专利名称：连续热处理线上的带体的冷却与稳定方法和装置的制作方法
技术领域：
就一定的孔或缝隙的几何形状而言，对于具有一定的成分和温度 的吹送气体来说，孔或缝隙的吹送速度、气体和带体之间的热交换、以及 气体施加在带体上的气体压力与冷却箱中的压力直接相关。专利FR2796139 (9908709)或专利EP1067204提出 一种装置， 用于在相对于中央位置振动或偏移时，控制冷却区段(section)内带体的 位置。这种配置调整压力，可改变沿带体的横向方向吹送的气体流量。该 解决方案在带体的每一侧作用于同 一冷却箱的不同横向区位的供给压力， 以阻碍带体围绕其纵向轴线的转动。这些调整一般由操作人员手动进行。 常见的是，希望消除带体与冷却箱的接触，却导致皱褶缺陷，其源自于不 适当冷却引起的热作用，而这来自于冷却分配不适合的调整。因此，尽管 配置冷却箱的供给压力的横向调节件，但是，操作人员由于担心状态下降， 常常不使用这些调节件，或者不校正视为良好的调整。因此，由于没有尽 可能好地利用备用调节件，就通过降低热处理线的速度或者通过限制待生 产带体的宽度来减少带体表面的热缺陷或接触缺陷，从而限制了每条热处 理线生产的吨数。 因此，现有技术的方法和装置不能同时有效控制带体的冷却曲线 及其在冷却区位保持就位。此外，由于该背景技术的不完善，如果这些方 法和装置得不到正确使用，就可能导致产品出现缺陷。
发明内容
-以及来自所述传感器的信息被输送到所述调节与控制系统，所 述调节与控制系统操纵所述致动器，使得在所述吹送区部中的压力的纵
向理论分布_ 一其对应于所针对的带体的 一冷却曲线一一被匹配，以便考 量所述带体位置相对于所述吹送区部的改变，从而在没有改变冷却曲线的 情况下避免所述带体与冷却区位的设备的壁进行任何接触。-在第一阶段，根据欲获得的冷却曲线，由"纵向段"确定每个 冷却箱的压力规程， 位于所述带体的一面上的多个冷却箱的单元区部中的压力被同 时调整，即同时增大或降低，以便获得平行于所述带体本身地校正所述带 体位置的作用。[36] 为校正带体位置而调节的压力确定成，其结果相应于根据理想的 理论冷却曲线，为所考虑的区段和带体的整个宽度确定的总的热目的。 根据另一实施例，位于所述带体每一面上的同一位区的单元区部 中的压力被调整，以便获得围绕所述带体主轴线扭转地校正所述带体位置 的作用。
调节与控制系统进行程序控制，以便图9是带体冷却装置的另一实施例的水平剖面示意图。 [64图IO是带体冷却装置的另一实施例的垂直剖面示意图。 [65图ll是带体冷却装置的另一实施例的垂直剖面示意图。 [66]
图12是图4所示装置的另一个实施例的比例较小的垂直剖面示 意图。
具体实施例方式系统R包括一计算机，其-以及在第二阶段，根据所考虑的区位中选择的带体位置的校正，确定每个成对体的两个单元区部的吹送压力，确保所需的总的冷却作用的 压力可以不同，以调节带体的位置。 如图8所示，带体变形的补偿不引起特殊铍褶的危险，因为曲线 E "+-"和曲线G "-+"不具有可产生这些皱褶的奇异性，在曲线的每个点 对带体两面的冷却之和"+"和"-"基本上符合起初定义的理论曲线F。 图10示出通过沿带体前送方向交替调节冷却箱中的压力，校正 冷却区位的设备之间的带体位置的另一校正方法，一冷却箱4a中具有较高的压力+ ,然后是布置在带体同一面上的下一个冷却箱4b中具有较小的压 力，以及一冷却箱4aa、 4'ba上较高的压力+相应于面对面布置在带体另一 面上的冷却箱4'a、 4b上的较小的压力，以使带体沿其纵向方向进行具有 正弦曲线形状的交替变形。本发明也可根据沿着与带体前送方向平行和垂直的方向的一定 的压力分布图，通过手动规程的选择，调节冷却区位的冷却箱的整体压力， 以使荻得的调节在冷却区段的入口，适于带体的性质和带体的横向型面。 例如， 一第一规程适于边缘比中部长的带体， 一第二规程适于中部长的带 体。冷却箱及其在冷却区位的单元区部的整体压力的调节例如主要 导致
