金属材料冷却装置的制作方法

本发明涉及一种可以调节喷射量的金属材料冷却装置。

背景技术：

需要说明的是，记述在这部分的内容仅提供本发明的背景信息，并不构成现有技术。

参照图1，在卷取机(payoffreel)开卷的钢板(冷轧钢板)1经过焊机和活套并进行热处理之后，在通过鼻口部和镀槽2的沉没辊4和稳定辊7时，诸如熔融锌3等熔融金属会附着在钢板1的表面，而镀槽上的气体擦拭设备6(也叫‘气刀’)喷射高压气体(惰性气体或空气)以调节钢板1的镀覆厚度。

然后，镀覆的钢板1经过除尘设备7和冷却装置8以及输送辊9，并在移动时进行镀覆，而除尘设备抑制通过气体擦拭区域的钢板1的振动以均匀地控制镀覆厚度。

其中，所述冷却装置8通常设置在垂直输送的钢板1的两侧，因此也被称为冷却塔(coolingtower)。

如上所述的镀覆钢板的冷却装置8是用于凝固附着在垂直输送的高温的镀覆钢板表面上的液体镀锌层，并在到达输送辊9之前快速冷却钢板1的温度至300℃以下，以使之后的钢板1输送或后续工序能够顺利进行的重要设备。

参照图2，现有的冷却装置8的喷嘴喷射空气垂直地喷射到钢板1，并在与钢板1碰撞之后，向上/下以及宽度方向分散。

尤其，参照图3a，在钢板1的两侧边缘部，冷却装置8喷射的喷嘴喷射空气与钢板1碰撞之后，会从压力相对较低的腔室的侧面部排出。

流速快的喷嘴喷射空气与钢板强烈冲击之后，在移动到侧面部时，会在镀层表面引起流动。

因此，相比于形成高温气氛温度的钢板1的中央区域，两侧边缘区域相对快速冷却，从而会存在钢板1在宽度方向上的温度偏差增加的问题。

相比于在气刀(airknife)之后立即完成凝固的gi产品(凝固范围：430～450℃)，高耐蚀镀覆钢板由于低凝固点而具有较长的凝固完成区间(凝固范围：380～450)，因此在未凝固区间由于喷嘴喷射空气与钢板碰撞而引起镀层纹路缺陷的可能性很高。

尤其，在镀覆量多的厚镀覆的情况下，钢板的两侧边缘部多会产生微细梳纹，而这是降低表面质量和耐蚀性的主要原因。

在钢板宽度大的中宽带以上的情况下，垂直喷射的空气的碰撞压力宽度较大，而且相比于窄带，钢板中央和两侧边缘的温度偏差相对较大。

另外，参照图3b，与两侧边缘部碰撞的喷射空气向侧面排出，导致边缘部的温度降低，因此会比钢板中央更快发生镀层的凝固，而此时，由于喷射空气的强烈碰撞和侧面的排出流动，因此会在镀层表面产生微细的梳纹。

尤其，在凝固区间长的高耐蚀厚镀覆的情况下，多会发生这种两侧边缘部的梳纹，而这是降低表面质量和镀层耐蚀性的主要原因。

因此，高耐蚀镀覆钢板需要一种喷嘴喷射方式，可以在镀层未凝固区间降低两侧边缘的喷射空气碰撞压力以及确保最大冷却流量，并且可以改变根据生产材料(gi，高耐蚀)的两侧边缘喷射形式。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明的一个方面，提供一种降低与金属材料的碰撞压力以防止金属材料的表面缺陷，从而可以提高表面质量的金属材料冷却装置。

本发明的一个方面，提供一种通过冷却介质的引导和细化来实现金属材料边缘区域的均匀冷却，从而可以提高冷却性能的金属材料冷却装置。

(二)技术方案

根据实现上述目的的一个方面，本发明提供一种金属材料冷却装置，其包括：喷射冷却部，向金属材料的表面喷射冷却介质；以及喷射量调节部，调节从所述喷射冷却部喷射到金属材料的边缘区域的冷却介质的通过比率，以调节冷却介质的喷射量。

