlagt werden. Mit diesen Flüssigkeitskühleinheiten 12 ist eine verbesserte, d.h. homogenere, Kühlung erreichbar. Insbesondere kann damit eine homogenere Kühllinie (linearer Kühlbereich) quer zur Durchlaufrichtung 8 erreicht werden.
Als Kühlflüssigkeit kann insbesondere Wasser verwendet werden. Es können aber auch andere Flüssigkeit als Kühlflüssigkeit eingesetzt werden.
Die Flüssigkeitskühleinheiten 12 können dem Stand der Technik entsprechend ausgebildet sein. Beispielsweise können sie ein Gehäuse 13 aufweisen, das einen Zufuhrkanal für die Kühlflüssigkeit bildet oder beinhaltet. An dem Gehäuse 13 kann eine Düse oder können mehrere Düsen zum Ausströmen der die Kühlflüssigkeit angeordnet oder ausgebildet sein, beispielsweise als Flachstrahldüsen, Vollkegeldüsen, Zerstäuberdüsen oder Hohlkegeldüsen Die Düse(n) ist/sind insbesondere derart angeordnet bzw. ausgerichtet, dass der austretende Flüssigkeitsstrom auf das Metallband 2 gelenkt wird. Die Düse(n) kann/können schlitzartige Auslässe aufweisen, sodass die Düse(n) balkenförmig ausgebildet ist/sind. Das Gehäuse 11 bzw. die Düse(n) erstreckt/erstrecken sich bevorzugt über die gesamte Breite des Metallbandes 2. Bei mehreren Düsen können diese aus so zueinander angeordnet sein, dass das Metallband 2 über die gesamte Breite mit einem Gasstrom beaufschlagt werden kann. Beispielsweise können die Düsen in einer oder mehreren Reihen am Gehäuse 13 angeordnet bzw. ausgebildet sein, die sich in Richtung der Breite des Metallbandes 2 erstrecken.
Zur Versorgung der Düse(n) mit dem der Kühlflüssigkeit kann eine oder können mehrere Pumpe(n) vorgesehen sein, die mit der/den Düse(n) strömungsverbunden sind. Die Düsen können unabhängig voneinander oder gemeinsam mit der Kühlflüssigkeit versorgt werden.
Flüssigkeitskühleinheiten 12 können zwischen den unteren Austragelementen 9 und zwischen den oberen Austragelementen 10 angeordnet sein. Sie können nur zwischen den unteren Austragelementen 9 oder nur zwischen den oberen Austragelementen 10 angeordnet sein. Zwischen den Flüssigkeitskühleinheiten 12 können eine oder mehrere untere bzw. obere Austragelemente 9, 10 angeordnet sein. Die in Fig. 2 gewählte Darstellung ist somit nicht beschränkend für den Schutzumfang der Erfindung zu verstehen.
Die unteren und oberen Austragelementen 9, 10 und die Flüssigkeitskühleinheiten 14 sind so in der Durchlaufkühlvorrichtung 4 angeordnet, dass sie im Betrieb der Durchlaufkühlvorrichtung 4 das Metallband 2 nicht berühren.
Zur Steuerung der unteren und oberen Austragelemente 9, 10 und/oder der Flüssigkeitskühleinheiten 12 können entsprechende Steuerventile vorgesehen sein.
Die Durchlaufkühlvorrichtung 4 weist zwischen den oberen und unteren Austragelementen 9, 8 zumindest eine Transporteinrichtung 14 mit zumindest einem Transportelement 15 zum zeitweisen Transport des Metallbandes 2 auf.