102]-带体1的与之平行的位置校正作用， [1031 -或者围绕其主轴线扭转的带体1的位置校正作用， [104-或者中部-边缘校正作用，每个边缘进行不同的校正， [1051 -或者为使带体产生交替变形的带体1的位置校正作用， [106-或者不同的校正原理相结合，例如，扭转校正作用加平行于带 体的校正作用。
[107根据本发明一实施例，吹送区部压力的调节规程由一计算机根据 一热机械模型获得，所述热机械模型考虑到带体材料的性质和施加于带体 的热处理。例如，冷却曲线的控制和带体位置的稳定的算法可使用模糊逻 辑系统和/或神经系统。
[108因此，本发明的方法可在整个冷却长度上，沿一理论或最佳实际 曲线，调节冷却压力，不会出现皱褶危险，或者危险性极小，这样，根据 手动规程或来自一位置传感器的规程，纠正带体的位置缺陷、形状缺陷或 扭转缺陷，而不会造成附加的皱褶危险，且不会降低热处理线的生产能力。
权利要求
1. 冷却方法，其用于在连续的热处理线上，通过吹送气体的冷却箱冷却金属带体，所述气体特别是空气、或者由氮和氢组成的混合物，其特征在于-冷却箱(4，4a. ..4＇，4＇a...)沿所述带体的前送方向(X)具有单元尺寸(h)，该尺寸(h)小于两米，且所述冷却箱沿着与所述带体的前送方向(X)垂直的方向被分成多个单元吹送区部(4α，4β，4γ...4aα，4aβ，4aγ...；4＇α，4＇β，4＇γ...4＇aα，4＇aβ，4＇aγ...)，-每个单元吹送区部配有至少一致动器(6；2)，所述致动器(6；2)可调节这些单元吹送区部中每一个的压力，-以及，一调节与控制系统(R)控制所述致动器(6；2)，使得在所述吹送区部中的压力的纵向理论分布——其对应于所针对的带体的一冷却曲线(F)——被匹配，以便考量所述带体位置相对于所述吹送区部的改变，从而在没有改变所述冷却曲线(F)的情况下避免所述带体与冷却区位的设备的壁进行任何接触。
2. 根据权利要求l所述的方法，其特征在于，-每个单元吹送区部配有至少一吹送压力的传感器(7)和至少一致动 器(6; 2)，从而可调节这些单元吹送区部中的每一个的压力，-以及来自所述传感器(7)的信息被输送到所述调节与控制系统(R)， 所述调节与控制系统(R)操纵所述致动器(6; 2)，使得在所述吹送 区部中的压力的纵向理论分布——其对应于所针对的带体的一冷却曲线 (F)——被匹配，以便考量所述带体位置相对于所述吹送区部的改变， 从而在没有改变冷却曲线(F)的情况下避免所述带体与冷却区位的设备 的壁进行任何接触。
3. 根据权利要求l所述的方法，其特征在于，國每个单元吹送区部配有至少一吹送流量的测量装置(8)和至少一致 动器(6; 2)，从而可调节这些单元区部中的每一个的压力，-以及来自所述吹送流量测量装置(8)的信息被输送到所述调节与控 制系统(R),所述调节与控制系统(R)操纵所述致动器(6; 2)，使得在所述吹送区部中的压力的纵向理论分布一一其对应于所针对的带体的一冷却曲线(F)——被匹配，以便考量所述带体位置相对于所述吹送区部 的改变，从而在没有改变冷却曲线(F)的情况下避免所述带体与冷却区 位的设备的壁进行任何接触。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，每个冷却 箱(4， 4a...， 4'， 4'a.")沿带体的宽度分成至少两个单元吹送区部，以进 行右側/左侧校正，或者分成至少三个吹送区部，以进行中部/边缘校正。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述调节与 控制系统祐3呈序控制，用于画在第一阶段，根据欲获得的冷却曲线，由"纵向段，，确定每个冷却箱 (4， 4a.,.4'， 4'a…)的压力夫见禾呈，-以及在第二阶段，如果要求校正带体(1)的位置，并且按照手动或 自动引入校正的类型，改变冷却器的同一纵向"段，，的压力分布，以获得 理想的带体位置校正，并保持所选择的冷却曲线完整不变。