專(zhuān)利名稱(chēng)：氣體噴射冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于涉及氣體噴射(gas jet)冷卻裝置的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種在連續(xù)退火爐內(nèi)用于鋼帶的氣體噴射冷卻裝置。
背景技術(shù)：
JP-A No.116724/1987描述了在連續(xù)退火爐內(nèi)用于鋼帶的氣體噴射冷卻裝置。為了防止吹到鋼帶上的氣體流量減弱，在該文中所描述的在連續(xù)退火爐內(nèi)用于鋼帶的氣體噴射冷卻裝置被這樣配置該鋼帶和噴嘴的尖端之間的距離不可超過(guò)70mm，從風(fēng)箱的前表面伸出的噴嘴的長(zhǎng)度b不可低于(100-a)mm，因此在氣體吹到該鋼帶上之后，該氣體能夠排放到退火爐內(nèi)的自由空間(該空間不包括爐內(nèi)的該鋼帶與噴嘴的尖端面之間的空間)中；結(jié)果，吹到該鋼帶上之后的氣體對(duì)經(jīng)過(guò)其它噴嘴的氣體流的干擾較小。注意，在本文中用術(shù)語(yǔ)“冷卻氣體室”來(lái)描述風(fēng)箱。
由于JP-A No.116724/1987所描述的在連續(xù)退火爐內(nèi)用于鋼帶的氣體噴射冷卻裝置被配置為在鋼帶和噴嘴的尖端之間的距離不可超過(guò)70mm，從風(fēng)箱的前表面伸出的噴嘴的長(zhǎng)度b不可低于(100-a)mm，鋼帶和風(fēng)箱的前表面之間的距離不低于100mm，因此，中間插入鋼帶的相對(duì)的風(fēng)箱之間的距離不低于200mm，相應(yīng)地該冷卻室必須要大。請(qǐng)注意，在本文中用術(shù)語(yǔ)“爐腔”描述冷卻室。
當(dāng)冷卻室的尺寸增大時(shí)，冷卻室的每單位冷卻長(zhǎng)度的絕緣體的質(zhì)量也增大，因此它的熱容量增大，從而冷卻室內(nèi)的溫度的響應(yīng)度(熱慣性)減小。結(jié)果，當(dāng)預(yù)期機(jī)械性能彼此不同的鋼帶被連續(xù)地處理，在前的鋼帶和后續(xù)的鋼帶之間的冷卻條件不同時(shí)，每個(gè)鋼帶的預(yù)期冷卻終端溫度的控制力降低，而且每個(gè)產(chǎn)品的機(jī)械性能幾乎不能保證。此外，出現(xiàn)的另一個(gè)問(wèn)題是，引起冷卻室的構(gòu)造費(fèi)用增大。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述情況建立了本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供一種在連續(xù)退火爐內(nèi)用于鋼帶的氣體噴射冷卻裝置，其改進(jìn)了現(xiàn)有技術(shù)的上面提到的問(wèn)題，即使當(dāng)鋼帶和風(fēng)箱的前表面之間的距離較短且冷卻室的尺寸較小，也能夠快速而均勻地冷卻鋼帶；換句話說(shuō)，提供一種在連續(xù)退火爐內(nèi)用于鋼帶的氣體噴射冷卻裝置，其能夠確保鋼帶快速而均勻的冷卻的能力，另外，其能夠縮短鋼帶與風(fēng)箱的前表面之間的距離，因此減小冷卻室的尺寸。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行了認(rèn)真地研究，最終取得了本發(fā)明。本發(fā)明使得達(dá)到上述目的成為可能。
被建立的達(dá)到了上述目的本發(fā)明涉及一種氣體噴射冷卻裝置，該氣體噴射冷卻裝置的構(gòu)造如下按照第一個(gè)發(fā)明的氣體噴射冷卻裝置，包括冷卻室；風(fēng)箱，所述風(fēng)箱被設(shè)置在所述冷卻室內(nèi)，位于將要被冷卻的金屬帶的兩側(cè)，其間插入所述金屬帶，為了冷卻所述金屬帶，所述風(fēng)箱通過(guò)噴嘴向?qū)⒁焕鋮s的金屬帶吹送冷卻氣體；和用于冷卻從所述冷卻室引入的氣體、然后將被冷卻的氣體作為冷卻氣體供給所述風(fēng)箱的裝置，其中，在每一個(gè)所述風(fēng)箱上的噴嘴的尖端和將要被冷卻的金屬帶之間的距離(h)不大于所述噴嘴的直徑(d)的十倍，在將要被冷卻的金屬帶的運(yùn)行方向上，每一個(gè)所述風(fēng)箱的長(zhǎng)度(L)不大于將要被冷卻的金屬帶的寬度(W)的三分之二。
按照第二個(gè)發(fā)明的氣體噴射冷卻裝置是按照第一個(gè)發(fā)明的氣體噴射冷卻裝置，其中在每一個(gè)所述風(fēng)箱上的所述噴嘴由一組圓形或者多邊形的孔構(gòu)成；所述孔被配置成格形圖案或者交錯(cuò)圖案。
按照第三個(gè)發(fā)明的氣體噴射冷卻裝置是按照第一個(gè)或者第二個(gè)發(fā)明的氣體噴射冷卻裝置，其中在將要被冷卻的金屬帶的運(yùn)行方向上，在每一個(gè)所述風(fēng)箱上的噴嘴排的數(shù)目不低于4，在將要被冷卻的金屬帶的寬度方向上，噴嘴排的數(shù)目不低于4。
按照第四個(gè)發(fā)明的氣體噴射冷卻裝置是按照第一至第三的任意一個(gè)發(fā)明的氣體噴射冷卻裝置，其中在將要被冷卻的金屬帶的運(yùn)行方向上，風(fēng)箱的數(shù)目不低于2，兩個(gè)鄰接的風(fēng)箱之間的間隙(z)與每一個(gè)風(fēng)箱的噴嘴的尖端和將要被冷卻的金屬帶之間的距離(h)的比率(z/h)在1.0至4.0的范圍內(nèi)。
按照第五個(gè)發(fā)明的氣體噴射冷卻裝置是按照第一至第四的任意一個(gè)發(fā)明的氣體噴射冷卻裝置，其中每一個(gè)風(fēng)箱的與將要被冷卻的金屬帶相對(duì)的面是平面，在將要被冷卻的金屬帶的寬度方向上，在每一個(gè)風(fēng)箱上的噴嘴的尖端和將要被冷卻的金屬帶之間的距離(h)保持常量，但是在將要被冷卻的金屬帶的運(yùn)行方向上，所述距離從上游到下游增大。