In der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsvariante der Durchlaufkühlvorrichtung 4 ist die Transporteinrichtung 14 modulartig aufgebaut und weist drei Transportmodule 16 auf. Die Transporteinrichtung 14 kann auch weniger oder mehr als drei Transportmodule 16 aufweisen, beispielsweise zwei oder vier oder fünf, etc., sodass die Transporteinrichtung 14 an unterschiedliche Fängen der Durchlaufkühlvorrichtung 4 angepasst werden kann. Die Transporteinrichtung 14 kann sich aber auch durchgehend durch die Durchlaufkühlvorrichtung 4 oder einen Abschnitt der Durchlaufkühlvorrichtung 4 erstrecken und nur ein einziges Transportelement 15 aufweisen, das sich durchgehend über die Gesamtlänge der Durchlaufkühlvorrichtung 4 oder den genannten Abschnitt der Durchlaufkühlvorrichtung 4 erstreckt.
Die Transportmodule 16 der Transporteinrichtung 15 sind in der Durchlaufrichtung 8 des Metallbandes 2 hintereinander angeordnet. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass alternativ oder zusätzlich dazu mehrere Transportmodule 16 nebeneinander in der Durchlaufkühlvorrichtung 4 angeordnet sind, also quer (insbesondere im rechten Winkel) zur Durchlaufrichtung 8 des Metallbandes 2.
Den Transportmodulen 16 können eine oder mehrere unteren Austragelemente 9 für ein gasförmiges Fluid und eine oder mehrere Flüssigkeitskühleinheiten 12 zugeordnet sein. Beispielsweise weist jeder der Transportmodule 16 der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsvariante der Durchlaufkühlvorrichtung 4 zwei untere Austragelemente 9 und eine Flüssigkeitskühleinheit 12 auf. Diese Anzahl soll jedoch den Schutzumfang der Erfindung nicht beschränkend verstanden werden. Es können auch mehr als zwei unteren Austragelemente 9 für ein gasförmiges Fluid, beispielsweise drei oder vier, etc., und/oder mehr als eine Flüssigkeitskühleinheit 12, beispielsweise zwei oder drei, etc., pro Transportmodul 16 vorgesehen sein. Bevorzugt ist pro Transportmodul 16 die Anzahl an Flüssigkeitskühleinheiten 12 kleiner als die Anzahl an unteren Austragelementen 9 für ein gasförmiges Fluid.
In der Ausführungsvariante der Transporteinrichtung 14 mit den Transportmodulen 16 weist bevorzugt jeder der Transportmodule 16 bzw. weisen zumindest mehrere der Transportmodule 16 ein eigenes Transportelement 15 auf. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass sich mehrere Transportmodule 16 ein gemeinsames Transportelement 15 teilen.
Das zumindest eine Transportelement zumindest zeitweise der Auflage und dem Transport des Metallbandes 2 durch die Durchlaufkühlvorrichtung 4, insbesondere am Beginn, das heißt während der Bandeinlaufphase. Es ist damit die Phase der Bandlaufes gemeint, in der ein neues Band in die Durchlaufkühlvorrichtung 4 eingeführt wird, sodass sich in dieser zwischen den unteren und oberen Austragelementen 9, 10 für das gasförmige Fluid der freie Anfangsabschnitt des Metallbandes 2 befindet. Wenn dieser Anfangs ab schnitt die Durchlaufkühlvorrichtung 4 wieder verlassen hat und insbesondere sich ein stabiler Verfahrenszustand, d.h. wenn das Band bereits unter Zug zu einem Coil aufgewickelt wird, eingestellt hat, wird das Band auf dem gasförmigen Fluid schwebend durch die Durchlaufkühlvorrichtung 4 gefördert. Um dabei den Übergang zwischen der Auflage des Metallbandes 2 und der Schwebung des Metallbandes 2 zu vereinfachen, kann gemäß einer Ausführungsvariante der Durchlaufkühlvorrichtung 4 vorgesehen sein, dass das Transportelement durch Seile oder Bänder oder ein Mesh-Gewebe oder ein gelochtes Förderband gebildet ist. Es sei dazu auf die Fig. 3 und 4 verwiesen, die Ausschnitte aus einem Transportelement 15 in Form eines „Lochbandes“ mit Durchbrüchen 17 in Fig. 3 und in Form eines Mesh-Gewebes in Fig. 4 zeigen.
