(57)【要約】【課題】  オン切換過程における圧力サージを回避するか、又は少なくとも大幅に減少させる、改善された冷却媒体供給を提供すること。【解決手段】  金属ストリップ又はその他の圧延品の冷却のための冷却装置１への冷却媒体の動的な供給のための方法であって、ａ）あらかじめ加速された冷却媒体流の提供と；ｂ）冷却すべき金属ストリップ又はその他の圧延品の存在及び／又は温度の監視と；ｃ）金属ストリップ又はその他の圧延品の存在及び／又は所定の温度に依存した、冷却装置１へのあらかじめ加速された冷却媒体流の方向転換とを含み、冷却媒体流が冷却装置１を迂回するとともに還流部３へ案内され、方向転換により、冷却媒体流が、冷却装置１を迂回して還流部へ案内される代わりに、金属ストリップ又は前記その他の圧延品の冷却のための冷却装置１へあらかじめ加速されて供給される。
2015526297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ストリップ又はその他の圧延品の冷却のための冷却装置（１，１’）、特に少なくとも１つの噴射バー（１，１’）への冷却媒体の動的な供給のための方法であって、
ａ）あらかじめ加速された冷却媒体流の提供と；
ｂ）冷却すべき金属ストリップ又はその他の圧延品の存在及び／又は温度の監視と；
ｃ）前記金属ストリップ又は前記その他の圧延品の存在及び／又は所定の温度に依存して、前記冷却装置（１，１’）へのあらかじめ加速された冷却媒体流の方向転換と
を含み、前記冷却媒体流が前記冷却装置（１，１’）を迂回するとともに還流部（３）へ案内され、前記方向転換により、前記冷却媒体流が、前記冷却装置（１，１’）を迂回して還流部へ案内される代わりに、前記金属ストリップ又は前記その他の圧延品の冷却のための前記冷却装置（１，１’）へ既にあらかじめ加速されて供給されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記冷却装置（１，１’）の迂回時の前記冷却媒体流の圧力損失と、前記冷却装置（１，１’）への冷却媒体流の供給時の圧力損失とが、互いに２０％より小さな差となっているか、又は本質的に同じであり、その結果、あらかじめ加速された前記冷却媒体流の前記冷却装置（１，１’）への方向転換時の圧力サージが回避されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記冷却媒体流の方向転換が、前記冷却媒体流の方向転換箇所と前記冷却装置（１，１’）の複数の出口部の間の距離の最小化のために、前記冷却装置（１，１’）の前記出口部の５ｍ未満、好ましくは３ｍ未満だけ上流でなされることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
方向転換されるべき前記冷却媒体の体積流量が１５０ｍ３／ｈより大きく、好ましくは４００ｍ３／ｈより大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
金属ストリップの冷却のための、好ましくは請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法の実行のための装置であって、
冷却媒体を金属ストリップへ噴射するための複数の冷却媒体出口部を備えた少なくとも１つの噴射バー（１，１’）を含む、金属ストリップ又はその他の圧延品の冷却のための冷却装置と、
冷却媒体源（４）から前記噴射バー（１，１’）への冷却媒体流の案内のための複数の案内手段（２，２０，２０’）と、
前記案内手段（２，２０，２０’）から還流部（３）へ前記冷却媒体流を導くための迂回手段と、
前記案内手段（２，２０，２０’）を通って前記噴射バー（１，１’）への前記冷却媒体流の切換可能な案内のため、又は前記案内手段（２，２０，２０’）から前記迂回手段への前記冷却媒体流の迂回のために形成された、切換可能な複数の方向転換手段（５，５０，５０’）と
を含んでいることを特徴とする装置。
【請求項６】
当該装置（１０）が、前記案内手段（２，２０，２０’）を通って流れる前記冷却媒体流の体積流量の制御のための少なくとも１つの弁（９）を含んでおり、前記方向転換手段（５，５０，５０’）が前記制御弁（９）の下流に配置されていることを特徴とする請求項５記載の装置。
【請求項７】
切換可能な前記方向転換手段（５，５０，５０’）が、前記噴射バー（１）又は前記迂回手段への冷却媒体流の案内のためにそれぞれ少なくとも１つの切換可能なフラップ弁を含んでおり、及び／又は切換可能な前記方向転換手段（５，５０，５０’）により、５秒未満、好ましくは１．５秒未満で切換過程が行われることを特徴とする請求項５又は６記載の装置。
【請求項８】
前記案内手段（２，２０，２０’）が、前記冷却媒体源（４）から供給される冷却媒体の体積流量の増大のためのポンプ（１１，１１’）を更に含んでいることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
バイパス（１３）によって、前記冷却媒体流が前記ポンプ（１１，１１’）を迂回可能であることを特徴とする請求項８記載の装置。
【請求項１０】
複数の噴射バー（１）、好ましくは最大で１０個の噴射バー（１）が、第１の冷却グループ（１０）に統合されており、第１の案内手段（２０）を介して冷却媒体を前記第１の冷却グループ（１０）に供給可能であり、前記第１の冷却グループ（１０）の前記噴射バー（１）うちそれぞれ最大３つに対して、前記第１の案内手段（２０）から還流部へ前記冷却媒体流を案内する複数の切換可能な方向転換手段（５０）が設けられており、その結果、前記冷却媒体流が、前記第１の冷却グループ（１０）の残りの前記噴射バーに関係なく、前記第１の冷却グループ（１０）の最大３つの前記噴射バー（１）から前記迂回手段へ迂回可能であることを特徴とする請求項５〜９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