按照第六個(gè)發(fā)明的氣體噴射冷卻裝置是按照第一至第四的任意一個(gè)發(fā)明的氣體噴射冷卻裝置，其中每一個(gè)所述風(fēng)箱的與將要被冷卻的金屬帶相對(duì)的面在將要被冷卻的金屬帶的運(yùn)行方向上具有凸起形狀，所述面形成彎曲面、包括多個(gè)平面的階梯面，或者在將要被冷卻的金屬帶的運(yùn)行方向上包括兩個(gè)或者更多個(gè)斜面的面。
按照第七個(gè)發(fā)明的氣體噴射冷卻裝置是按照第一至第六的任意一個(gè)發(fā)明的氣體噴射冷卻裝置，其中每一個(gè)風(fēng)箱的截面具有矩形形狀，所述截面與將要被冷卻的金屬帶的運(yùn)行方向平行且與該金屬帶垂直，其中，用于提供冷卻氣體的每個(gè)風(fēng)箱的開(kāi)口在將要被冷卻的金屬帶的運(yùn)行方向上在風(fēng)箱的上游端或者下游端被設(shè)置在所述風(fēng)箱的側(cè)面和背面中的至少一個(gè)面上，所述矩形形狀的截面積(A)與風(fēng)箱的噴嘴開(kāi)口的面積的總和(S)的比率(A/S)的范圍為1.0至3.0。
按照本發(fā)明的氣體噴射冷卻裝置使得快速而均勻地冷卻金屬帶成為可能，即使所述金屬帶和風(fēng)箱的前表面之間的距離較短且冷卻室的尺寸較小。換句話說(shuō)，能夠確?？焖俣鶆虻乩鋮s金屬帶的能力，此外，能夠縮短金屬帶和風(fēng)箱的前表面之間的距離，因此減小了冷卻室的尺寸。


圖1是表示一個(gè)連續(xù)退火爐的例子的示意圖；圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的氣體噴射冷卻裝置的例子的示意圖；圖3是表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的風(fēng)箱的形狀的例子的一組示意圖；圖3(A)是透視圖；圖3(B)是側(cè)視圖；圖3(C)是前視圖和圖3(D)是頂視圖；圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的氣體噴射冷卻裝置中的風(fēng)箱的形狀和在鋼帶運(yùn)行方向上的風(fēng)箱的配置的例子的一組示意圖；圖4(A)是透視圖；圖4(B)是側(cè)視圖；圖4(C)是前視圖和圖4(D)是頂視圖；圖5是表示從每個(gè)風(fēng)箱的周?chē)鷩娚涑龅臍怏w的流動(dòng)(氣體流動(dòng))的一組示意圖；圖5(A)是風(fēng)箱長(zhǎng)度L為1/4×W(鋼帶寬度W的四分之一)時(shí)的氣體流動(dòng)圖，圖5(B)是風(fēng)箱長(zhǎng)度L為1/2×W時(shí)的氣體流動(dòng)圖，圖5(C)是風(fēng)箱長(zhǎng)度L為1/1×W時(shí)的氣體流動(dòng)圖；圖6是表示在按照本發(fā)明的例子和對(duì)比例的情況下在每個(gè)風(fēng)箱的鋼帶寬度方向上被噴射的氣體的流量的分布(在每個(gè)風(fēng)箱的鋼帶寬度方向上位置和噴射氣體流量之間的關(guān)系)的曲線圖；圖7是表示在按照本發(fā)明的例子和對(duì)比例的情況下在每個(gè)風(fēng)箱的鋼帶寬度方向上被噴射的氣體的流量比的分布(在每個(gè)風(fēng)箱的鋼帶寬度方向上位置和被噴射的氣體的流量比之間的關(guān)系)的曲線圖；圖8是表示在按照本發(fā)明的例子和對(duì)比例的情況下在每個(gè)風(fēng)箱的鋼帶寬度方向上傳熱系數(shù)比的分布(在每個(gè)風(fēng)箱的鋼帶寬度方向上位置和傳熱系數(shù)比之間的關(guān)系)的曲線圖；圖9是表示每個(gè)冷卻風(fēng)箱的垂直與水平的比率和均勻的冷卻寬度比率之間的關(guān)系的曲線圖；圖10是表示在每個(gè)風(fēng)箱的鋼帶寬度方向上噴射氣體流量的分布的曲線圖(在每個(gè)風(fēng)箱的鋼帶寬度方向上位置和噴射氣體流量之間的關(guān)系)。
圖11是表示下述變量間的關(guān)系的曲線圖鄰接的兩個(gè)風(fēng)箱之間的間隙(z)與鋼帶和噴嘴尖端之間的距離(h)之比率(z/h)；和噴射氣體流量比。
圖12是表示按照本發(fā)明的第五個(gè)發(fā)明的風(fēng)箱的例子的示意圖；圖13是表示按照本發(fā)明的第六個(gè)發(fā)明的風(fēng)箱的例子的一組示意圖；圖14是表示按照本發(fā)明的第七個(gè)發(fā)明的風(fēng)箱的例子的示意圖；圖15是表示通道比(passage ratio)(A/S)和引起的運(yùn)行成本指數(shù)之間的關(guān)系的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
當(dāng)使用連續(xù)退火爐內(nèi)用于鋼帶的氣體噴射冷卻裝置(在下文中偶爾也被稱(chēng)作“氣體噴射冷卻裝置”)通過(guò)氣體冷卻鋼帶時(shí)，快速且均勻地冷卻鋼帶極其重要。作為氣體噴射冷卻裝置(連續(xù)退火爐內(nèi)用于鋼帶的氣體噴射冷卻裝置)，一般使用的是這樣一種冷卻裝置，該冷卻裝置配有在冷卻室內(nèi)鋼帶的兩側(cè)設(shè)置的風(fēng)箱，在風(fēng)箱中間插入鋼帶，通過(guò)噴嘴向鋼帶吹送冷卻氣體，由此冷卻該鋼帶；冷卻從冷卻室引入的氣體，然后將已被冷卻的氣體提供給風(fēng)箱作為冷卻氣體的裝置。當(dāng)使用這種氣體噴射冷卻裝置通過(guò)氣體冷卻鋼帶時(shí)，為了將其快速地冷卻，最好縮短風(fēng)箱上的噴嘴的尖端和鋼帶之間的距離。然而，為了縮短距離而將風(fēng)箱的前表面接近鋼帶時(shí)，在鋼帶寬度方向上將很難均勻地冷卻鋼帶。
如上述的按照本發(fā)明的氣體噴射冷卻裝置是在連續(xù)退火爐內(nèi)用于鋼帶的氣體噴射冷卻裝置，該冷卻裝置配備有以在其中插入鋼帶的方式在冷卻室內(nèi)的鋼帶的兩側(cè)放置的風(fēng)箱，通過(guò)噴嘴向鋼帶吹送冷卻氣體，由此冷卻鋼帶，一種冷卻從冷卻室引入的氣體，然后將已被冷卻的氣體提供給風(fēng)箱作為冷卻氣體的裝置，其特征在于在每一個(gè)風(fēng)箱上的噴嘴的尖端和鋼帶之間的距離(h)不超過(guò)噴嘴直徑(d)的十倍；在鋼帶運(yùn)行方向上每一個(gè)風(fēng)箱的長(zhǎng)度(L)不大于鋼帶寬度(W)的三分之二。