优选地，喷射冷却部可以包括：主室，连接有供应冷却介质的流体供应线；以及喷射室，在所述主室的前表面沿着金属材料安装成多层，并且形成有向金属材料喷射冷却介质的喷射线。

优选地，多个喷射室可以在喷射冷却部沿着金属材料的输送方向安装成多层，并且所述喷射量调节部可以对应于多个所述喷射室而设置多个。

优选地，喷射量调节部可以由沿着所述喷射室的前表面旋转且覆盖所述喷射室的两侧边缘区域以减少喷射的冷却介质流量的透气性材料构成。

优选地，喷射量调节部可以包括：上部调节装置，从所述喷射室的上侧向下侧旋转，并覆盖所述喷射室的边缘区域的喷射线，以调节冷却介质的流量；以及下部调节装置，安装成从所述喷射室的下侧向上侧可旋转，并覆盖所述喷射室的边缘区域的喷射线，以调节冷却介质的流量。

优选地，喷射量调节部可以仅由所述上部调节装置和所述下部调节装置中的一个构成。

优选地，上部调节装置和下部调节装置可以包括：盖板主体，向所述喷射室的宽度方向延伸形成；以及一对盖部件，从所述盖板主体的两侧边缘区域，分别向所述喷射室的喷射线方向延伸形成，且能覆盖喷射线的边缘区域。

优选地，在所述盖板主体和所述盖部件中，至少所述盖部件可以由冷却介质通过的网状材料构成，并具有圆弧状的截面，以沿着所述喷射室的前表面可旋转。

优选地，上部调节装置的盖部件和所述下部调节装置的盖部件从所述盖板主体延伸的长度可以不同。

优选地，可以包括：全喷射模式，通过整个所述喷射室的喷射线喷射冷却介质；第一调节喷射模式，通过所述上部调节装置和所述下部调节装置中的任一侧，覆盖所述喷射线的边缘区域，以调节冷却介质的流量；以及第二调节喷射模式，通过所述上部调节装置和所述下部调节装置，重叠地覆盖所述喷射线的边缘区域，以调节冷却介质的流量。

优选地，可以进一步包括：调节驱动部，驱动所述喷射量调节部，以使所述喷射量调节部覆盖或者打开所述喷射冷却部的边缘区域。

优选地，调节驱动部可以包括：上部旋转板，安装在所述喷射量调节部的上部调节装置的两侧面；下部旋转板，安装在所述喷射量调节部的下部调节装置的两侧面，并与所述上部旋转板铰链结合；以及多轴调节臂，通过驱动部件前后移动，以使所述上部旋转板和所述下部旋转板分别旋转。

优选地，多轴调节臂可以包括：调节框架，通过驱动部件前后移动；上部调节臂，一侧与所述调节框架铰链结合，另一侧与所述上部旋转板铰链结合；以及下部调节臂，一侧与所述调节框架铰链结合，另一侧与所述下部旋转板铰链结合。

优选地，驱动部件可以包括：旋转驱动马达，安装在所述喷射冷却部；中央齿轮箱，与所述旋转驱动马达的马达轴连接；一对齿轮杆，从左右方向连接到所述中央齿轮箱；一对端部齿轮箱，分别与一对所述齿轮杆连接；以及一对前后移动框架，分别与一对所述端部齿轮箱连接，以使所述多轴调节臂前移或后移。