追加的に、複数の別の噴射バー（１’）、好ましくは最大１０個の別の噴射バー（１’）が第２の冷却グループ（１０’）に統合されており、第２の案内手段（２０’）を介して冷却媒体を前記第２の冷却グループ（１０’）に供給可能であり、前記第２の冷却グループ（１０’）の前記噴射バー（１’）のうちそれぞれ最大３つに対して、前記第２の案内手段（２０’）から還流部へ前記冷却媒体流を案内する複数の切換可能な方向転換手段（５０’）が設けられており、その結果、前記冷却媒体流が、前記第２の冷却グループ（１０’）の残りの前記噴射バー（１’）に関係なく、前記第２の冷却グループ（１０’）の最大３つの前記噴射バー（１’）から前記迂回手段へ迂回可能であることを特徴とする請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
前記第１の冷却グループと前記第２の冷却グループ（１０，１０’）に、互いに別々に、前記冷却媒体源（４）によって冷却媒体を供給可能であることを特徴とする請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
前記各冷却グループ（１０，１０’）への体積流量を、それぞれ別々にポンプ（１１，１１’）によって増大可能であることを特徴とする請求項１１又は１２記載の装置。
【請求項１４】
当該装置が複数の噴射バー（１）を含んでおり、該噴射バー（１）のうち最大３つに他の噴射バー（１）から独立して１つの切換可能な方向転換手段（５）が割り当てられており、その結果、あらかじめ加速された冷却媒体流を、前記最大３つの噴射バー（１）へ前記案内手段（２）を介して供給可能であるか、若しくは前記最大３つの噴射バー（１）に割り当てられた前記方向転換手段（５）を介して前記冷却媒体流を前記迂回手段へ供給可能であるか、又は特に他の噴射バー（１）から独立して前記噴射バー（１）それぞれに１つの切換可能な方向転換手段（５）が割り当てられており、その結果、あらかじめ加速された冷却媒体流を、前記案内手段（２）を介して前記各噴射バー（１）へ供給可能であるか、若しくは前記冷却媒体流を、前記噴射バー（１）に割り当てられた前記方向転換手段（５）を介して前記迂回手段へ供給可能であることを特徴とする請求項５〜９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記噴射バー（１）のうち少なくとも１つが支持装置によって支持されており、切換可能な前記方向転換手段（５）が前記支持装置に取り付けられており、及び／又は切換可能な前記方向転換手段（５）が前記噴射バー（１）の５ｍ未満上流にあることを特徴とする請求項５〜１４のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属ストリップ又はその他の圧延品の冷却のための冷却装置への冷却媒体の動的な供給のための方法及び装置に関するものである。冷却装置は、特に１つ又は複数の噴射バーを含むことができる。
【背景技術】
【０００２】
従来技術に基づき、熱間圧延路における層流冷却又は加圧冷却のために、冷却水を高所タンクから提供するための多数のシステムが既に知られている。高温の圧延品の冷却のために、完成した製品についての要求に応じてストリップを十分に規定されて、迅速に冷却するようにかなりの量の冷却水が必要となる。所定の冷却率の達成のために必要な水量は、１時間当たり数百立方メートル、それどころか数千立方メートルの規模でしばしば変化する。この非常に大きな水量は、例えば弁によって絞ることが可能な管路システムを介して高所タンクから噴射バーへ案内される。
【０００３】
従来技術によるこのようなシステムが図１に例示的に示されている。高所タンク４に貯留された水は、管路２を介して中央の分配装置６へ供給される。水は、この共通の分配装置から他の管路を介して個々の噴射バー１へ供給される。しかしながら、この公知の装置は、いくつかの欠点をもたらすものである。現代の合金又は鋼に対しては、大きな冷却率ができる限り正確に調整可能あるいは制御可能である必要がある。ただし、このことは、用いられる非常に大きな水量のために困難である。特に、多くの場合制御弁を含む現存のコンセプトによるオン切換過程及びオフ切換過程を十分迅速に行うことができず、これにより、所望の冷却率に到達するために、冷却のオン切換過程がしばしば１０秒以上を必要としてしまう。しかしながら、圧延品は多くの場合１秒間につき数メートルの速度で設備を通って移動するため、大きなストリップ長さが所望の冷却率で冷却されず、これによりこのストリップ部分の品質の損害が生じてしまう。
【０００４】
別の欠点は、冷却の切換時に管路システムあるいは冷却設備に作用する大きな力にある。特に冷却水供給の迅速な切換過程においては、大きな圧力サージにより冷却システムが損傷するおそれがある。このような圧力ピークは、冷却設備の故障、したがって圧延路全体の故障に至ることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の従来技術を勘案して、本発明の技術的な課題は、特にオン切換過程における圧力サージを回避するか、又は少なくとも大幅に減少させる、改善された冷却媒体供給を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
設定された技術的な課題は、請求項１による、金属ストリップ又はその他の圧延品の冷却のための冷却装置への冷却媒体の動的な供給のための方法によって解決される。ここで、この方法は、少なくとも、あらかじめ加速されたか、あるいは流れる冷却媒体流を提供するステップと、冷却すべき金属ストリップ又はその他の圧延品の存在及び／又は温度を監視するステップとを含み、冷却媒体流が冷却装置を迂回するとともに還流部へ案内される。本発明により、金属ストリップ又はその他の圧延品の存在及び／又は所定の温度に依存した、冷却装置へのあらかじめ加速された冷却媒体流が迂回あるいは方向転換され、冷却媒体流が、冷却装置を迂回して還流部へ案内される代わりに、金属ストリップ又はその他の圧延品の冷却のための冷却装置へあらかじめ加速されて供給される。
【０００７】
冷却媒体をあらかじめ加速し、このあらかじめ加速された冷却媒体流を迂回あるいは方向転換させることで、設備部材へ作用する圧力サージを回避するか、あるいは大幅に低減することが可能である。また、冷却の反応時間も大幅に改善される。方向転換過程は、離れた、流動しない水量の加速過程よりも本質的に迅速に行われることができる。加えて、より迅速かつ正確に所望の冷却率を達成あるいは設定することが可能である。したがって、全般的に、用いられる体積流量の調整可能性が向上する。