由于通過(guò)這種方法，每一個(gè)風(fēng)箱上的噴嘴的尖端和鋼帶之間的距離(h)不超過(guò)噴嘴直徑(d)的十倍，因此鋼帶能夠快速地被冷卻。
另外，由于在鋼帶運(yùn)行方向上每一個(gè)風(fēng)箱的長(zhǎng)度(L)不大于鋼帶寬度(W)的三分之二，從而能夠使通過(guò)噴嘴噴出的冷卻氣體流向鋼帶運(yùn)行方向的部分增多；且使它的流向鋼帶寬度方向的部分減少。結(jié)果，即使從保證快速冷卻鋼帶的角度考慮，為了縮短每一個(gè)風(fēng)箱的噴嘴的尖端和鋼帶之間的距離h(滿足表達(dá)式h≤10d)而如上述使每一個(gè)風(fēng)箱的前表面距離鋼帶較近時(shí)，也能夠在鋼帶寬度方向上均勻地冷卻鋼帶。
也就是說(shuō)，從確?？焖倮鋮s鋼帶的角度考慮，為了實(shí)現(xiàn)縮短每一個(gè)風(fēng)箱的噴嘴的尖端和鋼帶之間的距離h的目的，當(dāng)使每一個(gè)風(fēng)箱的前表面距離鋼帶較近時(shí)，很難在鋼帶寬度方向上將鋼帶均勻地冷卻。然而，當(dāng)在鋼帶運(yùn)行方向上每一個(gè)風(fēng)箱的長(zhǎng)度(L)不大于鋼帶寬度(W)的三分之二時(shí)，即使每一個(gè)風(fēng)箱的前表面距離鋼帶較近，也能夠在鋼帶寬度方向上均勻地冷卻鋼帶。在前面提到的現(xiàn)有技術(shù)(JP-A No.116724/1987所公開(kāi)的氣體噴射冷卻裝置)的情況下，如上述，冷卻裝置被構(gòu)造為噴嘴伸出且在爐內(nèi)形成自由空間(該空間不包括爐內(nèi)的鋼帶與噴嘴的尖端面之間的空間)。相反，在按本發(fā)明的氣體噴射冷卻裝置的情況下，無(wú)論是噴嘴的伸出還是由于爐內(nèi)噴嘴的伸出所形成的自由空間都是不需要的，即使當(dāng)伸出的噴嘴的長(zhǎng)度短或噴嘴不伸出時(shí)，鋼帶也能夠在鋼帶寬度方向上被均勻地冷卻。
結(jié)果是，在按本發(fā)明的氣體噴射冷卻裝置的情況下，伸出的噴嘴的長(zhǎng)度可以被縮短或者噴嘴可以不伸出，因而鋼帶和風(fēng)箱的前表面之間的距離能夠被縮短，從而使得冷卻室的尺寸減小。
因此，即使當(dāng)鋼帶和風(fēng)箱的前表面之間的距離短和冷卻室的尺寸小時(shí)，按本發(fā)明的氣體噴射冷卻裝置也能夠快速而均勻地冷卻鋼帶。換句話說(shuō)，就是能夠確?？焖俸途鶆虻乩鋮s鋼帶的能力，此外，通過(guò)縮短鋼帶和風(fēng)箱的前表面之間的距離，從而縮減了冷卻室的尺寸。
當(dāng)使用這種方式將冷卻室的尺寸縮減時(shí)，冷卻室的每單位冷卻長(zhǎng)度所含的絕緣體的質(zhì)量減小，因而它的熱容量減小，從而提高了冷卻室內(nèi)的溫度的響應(yīng)度(熱慣性)。結(jié)果是，即使當(dāng)預(yù)期機(jī)械性能彼此不同的鋼帶被連續(xù)處理時(shí)，在前的鋼帶和后續(xù)的鋼帶之間的冷卻條件是不同的，每個(gè)鋼帶的預(yù)期冷卻終端溫度的控制力提高了，從而每件產(chǎn)品的機(jī)械性能可容易地被保證。此外，冷卻室的構(gòu)造成本得以縮減。
在按照本發(fā)明的氣體噴射冷卻裝置中，指定每一個(gè)風(fēng)箱上的噴嘴的尖端和鋼帶之間的距離(h)不大于噴嘴的直徑(d)的十倍的原因是，如果距離h超過(guò)值10d，鋼帶的冷卻速率就降低，因而鋼帶的快速冷卻就不充分。
指定在鋼帶運(yùn)行方向上每一個(gè)風(fēng)箱的長(zhǎng)度(L)不大于鋼帶寬度(W)的三分之二的原因是，如果長(zhǎng)度超過(guò)2/3×W，在確保了快速冷卻鋼帶的能力的同時(shí)就很難確保均勻地冷卻鋼帶的能力。換句話說(shuō)，原因是，為了確保鋼帶的快速冷卻，如上述的維持每一個(gè)風(fēng)箱的噴嘴的尖端和鋼帶之間的距離h不大于噴嘴直徑d的十倍，這時(shí)就使得在鋼帶寬度方向上很難均勻地冷卻鋼帶。
按照本發(fā)明的氣體噴射冷卻裝置，每一個(gè)風(fēng)箱上的噴嘴的形狀和分布沒(méi)有特殊限制，能夠采用各種類(lèi)型。例如，可配置成每一個(gè)風(fēng)箱上的噴嘴由一組圓的或者多邊形的孔構(gòu)成；這些孔被設(shè)置成格形圖案(latticepattern)或者交錯(cuò)圖案(第二個(gè)發(fā)明)。
在每一個(gè)風(fēng)箱上的噴嘴的數(shù)量沒(méi)有特殊限制，可有不同選擇。例如，可配置成在鋼帶運(yùn)行方向上的噴嘴排數(shù)不小于4；在鋼帶寬度方向上的噴嘴排數(shù)也不小于4(第三個(gè)發(fā)明)。在這里所示例的風(fēng)箱的情況下，由多個(gè)穿孔噴射口(jet)引起的被迫對(duì)流熱傳輸能夠可靠地得到保證。
當(dāng)采用下述配置即在鋼帶運(yùn)行方向上的風(fēng)箱的數(shù)目不小于2個(gè)；在兩個(gè)鄰接的風(fēng)箱之間的間隙(z)和在每一個(gè)風(fēng)箱上的噴嘴的尖端和鋼帶之間的距離(h)之比率(z/h)在1.0至4.0范圍內(nèi)時(shí)，能夠更可靠地在鋼帶寬度方向上快速而又均勻地冷卻鋼帶(第四個(gè)發(fā)明)。如果比率z/h小于1.0，就使得在鋼帶寬度方向上均勻地冷卻鋼帶的可靠性降低，如果比率z/h超過(guò)4.0，快速冷卻鋼帶的可靠性就會(huì)降低。相反，當(dāng)比率z/h在1.0至4.0范圍內(nèi)時(shí)，使得在鋼帶寬度方向上更可靠地快速而又均勻地冷卻鋼帶成為可能。