优选地，前后移动框架可以包括：螺栓部件，通过所述端部齿轮箱旋转驱动；以及臂连接部件，通过所述螺栓部件前后移动，并在高度方向上连接有多个所述多轴调节臂。

(三)有益效果

根据本发明的一个实施例，降低与金属材料的碰撞压力以防止金属材料的表面缺陷，从而具有可以提高表面质量的效果。

根据本发明的一个实施例，通过冷却介质的引导和细化来实现金属材料边缘区域的均匀冷却，从而可以具有提高冷却性能的效果。

附图说明

图1是示出普通的金属材料镀覆线的图。

图2是示出根据现有技术的通过金属材料冷却装置的冷却介质的喷射状态的图。

图3是示出根据现有技术的通过金属材料冷却装置的冷却介质的喷射状态的图。

图4a至图4b是示出根据本发明的一个实施例的金属材料冷却装置的喷射量调节部的操作前/后的详细图。

图5a和图5b是示出根据本发明的一个实施例的金属材料冷却装置的喷射量调节部的操作前/后的平面图。

图6a至图6c是示出根据本发明的一个实施例的金属材料冷却装置的喷射量调节部的全喷射模式、第一调节喷射模式、第二调节喷射模式的图。

图7a和图7b是示出根据本发明的一个实施例的金属材料冷却装置的喷射量调节部的操作前/后的冷却介质流向的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。然而，本发明的实施方式可以改变为其他各种形式，本发明的范围不限于以下说明的实施方式。另外，提供本发明的实施方式是为了向本领域普通技术人员更完整地说明本发明。在附图中部件的形状和尺寸等可以被放大以便更清楚地说明。

以下，参照图4至图7b对根据本发明的一个实施例的金属材料冷却装置进行具体说明。

根据本发明的一个实施例的金属材料冷却装置包括喷射冷却部100和喷射量调节部200，并且可以进一步包括调节驱动部300。

参照图4a和图4b，金属材料s冷却装置可以包括：喷射冷却部100，向金属材料s的表面喷射冷却介质；以及喷射量调节部200，调节从所述喷射冷却部100喷射到金属材料s的边缘区域的冷却介质的通过比率，以调节冷却介质的喷射量。

参照图5a和图5b，本发明可以隔着金属材料s面对地设置一对金属材料冷却装置。

为了向输送的金属材料s的两面喷射冷却介质，可以隔着金属材料s面对地设置一对喷射冷却部100。

作为本发明的金属材料冷却装置冷却的冷却对象的金属材料s，可以使用各种金属。

例如，作为本发明的金属材料冷却装置冷却的冷却对象的金属材料s，可以由钢或不锈钢等钢材构成。

作为本发明的冷却对象的金属材料s可以由作为薄板材料的带钢构成。

此时，金属材料s可以是通过了镀槽而在表面镀覆熔融锌等熔融金属的垂直输送的带钢。

另外，作为本发明的冷却对象的金属材料s可以是经由粗轧机和精轧机中的至少一个而输送的带钢。

喷射量调节部200阻断从所述喷射冷却部100喷射到金属材料s边缘区域的冷却介质的一部分路径，从而可以调节喷射到金属材料s边缘区域的冷却介质的流量。

喷射量调节部衰减喷射到金属材料s边缘区域的冷却介质的流速，并广泛地扩散冷却介质以喷射，从而可以细化冷却介质的流动。

本发明的喷射量调节部200减少喷射到金属材料s边缘区域的冷却介质的流量，降低了与金属材料s的碰撞压力，从而具有可以防止金属材料s边缘区域上产生表面缺陷的效果。

本发明的喷射量调节部200通过冷却介质的引导和细化来实现金属材料s边缘区域的均匀冷却，从而可以具有提高冷却性能的效果。

本发明的喷射量调节部200调节向金属材料s边缘区域的喷射量，从而可以防止两侧边缘区域相比于中央区域快速冷却导致金属材料s的宽度方向温度偏差增加。

因此，具有相对于金属材料s的整个宽度连同中央区域对金属材料s的边缘区域起进行均匀的快速冷却的效果。

参照图4a和图4b，喷射冷却部100可以包括：主室110，连接有供应冷却介质的流体供应线；以及喷射室130，在所述主室110的前表面沿着金属材料s安装成多层，并且形成有向金属材料s喷射冷却介质的喷射线150。

在主室110连接有供应冷却介质的流体供应线(未示出)，并且多个所述喷射室130可以在主室110沿着金属材料s的移动方向安装成多层。

喷射室130的前表面形成为圆弧形状，以使喷射量调节部可以沿着喷射室130的前表面旋转并移动。

可将喷射线150构成为沿着金属材料s的宽度方向延伸形成的狭缝形式。

例如，喷射线150可以构成为高度低宽度长的矩形形状的孔，且沿着喷射线150喷射的冷却介质可以以在宽度方向上几乎均匀的量喷射。

此时，从喷射冷却部100喷射的冷却介质可以使用包括水、空气等气体和液体的所有流体。

参照图4a和图4b，喷射量调节部200由多孔性材料构成，以减少喷射到金属材料s边缘区域的冷却介质的通过比率，从而可以减少喷射到金属材料s边缘区域的冷却介质的流量。