Es sei jedoch angemerkt, dass das Transportelement durch ein ununterbrochenes Band (also eine Band ohne Durchbrüche 17) gebildet sein kann, das sich über zumindest 50 %, beispielsweise zumindest 80 %, der Gesamtbreite des Metallbandes 2 quer zur Durchlaufrichtung 8 erstreckt.
Die Anzahl und die Größe sowie die Form der Durchbrüche 17 kann unterschiedlich sein.
Beispielsweise kann ein Anteil zwischen 40 % und 80 % der Fläche des Transportelementes
15 als Durchbrüche 17 ausgebildet sein. Die Durchbrüche 17 können rund, viereckig, generell mehreckig bzw. polygonal ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass das Transportelement
15 mehrere unterschiedliche Durchbrüche 17 aufweist.
Für den Fall, dass Seile und/oder mehrere nebeneinander angeordnete Bänder verwendet werden, sind diese Einzelelemente beabstandet zueinander angeordnet, sodass aufgrund der Beab- standung zwischen den Seilen und/oder Bändern die Durchbrüche 17 gebildet werden. Der Abstand zwischen den Seilen und/oder Bändern sowie deren Anzahl kann sich dabei je nach Ausführung der Durchlaufkühlvorrichtung 4 bzw. des Metallbandes 2 entsprechend gewählt werden. Beispielsweise können zwischen zwei und zwanzig Seile und/oder Bänder in der Durchlaufkühlvorrichtung 4 als Transportelemente 15 für das Metallband 2 angeordnet sein.
Generell kann das Transportelement 15 bzw. können die Transportelemente 15 aus einem Metall oder Metall-Composite-Werkstoffe, wie z.B. Metall-Mineralfaser-Composite, insbesondere mit Glasfasern, oder Metallcomposite mit keramischen Partikeln, etc., bestehen.
Für die Führung des Transportelementes 15 bzw. der Transportelemente 15 sind gemäß der bevorzugten Ausführungsvariante der Durchlaufkühlvorrichtung 4 Walzen 18 oder Rollen bzw. generell drehbare oder drehbar gelagerte Ab Stützelemente vorgesehen. In der modulartigen Ausführungsvariante sind Walzen 18 bzw. Rollen an den Ecken vorgesehen, an denen das jeweilige Transportelement 15 umgelenkt wird, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. Es können generell im Rahmen der Erfindung aber auch mehr als diese Walzen 18 bzw. Rollen in den Umlenkbereichen vorgesehen werden, insbesondere wenn das Transportelement 15 längere Strecken zwischen diesen Umlenkbereichen zurücklegt, in denen eine weitere Abstützung des Transportelement 15 von Vorteil ist.
Zumindest eine der Walzen 18 bzw. Rollen (pro Transportmodul 16) kann gegebenenfalls angetrieben sein.
Die Abstützung (und Führung) des zumindest einen Transportelementes 15 kann auch mit anderen, gegebenenfalls angetriebenen, Ab Stützelementen erfolgen.
Es ist weiter möglich, dass die Abstützelemente, also beispielsweise die Walzen 18 oder Rollen, eine Oberflächenprofilierung aufweisen, um damit eine Antriebskraft auf das oder die Transportelement(e) 15 zu übertragen. Die Oberflächenprofilierung kann beispielsweise eine Verzahnung sein. Das oder die Transportelement(e) 15 können an der den Ab Stützelementen zugewandten Seite ebenfalls eine Oberflächenprofilierung, beispielsweise eine Verzahnung, aufweisen, die mit der Oberflächenprofilierung der Ab Stützelemente zusammenwirkt.
