Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Richten einer Strömung zur Kühlung einer Walze oder eines Metallbandes bzw. einen Strömungsrichter. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Kühlung einer Walze oder eines Metallbandes.

Stand der Technik

Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Kühlvorrichtungen zum Kühlen von Walzen, Metallbändern oder -blechen bekannt, wobei zur Kühlung zum Beispiel Luft, Ölemulsionen oder Wasser verwendet werden.

In einigen Fällen wird Kühlmedium über Kühlmediumauslässe einfach in großen Mengen auf die zu kühlende Walze oder das zu kühlende Band aufgebracht. Nachteilig daran ist unter anderem ein große verwendete Menge an Kühlmedium, welche entweder für weitere Prozesse verloren geht oder aufwendig zurückgeführt und möglicherweise aufbereitet werden muss. Ein weiterer Nachteil besteht in der schlechten Wärmeübertragungsrate pro Volumeneinheit an aufgebrachtem Kühlmedium. Auch eine kontrollierte und unterschiedlich starke Kühlung in Breitenrichtung der Walze oder des Bandes ist mit vielen bekannten Vorrichtungen nicht möglich.

Weiter entwickelte Vorrichtungen umfassen Spritzbalken, welche sich über die Breite des Bandes oder der Walze erstrecken. Solche Spritzbalken umfassen häufig einen mit Kühlwasser befüllbaren Hohlkörper, welcher entlang der Breitenrichtung Austrittsöffnungen umfasst, aus denen Kühlwasser auf das Band gelangen kann.

Die JP 1 1057837 A offenbart zum Beispiel eine Kühlvorrichtung, bei der über einen sich in Breitenrichtung eines Metallbandes erstreckender Schlitz Wasser aus einem Behälter auf das Metallband geleitet werden kann. Nachteilig an derartigen Konstruktionen ist allerdings, dass das Wasser nach wie vor ungerichtet auf das Metallband strömt. Die Relativgeschwindigkeit zwischen dem zu kühlenden Wasser und dem Metallband ist gering und das verwendete Wasser wird nicht hinreichend zur Kühlung genutzt. Zudem sind die aus einer solchen Kühlvorrichtung austretenden Ströme stark turbulent, ungerichtet und/oder weisen bei Ihrem Austritt eine erhebliche Grenzschichtdicke auf. Turbulente Kühlmittelströmungen bzw. Kühlmitteströmungen mit großer Grenzschichtdicke resultieren im Allgemeinen in einem relativ schlechten Wärmeübergangskoeffizienten und mindern somit die Effizienz der Kühlung. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die erzeugten Strömungen nicht hinreichend definiert bzw. bekannt oder berechenbar sind, wodurch die Steuerung bzw. Regelung der Kühlung erschwert ist. Zusammengefasst besteht die technische Aufgabe darin, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche zu einer effizienteren Kühlung einer Walze oder eines Metallbands beiträgt.

Insbesondere sollte eine Vorrichtung zum Richten einer Strömung bereitgestellt werden, welche eine wenig turbulente, eine geringe Grenzschicht aufweisende oder eine gerichtete Strömung erzeugen kann.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine verbesserte Vorrichtung zum Kühlen einer Walze oder eines Metallbandes bereitzustellen.

Bevorzugt sollte mindestens einer der oben genannten Nachteile vermieden werden.