當(dāng)采用如下配置每一個(gè)風(fēng)箱的與鋼帶相對(duì)的表面是平面；在每一個(gè)風(fēng)箱上的噴嘴的尖端和鋼帶之間的距離(h)在鋼帶的寬度方向上保持常量但是在鋼帶運(yùn)行方向上從上游向下游以增加的方式變化，這時(shí)，從噴嘴噴出且吹向鋼帶上的氣體很可能朝向鋼帶運(yùn)行方向流動(dòng)。結(jié)果能夠即使當(dāng)使每一個(gè)風(fēng)箱的前表面與鋼帶更接近時(shí)，在鋼帶寬度方向上也能夠更可靠地均勻地冷卻鋼帶；或者在確?？焖俣鶆虻乩鋮s鋼帶的能力的同時(shí)使每一個(gè)風(fēng)箱的前表面更接近鋼帶；因此縮減了冷卻室的尺寸(第五發(fā)明)。這種風(fēng)箱的例子如圖12所示。此處，在圖12中，相對(duì)的風(fēng)箱的前表面之間的中心線表示運(yùn)行的鋼帶，在鋼帶和風(fēng)箱的前表面之間的箭頭線示意地表示通過(guò)每一個(gè)風(fēng)箱上的噴嘴吹到鋼帶上的冷卻氣體(噴射氣體)的流動(dòng)和方向。
當(dāng)采用如下配置每一個(gè)風(fēng)箱的與鋼帶相對(duì)的面在鋼帶運(yùn)行方向上具有凸起形狀；該面形成彎曲面，包括多個(gè)平面組成的階梯式的面，或者在鋼帶運(yùn)行方向上包括兩個(gè)或者多個(gè)斜面，這時(shí)，從噴嘴噴出且吹到鋼帶上的氣體很可能以上述同樣的方式流向鋼帶運(yùn)行方向，因此能夠得到與上述例子相似的效果(第六個(gè)發(fā)明)。這樣的風(fēng)箱的例子如圖13(A)、13(B)和13(C)所示。此處，在圖13中，相對(duì)的風(fēng)箱的前表面之間的中心線表示運(yùn)行的鋼帶，在鋼帶和所述風(fēng)箱的前表面之間的箭頭線示意了在鋼帶運(yùn)行方向上的流動(dòng)和吹到鋼帶上之后的氣體的方向。
當(dāng)采用如下配置每一個(gè)風(fēng)箱的截面(section)具有矩形形狀，該截面與鋼帶運(yùn)行方向平行且與鋼帶垂直；提供冷卻氣體的每個(gè)風(fēng)箱的開(kāi)口在鋼帶運(yùn)行方向上在風(fēng)箱的上游端或者下游端被設(shè)置在風(fēng)箱的側(cè)面和/或背面上；矩形形狀的截面積(A)與風(fēng)箱的噴嘴開(kāi)口的面積的總和(S)之比率(A/S)在1.0至3.0范圍內(nèi)，此時(shí)，在每個(gè)風(fēng)箱內(nèi)的氣體的壓力很可能增加，因此能夠減少由于升壓而產(chǎn)生的費(fèi)用，降低冷卻室的厚度，提高冷卻室內(nèi)的溫度響應(yīng)度，當(dāng)預(yù)期機(jī)械性能彼此不同的鋼帶被連續(xù)地處理，因此在前的鋼帶和后續(xù)的鋼帶之間的冷卻條件不同時(shí)，能減少直到鋼帶的冷卻終端溫度被穩(wěn)定所花費(fèi)的操作時(shí)間，從而降低由操作引起的費(fèi)用，因而降低了鋼帶的氣體噴射冷卻引起的運(yùn)行成本(第七個(gè)發(fā)明)。
也就是說(shuō)，當(dāng)每一個(gè)風(fēng)箱的矩形截面的面積(A)比每個(gè)風(fēng)箱的噴嘴開(kāi)口的面積的總和(S)小時(shí)，在每個(gè)風(fēng)箱內(nèi)從該開(kāi)口流出的用于向噴嘴提供冷卻氣體的冷卻氣體的流量增大，壓力損失增大，用于提供氣體的壓力增大，因而在每個(gè)風(fēng)箱內(nèi)由氣體升壓而引起的運(yùn)行成本就增大。相反，當(dāng)每個(gè)風(fēng)箱的矩形截面面積(A)大于每個(gè)風(fēng)箱的噴嘴開(kāi)口的面積總和時(shí)，從開(kāi)口流出用于向噴嘴提供冷卻氣體的冷卻氣體的流量減小，壓力損失減小，用于提供氣體的壓力被減小，因此在每個(gè)風(fēng)箱內(nèi)由氣體升壓引起的運(yùn)行成本也能被減小。然而，每個(gè)風(fēng)箱的矩形截面面積(A)的增大直接地導(dǎo)致每個(gè)風(fēng)箱的厚度的增大，因此使冷卻室的厚度增大。結(jié)果是，當(dāng)預(yù)期機(jī)械性能彼此不同的鋼帶被連續(xù)處理，因此在前的鋼帶和后續(xù)的鋼帶之間的冷卻條件不同時(shí)，在冷卻室內(nèi)的溫度的響應(yīng)度降低，直到鋼帶的冷卻終端溫度被穩(wěn)定所花費(fèi)的操作時(shí)間增加。
當(dāng)每一個(gè)風(fēng)箱的矩形截面面積(A)與每個(gè)風(fēng)箱的噴嘴開(kāi)口的面積(S)的總和之比率(A/S)的范圍為1.0至3.0時(shí)，能夠減少由于每個(gè)風(fēng)箱內(nèi)的氣體壓力的增大所引起的運(yùn)行成本，減小冷卻室的厚度，提高冷卻室內(nèi)的溫度的響應(yīng)度，當(dāng)預(yù)期機(jī)械性能彼此不同的鋼帶被連續(xù)處理，因此在前的鋼帶和后續(xù)的鋼帶之間的冷卻條件不同時(shí)，減少了直到鋼帶的冷卻終端溫度被穩(wěn)定所花費(fèi)的操作時(shí)間，因此減少了由操作引起的費(fèi)用，從而減少了由該鋼帶的氣體噴射冷卻所引起的運(yùn)行成本。
上述情形將在下文中結(jié)合附圖來(lái)說(shuō)明。圖15表示通道比與引起的運(yùn)行成本指數(shù)之間的關(guān)系，所述通道比是風(fēng)箱的矩形截面面積A與該風(fēng)箱的噴嘴開(kāi)口的面積的總和S之比率(A/S)。在圖15中，由氣體升壓而引起的費(fèi)用(實(shí)線)由升壓運(yùn)行成本指數(shù)(在噴嘴處的升壓被看作1的情況下的相對(duì)值)來(lái)表示，由冷卻室操作而引起的運(yùn)行成本(虛線)由冷卻室溫度不穩(wěn)定時(shí)間運(yùn)行成本指數(shù)(當(dāng)風(fēng)箱的矩形截面面積A為0時(shí)冷卻室穩(wěn)定化所引起的費(fèi)用被認(rèn)為是1的情況下的一個(gè)相對(duì)值)來(lái)表示。冷卻裝置引起的運(yùn)行成本(點(diǎn)劃線)由這兩個(gè)指數(shù)(升壓運(yùn)行成本指數(shù)和冷卻室溫度不穩(wěn)定時(shí)間運(yùn)行成本指數(shù))的總和(總值)來(lái)表示。