【０００８】
好ましい実施形態によれば、冷却装置の迂回時の冷却媒体流の圧力損失と、冷却装置への冷却媒体流の供給時の圧力損失とが、互いに５０％より小さな差、好ましくは２０％より小さな差、それどころか１０％より小さな差となっている。好ましくは、これら両値はほぼ同一である。したがって、冷却装置への冷却媒体流の供給のための冷却媒体流の方向転換時に、冷却媒体流の方向転換による冷却媒体流の圧力サージが回避される。換言すれば、冷却装置への迂回又は案内時における冷却媒体流に対する流れ抵抗が、ほぼ同じであるか、又は上述の値よりも小さな差となっている。
【０００９】
方向転換過程は、好ましくは５秒以内、又はそれどころか１．５秒よりわずかな時間内に行われる。まさにこのような比較的短い切換時間において本発明による方法が特に有利である。
【００１０】
好ましい実施形態によれば、冷却媒体流の方向転換が、前記冷却装置（１）の出口部の５ｍ未満、好ましくは１ｍ未満だけ上流でなされる（そのため、冷却媒体流の方向転換箇所（５）とストリップの冷却のための冷却装置（１）の複数の出口部（７）の間の距離ができる限り小さく維持される）。
【００１１】
別の好ましい実施形態によれば、冷却媒体又は冷却媒体流の方向転換されるべき体積流量が１５０ｍ３／ｈより大きく、好ましくは４００ｍ３／ｈより大きい。まさにこのような大きな体積流量を勘案すれば、本発明は特に有利である。
【００１２】
また、本発明は、金属ストリップの冷却のための、好ましくは請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法の実行のための装置に関するものでもある。この装置は、まず第１に、冷却媒体を金属ストリップへ噴射するための複数の冷却媒体出口部を備えた少なくとも１つの噴射バーを含む、金属ストリップ又はその他の圧延品の冷却のための冷却装置を含んでいる。また、この装置は、冷却媒体源から噴射バーへの冷却媒体流の案内のための複数の案内手段と、冷却媒体流を案内手段から還流部へ案内するための迂回手段とを含んでいる。装置の切換可能な迂回手段は、この案内手段による噴射バーへの冷却媒体流の切換可能な案内のため、又は案内手段から迂回手段への冷却媒体流の迂回のために形成されている。
【００１３】
装置の利点は、本質的に上述した方法のそれぞれに対応している。
【００１４】
好ましい一実施形態においては、装置が、案内手段を通る（流れる）冷却媒体流の体積流量の調整のための少なくとも１つの弁を含んでおり、迂回手段が制御弁の下流に配置されている。
【００１５】
別の好ましい一実施形態においては、切換可能な前記迂回手段が、噴射バー又は迂回手段への冷却媒体流の案内のためにそれぞれ少なくとも１つの切換可能なフラップ弁を含んでいる。
【００１６】
別の好ましい一実施形態においては、案内手段が、冷却媒体源から供給される冷却媒体の体積流量の増大のためのポンプを更に含んでいる。このようなポンプにより、より大きくあらかじめ加速された体積流量を提供することが可能である。
【００１７】
別の好ましい一実施形態においては、バイパスによって、冷却媒体流がポンプを迂回可能である。このような配置により、それぞれのポンプなしに提供される冷却媒体圧による冷却が可能である。水圧は、例えば高所容器によって提供されることができる。
【００１８】
したがって、全体として、非常に小さな体積流量（例えば層流動作）及び非常に大きな体積流量（ポンプによる圧力動作）の提供が可能となる。
【００１９】
別の好ましい一実施形態においては、複数の噴射バー、好ましくは最大で１０個の噴射バーが、第１の冷却グループに統合されており、第１の案内手段を介して冷却媒体を第１の冷却グループに供給可能であり、それぞれ、第１の冷却グループの噴射バーうち最大３つについて切換可能な、第１の案内手段から還流部へ冷却媒体流を案内する複数の迂回手段が設けられており、その結果、冷却媒体を、第１の冷却グループの残りの噴射バーにかかわらず、第１の冷却グループのうち最大３つの噴射バーから迂回手段へ迂回可能である。
【００２０】
別の好ましい一実施形態においては、更に複数の別の噴射バー、好ましくは最大１０個の別の噴射バーが第２の冷却グループに統合されており、第２の案内手段を介して冷却媒体を第２の冷却グループに供給可能であり、それぞれ、第２の冷却グループの噴射バーのうち最大３つについて切換可能な、第２の案内手段から還流部へ冷却媒体流を案内する複数の迂回手段が設けられており、その結果、冷却媒体を、第２の冷却グループの残りの噴射バーにかかわらず、第２の冷却グループのうち最大３つの噴射バーから迂回手段へ迂回可能である。
【００２１】
別の好ましい実施形態においては、第１の冷却グループと第２の冷却グループに、互いに独立して、冷却媒体源によって冷却媒体を供給可能である。
【００２２】
別の好ましい一実施形態においては、各冷却グループへの体積流量を、それぞれ別々にポンプによって増大可能である。
【００２３】
別の好ましい一実施形態においては、装置が複数の噴射バーを含んでおり、他の噴射バーから独立して噴射バーそれぞれに１つの切換可能な迂回手段が割り当てられており、その結果、あらかじめ加速された冷却媒体流を、案内手段を介して各噴射バーへ供給可能であるか、若しくは冷却媒体流を、噴射バーに割り当てられた迂回手段を介して迂回手段へ供給可能である。
【００２４】
別の好ましい一実施形態においては、噴射バーのうち少なくとも１つが支持装置によって支持されており、切換可能な迂回手段が支持装置に取り付けられている。これに代えて、又はこれに加えて、切換可能な迂回手段が噴射バーの５ｍ未満上流、好ましくは３ｍ未満上流に配置されている。
【００２５】
上述の実施形態の特徴全体を、互いに組み合わせるか、又は互いに交換することが可能である。
【００２６】
以下に、実施例の図面について簡単に説明する。他の詳細は、実施例の詳細な説明から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】（従来技術）複数の噴射バーへの冷却媒体の供給のための装置を示す図である。
