[发明专利]对金属条带进行冷却的方法及实施所述方法的装置

说明书

技术领域

本发明涉及对移动通过连续热处理生产线的冷却部分的金属条带进行冷却，所述热处理生产线诸如退火生产线或涂敷金属或有机涂层的生产线。

背景技术

在上述类型的连续热处理生产线中，金属条带在冷却部分内通过鼓风进行冷却，鼓风气体通常是氮气和氢气的混合物，它们通过配有相关的孔或鼓风管的一个或多个冷却箱。

冷却部分设计师始终要考虑的问题是，对移动通过所述部分的金属条带的冷却要尽可能均匀，而同时要避免引起移动金属条带的不稳定性和/或振动。

文件EP-A-1655383揭示了如此一个装置，其中，条带移动在两个配有鼓风管的冷却箱之间，鼓风管倾斜成某一角度，其相对于移动条带朝向上游和/或下游，并还朝向条带边缘。当条带通过冷却部分时，条带因此通过鼓入的温度低于条带温度的混合气体在两面上得到冷却。鼓风所需要的压力由一个或两个相关的风扇提供。与条带热交换后被加热的混合气体在热交换器内冷却，通常是水热交换器，于是，随后通过风扇传输到冷却系统，因此，再循环到冷却箱。

业已知道，热交换取决于条带和混合气体出口孔之间的鼓风距离，还取决于鼓风的几何结构和鼓风速度。还公知当鼓风距离较小和/或鼓风速度较高时，热交换就更有效。然而，提高鼓风速度和减小条带和鼓风系统之间距离在实际操作上有限制，因为超过某一阈值，条带就会出现振动和/或振荡，这可导致条带与鼓风系统接触，由此，造成理想表面质量所不允许的标记，甚至可能较严重地损坏条带。

在混合气体鼓风技术的一种变体中，还使用水作为冷却流体，就如文件 EP-A-0343103中所揭示的，其中，条带借助于提供水/空气薄雾快速地冷却，或在如文件EP-A-2796965所揭示的变体中，其中，采用了水/氮气喷嘴。这同样的技术介绍还可见文件US-A-6054095、US-A-5902543、US-A-4934445，以及JP-A-02170925。

就冷却流体的热传递需要低的出口速度来说，使用水作为冷却流体是有利的，因为热传递是基于将水蒸发到空气或氮气中实现的热交换，然而，该技术具有两个缺点。第一个缺点是，热传递受到不可冷凝空气或氮气中水的饱和温度的限制，第二个缺点是，当用水和空气或水和氮气的薄雾进行冷却时，高温下的钢不可避免地要遭受氧化，这意味着，其后必须实施特殊的处理来除去氧化膜，如此的处理可以是很费钱，有时甚至不可能在诸如电镀生产线之类的某些生产线上实施。

文件US-A-4399658、US-A-3728869和DE-A-4429203也介绍了背景技术。

因此，需要有一种冷却方法，该方法提供更佳的特性、能够大大地提高移动金属条带冷却的速度，但不致使条带振动和/或振荡，也不造成所述条带氧化。

发明内容

本发明的目的是设计一种冷却方法和装置，其能使移动金属条带在高的冷却速度下得到冷却，而不产生振动和/或振荡，同时，在冷却之后不需去除氧化物或特殊的表面处理，如果条带表面在或多或少程度上经受过氧化，则这样的表面处理是必要的。

根据本发明，通过一种对移动通过连续热处理生产线内的冷却部分的金属条带进行冷却的方法来解决上述技术问题，包括将制冷介质投射到冷却部分内的待冷却的条带表面上，该制冷介质能够冷却条带而不氧化所述条带，所述方法的显著特点在于，所述制冷介质大部分由相变物质构成，该相变物质在低于待冷却的条带的温度并接近于外部环境介质温度的温度下变为气态，这样，通过所述相变物质的相变，在吸热过程中交换能量，于是，所述制冷介质可在接近于大气压的压力下再冷凝。

使用相变的吸热过程，大量的能量以几乎不依赖于鼓风速度的方式进行传 递，由此，可以避免上述致使正在冷却的金属条带发生振动和/或振荡的风险。自然地，传递的能量取决于所用制冷介质类型，尤其取决于鼓风量，因此取决于条带表面附近发生的相变所造成的蒸发量或升华量。此外，避免了上述现有技术使用水作为冷却流体带来的各种弊病。

在本发明方法的特别实施例中，制冷介质呈固体形式，尤其是呈薄片形式，具有高于外部环境介质温度的三态点，所述制冷介质在待冷却条带的表面处升华从而发生吸热过程。

在本发明方法的另一实施例中，制冷介质是流体，尤其是呈细液滴形式，具有高于外部环境介质温度的正常沸点温度，所述制冷介质在待冷却条带的表面处蒸发从而发生吸热过程。

实践中，制冷流体的使用显现为是优选的，这不仅在于特性方面，而且更便于实施和控制相关的装置。