如上所述，以下对需要减少喷射到金属材料s两侧边缘区域的冷却介质流量的理由进行简单的说明。

例如，在应用本发明的金属材料冷却装置的金属材料s是钢板中的高耐蚀薄镀覆产品的情况下，即使是在与现有gi相同的整个宽度均匀喷射的条件下，在表面产生边缘缺陷纹路(吹痕，blowingmark)的可能性非常低。

相反，在厚镀覆产品的情况下，由于在较长的未凝固区间中冷却介质与钢板碰撞，而在碰撞之后的钢板表面上，由于与喷射介质的接触流动而在钢板两侧边缘区域产生边缘缺陷纹路。

因此，本发明的金属材料冷却装置通过喷射量调节部200来减少喷射到金属材料s两侧边缘区域的冷却介质的流量，从而提前防止了在钢板的边缘区域产生的边缘缺陷纹路。

相比于金属材料s中央区域的喷射量，喷射量调节部200可以减少金属材料s边缘区域的喷射量。

当然，喷射量调节部200可以不阻断喷射到金属材料s边缘区域的冷却介质的路径。

喷射量调节部200不阻断所有向金属材料s喷射的冷却介质的路径，而是由网状物等透气性材料构成，并起到了减少喷射到边缘区域的冷却介质流量的作用。

即，可以通过喷射量调节部200来改变冷却介质在宽度方向上的喷射条件。

参照图4a和图4b，多个喷射室130在喷射冷却部100沿着金属材料s输送方向安装成多层，并且所述喷射量调节部200可以对应于多个所述喷射室130而安装有多个。

喷射室130设置在所述主室100的前表面，可以沿着金属材料s的输送方向安装成多层。

喷射量调节部200对应于喷射室130安装，而安装在每个喷射室130前表面的喷射量调节部200可以由调节驱动部300驱动。

此时，安装成多层的多个喷射量调节部200由调节驱动部300一体驱动，从而可以一体地调节从喷射室130喷射到金属材料s边缘区域的冷却介质的喷射量。

参照图4a和图4b，喷射量调节部200可以由沿着所述喷射室130的前表面旋转且覆盖所述喷射室130的两侧边缘区域以减少喷射的冷却介质流量的透气性材料构成。

参照图7a和图7b，至少喷射室130的边缘区域被由网状物等透气性材料构成的喷射量调节部200覆盖，从而可以减少喷射到边缘区域的冷却介质的流量。

参照图6a至图6c，喷射量调节部200可以包括：上部调节装置200-1，从所述喷射室130的上侧向下侧旋转，并覆盖所述喷射室130边缘区域的喷射线150，以调节冷却介质的流量；以及下部调节装置200-2，设置成从所述喷射室130的下侧向上侧可旋转，并覆盖所述喷射室130边缘区域的喷射线150，以调节冷却介质的流量。

虽未示出，但喷射量调节部200可以仅由所述上部调节装置200-1和所述下部调节装置200-2中的一个构成。

参照图4a和图4b，喷射量调节部200可以包括：盖板主体210，向所述喷射室130的宽度方向延伸形成；以及一对盖部件230，从所述盖板主体210的两侧边缘区域，分别向所述喷射室130的喷射线150方向延伸形成，且能覆盖喷射线150的边缘区域。

喷射量调节部200可以由一个盖板主体210和一对盖部件230构成。

盖部件230可以由网状物等透气性材料构成，且能调节喷射到金属材料s边缘区域的冷却介质的通过比率，并通过盖部件230的冷却介质被引导和细化，以实现金属材料s边缘区域的均匀冷却，从而可以具有提高冷却性能的效果。