Offenbarung der Erfindung

Die gestellte technische Aufgabe wird durch die Vorrichtung zum Richten eines Kühlmediumstroms zum Kühlen einer Walze oder eines Metallbandes gemäß Anspruch 1 gelöst. Diese Vorrichtung umfasst bevorzugt einen sich über zumindest einen Teil der Breite der Walze oder des Metallbandes erstreckenden Hohlkörper sowie ein in dem Hohlkörper angeordnetes und sich in Breitenrichtung (senkrecht zur Gieß- oder Walzrichtung) der Walze oder des Metallbands erstreckendes Rohr, wobei der Hohlkörper in Breitenrichtung der Walze oder des Metallbandes in mehrere Kammern (Segmente) unterteilt ist und das Rohr Öffnungen zum Einleiten von Kühlmedium in die Kammern des Hohlkörpers umfasst und die Kammern jeweils eine Öffnung zum Ausströmen von Kühlmedium aus dem Hohlkörper umfassen. Ferner umfassen die Kammern erfindungsgemäß jeweils einen zwischen der Innenwand des Hohlkörpers und dem Rohr gebildeten Kanal zum Leiten von Kühlmedium von den Öffnungen des Rohrs zu der Öffnung zum Ausströmen von Kühlmedium aus dem Hohlkörper, wobei sich der Strömungsquerschnitt des Kanals zumindest an seinem stromabwärts liegenden Ende verjüngt bzw. sich zu seinem stromabwärtsliegenden Ende hin erweitert.

Durch diese Anordnung und das Vorsehen einer sich verjüngenden Form des Kanals wird das Fluid beschleunigt und gerichtet. Somit können Turbulenzen abgebaut und die Grenzschicht verringert werden. Der Begriff der Grenzschicht ist dabei dem Fachmann auf dem Gebiet der Strömungslehre geläufig. Meistens wird die Dicke der Grenzschicht einer Fluidstromung als die Dicke angesehen, in der das strömende Fluid weniger als 99% seiner freien Außengeschwindigkeit aufweist. Ferner kann durch die Unterteilung des Hohlkörpers in mehrere Kammern (in Breitenrichtung) ebenfalls eine Richtwirkung erzielt werden.

Die Öffnungen des Rohres liegen vorzugsweise bei allen Ausführungsbeispielen auf der der Öffnung des Hohlkörpers abgewandten Seite, so dass das Kühlmedium das Rohr in einer Strömungsrichtung verlässt, welche der Strömungsrichtung bei Austritt aus dem Hohlkörper im Wesentlichen entgegengesetzt gerichtet ist. Nach seinem Austritt aus dem Rohr wird das Kühlmedium deshalb durch entsprechende Führung entlang der Außenseite des Rohres umgelenkt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Rohr im Inneren des Hohlkörpers angeordnet und zumindest größtenteils (mehr als die Hälfte seines Umfangs) von Kühlmedium umströmbar. Generell kann das Rohr im Wesentlichen zentriert in Bezug auf den Hohlkörper bzw. dessen Innenwand angeordnet sein.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform verjüngt sich der gebildete Kanal stromabwärts zumindest ab der Hälfte seiner Länge kontinuierlich bis zur Öffnung zum Ausströmen aus dem Hohlkörper. Durch eine kontinuierliche Verjüngung des Kanals in Strömungsrichtung, kann durch die Vorrichtung eine Strömung mit noch weniger Turbulenzen erzeugt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Kammern jeweils voneinander durch eine Trennwand getrennt. Die Trennwand separiert den Hohlraum des Hohlkörpers in Breitenrichtung, wobei jedoch der Durchfluss von Kühlmedium durch das Rohr weiterhin ermöglicht ist. Vorzugsweise erstrecken sich die Trennwände in einer Richtung die im Wesentlichen senkrecht zur Breitenrichtung der Walze oder des Metallbandes liegt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfassen zumindest einige der Kammern des Hohlkörpers eine sich im Wesentlichen gegenüberliegend der Öffnung zum Ausströmen von Kühlmedium aus dem Hohlkörper erstreckende Strömungstrennwand sowie mindestens zwei in dem Rohr angeordnete Öffnungen zum Leiten von Kühlmittel in die jeweilige Kammer. Dabei sind die Öffnungen zum Leiten von Kühlmittel in die jeweilige Kammer jeweils auf einer der Seiten der Strömungstrennwand zum Teilen von aus den Öffnungen des Rohrs austretendem Kühlmedium in zwei Teilströme angeordnet, sodass, wenn Kühlmedium aus den Öffnungen des Rohrs ausstritt, die beiden Teilströme jeweils (zwischen Rohr und Innenwand des Hohlkörpers bzw. der jeweiligen Kammer begrenzt) getrennt voneinander auf gegenüberliegenden Seiten des Rohrs in Richtung der Öffnung zum Ausströmen von Kühlmedium aus dem Hohlkörper geleitet werden und sich dort zu dem Kühlmediumstrom bzw. einem gemeinsamen Kühlmediumstrom vereinigen.