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述调节与 控制系统(R)考量一规程，所述规程设置一个或多个吹送区部的压力， 以便调整其它吹送区部的压力设置，使得所述带体(1)布置在避免其与 冷却区位的设备的壁进行任何接触的位置，并且在所述带体的任一点，温 度遵循一条理想的理论冷却曲线(F)。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，按校正所述 带体(1)的位置方式调整的带体两側的压力被确定，以便它们的效果引向 总的热目的，所述热目的根据理想的理论冷却曲线、针对所考虑的区段和 所述带体的整个宽度来设定。
8. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述调节与 控制系统(R):-在第一阶段，根据理论冷却曲线(F)、所述带体(1)的特征和整个 设施的数据，确定位于所述带体同一区位两侧的、具有两个单元冷却区部 的成对体的总冷却功率，-以及在第二阶段，根据所考虑的区位中的所述带体的理想位置，确定 每个成对体的两个单元区部的吹送压力，所述吹送压力在确保所需的总的冷却作用的同时，对于所述带体位置的调整来说可以是不同的。
9. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，位于所述带 体的一面上的多个冷却箱的单元区部(4cc， 4p…4aa, 4aP...)中的压力净皮 同时调整，即同时增大或降低，以便获得平行于所述带体(l)本身地校正 所述带体(1)位置的作用。
10. 根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，位于所 述带体每一面上的同一位区的单元区部(4a， 4(3…4aa， 4aP…)中的压力 被调整，以便获得围绕所述带体(1)主轴线扭转地校正所述带体(1)位 置的作用。
11. 根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，为了保 持所述带体，在所述冷却箱中配设沿所述带体(l)的前送方向的压力的交 替调整，其交替方式是 一冷却箱中较高的压力之后紧接着是布置在所述 带体同一面上的下一个冷却箱中的较低的压力，并且一冷却箱上较高的压 力相应于面对面布置在所述带体另一面上的冷却箱上的较低压力，以使所 述带体交替变形。
12. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述吹 送区部中的压力设置规程可由一计算机根据一热机械模型提供，所述热机械模型考虑到所述带体的材料性质和所述带体要进行的热处理。
13. 根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述冷却曲线的控制 和所述带体位置的稳定的算法使用模糊逻辑和/或神经系统。
14. 连续的热处理线上金属带体的冷却装置，所述冷却装置具有吹送 气体特别是空气、或者由氮和氢组成的混合物的冷却箱(4, 4a..., 4，， 4，a...)， 它们沿带体的前送方向(X)相继布置，其特征在于画所述冷却箱(4， 4a.,.4'， 4'a…)沿所述带体前送方向(X)的单元尺 寸(h)小于两米，且沿着与所述带体前送方向(X)垂直的方向分成多个 单元吹送区部(4a， 4P, ...4aa, 4aP，…；4'a， 4'P，…4'aa， 4'a(3，...)，-每个单元吹送区部配有至少一致动器(6; 2)，所述致动器(6; 2)沿着与所述带体前送方向平行和垂直的方向调节这些单元区部中每个单元 区部的压力，-以及配设一调节与控制系统(R)，其操纵所述致动器(6; 2)，使得所述带体布置在避免其与冷却区位的设备的壁进行任何接触的位置， 并且使得在所述带体的任一点，温度遵循一条理想的理论冷却曲线(F)。