【図２】金属ストリップ又はその他の圧延品の冷却のための装置の本発明による実施例の概略を示す図である。
【図３】金属ストリップ又はその他の圧延品の冷却のための装置の本発明による別の実施例の概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
より良好な理解のために、まず、図１において開示された従来技術を参照する。冷却媒体用の貯留部として機能する高所タンク４が示されている。通常、冷却媒体を、複数の管路を介して分配装置６あるいは分配配管６へ供給することが可能である。冷却媒体は、この分配装置６から複数の噴射バー１へ供給され得る。このとき、噴射バー１は、金属ストリップを冷却媒体にさらすために、それぞれ複数の出口部７を含んでいる。図示のように、分配装置６と各噴射バー１の間には、センサ１５（例えば冷却媒体圧力用又は冷却媒体流量用）、制御弁９又は閉止栓８が配置されている。これら要素によって、各噴射バー１へ導かれた冷却媒体流が監視及び調整され得る。
【００２９】
図２には、本発明による実施例の概略図が示されている。冷却媒体は、図１に基づく従来技術と似たように、貯留部４によって準備される。図１に基づく配置と異なり、図２の本発明による実施例は、好ましくは分配装置６を含んでいない。むしろ、各噴射バー１には、管路２を介して別々に冷却媒体が貯留部４から供給される。利用可能な冷却媒体流は、ポンプ１１，１１’あるいはブースタポンプ１１，１１’によって増大される。加えて、冷却媒体流のためのこのポンプ１１，１１’を、例えばバイパス１３によって迂回することが可能である。このバイパス１３は切換可能に形成されることができるため、冷却媒体流は、ポンプ１１，１１’によって搬送されるか、又はポンプ１１，１１’を迂回し、貯留部４の（静的な）圧力のみによって管路システム２を通って導かれる。また、体積流量は、センサ１５によって監視されることができ、及び／又は制御弁９によって調整されることが可能である。ただし、体積流量の具体的な調整は、本発明の核心ではなく、例えば既に公知の制御技術的な措置によって行うことができる。決定的なことは、本発明による装置が切換可能な複数の方向転換手段５を備えており、これら方向転換手段が、あらかじめ加速された冷却媒体流を噴射バー１から離れるよう方向転換することができることにある。したがって、流動的なあるいはあらかじめ加速された体積流量を、例えば当面排出部又は排出口３へ案内することができる。このように、冷却媒体流は、例えば後続の貯留部４へ戻されることができる。他の冷却媒体の浄化は不要である。なぜなら、冷却媒体は、方向転換時に手段５によって汚染されないためである。一般に、方向転換手段５は切換可能な２つの遮断弁あるいは閉止栓又は遮断フラップ弁を含んでおり、そのため、体積流量は、噴射バー１又は還流部３へ供給される。ただし、１つのみの切換可能なフラップ弁を有する配置も可能である。上述の配置によって、あらかじめ加速された冷却媒体流を提供することができ、この冷却媒体流を、必要に応じて、方向転換手段５により噴射バー１へ供給することが可能である。手段５を例えばセンサによって切り換えることができ、このセンサは、ストリップの存在あるいは搬入又は搬出を記録する。これに代えて、又はこれに加えて、ストリップの温度を温度センサによって監視することが可能である。したがって、冷却媒体（調整量）のストリップへの流入を噴射バー１及びその出口部７を介して調整するために、好ましくは方向転換手段５（制御要素）を、調整量としての温度に依存して切換又は調整することができる。
【００３０】
図３には、本発明の別の実施例に基づく冷却装置の概略図が示されている。図１に示された装置と異なり、複数の噴射バー１が第１の冷却グループ１０に統合されており、別の噴射バー１’が第２の冷却グループ１０’に統合されている。グループ１０，１０’のそれぞれの内部では、方向転換装置５０’、５０が個々の噴射バー１，１’（上流）に割り当てられている。すなわち、各噴射バー１，１’には、割り当てられた方向転換手段５０，５０’によって加速された体積流量を供給することが可能である。好ましくは、手段５による方向転換箇所と噴射バーの間の区間に体積流量が必要とする時間を短く維持するために、方向転換手段５０，５０’はそれぞれ供給すべき噴射バー１，１’のできる限り近傍に位置している。これにより、システムの反応速度あるいは制御性が著しく向上する。
【００３１】
方向転換手段５，５０，５０’は、一般に、例えば電気的、空圧的又は油圧的に切り換えられる。
【００３２】
上述の実施例は、とりわけ本発明の良好な理解に寄与するものであり、制限的に理解されるべきではない。本願の保護範囲は、特許請求の範囲からもたらされる。
【００３３】
上述の実施例の特徴を、互いに組み合わせるか、又は互いに交換することが可能である。
【００３４】
さらに、上述の特徴は、当業者によって現存の状況又は実際の要求に合わせられることが可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１            噴射バー
１’          噴射バー
２            管路
３            方向転換手段／還流部
４            ソース／高所タンク
５            切換可能な方向転換手段／切換部材
６            分配配管
７            噴射バーからの冷却媒体出口部
８            閉止栓
９            制御部材
１０          第１の冷却グループ
１０’        第２の冷却グルーブ
１１          ポンプ／ブースタポンプ
１１’        第２のポンプ
１３          バイパス
１５          センサ
２０          第１の管路
２０’        第２の管路
５０          切換可能な第１の方向転換手段
５０’        切換可能な第２の方向転換手段
【図１】
2015526297.tif 000003
【図２】
2015526297.tif 000004
【図３】