Mit anderen Worten wird bevorzugt jeweils ein Teilstrom innerhalb einer Kammer von einer der beiden Öffnungen des Rohrs in einem dem Auslass des Hohlkörpers gegenüberliegenden Bereich zwischen der Innenwandung des Hohlkörpers und der Außenwandung des Rohrs in einen sich verjüngenden Kanal zum Auslass des Hohlkörpers geleitet. Vorzugsweise verjüngt sich der Kanal zumindest abschnittweise. Die beiden Teilströme sind bevorzugt in einem dem Auslass des Hohlkörpers gegenüberliegenden Bereich des Hohlkörpers durch eine Strömungstrennwand voneinander getrennt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Hohlkörper und wahlweise auch das Rohr senkrecht zur Breitenrichtung der Walze oder des Metallbandes einen dreieckigen Querschnitt auf, wobei sich der Auslass des Hohlkörpers im Wesentlichen an einer Spitze seines dreieckigen Querschnitts befindet. Eine derartige Form des Hohlkörpers oder des Rohrs kann insbesondere leicht gefertigt werden und ist zudem äußert effektiv zur Erzeugung einer gerichteten und beschleunigten Strömung.

Der Abstand einer sich in Richtung des Auslasses des Hohlkörpers erstreckenden Innenwandung und einer dieser Innenwandung gegenüberliegenden Außenwandung des Rohrs verkleinert sich vorzugsweise in Strömungsrichtung des Kühlmediums bzw. stromabwärts. Ferner vereinfacht eine derartige Form die Berechenbarkeit bzw. Vorhersagbarkeit einer Kühlströmung durch die Vorrichtung. Im Allgemeinen können Strömungen durch die Kühlvorrichtung mithilfe numerischer Simulationen berechnet werden bzw. angenähert werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Hohlkörper und wahlweise auch das Rohr senkrecht zur Breitenrichtung der Walze oder des Metallbandes einen tropfenförmigen Querschnitt auf. Dabei weist der Hohlkörper an der Spitze des tropfenförmigen Querschnitts den Auslass des Hohlkörpers auf. Eine derartige tropfenartige Form dient dazu noch weniger turbulente Strömungen zu erzeugen. Insbesondere entfallen bei einer derartigen Form sämtliche Ecken und Kanten.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Innenwandung des Hohlraums kantenfrei. Vorzugsweise ist die Innenwandung des Hohlraums frei von hervorstehenden Kanten bzw. frei von hervorstehenden Knicken.

Ferner umfasst die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Kühlung einer Walze oder eines Metallbandes mit einer an eine Walze oder ein Metallband anstellbaren Kühlschale sowie mindestens einer Düse zur Einleitung eines Kühlmediumstroms in einen Spalt zwischen der Kühlschale und der Walze oder dem Metallband, wobei die Düse einen Einlassbereich und einen Auslassbereich für den Kühlmediumstrom aufweist und die Vorrichtung zur Kühlung einer Walze oder eines Metallbandes zudem eine Vorrichtung zum Richten eines Kühlmediumstroms gemäß einer der obigen Ausführungsformen umfasst, wobei die Öffnungen zum Auslassen von Kühlmedium aus dem Hohlkörper in den Einlass der Düse münden. Gerade mittels einer solchen Anordnung kann eine gerichtete Strömung besonders vorteilhaft und effizient zur Kühlung eingesetzt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung zur Kühlung einer Walze oder eines Metallbandes mündet der Auslassbereich der Düse in den Spalt zwischen Kühlschale und Walze oder Metallband.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung zur Kühlung einer Walze oder eines Metallbandes ist der Auslassbereich der Düse mit der Kühlschale verbunden und zumindest teilweise von dieser umschlossen, sodass Kühlmedium aus der Düse in die Kühlschale strömen kann.