15. 根据权利要求14所述的装置，其特征在于，每个吹送区部配设至 少一吹送压力传感器(7)和至少一致动器(6; 2),从而允许调整这些单 元区部中每个单元区部的压力，并且，来自所述传感器(7)的信息被输送 到所述调节与控制系统(R) _—所述调节与控制系统(R )控制致动器(6; 2),使得在所述吹送区部中与所针对的带体的冷却曲线(F)相应的纵 向理论压力分布被匹配，以便考量所述带体相对于所述吹送区部的位置的 改变，从而避免其与所述冷却区位的设备的壁进行任何接触，而没有改变 冷却曲线(F)。
16. 根据权利要求14所述的装置，其特征在于，每个单元吹送区部配 设至少一吹送流量测量装置(8)和至少一致动器(6; 2)，从而调整这些 单元区部中每一个的压力，并且，来自所述吹送流量测量装置(8)的信息 被输送到所述调节与控制系统(R)——所述调节与控制系统(R)控制致 动器(6; 2),使得所述吹送区部中与所针对的带体的冷却曲线(F) 相应的纵向理论压力分布被匹配，以便考量所述带体相对于所述吹送区部 的位置的改变，从而避免其与冷却区位的设备的壁进行任何接触，而没有 改变冷却曲线(F)。
17. 根据权利要求14至16中任一项所述的装置，其特征在于，每个 冷却箱沿带体宽度分成至少两个单元吹送区部，以进行右侧/左侧校正，或 者分成至少三个吹送区部，以进行中部/边缘校正。
18. 根据权利要求14至17中任一项所述的装置，其特征在于，所述 调节与控制系统(R)被配设用于根据沿着与所述带体前送方向平行和 垂直的方向的给定的压力分布图，通过选择引入到所述系统(R)中的规 程，实施所述冷却区位的单元区部的整体压力的调整，使得所获得的调整面。
19. 根据权利要求14至18中任一项所述的装置，其特征在于，所述 调节与控制系统(R)配设用于在必要时，控制所述冷却区位的冷却箱 的整体压力的调整，所述调整主要导致平行于所述带体(1)本身地校正所述带体(1)位置的作用。
20. 根据权利要求14至18中任一项所述的装置，其特征在于，所述 调节与控制系统(R)被配设成用于在必要时，控制所述冷却区位的冷 却箱的整体压力的调整，其主要导致围绕所述带体(1)主轴线扭转地校正 所述带体(1)位置的作用。
21. 根据权利要求14至18中任一项所述的装置，其特征在于，所述 调节与控制系统(R)被配设用于，在必要时，控制所述冷却区位的冷却 箱的整体压力的调整，其主要导致所述带体(1)的位置校正作用，以使所 述带体沿其纵向方向产生交替的变形。
22. 根据权利要求14至21中任一项所述的装置，其特征在于，所述 自动调节与控制系统(R)被程序控制，以便-在第一阶段，根据理论冷却曲线(F)、所有数据和所述带体(1)的 特征，确定位于所述带体同一区位两侧的、具有两个单元冷却区部的成对 体的总冷却功率，-以及在第二阶段，根据所考虑的区位中的带体的理想位置，确定每一 成对体的两个单元区部的吹送压力，所述吹送压力在确保所需的总的冷却 作用的同时，对于所述带体位置的调整来说可以是不同的。
全文摘要
本发明涉及在连续的热处理线上通过吹送气体的冷却箱冷却金属带体的方法，其中每个单元吹送区部配设至少一吹送压力传感器(7)和至少一致动器(2)，可调节这些单元区部中每个单元区部的压力；一调节与控制系统控制致动器(2)，使得与所针对的带体的冷却曲线相应的纵向理论压力分布适于适配在所述带体的两侧，以便考虑带体相对于吹送区部的位置的改变，以避免其与冷却区位设备的壁进行任何接触，而不改变冷却曲线。本方法允许减少形成皱褶的危险，并避免所述带体振动或错位的现象。
文档编号C21D11/00GK101426939SQ200780012523
公开日2009年5月6日 申请日期2007年2月7日 优先权日2006年2月21日
发明者C·帕基内, F·马尔莫尼耶 申请人:法孚斯坦因公司