2015526297.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成25年11月11日(2013.11.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属ストリップ又はその他の圧延品の冷却のための冷却装置への冷却媒体の動的な供給のための方法及び装置に関するものである。冷却装置は、特に１つ又は複数の噴射バーを含むことができる。
【背景技術】
【０００２】
従来技術に基づき、熱間圧延路における層流冷却又は加圧冷却のために、冷却水を高所タンクから提供するための多数のシステムが既に知られている。高温の圧延品の冷却のために、完成した製品についての要求に応じてストリップを十分に規定されて、迅速に冷却するようにかなりの量の冷却水が必要となる。所定の冷却率の達成のために必要な水量は、１時間当たり数百立方メートル、それどころか数千立方メートルの規模でしばしば変化する。この非常に大きな水量は、例えば弁によって絞ることが可能な管路システムを介して高所タンクから噴射バーへ案内される。
【０００３】
従来技術によるこのようなシステムが図１に例示的に示されている。高所タンク４に貯留された水は、管路２を介して中央の分配装置６へ供給される。水は、この共通の分配装置から他の管路を介して個々の噴射バー１へ供給される。しかしながら、この公知の装置は、いくつかの欠点をもたらすものである。現代の合金又は鋼に対しては、大きな冷却率ができる限り正確に調整可能あるいは制御可能である必要がある。ただし、このことは、用いられる非常に大きな水量のために困難である。特に、多くの場合制御弁を含む現存のコンセプトによるオン切換過程及びオフ切換過程を十分迅速に行うことができず、これにより、所望の冷却率に到達するために、冷却のオン切換過程がしばしば１０秒以上を必要としてしまう。しかしながら、圧延品は多くの場合１秒間につき数メートルの速度で設備を通って移動するため、大きなストリップ長さが所望の冷却率で冷却されず、これによりこのストリップ部分の品質の損害が生じてしまう。
【０００４】
別の欠点は、冷却の切換時に管路システムあるいは冷却設備に作用する大きな力にある。特に冷却水供給の迅速な切換過程においては、大きな圧力サージにより冷却システムが損傷するおそれがある。このような圧力ピークは、冷却設備の故障、したがって圧延路全体の故障に至ることがある。
【０００５】
特許文献１には、請求項５の前提部分に基づく金属ストリップの冷却のための装置と、請求項１の前提部分に基づく金属ストリップの冷却のための方法が開示されている。この冷却装置は金属ストリップへ向けられた複数の噴射ノズル群を含んでおり、これら噴射ノズル群は共通のケーシング内に配置されているとともに、これら噴射ノズルには少なくとも１つの管路を介して冷却媒体が供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０１１５７８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の従来技術を勘案して、本発明の技術的な課題は、特にオン切換過程における圧力サージを回避するか、又は少なくとも大幅に減少させる、改善された冷却媒体供給を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
設定された技術的な課題は、請求項１による、金属ストリップ又はその他の圧延品の冷却のための冷却装置への冷却媒体の動的な供給のための方法によって解決される。ここで、この方法は、少なくとも、あらかじめ加速されたか、あるいは流れる冷却媒体流を提供するステップと、冷却すべき金属ストリップ又はその他の圧延品の存在及び／又は温度を監視するステップとを含み、冷却媒体流が冷却装置を迂回するとともに還流部へ案内される。本発明により、金属ストリップ又はその他の圧延品の存在及び／又は所定の温度に依存した、冷却装置へのあらかじめ加速された冷却媒体流が迂回あるいは方向転換され、冷却媒体流が、冷却装置を迂回して還流部へ案内される代わりに、金属ストリップ又はその他の圧延品の冷却のための冷却装置へあらかじめ加速されて供給される。
【０００９】
冷却媒体をあらかじめ加速し、このあらかじめ加速された冷却媒体流を迂回あるいは方向転換させることで、設備部材へ作用する圧力サージを回避するか、あるいは大幅に低減することが可能である。また、冷却の反応時間も大幅に改善される。方向転換過程は、離れた、流動しない水量の加速過程よりも本質的に迅速に行われることができる。加えて、より迅速かつ正確に所望の冷却率を達成あるいは設定することが可能である。したがって、全般的に、用いられる体積流量の調整可能性が向上する。
【００１０】
好ましい実施形態によれば、冷却装置の迂回時の冷却媒体流の圧力損失と、冷却装置への冷却媒体流の供給時の圧力損失とが、互いに５０％より小さな差、好ましくは２０％より小さな差、それどころか１０％より小さな差となっている。好ましくは、これら両値はほぼ同一である。したがって、冷却装置への冷却媒体流の供給のための冷却媒体流の方向転換時に、冷却媒体流の方向転換による冷却媒体流の圧力サージが回避される。換言すれば、冷却装置への迂回又は案内時における冷却媒体流に対する流れ抵抗が、ほぼ同じであるか、又は上述の値よりも小さな差となっている。
【００１１】
方向転換過程は、好ましくは５秒以内、又はそれどころか１．５秒よりわずかな時間内に行われる。まさにこのような比較的短い切換時間において本発明による方法が特に有利である。
【００１２】
好ましい実施形態によれば、冷却媒体流の方向転換が、前記冷却装置（１）の出口部の５ｍ未満、好ましくは１ｍ未満だけ上流でなされる（そのため、冷却媒体流の方向転換箇所（５）とストリップの冷却のための冷却装置（１）の複数の出口部（７）の間の距離ができる限り小さく維持される）。
【００１３】
別の好ましい実施形態によれば、冷却媒体又は冷却媒体流の方向転換されるべき体積流量が１５０ｍ３／ｈより大きく、好ましくは４００ｍ３／ｈより大きい。まさにこのような大きな体積流量を勘案すれば、本発明は特に有利である。
【００１４】