Bevorzugt ist die Düse angeordnet, um eine Kühlmediumströmung im Wesentlichen tangential zur Metallband- oder Walzenoberfläche in den Spalt einzuleiten.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung zur Kühlung einer Walze oder eines Metallbandes münden die Auslässe des Hohlkörpers in den Einlassbereich der Düse und sind wahlweise mit der Düse verbunden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung zur Kühlung einer Walze oder eines Metallbandes erstreckt sich die Kühlschale über mindestens einen Teil der Breite und/oder des Umfangs der Walze. Falls ein Metallband gekühlt werden soll, erstreckt sich die Kühlschale bevorzugt über zumindest einen Teil der Breite und/oder der Länge des Metallbandes. Im Allgemeinen kann der Auslass der Düse derart angeordnet sein, dass die Metallbandoberfläche oder die Walzenoberfläche entgegen der Bewegungsrichtung der Walze oder des Bands durch die Düse anströmbar ist.

Sämtliche Merkmale der oben beschriebenen Ausführungsformen miteinander kombiniert oder gegeneinander ausgetauscht werden.

Kurze Beschreibung der Figuren

Im Folgenden werden kurz die Figuren der Ausführungsbeispiele beschrieben. Weitere Details sind der detaillierten Beschreibung der Ausführungsbeispiele zu entnehmen. Es zeigen:

Figur 1 einen Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Kühlen einer

Walze;

Figur 2 einen senkrecht zur Breitenrichtung liegenden schematischen

Querschnitt eines Strömungsrichters gemäß einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;

Figur 3 einen in Breitenrichtung liegenden schematischen Querschnitt des

Strömungsrichters gemäß Figur 2; Figur 4 einen senkrecht zur Breitenrichtung liegenden schematischen Querschnitt eines Strömungs chters gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel; Figur 5 eine Vorrichtung zum Kühlen eines Metallbandes gemäß einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;

einen senkrecht zur Breitenrichtung liegenden schematischen Querschnitt eines Strömungsrichters gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel; und einen senkrecht zur Breitenrichtung liegenden schematischen Querschnitt eines Strömungsrichters gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Figur 1 offenbart einen Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Kühlen einer Walze 2. Die Walze kann wie dargestellt eine Arbeitswalze 2 zum Walzen eines Metallbands 200 sein. Eine solche Walze 2 kann zudem von einer Stützwalze 300 gestützt sein und zwecks Kühlung der Walzenoberfläche durch Kühlmedium (wie z. B. Gas, Luft, Wasser, Öl oder Gemische aus diesen Stoffen) gekühlt sein. Dazu ist bevorzugt eine Kühlschale 40 an einen Teil des Umfangs U der Walze 2 anstellbar. Mittels einer Düse 41 kann ein Kühlmediumstrom in den Spalt 43 zwischen der Walzenoberfläche und der Kühlschale 40, wie durch die dargestellten Strömungslinien gekennzeichnet, eingeleitet werden. Dabei erstreckt sich die Kühlschale 40 zumindest über einen Teil der Walzenbreite in die Breitenrichtung B. Die Breitenrichtung B steht dabei senkrecht zur Walz- bzw. Gieß- oder Bandlaufrichtung W. Der Abstand der Kühlschale 40 von der Walzenoberfläche (die Spalthöhe) kann variabel bzw. verstellbar sein. Dazu kann eine geeignete Versteilvorrichtung (nicht dargestellt) dienen, welche zum Beispiel hydraulisch, pneumatisch mechanisch oder elektromechanisch den Spaltabstand verstellen kann. Durch das Leiten eines Kühlmediumstroms durch den Spalt 43 wird die Walzenoberfläche gekühlt. Dabei spielt u. a. neben dem Volumenstrom oder dem Druck des zugeführten Kühlmediums die Art bzw. Form der Strömung eine Rolle.