Das Transportelement 15 kann bzw. die Transportelemente 15 können gegebenenfalls mit einer gesonderten Kühlung versehen sein, beispielsweise von unten (der Seite, auf der das Metallband 2 nicht aufliegt) mit einem flüssigen oder gasförmigen Kühlmedium gekühlt werden. In der Ausführung mit den Walzen 18 können diese gekühlt sein und damit die Kühlwirkung auf das oder die Transportelement(e) 15 übertragen.
Nach einer weiteren Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Rollen oder Walzen 18 eine Beschichtung 19 aufweisen, wie dies beispielhaft an der linken unteren Walze 18 in Fig. 2 strichliert angedeutet ist.
Die Beschichtung 19 kann eine reibungsreduzierende Beschichtung 19 sein, um damit die Reibung zwischen den Walzen 18 und dem Transportelement 15 zu reduzieren. Beispielsweise kann die Beschichtung durch AI2O3 gebildet sein, wozu die Walzen 18 z.B. anodisiert werden können.
Die Beschichtung 19 kann aber auch eine reibungserhöhende Beschichtung 19 sein, um damit die Reibung zwischen den Walzen 18 und dem Transportelement 15 zu erhöhen und die Kraftübertragung Walze 18/Transportelement 15 bzw. Rolle/Transportelement 15 zu verbessern. Beispielsweise kann ??.
In einer Durchlaufkühlvorrichtung 4 können auch Walzen 18 bzw. Rollen mit unterschiedlichen Beschichtungen 19 vorgesehen werden. Beispielsweise können sowohl Walzen 18 bzw. Rollen mit einer reibungsreduzierenden Beschichtung 19 als auch Walzen 18 bzw. Rollen mit einer reibungserhöhenden Beschichtung 19 angeordnet sein.
Wie bereits ausgeführt, wird im Laufe des Verfahrens der Transport des Metallbandes 2 durch die Durchlaufkühlvorrichtung 4 bevorzugt auf eine Schwebung des Metallbandes 2 umgestellt. Ergänzend zu den voranstehend beschriebenen Durchbrüchen 17 oder alternativ dazu kann nach einer Ausführungsvariante vorgesehen sein, dass zumindest das Transportelement 15 der Transporteinrichtung 14 oder der Transportmodule 16 höhenverstellbar ist. Beispielsweise können dazu zumindest die oberen Abstützelemente, beispielsweise Walzen 18, absenkbar in einer Halterung 20, beispielsweise einem Halterahmen, angeordnet bzw. gehalten sein, wie dies in Fig. 5 angedeutet ist. Mit der Absenkung kann in diesem Fall das (jeweilige) Transportelement 15 seine Anlage an den untern Abstützelementen verlieren. Es ist auch möglich, dass die gesamten Transportmodule 16 bzw. die gesamte Transporteinrichtung 14 absenkbar ausgeführt ist, wie dies in Fig. 2 anhand des rechten Transportmoduls 16 strichliert angedeutet ist. Dazu kann z.B. eine Kulissenführung vorgesehen sein, in der die entsprechenden Elemente der Transporteinrichtung 14 absenkbar gehalten/geführt sind.
Für die Absenkung der jeweiligen Elemente der Transporteinrichtung 14 kann ein entsprechender Antrieb bzw. können entsprechende Antriebe, wie z.B. zumindest ein Elektromotor, ein hydraulischer oder pneumatischer Aktuator, etc., vorgesehen sein.
Es ist nach einer weiteren Ausführungsvariante möglich, dass die Transportmodule 16 unabhängig voneinander höhenverstellbar sind, sodass also die Umstellung von Kontaktförderung des Metallbandes 2 auf Schwebendförderung stufenweise bzw. abschnittsweise ausgeführt werden kann. Generell kann damit eine bedarfsorientierte Kontaktförderung des Metallbandes 2 mit zumindest einem Transportelement 15 erfolgen. Hierfür können entsprechende Sensoren und/oder eine Steuerungs- bzw. Regeleinrichtung in/an der Durchlaufkühlvorrichtung 4 vorgesehen sein. Mit den Sensoren kann beispielsweise die Lage des Metallbandes 2 innerhalb der Durchlaufkühlvorrichtung 4 bestimmt werden.