また、本発明は、金属ストリップの冷却のための、好ましくは請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法の実行のための装置に関するものでもある。この装置は、まず第１に、冷却媒体を金属ストリップへ噴射するための複数の冷却媒体出口部を備えた少なくとも１つの噴射バーを含む、金属ストリップ又はその他の圧延品の冷却のための冷却装置を含んでいる。また、この装置は、冷却媒体源から噴射バーへの冷却媒体流の案内のための複数の案内手段と、冷却媒体流を案内手段から還流部へ案内するための迂回手段とを含んでいる。装置の切換可能な迂回手段は、この案内手段による噴射バーへの冷却媒体流の切換可能な案内のため、又は案内手段から迂回手段への冷却媒体流の迂回のために形成されている。
【００１５】
装置の利点は、本質的に上述した方法のそれぞれに対応している。
【００１６】
好ましい一実施形態においては、装置が、案内手段を通る（流れる）冷却媒体流の体積流量の調整のための少なくとも１つの弁を含んでおり、迂回手段が制御弁の下流に配置されている。
【００１７】
別の好ましい一実施形態においては、切換可能な前記迂回手段が、噴射バー又は迂回手段への冷却媒体流の案内のためにそれぞれ少なくとも１つの切換可能なフラップ弁を含んでいる。
【００１８】
別の好ましい一実施形態においては、案内手段が、冷却媒体源から供給される冷却媒体の体積流量の増大のためのポンプを更に含んでいる。このようなポンプにより、より大きくあらかじめ加速された体積流量を提供することが可能である。
【００１９】
別の好ましい一実施形態においては、バイパスによって、冷却媒体流がポンプを迂回可能である。このような配置により、それぞれのポンプなしに提供される冷却媒体圧による冷却が可能である。水圧は、例えば高所容器によって提供されることができる。
【００２０】
したがって、全体として、非常に小さな体積流量（例えば層流動作）及び非常に大きな体積流量（ポンプによる圧力動作）の提供が可能となる。
【００２１】
別の好ましい一実施形態においては、複数の噴射バー、好ましくは最大で１０個の噴射バーが、第１の冷却グループに統合されており、第１の案内手段を介して冷却媒体を第１の冷却グループに供給可能であり、それぞれ、第１の冷却グループの噴射バーうち最大３つについて切換可能な、第１の案内手段から還流部へ冷却媒体流を案内する複数の迂回手段が設けられており、その結果、冷却媒体を、第１の冷却グループの残りの噴射バーにかかわらず、第１の冷却グループのうち最大３つの噴射バーから迂回手段へ迂回可能である。
【００２２】
別の好ましい一実施形態においては、更に複数の別の噴射バー、好ましくは最大１０個の別の噴射バーが第２の冷却グループに統合されており、第２の案内手段を介して冷却媒体を第２の冷却グループに供給可能であり、それぞれ、第２の冷却グループの噴射バーのうち最大３つについて切換可能な、第２の案内手段から還流部へ冷却媒体流を案内する複数の迂回手段が設けられており、その結果、冷却媒体を、第２の冷却グループの残りの噴射バーにかかわらず、第２の冷却グループのうち最大３つの噴射バーから迂回手段へ迂回可能である。
【００２３】
別の好ましい実施形態においては、第１の冷却グループと第２の冷却グループに、互いに独立して、冷却媒体源によって冷却媒体を供給可能である。
【００２４】
別の好ましい一実施形態においては、各冷却グループへの体積流量を、それぞれ別々にポンプによって増大可能である。
【００２５】
別の好ましい一実施形態においては、装置が複数の噴射バーを含んでおり、他の噴射バーから独立して噴射バーそれぞれに１つの切換可能な迂回手段が割り当てられており、その結果、あらかじめ加速された冷却媒体流を、案内手段を介して各噴射バーへ供給可能であるか、若しくは冷却媒体流を、噴射バーに割り当てられた迂回手段を介して迂回手段へ供給可能である。
【００２６】
別の好ましい一実施形態においては、噴射バーのうち少なくとも１つが支持装置によって支持されており、切換可能な迂回手段が支持装置に取り付けられている。これに代えて、又はこれに加えて、切換可能な迂回手段が噴射バーの５ｍ未満上流、好ましくは３ｍ未満上流に配置されている。
【００２７】
上述の実施形態の特徴全体を、互いに組み合わせるか、又は互いに交換することが可能である。
【００２８】
以下に、実施例の図面について簡単に説明する。他の詳細は、実施例の詳細な説明から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】（従来技術）複数の噴射バーへの冷却媒体の供給のための装置を示す図である。
【図２】金属ストリップ又はその他の圧延品の冷却のための装置の本発明による実施例の概略を示す図である。
【図３】金属ストリップ又はその他の圧延品の冷却のための装置の本発明による別の実施例の概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
より良好な理解のために、まず、図１において開示された従来技術を参照する。冷却媒体用の貯留部として機能する高所タンク４が示されている。通常、冷却媒体を、複数の管路を介して分配装置６あるいは分配配管６へ供給することが可能である。冷却媒体は、この分配装置６から複数の噴射バー１へ供給され得る。このとき、噴射バー１は、金属ストリップを冷却媒体にさらすために、それぞれ複数の出口部７を含んでいる。図示のように、分配装置６と各噴射バー１の間には、センサ１５（例えば冷却媒体圧力用又は冷却媒体流量用）、制御弁９又は閉止栓８が配置されている。これら要素によって、各噴射バー１へ導かれた冷却媒体流が監視及び調整され得る。
【００３１】