Insbesondere ist es wünschenswert, dass die Strömung möglichst laminar bzw. wenig turbulent ist. Aus der Verringerung von Turbulenzen und/oder der Verringerung der Grenzschichtdicke resultiert, dass die Wärmeübertragung zwischen Walze und Kühlmediumstrom in dem Spalt 43 verbessert wird. Ferner ist es wünschenswert eine möglichst hohe Relativgeschwindigkeit der Strömung und der zu kühlenden Oberfläche zu erreichen. Die Strömungsgeschwindigkeit hat einen maßgeblichen Einfluss auf den Wärmeübergangskoeffizienten und somit auf die Kühlwirkung. Dazu wird die Strömung bevorzugt entgegen der Drehrichtung D der Walze 2 in den Spalt 43 eingeleitet.

Wie ebenfalls in der Figur 1 dargestellt, kann die Düse 42 eine sich stromabwärts verjüngende Form zum Leiten des Kühlmediums umfassen, welche einen Einlaufbereich 45 und einen Auslaufbereich 46 umfasst. Bevorzugt führt die Düse 41 das Kühlmedium in einer gebogenen Linie bzw. Form tangential zur Walzenoberfläche in den Spalt 43 hinein. Die Düse 41 kann dabei ein Teil der Kühlschale 43 bilden bzw. mit dieser verbunden sein. Ferner kann die Düse 43 sich über zumindest einen Teil der Breite der Walze 2 und/oder der Kühlschale 40 erstrecken. Die Düse 40 kann schlitzartig ausgebildet sein oder auch durch mehrere separate, in Breitenrichtung B angeordnete Düsen gebildet sein.

Um zu vermeiden, dass Kühlmedium auf das gewalzte Metallband 200 gelangt, kann zudem ein Abstreifer 400, welcher im Wesentlichen eine plattenartige Form aufweist, an dem stromabwärts liegenden Ende der Kühlschale 40 angeordnet sein. Solch ein Abstreifer kann zum Beispiel aus Holz, Hartgewebe oder Metall gebildet sein.

Um Kühlmedium in den Spalt 43 zu leiten, muss der Düseneinlass 45 mit Kühlmedium versorgt werden. Dies kann zum Beispiel mit einer erfindungsgemäßen Variante einer Anströmvorrichtung bzw. einem Strömungsrichter 1 erfolgen, wie er in der Figur 2 dargestellt ist.

Die in der Figur 2 dargestellte Vorrichtung 1 zum Richten eines Kühlmediumstroms kann bevorzugt eine oder mehrere Öffnungen 8 aufweisen, aus denen Kühlmedium dem Einlassbereich 45 der Düse 41 zuführbar ist. Es ist zum Beispiel möglich, dass die Öffnung 9 denselben Querschnitt A' wie der Düseneinlass 45 (Querschnitt A) aufweist, um Verwirbelungen zu reduzieren. Die Vorrichtung 1 umfasst bevorzugt einen Hohlkörper 3, welcher sich in die Breitenrichtung B erstrecken kann. In dem Körper 3 ist bevorzugt ein (Verteiler- )Rohr 5 angeordnet, das sich ebenfalls in die Breitenrichtung B erstreckt, dessen Außendurchmesser jedoch bevorzugt kleiner ist als der Innendurchmesser des Hohlkörpers 3. Das Rohr 5 ist über mindestens einen Zulauf 6 befüllbar. Zuläufe bzw. Zuführrohre 6 können im Allgemeinen in beliebiger Art und Weise in das Rohr 5 hineingeführt werden, zum Beispiel radial oder axial zum Rohr 5. Ferner können mehrere Zuläufe 6 entlang des Rohrs 5 (in Breitenrichtung B) verteilt sein. Das Rohr 5 umfasst dabei Öffnungen (z. B. Bohrungen), welche in den Hohlkörper 3 münden. Bevorzugt sind diese Öffnungen auf einer Seite des Rohrs 5 angeordnet, die im Wesentlichen der Öffnung 8 des Hohlkörpers 3 gegenüberliegt. Die exakte Form bzw. der exakte Querschnitt des Hohlkörpers 3 oder des Rohrs 5 ist für die Erfindung unerheblich. Bevorzugt sollte sich jedoch ein zwischen der Innenwand des Hohlkörpers und dem Rohr 5 gebildeter Kanal in Richtung der Öffnung 9 des Hohlkörpers 3 verjüngen. Mit anderen Worten sollte der Hohlkörper 9 einen Kanal umschließen, welcher sich zu einem stromabwärts liegenden Ende hin zumindest abschnittsweise verjüngt oder sich an einem stromabwärtsliegenden Ende verjüngt. Bevorzugt ist die Innenwand des Hohlkörpers kantenfrei bzw. frei von hervorstehenden Ecken oder Kanten. Wie insbesondere in der Figur 2 dargestellt, umfasst die Vorrichtung 1 bevorzugt eine Trennwand 15, welche sich im Wesentlichen zwischen der der Öffnung 8 gegenüberliegenden Seite des Rohrs 5 und der Innenwand des Hohlkörpers 3 fluiddicht erstreckt. Dabei sind bevorzugt mindestens zwei Ausströmöffnungen 9 in dem Rohr 5 derart angeordnet, dass jeweils eine der Ausströmöffnungen 9 Kühlmedium aus dem Rohr 5 auf eine der beiden Seiten der Trennwand 15 leitet.