從圖15可以理解存在一種能夠減小冷卻裝置引起的運(yùn)行成本(即在鋼帶的氣體噴射冷卻中引起的運(yùn)行成本)的風(fēng)箱的形狀，將風(fēng)箱的矩形截面面積A與該風(fēng)箱的噴嘴開(kāi)口的面積的總和S之比率(A/S)控制在1.0至3.0范圍內(nèi)是合理的，由此能夠使該鋼帶的氣體噴射冷卻中引起的運(yùn)行成本減少。
這種風(fēng)箱(按照第七個(gè)發(fā)明的風(fēng)箱)的例子如圖14所示。此處，在圖14中，相對(duì)的風(fēng)箱的前表面之間的中心線表示運(yùn)行的鋼帶，在鋼帶和所述風(fēng)箱的前表面之間的箭頭線示意了通過(guò)每一個(gè)風(fēng)箱上的噴嘴吹到該鋼帶上的冷卻氣體(噴射氣體)的流動(dòng)和方向。該風(fēng)箱的端部處(上部)的另外一些箭頭線示例了冷卻氣體被引入所述風(fēng)箱的端部處的側(cè)面和后面的狀態(tài)。
連續(xù)退火爐的布局的例子如圖1所示。該連續(xù)退火爐由預(yù)熱區(qū)、加熱區(qū)、保溫區(qū)、快速冷卻區(qū)、再加熱區(qū)、過(guò)時(shí)效區(qū)和最終冷卻區(qū)構(gòu)成。在圖1中所示例的連續(xù)退火爐的情況下，按照本發(fā)明的氣體噴射冷卻裝置包含在快速冷卻區(qū)中。
例如，為了防止鋼帶表面的氧化的進(jìn)行，將H2的含量在5％至10％之間的H2和N2的混合氣體輸入該退火爐內(nèi)。在這種情況下，冷卻室內(nèi)的氣氛由H2的含量在5％至10％之間的H2和N2的混合氣體組成。
按照本發(fā)明的氣體噴射冷卻裝置的例子如圖2所示。冷卻室(爐腔)的形狀由爐殼確定。在該冷卻室內(nèi)，用于將冷卻氣體吹到鋼帶上的帶有噴嘴的風(fēng)箱被設(shè)置在該鋼帶的兩側(cè)，其間插入鋼帶。設(shè)置氣體冷卻器(氣體冷卻裝置)，用于冷卻從冷卻室內(nèi)部通過(guò)管道(吸入管道)和風(fēng)扇(循環(huán)風(fēng)扇)引入的用于升高氣體壓力的被吹入氣體，由此構(gòu)造再次為所述風(fēng)箱提供被冷卻的氣體的系統(tǒng)。該系統(tǒng)對(duì)應(yīng)于按照本發(fā)明的噴射氣體冷卻裝置中的“冷卻從冷卻室引入的氣體，然后將被冷卻的氣體提供給風(fēng)箱作為冷卻氣體的裝置”的例子。此時(shí)，該冷卻氣體的組成成分與輸入該退火爐的氣體是一樣的。也就是說(shuō)，當(dāng)被輸入退火爐的氣體是H2的含量在5％至10％之間的H2和N2的混合氣體時(shí)，該冷卻氣體也是H2的含量在5％至10％之間的H2和N2的混合氣體。
在按照本發(fā)明的氣體噴射冷卻裝置中，風(fēng)箱的形狀、在鋼帶運(yùn)行方向上的配置及其它方面如圖4(A)、4(B)、4(C)和4(D)所示。每一個(gè)風(fēng)箱上的噴嘴不伸出且由設(shè)置在每個(gè)風(fēng)箱前表面上的一組圓孔構(gòu)成，這些孔按照形成交錯(cuò)圖案的方式配置。在鋼帶運(yùn)行方向上的風(fēng)箱的數(shù)量為3。此時(shí)，圖4(A)是主要部分的透視圖，圖4(B)是側(cè)視圖，圖4(C)是前視圖，圖4(D)是頂視圖。在圖4(B)中，相對(duì)的風(fēng)箱的前表面之間的中心線表示運(yùn)行的鋼帶，該鋼帶與風(fēng)箱的前表面之間的線示意了通過(guò)每一個(gè)風(fēng)箱上的噴嘴吹到該鋼帶上的冷卻氣體(噴射氣體)的流動(dòng)。
為了構(gòu)造利用由多個(gè)穿孔噴射口產(chǎn)生的強(qiáng)制對(duì)流熱傳輸?shù)睦鋮s系統(tǒng)，由于噴射氣體吹送之后沿著鋼帶流動(dòng)的氣體也有助于冷卻，因此有必要在鋼帶運(yùn)行方向上分配多個(gè)噴嘴排。更具體而言，由于噴射氣體被吹到該鋼帶之后沿著鋼帶流動(dòng)的氣體被立即從風(fēng)箱的前表面排放，利用由多個(gè)穿孔噴射口引起的強(qiáng)制對(duì)流熱傳輸?shù)睦鋮s系統(tǒng)可這樣配置除了最上面和最下面的排外在最上面的排和最下面的排之間安排不小于兩排噴嘴。為此，至少需要四排或者更多排噴嘴。
前面提到的現(xiàn)有技術(shù)(JP-A No.116724/1987公開(kāi)的氣體噴射冷卻裝置)的風(fēng)箱的形狀和其它方面的例子如圖3(A)、3(B)、3(C)和3(D)所示。圖3(A)是主要部分的透視圖，圖3(B)是側(cè)視圖，圖3(C)是前視圖，和圖(D)是頂視圖。在圖3(B)中，相對(duì)的風(fēng)箱的前表面之間的中心線表示運(yùn)行的鋼帶，從每一個(gè)所述風(fēng)箱的前表面伸出的圓柱形物體表示噴嘴，在所述噴嘴的尖端與鋼帶之間的線示意了通過(guò)噴嘴被吹到鋼帶上的冷卻氣體(噴射氣體)流動(dòng)。在如圖3所示的前述的現(xiàn)有技術(shù)的情況下，所述噴嘴伸出，并在爐內(nèi)形成自由空間(該自由空間不包括該鋼帶與爐內(nèi)噴嘴的尖端面之間的空間)。在前面提到的現(xiàn)有技術(shù)的情況下，由于噴嘴伸出的距離足夠形成這樣的爐內(nèi)自由空間，該鋼帶和所述風(fēng)箱的前表面之間的距離長(zhǎng)，因此冷卻室的尺寸不得不增大。
相反，按照本發(fā)明的氣體噴射冷卻裝置的情況下，縮短該鋼帶和所述風(fēng)箱的前表面之間的距離是可能的，從而使得減小該冷卻室的尺寸成為可能。從圖4中也可明顯看出。
在下文說(shuō)明按照本發(fā)明的例子和對(duì)比例。注意，本發(fā)明不受這些例子的限制，可以在符合本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)匦薷暮蛻?yīng)用本發(fā)明，那些修改也包括在本發(fā)明的技術(shù)范圍之內(nèi)。