図２には、本発明による実施例の概略図が示されている。冷却媒体は、図１に基づく従来技術と似たように、貯留部４によって準備される。図１に基づく配置と異なり、図２の本発明による実施例は、好ましくは分配装置６を含んでいない。むしろ、各噴射バー１には、管路２を介して別々に冷却媒体が貯留部４から供給される。利用可能な冷却媒体流は、ポンプ１１，１１’あるいはブースタポンプ１１，１１’によって増大される。加えて、冷却媒体流のためのこのポンプ１１，１１’を、例えばバイパス１３によって迂回することが可能である。このバイパス１３は切換可能に形成されることができるため、冷却媒体流は、ポンプ１１，１１’によって搬送されるか、又はポンプ１１，１１’を迂回し、貯留部４の（静的な）圧力のみによって管路システム２を通って導かれる。また、体積流量は、センサ１５によって監視されることができ、及び／又は制御弁９によって調整されることが可能である。ただし、体積流量の具体的な調整は、本発明の核心ではなく、例えば既に公知の制御技術的な措置によって行うことができる。決定的なことは、本発明による装置が切換可能な複数の方向転換手段５を備えており、これら方向転換手段が、あらかじめ加速された冷却媒体流を噴射バー１から離れるよう方向転換することができることにある。したがって、流動的なあるいはあらかじめ加速された体積流量を、例えば当面排出部又は排出口３へ案内することができる。このように、冷却媒体流は、例えば後続の貯留部４へ戻されることができる。他の冷却媒体の浄化は不要である。なぜなら、冷却媒体は、方向転換時に手段５によって汚染されないためである。一般に、方向転換手段５は切換可能な２つの遮断弁あるいは閉止栓又は遮断フラップ弁を含んでおり、そのため、体積流量は、噴射バー１又は還流部３へ供給される。ただし、１つのみの切換可能なフラップ弁を有する配置も可能である。上述の配置によって、あらかじめ加速された冷却媒体流を提供することができ、この冷却媒体流を、必要に応じて、方向転換手段５により噴射バー１へ供給することが可能である。手段５を例えばセンサによって切り換えることができ、このセンサは、ストリップの存在あるいは搬入又は搬出を記録する。これに代えて、又はこれに加えて、ストリップの温度を温度センサによって監視することが可能である。したがって、冷却媒体（調整量）のストリップへの流入を噴射バー１及びその出口部７を介して調整するために、好ましくは方向転換手段５（制御要素）を、調整量としての温度に依存して切換又は調整することができる。
【００３２】
図３には、本発明の別の実施例に基づく冷却装置の概略図が示されている。図１に示された装置と異なり、複数の噴射バー１が第１の冷却グループ１０に統合されており、別の噴射バー１’が第２の冷却グループ１０’に統合されている。グループ１０，１０’のそれぞれの内部では、方向転換装置５０’、５０が個々の噴射バー１，１’（上流）に割り当てられている。すなわち、各噴射バー１，１’には、割り当てられた方向転換手段５０，５０’によって加速された体積流量を供給することが可能である。好ましくは、手段５による方向転換箇所と噴射バーの間の区間に体積流量が必要とする時間を短く維持するために、方向転換手段５０，５０’はそれぞれ供給すべき噴射バー１，１’のできる限り近傍に位置している。これにより、システムの反応速度あるいは制御性が著しく向上する。
【００３３】
方向転換手段５，５０，５０’は、一般に、例えば電気的、空圧的又は油圧的に切り換えられる。
【００３４】
上述の実施例は、とりわけ本発明の良好な理解に寄与するものであり、制限的に理解されるべきではない。本願の保護範囲は、特許請求の範囲からもたらされる。
【００３５】
上述の実施例の特徴を、互いに組み合わせるか、又は互いに交換することが可能である。
【００３６】
さらに、上述の特徴は、当業者によって現存の状況又は実際の要求に合わせられることが可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１            噴射バー
１’          噴射バー
２            管路
３            方向転換手段／還流部
４            ソース／高所タンク
５            切換可能な方向転換手段／切換部材
６            分配配管
７            噴射バーからの冷却媒体出口部
８            閉止栓
９            制御部材
１０          第１の冷却グループ
１０’        第２の冷却グルーブ
１１          ポンプ／ブースタポンプ
１１’        第２のポンプ
１３          バイパス
１５          センサ
２０          第１の管路
２０’        第２の管路
５０          切換可能な第１の方向転換手段
５０’        切換可能な第２の方向転換手段
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ストリップ又はその他の圧延品の冷却のための冷却装置（１，１’）、特に少なくとも１つの噴射バー（１，１’）への冷却媒体の動的な供給のための方法において、
ａ）あらかじめ加速された冷却媒体流を提供するステップと；
ｂ）冷却すべき金属ストリップ又はその他の圧延品の存在及び／又は温度を監視するステップと；
ｃ）前記金属ストリップ又は前記その他の圧延品の存在及び／又は所定の温度に依存して、前記冷却装置（１，１’）へのあらかじめ加速された冷却媒体流を方向転換するステップと
を含み、前記冷却媒体流が前記冷却装置（１，１’）を迂回するとともに還流部（３）へ案内され、前記方向転換により、前記冷却媒体流が、前記冷却装置（１，１’）を迂回して還流部へ案内される代わりに、前記金属ストリップ又は前記その他の圧延品の冷却のための前記冷却装置（１，１’）へ既にあらかじめ加速されて供給されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記冷却装置（１，１’）の迂回時の前記冷却媒体流の圧力損失と、前記冷却装置（１，１’）への冷却媒体流の供給時の圧力損失とが、互いに２０％より小さな差となっているか、又は本質的に同じであり、その結果、あらかじめ加速された前記冷却媒体流の前記冷却装置（１，１’）への方向転換時の圧力サージが回避されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記冷却媒体流の方向転換が、前記冷却媒体流の方向転換箇所と前記冷却装置（１，１’）の複数の出口部の間の距離の最小化のために、前記冷却装置（１，１’）の前記出口部の５ｍ未満、好ましくは３ｍ未満だけ上流でなされることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