Mit der Anlage 1 ist ein Verfahren zum Abkühlen eines Metallbandes 2, in einer Durchlaufkühlvorrichtung 4 ausführbar, wobei die Durchlaufkühlvorrichtung 4 zumindest einen Bandkühler 7 aufweist, der mehrere entlang einer Durchlaufrichtung 8 des Metallbandes 2 verteilte, untere Austragelemente 9 für ein gasförmiges Fluid und mehrere entlang der Durchlaufrichtung 8 des Metallbandes 2 verteilte, obere Austragelemente 10 für ein gasförmiges Fluid aufweist, und der mehrere Flüssigkeitskühleinheiten 12 aufweist, mit denen das Metallband 2 mit einer Kühlflüssigkeit beaufschlagbar ist, wobei das Metallband 2 während der Abkühlung einem gasförmigen Fluid, das aus den oberen und unteren Austragelementen 9, 10 in Richtung auf das Metallband gelenkt wird, und einer Kühlflüssigkeit, die aus den Flüssigkeitskühleinheiten 12 austretend auf das Metallband 2aufgebracht wird, ausgesetzt wird. Ein freier Anfangsabschnitt des Metallbandes 2 wird auf zumindest ein Transportelement 15 der Transporteinrichtung 14, die zwischen den oberen und unteren Austragelementen 9, 10 angeordnet ist, aufgelegt und mit dem Transportelement 15 durch die Durchlaufkühlvorrichtung 4 gefördert. Mit dem oder nach dem Verlassen des freien Endabschnittes des Metallbandes wird die Fördermenge an gasförmigen Fluid bzw. der Volumenstrom an gasförmigen Fluid erhöht, erhöht, sodass das Metallband 2 in einen Schwebezustand innerhalb der Durchlaufkühlvorrichtung gebracht wird. Dabei kann zusätzlich zumindest das Transportelement 15 der Transporteinrichtung 14 abgesenkt werden. Die Erhöhung des Volumenstroms an gasförmigem Fluid kann durch Erhöhung der Drehzahlen der voranstehend genannten Ventilatoren (die beispielsweise als Umwälzventilatoren ausgeführt sein können) bzw. Gebläse erreicht werden.
Gegebenenfalls kann mit Erreichen eines freien Endabschnittes des Metallbandes 2 die Schwebeförderung durch die Umkehrung dieser Prozesse wieder in den kontaktgeführten Förderzustand überführt werden.
Die Ausführungsbeispiele zeigen bzw. beschreiben mögliche Ausführungsvarianten der Anlage 1 bzw. der Durchlaufkühlvorrichtung 4, wobei auch Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der Anlage 1 bzw. der Durchlaufkühlvorrichtung 4 diese nicht zwingenderweise maßstäblich dargestellt sind.
Bezugszeichenaufstellung
Anlage
Metallband
B andgu s seinrichtung
Durchlaufkühlvorrichtung
Produktionsrichtung
W ärmebehandlung s Vorrichtung
Bandkühler
Durchlaufrichtung
Austragelement
Austragelement
Gehäuse
Flüs sigkeitskühleinheit
Gehäuse
Transporteinrichtung
Transportelement
Transportmodul
Durchbruch
Walze
Beschichtung
Halterung

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Durchlaufkühlvorrichtung (4) zum Abkühlen eines Metallbandes (2), mit zumindest einem Bandkühler (7), der mehrere entlang einer Durchlaufrichtung (8) des Metallbandes (2) verteilte, untere Austragelemente (9) für ein gasförmiges Fluid und mehrere entlang der Durchlaufrichtung (8) des Metallbandes (2) verteilte obere Austragelemente (10) für ein gasförmiges Fluid aufweist, und mit mehreren Flüssigkeitskühleinheiten (12), mit denen das Metallband (2) mit einer Kühlflüssigkeit beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den oberen und unteren Austragelementen (9, 10) zumindest eine Transporteinrichtung (14) mit zumindest einem Transportelement (15) zum Transport des Metallbandes (2) angeordnet ist.