使用如圖1所示的連續(xù)退火爐作為連續(xù)退火爐。氣體噴射冷卻裝置被安裝在該連續(xù)退火爐的快速冷卻區(qū)。使用與圖2所示的同樣的氣體噴射冷卻裝置作為氣體噴射冷卻裝置。使用與圖4所示的同樣的風(fēng)箱(然而，該噴嘴孔組的分布是變化的)作為該氣體噴射冷卻裝置的風(fēng)箱。在每一個(gè)所述風(fēng)箱上的噴嘴沒(méi)有伸出，且噴嘴由一組設(shè)置在每個(gè)風(fēng)箱前表面上的圓形孔構(gòu)成的，這些孔被配置成交錯(cuò)圖案。這些噴嘴的間隔(噴嘴與其鄰接的噴嘴之間的距離)為50mm。
如上面說(shuō)明的由于每個(gè)風(fēng)箱的噴嘴沒(méi)有伸出，每個(gè)風(fēng)箱上的噴嘴的尖端和鋼帶之間的距離(h)等于每個(gè)風(fēng)箱的前表面和該鋼帶之間的距離。距離h被置為50mm。在每個(gè)風(fēng)箱上的噴嘴的直徑(d)為10mm。因此，距離h為噴嘴直徑d的5倍，滿足根據(jù)本發(fā)明的氣體噴射冷卻裝置的要求即距離h不得大于噴嘴直徑d的十倍。所以本例滿足能夠?qū)搸Э焖俚乩鋮s的條件。
每一個(gè)風(fēng)箱的寬度與該鋼帶的寬度(W)一致。寬度W被置為1800mm。所以該鋼帶的寬度和每個(gè)風(fēng)箱的寬度都為1800mm。每個(gè)風(fēng)箱的長(zhǎng)度(L)，即在鋼帶運(yùn)行方向上的長(zhǎng)度，在1/6×w，1/3×w，1/2×w，2/3×w，1/1×w間變化，其它方面如表1所示。在那些情況中，包括滿足按照本發(fā)明的氣體噴射冷卻裝置的條件的情況，即在鋼帶運(yùn)行方向上每一個(gè)風(fēng)箱的長(zhǎng)度L必須不大于鋼帶寬度W的三分之二；也有不滿足上述條件的情況。此處，在表1中，箱長(zhǎng)(L)意為每個(gè)風(fēng)箱的長(zhǎng)度，即在鋼帶運(yùn)行方向上每個(gè)風(fēng)箱的長(zhǎng)度。垂直與水平比率(L/W)是每個(gè)風(fēng)箱的長(zhǎng)度L與每個(gè)風(fēng)箱的寬度W之比率，與在鋼帶運(yùn)行方向上每個(gè)風(fēng)箱的長(zhǎng)度L與該鋼帶寬度W之比率是一致的。
設(shè)置多個(gè)這樣的風(fēng)箱。換句話說(shuō)，在鋼帶運(yùn)行方向上設(shè)置的風(fēng)箱的數(shù)量是變化的。在這種情況下，設(shè)置風(fēng)箱使得風(fēng)箱與其鄰接的風(fēng)箱之間的間隙與每個(gè)風(fēng)箱的前表面和鋼帶之間的距離(即，距離h)之比率(z/h)為2.0，所述距離(h)指在每個(gè)風(fēng)箱上的噴嘴的尖端和鋼帶之間的距離。按照這種方式配置使被吹送后的氣體通過(guò)間隙向每個(gè)風(fēng)箱的后部排出。
具有這種風(fēng)箱的氣體噴射冷卻裝置被操作，考察在鋼帶寬度方向上均勻地冷卻鋼帶的能力和其它方面。在這種情況下，從每個(gè)風(fēng)箱上的噴嘴噴出的冷卻氣體的流量(在每個(gè)噴嘴尖端的冷卻氣體的流量)被控制為80m/sec。為了防止鋼帶表面的氧化的進(jìn)行，將H2的含量在5％至10％之間的H2和N2的混合氣體輸入退火爐。該冷卻室內(nèi)的氣氛由H2的含量在5％至10％之間的H2和N2的混合氣體組成。這就意味著H2的含量在5％至10％之間的H2和N2的混合氣體被用作冷卻氣體。
在下文中對(duì)結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明。圖5表示從每個(gè)風(fēng)箱周?chē)鷩娚涞臍怏w的流動(dòng)圖(通過(guò)噴嘴從每個(gè)風(fēng)箱噴射出和被吹到該鋼帶上的冷卻氣體的流動(dòng)(被吹送后的冷卻氣體的流動(dòng)))。圖5(A)是風(fēng)箱長(zhǎng)度L為1/4×W(即鋼帶寬度的1/4)時(shí)的氣體流動(dòng)圖，圖5(B)是風(fēng)箱長(zhǎng)度L為1/2×W時(shí)的氣體流動(dòng)圖，圖5(C)是風(fēng)箱長(zhǎng)度L為1/1×W時(shí)的氣體流動(dòng)圖。從圖5可以理解，隨著該風(fēng)箱長(zhǎng)度L的增大，被噴射后的氣體流向該風(fēng)箱的周?chē)?與風(fēng)箱的整個(gè)表面相對(duì)的鋼帶部分的周?chē)?且會(huì)聚，因此流量增加且在邊緣部分(與風(fēng)箱的整個(gè)表面相對(duì)的鋼帶部分的邊緣部分)的噴射氣體流量也增加。此外，噴射氣體流量在該風(fēng)箱的邊緣部分的四個(gè)角部處減弱。
圖6表示在鋼帶寬度方向上在每個(gè)風(fēng)箱的邊緣部分的噴射氣體流量的分布。從圖6可以得出，隨著每個(gè)風(fēng)箱長(zhǎng)度L(每個(gè)面板長(zhǎng)度)的增大，在鋼帶寬度方向上在每個(gè)風(fēng)箱的邊緣的噴射氣體流量增大，在中心部分和邊緣部分之間的流量差異也增大。
圖7表示在鋼帶寬度方向上噴射氣體流量比(鋼帶寬度方向上在每個(gè)風(fēng)箱的邊緣處的噴射氣體流量與鋼帶寬度方向上噴射氣體流量分布的最大流量之比率)的分布。從圖7可以得出，隨著每個(gè)風(fēng)箱長(zhǎng)度L(每個(gè)面板長(zhǎng)度)的增大，在鋼帶寬度方向上的噴射氣體流量比減小，在鋼帶寬度方向上的噴射氣體流量比的差異增大，因此流量的偏差增大。
圖8表示在鋼帶寬度方向上每個(gè)風(fēng)箱的冷卻能力比率(傳熱系數(shù)比)。從圖8中可以得出，為了平衡在鋼帶寬度方向上的溫度分布，有必要將在鋼帶寬度方向上的傳熱系數(shù)的偏差控制在不大于10％的范圍內(nèi)。當(dāng)每個(gè)風(fēng)箱長(zhǎng)度(每個(gè)面板長(zhǎng)度)L增大時(shí)，在鋼帶寬度方向上的傳熱系數(shù)的偏差不超過(guò)10％的有效寬度減小。