Die verschiedenen Ausströmöffnungen 9 des Rohrs 5 können bevorzugt in Breitenrichtung B unterschiedliche Strömungsquerschnitte aufweisen. Andererseits ist es möglich, dass die Anzahl an Öffnungen 9 in Breitenrichtung B variiert. Durch ein größere Anzahl von Öffnungen 9 in der Mitte der Vorrichtung 1 bzw. einem größeren Strömungsquerschnitt der Öffnungen 9 in der Mitte der Vorrichtung im Vergleich zu den in Breitenrichtung B liegenden Enden der Vorrichtung 1 bzw. des Rohrs 5 kann zum Beispiel die Walzenmitte oder die Bandmitte stärker gekühlt werden als die Randbereiche.

Vorzugsweise umfasst der Hohlkörper 3 in einer seiner Öffnung 8 zugewandten Hälfte, in Richtung der Öffnung 8 aufeinander zulaufende Innenwände. Aus den Öffnungen 9 austretendes Kühlmedium wird somit bevorzugt in zwei Teilströme geteilt und zwischen Rohr 5 und Innenwand des Hohlkörpers 3 in Richtung der Öffnung 8 des Hohlkörpers geleitet.

Die Vorrichtung 1 ist in Breitenrichtung B in mehrere Kammern 7 bzw. kühlmittelführende Kammern 7 unterteilt, wobei die Figur 2 einen zur Breitenrichtung B senkrecht stehenden Querschnitt durch eine der Kammern 7 zeigt.

Der in der Figur 7 dargestellte Querschnitt in Breitenrichtung B zeigt die in Breitenrichtung nebeneinander liegenden Kammern 7, welche bevorzugt durch Trennwände 14 voneinander separiert sind. Mit anderen Worten erstrecken sich die Trennwände 14 senkrecht zur Breitenrichtung B. Die Trennwände werden dabei vorzugsweise nur durch das Rohr 5 oder die Zuleitungen 6 unterbrochen. Weitere Elemente der Vorrichtung 1 sind in der Figur 3 mit gleichen Bezugszeichen wie in der Figur 2 dargestellt.

Bevorzugt sind in mindestens einer der Kammern 7 eine Öffnung 8 sowie zwei Öffnungen 9 zum Einleiten von Kühlmedium in die Kammer 7 angeordnet. Die Öffnungen 9 sind dabei vorzugsweise auf zwei Seiten einer Strömungstrennwand 15 angeordnet. Zusätzliche Öffnungen bzw. Auslässe 8, 9 sind möglich.