在盖板主体210和所述盖部件230中，至少所述盖部件230由冷却介质通过的网状材料构成，并且可以具有圆弧状的截面以能够沿着所述喷射室130的前表面旋转。

参照图6a至图6c，上部调节装置200-1的盖部件230和所述下部调节装置200-2的盖部件230从所述盖板主体210延伸的长度可以不同。

上部调节装置200-1的盖部件230从盖板主体210延伸的第一延伸长度与下部调节装置200-2的盖部件230从盖板主体210延伸的第二延伸长度相比可以更长。

因此，如图6c所示，即使上部调节装置200-1和下部调节装置200-2由调节驱动部300一体旋转，但根据旋转的程度，上部调节装置200-1的盖部件230覆盖喷射室130的喷射线150，而下部调节装置200-2的盖部件230可以不覆盖喷射室130的喷射线150。

当然，如图6b所示，上部调节装置200-1的盖部件230和下部调节装置200-2的盖部件230可以重叠地覆盖喷射室130的喷射线150。

另外，如图6a所示，上部调节装置200-1的盖部件230和下部调节装置200-2的盖部件230可以均不覆盖喷射室130的喷射线150。

本发明的金属材料冷却装置可以包括：全喷射模式m0，通过整个喷射室130的喷射线150喷射冷却介质；第一调节喷射模式m1，通过所述上部调节装置200-1和所述下部调节装置200-2中的任一侧，覆盖所述喷射线150的边缘区域，以调节冷却介质的流量；以及第二调节喷射模式m2，通过所述上部调节装置200-1和所述下部调节装置200-2，重叠地覆盖所述喷射线150的边缘区域，以调节冷却介质的流量。

参照图4a和图4b，金属材料冷却装置可以进一步包括：调节驱动部300，驱动所述喷射量调节部200，使其覆盖或者打开所述喷射冷却部100的边缘区域。

调节驱动部300驱动喷射量调节部200，从而可以调节喷射到所述喷射冷却部100边缘区域的冷却介质的喷射量。

参照图6a至图6c，调节驱动部300可以包括：上部旋转板310，安装在所述上部调节装置200-1的两侧面；下部旋转板330，安装在所述下部调节装置200-2的两侧面，并与所述上部旋转板310铰链结合；以及多轴调节臂350，通过驱动部件370前后移动，以使所述上部旋转板310和所述下部旋转板330分别旋转。

上部旋转板310和下部旋转板330可以铰链结合在喷射室130的侧面。

当上部旋转板310旋转时，结合在上部旋转板310的上部调节装置200-1沿着喷射室130的前表面旋转，当下部旋转板330旋转时，结合在下部旋转板330的下部调节装置200-2可以沿着喷射室130的前表面旋转。

一对上部旋转板310分别设置在喷射室130的两侧面，并且可以可旋转地支撑上部调节装置200-1的两侧面。

一对下部旋转板330分别设置在喷射室130的两侧面，并且可以可旋转地支撑下部调节装置200-2的两侧面。

上部旋转板310和下部旋转板330通过轴铰链结合在喷射室130的侧面，并且可以以轴为中心进行圆弧状的旋转运动。

参照图6a至图6c，多轴调节臂350可以分别铰链结合在上部旋转板310和下部支撑板。

当多轴调节臂350通过驱动部件370前移或后移时，可以将分别与多轴调节臂350铰链结合的上部旋转板310和下部旋转板330一体旋转。

当多轴调节臂350通过驱动部件370前移时，上部旋转板310向上侧进行圆弧状的运动，使得上部调节装置200-1沿着喷射室130的前表面向上侧进行圆弧状的运动，而下部旋转板330向下侧进行圆弧状的运动，使得下部调节装置200-2沿着喷射室130的前表面向下侧进行圆弧状的运动。

参照图6a至图6c，对多轴调节臂350在前移时和后移时的上部调节装置200-1和下部调节装置200-2的操作状态进行如下说明。

当多轴调节臂350通过驱动部件370前移时，上部调节装置200-1向上侧进行圆弧状的运动，下部调节装置200-2向下侧进行圆弧状的运动，从而可以向金属材料s的边缘区域和中央区域喷射同等流量的冷却介质。