圖9表示每個(gè)風(fēng)箱的垂直與水平比率和有效寬度比率之間的關(guān)系，其中，在鋼帶寬度方向上中心部分和邊緣部分之間的傳熱系數(shù)的偏差不超過(guò)10％。考慮到鋼帶的曲折，在連續(xù)退火爐內(nèi)的風(fēng)箱的寬度被設(shè)計(jì)為比最大帶寬大約10％至20％(最大帶寬×(1+(0.1至0.2)))。因此，為了使傳熱系數(shù)的偏差不超過(guò)鋼帶寬度的10％，所述鋼帶寬度不小于風(fēng)箱寬度的80％，已證明僅需將每個(gè)風(fēng)箱的垂直與水平比率控制在不超過(guò)3/2×W。
當(dāng)多個(gè)風(fēng)箱被設(shè)置在鋼帶運(yùn)行方向上時(shí)，為了增強(qiáng)冷卻能力，連續(xù)地分配所述風(fēng)箱且減小間隙Z是適宜的。然而，當(dāng)風(fēng)箱間的間隙z被減小，冷卻后的氣體不通過(guò)風(fēng)箱之間向鋼帶運(yùn)行方向上排放而是向風(fēng)箱寬度方向上排放。因此，冷卻后的氣體流向鋼帶寬度方向，在寬度方向上的冷卻能力的偏差增加。就此而論，風(fēng)箱之間的間隙z的影響被研究。結(jié)果如圖10所示。也就是說(shuō)，圖10表示在鋼帶運(yùn)行方向上風(fēng)箱間隙(風(fēng)箱之間的間隙z)對(duì)噴射氣體流量的分布的影響。在此，在圖10所示的情況下，每個(gè)風(fēng)箱的長(zhǎng)度L為1200mm(2/3×W)。
從圖10可以得出，當(dāng)在風(fēng)箱之間的間隙z為100mm的情況下，噴射氣體流量的分布與使用單個(gè)風(fēng)箱的情況和風(fēng)箱之間的間隙z為200mm的情況下的分布是不同的，流量局部地降低，總體平均流量也降低。結(jié)果，從中心部分向邊緣部分的冷卻能力沒(méi)有降低，有可能局部地形成冷卻點(diǎn)。
然后，研究了以下比率之間的關(guān)系即，風(fēng)箱之間的間隙z除以風(fēng)箱上的噴嘴的尖端和鋼帶之間的距離h所得到的比率(z/h)；在風(fēng)箱邊緣處的平均噴射氣體流量的水平與垂直比率(鋼帶寬度方向上在風(fēng)箱的邊緣處的平均噴射氣體流量與鋼帶運(yùn)行方向上在該風(fēng)箱邊緣處的平均噴不大于1.0時(shí)，在鋼帶寬度方向上的噴射氣體流量急劇降低，在鋼帶運(yùn)射氣體流量之比率)。結(jié)果如圖11所示。從圖11可以得出，當(dāng)比率z/h行方向上的噴射氣體流量增大，在鋼帶寬度方向上的冷卻能力的偏差相應(yīng)地增大。另一方面，當(dāng)比率z/h不小于2.0時(shí)，在鋼帶寬度方向上的噴射氣體流量超過(guò)在鋼帶運(yùn)行方向上的噴射氣體流量，且當(dāng)比率z/h不小于4.0時(shí)，噴射氣體流量的水平與垂直的比率為常量。從而，在比率z/h不小于4.0時(shí)的風(fēng)箱間隙z的情況下，僅僅冷卻能力(快速冷卻能力)降低。結(jié)果，為了實(shí)現(xiàn)同時(shí)均勻而快速的冷卻，確保這樣一種風(fēng)箱間隙z使得比率z/h的范圍為1.0至4.0是重要的。
使用如圖1所示的連續(xù)退火爐作為連續(xù)退火爐。氣體噴射冷卻裝置被安裝在該連續(xù)退火爐的快速冷卻區(qū)。使用與圖2所示的同樣的氣體噴射冷卻裝置作為氣體噴射冷卻裝置。使用與如圖4所示的同樣的風(fēng)箱(然而，噴嘴孔組的配置是變化的)作為該氣體噴射冷卻裝置的風(fēng)箱。每一個(gè)所述風(fēng)箱的噴嘴沒(méi)有伸出，并且是由設(shè)置在每個(gè)風(fēng)箱的前表面的一組圓孔構(gòu)成的，這些孔被配置以形成格形圖案。這些噴嘴的間隔(一個(gè)噴嘴與其鄰接的噴嘴之間的距離)為50mm。
如上所述，由于每個(gè)風(fēng)箱的噴嘴不伸出，每個(gè)風(fēng)箱上的噴嘴的尖端和鋼帶之間的距離(h)等于每個(gè)風(fēng)箱的前表面和該鋼帶之間的距離。該距離h被置為50mm。在每個(gè)鋼帶上的噴嘴的直徑(d)為10mm。因此，距離h為噴嘴直徑d的五倍，這樣滿足按照本發(fā)明的氣體噴射冷卻裝置的要求，即距離h必須不大于噴嘴直徑d的十倍。從而本發(fā)明滿足使鋼帶快速地冷卻的條件。
每一個(gè)風(fēng)箱的寬度與鋼帶寬度(W)是一致的。寬度W被設(shè)置為1800mm。因此該鋼帶的寬度(W)和每個(gè)風(fēng)箱的寬度都被設(shè)置為1800mm。每個(gè)風(fēng)箱的長(zhǎng)度(L)，即在鋼帶運(yùn)行方向上的長(zhǎng)度，被設(shè)置為900mm，即L＝1/2×W。此處的長(zhǎng)度L滿足按照本發(fā)明的氣體噴射冷卻裝置的要求，即在鋼帶運(yùn)行方向上每一個(gè)風(fēng)箱的長(zhǎng)度L必須不大于鋼帶寬度W的三分之二。
設(shè)置多個(gè)這樣的風(fēng)箱。在鋼帶運(yùn)行方向上的風(fēng)箱的數(shù)量為3。這就意味著在鋼帶的兩側(cè)所放置的風(fēng)箱的總數(shù)為6。在這種情況下，所述風(fēng)箱按照風(fēng)箱間隙z為100mm且比率z/h為2.0(＝100mm/50mm)來(lái)配置。
這樣的風(fēng)箱作為用于氣體噴射冷卻裝置的風(fēng)箱被安裝在連續(xù)退火爐的快速冷卻區(qū)。然后連續(xù)退火爐啟動(dòng)且該氣體噴射冷卻裝置被操作。采用該氣體噴射冷卻裝置能夠快速而均勻地冷卻鋼帶。
如上所述，每個(gè)風(fēng)箱上的噴嘴的尖端和鋼帶之間的距離h等于每個(gè)風(fēng)箱的前表面和該鋼帶之間的距離，該距離為50mm。每個(gè)風(fēng)箱的前表面和該鋼帶之間的距離(50mm)短于前面提到的現(xiàn)有技術(shù)(JP-A No.116724/1987披露的氣體噴射冷卻裝置)的距離，更具體地，前者是后者的一半或者更小。