方向転換されるべき前記冷却媒体の体積流量が１５０ｍ３／ｈより大きく、好ましくは４００ｍ３／ｈより大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
金属ストリップの冷却のための、好ましくは請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法の実行のための装置であって、
冷却媒体を金属ストリップへ噴射するための複数の冷却媒体出口部を備えた少なくとも１つの噴射バー（１，１’）を含む、金属ストリップ又はその他の圧延品の冷却のための冷却装置と、
冷却媒体源（４）から前記噴射バー（１，１’）への冷却媒体流の案内のための複数の案内手段（２，２０，２０’）とを含む前記装置において、
前記案内手段（２，２０，２０’）から還流部（３）へ前記冷却媒体流を導くための迂回手段と、
前記案内手段（２，２０，２０’）を通って前記噴射バー（１，１’）への前記冷却媒体流の切換可能な案内のため、又は前記案内手段（２，２０，２０’）から前記迂回手段への前記冷却媒体流の迂回のために形成された、切換可能な複数の方向転換手段（５，５０，５０’）と
を更に含んでいることを特徴とする装置。
【請求項６】
当該装置（１０）が、前記案内手段（２，２０，２０’）を通って流れる前記冷却媒体流の体積流量の制御のための少なくとも１つの弁（９）を含んでおり、前記方向転換手段（５，５０，５０’）が前記制御弁（９）の下流に配置されていることを特徴とする請求項５記載の装置。
【請求項７】
切換可能な前記方向転換手段（５，５０，５０’）が、前記噴射バー（１）又は前記迂回手段への冷却媒体流の案内のためにそれぞれ少なくとも１つの切換可能なフラップ弁を含んでおり、及び／又は切換可能な前記方向転換手段（５，５０，５０’）により、５秒未満、好ましくは１．５秒未満で切換過程が行われることを特徴とする請求項５又は６記載の装置。
【請求項８】
前記案内手段（２，２０，２０’）が、前記冷却媒体源（４）から供給される冷却媒体の体積流量の増大のためのポンプ（１１，１１’）を更に含んでいることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
バイパス（１３）によって、前記冷却媒体流が前記ポンプ（１１，１１’）を迂回可能であることを特徴とする請求項８記載の装置。
【請求項１０】
複数の噴射バー（１）、好ましくは最大で１０個の噴射バー（１）が、第１の冷却グループ（１０）に統合されており、第１の案内手段（２０）を介して冷却媒体を前記第１の冷却グループ（１０）に供給可能であり、前記第１の冷却グループ（１０）の前記噴射バー（１）うちそれぞれ最大３つに対して、前記第１の案内手段（２０）から還流部へ前記冷却媒体流を案内する複数の切換可能な方向転換手段（５０）が設けられており、その結果、前記冷却媒体流が、前記第１の冷却グループ（１０）の残りの前記噴射バーに関係なく、前記第１の冷却グループ（１０）の最大３つの前記噴射バー（１）から前記迂回手段へ迂回可能であることを特徴とする請求項５〜９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
追加的に、複数の別の噴射バー（１’）、好ましくは最大１０個の別の噴射バー（１’）が第２の冷却グループ（１０’）に統合されており、第２の案内手段（２０’）を介して冷却媒体を前記第２の冷却グループ（１０’）に供給可能であり、前記第２の冷却グループ（１０’）の前記噴射バー（１’）のうちそれぞれ最大３つに対して、前記第２の案内手段（２０’）から還流部へ前記冷却媒体流を案内する複数の切換可能な方向転換手段（５０’）が設けられており、その結果、前記冷却媒体流が、前記第２の冷却グループ（１０’）の残りの前記噴射バー（１’）に関係なく、前記第２の冷却グループ（１０’）の最大３つの前記噴射バー（１’）から前記迂回手段へ迂回可能であることを特徴とする請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
前記第１の冷却グループと前記第２の冷却グループ（１０，１０’）に、互いに別々に、前記冷却媒体源（４）によって冷却媒体を供給可能であることを特徴とする請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
前記各冷却グループ（１０，１０’）への体積流量を、それぞれ別々にポンプ（１１，１１’）によって増大可能であることを特徴とする請求項１１又は１２記載の装置。
【請求項１４】
当該装置が複数の噴射バー（１）を含んでおり、該噴射バー（１）のうち最大３つに他の噴射バー（１）から独立して１つの切換可能な方向転換手段（５）が割り当てられており、その結果、あらかじめ加速された冷却媒体流を、前記最大３つの噴射バー（１）へ前記案内手段（２）を介して供給可能であるか、若しくは前記最大３つの噴射バー（１）に割り当てられた前記方向転換手段（５）を介して前記冷却媒体流を前記迂回手段へ供給可能であるか、又は特に他の噴射バー（１）から独立して前記噴射バー（１）それぞれに１つの切換可能な方向転換手段（５）が割り当てられており、その結果、あらかじめ加速された冷却媒体流を、前記案内手段（２）を介して前記各噴射バー（１）へ供給可能であるか、若しくは前記冷却媒体流を、前記噴射バー（１）に割り当てられた前記方向転換手段（５）を介して前記迂回手段へ供給可能であることを特徴とする請求項５〜９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記噴射バー（１）のうち少なくとも１つが支持装置によって支持されており、切換可能な前記方向転換手段（５）が前記支持装置に取り付けられており、及び／又は切換可能な前記方向転換手段（５）が前記噴射バー（１）の５ｍ未満上流にあることを特徴とする請求項５〜１４のいずれか１項に記載の装置。
【国際調査報告】
2015526297.tif 000006
2015526297.tif 000007
2015526297.tif 000008
2015526297.tif 000009
2015526297.tif 000010
2015526297.tif 000011