2. Durchlaufkühlvorrichtung (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (14) mehrere Transportmodule (15) aufweist, die in Durchlaufrichtung (8) des Metallbandes (2) hintereinander angeordnet sind.
3. Durchlaufkühlvorrichtung (4) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportmodule (16) jeweils zumindest ein Transportelement (15) aufweisen.
4. Durchlaufkühlvorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportelement (15) durch Seile oder Bänder oder ein Mesh-Ge- webe oder ein gelochtes Förderband gebildet ist.
5. Durchlaufkühlvorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportelement (15) auf Rollen oder Walzen (18) umlaufend angeordnet ist.
6. Durchlaufkühlvorrichtung (4) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen oder Walzen (18) eine Beschichtung (19) aufweisen.
7. Durchlaufkühlvorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das Transportelement (15) der Transporteinrichtung (14) höhenverstellbar ist.
8. Durchlaufkühlvorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportmodule (15) unabhängig voneinander höhenverstellbar sind.
9. Durchlaufkühlvorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportelemente (15) der Transportmodule (16) unabhängig voneinander höhenverstellbar sind.
10. Durchlaufkühlvorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Flüssigkeitskühleinheiten (12) zwischen unteren und/oder oberen Austragelementen (9, 10) für ein gasförmiges Fluid angeordnet sind.
11. Durchlaufkühlvorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass Flüssigkeitskühleinheiten (12) innerhalb der Transportmodule (16) angeordnet sind.
12. Anlage (1) zur Herstellung eines Metallbandes (2) mit zumindest einer Bandgusseinrichtung (3), in der das Metallband (1) aus einer Schmelze erzeugt wird, und gegebenenfalls zumindest einer Wärmebehandlungsvorrichtung (6), in welcher das Metallband (2) erwärmt wird oder welche das Metallband (2) erwärmt durchläuft, und zumindest einer der Durchlaufkühlvorrichtung (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlaufkühlvorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet ist.
13. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlaufkühlvorrichtung (4) unmittelbar anschließend an die Bandgusseinrichtung (3) angeordnet ist.
14. Verfahren zum Abkühlen eines Metallbandes (2), in einer Durchlaufkühlvorrichtung (4), zumindest einem Bandkühler (7), der mehrere entlang einer Durchlaufrichtung (8) des Bandes verteilte untere Austragelemente (9, 10) für ein gasförmiges Fluid und mehrere entlang der Durchlaufrichtung (8) des Bandes verteilte obere Austragelemente (9, 10) für ein gasförmiges Fluid aufweist, und der mehrere Flüssigkeitskühleinheiten (12), mit denen das Metallband (2) mit einer Kühlflüssigkeit beaufschlagbar ist, aufweist, wobei das Metallband (2) zur Abkühlung einem gasförmigen Fluid, das aus den oberen und unteren Austragelementen in Richtung auf das Metallband gelenkt wird, und einer Kühlflüssigkeit, die aus den Flüssigkeitskühleinheiten austretend auf das Metallband aufgebracht wird, ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein freier Anfangsabschnitt des Metallbandes auf ein Transportelement einer Transporteinrichtung, die zwischen den oberen und unteren Austragelementen angeordnet ist, aufgelegt wird und mit dem Transportelement durch die Durchlaufkühlvorrichtung gefördert wird, dass mit dem oder nach dem Verlassen des freien Endabschnittes die Fördermenge an gasförmigen Fluid erhöht wird, sodass das Metallband in einen Schwebezustand innerhalb der Durchlaufkühlvorrichtung gebracht wird.
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