因此，與上面提到的現(xiàn)有技術(shù)的情況相比，即使當(dāng)鋼帶和每個(gè)風(fēng)箱的前表面之間的距離短且冷卻室的尺寸小時(shí)，上述的氣體噴射冷卻裝置也能夠快速而均勻地冷卻鋼帶。換句話說(shuō)，該氣體噴射冷卻裝置能夠確保鋼帶的快速而均勻的冷卻能力，此外，能夠縮短鋼帶和每個(gè)風(fēng)箱的前表面之間的距離，因此與前面提到的現(xiàn)有技術(shù)的情況相比減小了冷卻室的尺寸。
表1

按照本發(fā)明的連續(xù)退火爐內(nèi)用于鋼帶的氣體噴射冷卻裝置能夠?qū)崿F(xiàn)即使當(dāng)鋼帶和每個(gè)風(fēng)箱的前表面之間的距離短且冷卻室的尺寸小時(shí)，也能夠快速而均勻地冷卻鋼帶；確保鋼帶快速而均勻的冷卻能力；此外，縮短了該鋼帶和每個(gè)風(fēng)箱的前表面之間的距離；因此減小了冷卻室的尺寸。結(jié)果，冷卻室每單位冷卻長(zhǎng)度上的絕緣體的質(zhì)量減少，從而熱容量減小，因此，該冷卻室內(nèi)的溫度響應(yīng)度(熱慣性)得到提高。結(jié)果是，即使當(dāng)預(yù)期機(jī)械性能彼此不同的鋼帶被連續(xù)地處理，因而在前的鋼帶和后續(xù)的鋼帶之間的冷卻條件不同時(shí)，對(duì)每個(gè)鋼帶的預(yù)期冷卻終端溫度的控制能力得到提高，而且每個(gè)產(chǎn)品的機(jī)械性能很容易得到保證。冷卻室的構(gòu)造成本能夠進(jìn)一步地被縮減。在這方面，優(yōu)選其被用作連續(xù)退火爐內(nèi)的用于鋼帶的氣體噴射冷卻裝置。
權(quán)利要求
1.一種氣體噴射冷卻裝置，包括冷卻室；風(fēng)箱，所述風(fēng)箱設(shè)置在所述冷卻室內(nèi)并位于將要被冷卻的金屬帶的兩側(cè)，風(fēng)箱之間插入所述金屬帶，所述風(fēng)箱通過(guò)噴嘴向?qū)⒁焕鋮s的金屬帶吹送冷卻氣體以冷卻金屬帶；和用于冷卻由所述冷卻室引入的氣體、然后將被冷卻的氣體作為冷卻氣體供給所述風(fēng)箱的裝置，其中，在每一個(gè)所述風(fēng)箱上的噴嘴的尖端和將要被冷卻的金屬帶之間的距離(h)不大于所述噴嘴的直徑(d)的十倍，和在將要被冷卻的金屬帶的運(yùn)行方向上每一個(gè)所述風(fēng)箱的長(zhǎng)度(L)不大于將要被冷卻的金屬帶的寬度(W)的三分之二。
2.如權(quán)利要求1所述的氣體噴射冷卻裝置，其中在每一個(gè)所述風(fēng)箱上的所述噴嘴由一組圓形或者多邊形的孔構(gòu)成；所述孔被配置成格形圖案或者交錯(cuò)圖案。
3.如權(quán)利要求1所述的氣體噴射冷卻裝置，其中在將要被冷卻的金屬帶的運(yùn)行方向上在每一個(gè)所述風(fēng)箱上的噴嘴排的數(shù)目不少于4，在將要被冷卻的金屬帶的寬度方向上在每一個(gè)所述風(fēng)箱上的噴嘴排的數(shù)目不少于4。
4.如權(quán)利要求1所述的氣體噴射冷卻裝置，其中在將要被冷卻的金屬帶的運(yùn)行方向上所述風(fēng)箱的數(shù)目不少于2，兩個(gè)鄰接的風(fēng)箱之間的間隙(z)與在每一個(gè)所述風(fēng)箱上的噴嘴的尖端和將要被冷卻的金屬帶之間的所述距離(h)之比率(z/h)在1.0至4.0的范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1所述的氣體噴射冷卻裝置，其中，每一個(gè)所述風(fēng)箱的與將要被冷卻的金屬帶相對(duì)的面是平面型的，在將要被冷卻的金屬帶的寬度方向上在每一個(gè)所述風(fēng)箱上的噴嘴的尖端和將要被冷卻的金屬帶之間的所述距離(h)保持常量，但是在將要被冷卻的金屬帶的運(yùn)行方向上所述距離從上游到下游是以增大的方式變化的。
6.如權(quán)利要求1所述的氣體噴射冷卻裝置，其中每一個(gè)所述風(fēng)箱的與將要被冷卻的金屬帶相對(duì)的面在將要被冷卻的金屬帶的運(yùn)行方向上具有凸起形狀，所述面形成彎曲面、包括多個(gè)平面的階梯面或者在將要被冷卻的金屬帶的運(yùn)行方向上包括兩個(gè)或者多個(gè)斜面的面。
7.如權(quán)利要求1所述的氣體噴射冷卻裝置，其中每一個(gè)所述風(fēng)箱的截面具有矩形形狀，所述截面與將要被冷卻的金屬帶的運(yùn)行方向平行且與將要被冷卻的金屬帶垂直，其中，用于提供所述冷卻氣體的每個(gè)風(fēng)箱的開(kāi)口在將要被冷卻的金屬帶的運(yùn)行方向上在所述風(fēng)箱的上游端或者下游端被設(shè)置在所述風(fēng)箱的側(cè)面和背面中的至少一個(gè)面上，并且，所述矩形形狀的截面面積(A)與所述風(fēng)箱的噴嘴開(kāi)口的面積的總和(S)之比率(A/S)在1.0至3.0的范圍內(nèi)。
全文摘要
一種在連續(xù)退火爐內(nèi)的氣體噴射冷卻裝置，配置有設(shè)置在冷卻室內(nèi)鋼帶兩側(cè)的風(fēng)箱，其通過(guò)噴嘴向該鋼帶吹送冷卻氣體以使其冷卻；冷卻從所述冷卻室引入的氣體、然后將被冷卻的氣體提供給所述風(fēng)箱的裝置，其中所述噴嘴的尖端和所述鋼帶之間的距離不超過(guò)所述噴嘴的直徑的十倍；在鋼帶運(yùn)行方向上每一個(gè)所述風(fēng)箱的長(zhǎng)度不大于所述鋼帶的寬度的三分之二。即使當(dāng)所述鋼帶和每個(gè)風(fēng)箱的前表面之間的距離短且冷卻室的尺寸小于傳統(tǒng)的冷卻室的尺寸時(shí)，該氣體噴射冷卻裝置也能夠快速而均勻地冷卻鋼帶。
文檔編號(hào)C21D1/667GK1704486SQ200510072650
公開(kāi)日2005年12月7日 申請(qǐng)日期2005年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月31日
發(fā)明者山下圭一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社神戶制鋼所