由于喷射室130的喷射线150的边缘区域没有被覆盖而是打开的，因此喷射到中央区域和边缘区域的冷却介质的流量可以是同等的喷射。

当多轴调节臂350通过驱动部件370后移时，上部旋转板310向下侧进行圆弧状的运动，使得上部调节装置200-1沿着喷射室130的前表面向下侧进行圆弧状的运动，而下部旋转板330向上侧进行圆弧状的运动，使得下部调节装置200-2沿着喷射室130的前表面向上侧进行圆弧状的运动。

即，当多轴调节臂350通过驱动部件370前移时，上部调节装置200-1向下侧进行圆弧状的运动，下部调节装置200-2向上侧进行圆弧状的运动，从而可以减少喷射到金属材料s边缘区域的冷却介质的流量。

由于喷射室130的喷射线150的边缘区域被覆盖，因此喷射到金属材料s边缘区域的冷却介质的流量可以小于喷射到中央区域的流量。

参照图6a至图6c，多轴调节臂350可以包括：调节框架351，通过驱动部件370前后移动；上部调节臂353，一侧与所述调节框架351铰链结合，另一侧与所述上部旋转板310铰链结合；以及下部调节臂355，一侧与所述调节框架351铰链结合，另一侧与所述下部旋转板330铰链结合。

参照图5a和图5b，驱动部件370可以包括：旋转驱动马达371，安装在所述喷射冷却部100上；中央齿轮箱372，与所述旋转驱动马达371的马达轴连接；一对齿轮杆373，从左右方向连接到所述中央齿轮箱372；一对端部齿轮箱374，分别与一对所述齿轮杆373连接；以及一对前后移动框架375，分别与一对所述端部齿轮箱374连接，以使所述多轴调节臂350前移或后移。

齿轮杆373的一侧端部连接在侧面齿轮箱，另一侧端部可以与所述中央齿轮箱372连接。

中央齿轮箱372和端部齿轮箱374可以通过安装在内部的锥齿轮等来传递从旋转驱动马达371传递的旋转力。

参照图5a和图5b，对驱动部件370的驱动操作进行如下说明。

在旋转驱动马达371的马达轴和一对齿轮杆373的一侧端部，分别形成锥齿轮，并在中央齿轮箱372的内部啮合，以使旋转力可以从旋转驱动马达371的马达轴传递到齿轮杆373。

在一对齿轮杆373的另一侧端部和与齿轮杆373连接的前后移动框架375的螺栓部件377的一侧端部(上端)，分别形成锥齿轮，并在端部齿轮箱374的内部啮合，以使齿轮杆373的旋转力可以传递到前后移动框架375的螺栓部件377。

随着螺栓部件377旋转，前后移动框架375的臂连接部件378可以前移或后移，并且，在臂连接部件378沿高度方向隔开设置的多个所述多轴调节臂350一体地操作，从而可以同时调节上部旋转板310以及分别与下部旋转板330结合的多个喷射量调节部200。

前后移动框架375可以包括：螺栓部件377，通过所述端部齿轮箱374旋转驱动；以及臂连接部件378，通过所述螺栓部件377前后移动，并在高度方向上连接多个所述多轴调节臂350。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但本发明的权利范围不限于此，在不脱离权利要求书中记载的本发明的技术思想的范围内可以进行各种修改和变形，这对于本领域普通技术人员是显而易见的。

附图标记说明

100：喷射冷却部110：主室

130：喷射室150：喷射线

200：喷射量调节部200-1：上部调节装置

200-2：下部调节装置210：盖板主体

230：盖部件300：调节驱动部

310：上部旋转板330：下部旋转板

350：多轴调节臂351：调节框架

353：上部调节臂355：下部调节臂

370：驱动部件371：旋转驱动马达

372：中央齿轮箱373：齿轮杆

374：端部齿轮箱375：前后移动框架

377：螺栓部件378：臂连接部件

m0：全喷射模式m1：第一调节喷射模式

m2：第二调节喷射模式s：金属材料