Durch die vorzugsweise fluiddichte Segmentierung bzw. kammerartige Unterteilung des Hohlkörpers 3 in Breitenrichtung B wird unter anderem erreicht, dass die durch die Vorrichtung 1 erzeugten Ströme senkrecht zur Breitenrichtung ausgerichtet werden. Die Kammerbreite kann je nach verwendetem Kühlmedium variieren. Sie kann zum Beispiel zwischen 0,5 und 15 cm und bevorzugt zwischen 2 und 10 cm liegen.

5 Auch kann eine derartige Segmentierung dazu dienen, unterschiedliche Mengen von Kühlmedium bzw. verschiedene Ströme in Breitenrichtung B bereitzustellen.

Gemäß dem in der Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung 1 zusätzlich eine bewegliche bzw. schwenkbare Blende oder Schale

10 13 zum Variieren des lichten Durchmessers (des Strömungsquerschnitts) der Öffnungen 9 des Rohrs 5. Es ist möglich, dass für jede der Kammern 7 eine separat gesteuerte Blende 13 vorgesehen ist. Die dargestellte Blende 13 umfasst im Wesentlichen eine zu der Innenform des Rohrs 5 zumindest teilweise komplementäre Form. Wobei die Blende 13 die Öffnungen 9 schwenkend

15 verschließen kann. Jedoch sind auch weitere Formen der Blende 13 möglich wie zum Beispiel stopfenartige Blenden, die in einer im Wesentlichen senkrecht zur Öffnung 9 stehenden Bewegung die Öffnung 9 verschließen und wieder freigeben können. Andernfalls können auch steuerbare Ventile an den Öffnungen 9 vorgesehen werden. Generell sind die Blenden 13 bevorzugt innerhalb des Rohrs 0 5 angeordnet, können jedoch auch außerhalb des Rohr 5 angeordnet sein.

Durch Steuern der Mittel 13 zum variablen Verschließen der Öffnungen 9 kann ein über die Breite variierender Volumenstrom an Kühlmedium erzeugt werden. Bevorzugt sind die Blenden derart einstellbar ausgebildet, dass die Band- bzw. 5 Walzenmitte durch Aufbringen von größeren Kühlmittelmengen stärker kühlbar ist als die Randbereiche. Prinzipiell sind allerdings ebenso in Breitenrichtung betrachtet randbetonte Kühlungen möglich oder auch eine konstante Aufbringung von Kühlmedium über die Band- bzw. Walzenbreite. Eine Verstellung der Blenden 13 oder Ventile kann zum Beispiel mechanisch hydraulisch, elektrisch, pneumatisch und wahlweise drahtlos gesteuert erfolgen.

Die Figur 5 offenbart ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Kühlen eines Metallbands 20. Wie dargestellt bewegt sich das Metallband 20 in die Walzrichtung W, welche senkrecht zur Breitenrichtung B des Metallbands 20 steht. Auf mindestens einer der Breitseiten des Bandes 20 befindet sich eine Kühlschale 60. In der Figur 5 sind solche Kühlschalen 60 auf beiden Seiten des Bandes 20 angeordnet. Es ist möglich, dass der Abstand der Kühlschalen 60 von der Oberfläche des Metallbandes 20 verstellbar ausgebildet ist. Dazu können Vorrichtungen dienen, wie sie bereits analog in Bezug auf die Figur 1 beschrieben wurden. Zwischen einer Kühlschale 60 und der Bandoberfläche befindet sich ein von Kühlmedium durchströmbarer Spalt 63. Das Kühlmedium wird dabei bevorzugt über eine Düse 61 in den Spalt 63 eingeleitet. Eine solche Düse 61 kann einen Einlauf- 65 und einen Auslaufbereich 66 umfassen. Wie bereits in Bezug auf die Figur 1 beschrieben, wird Kühlmedium bevorzugt entgegen der Richtung der zu kühlenden Oberfläche eingeleitet. Ferner wird der Kühlmediumstrom aus der Düse 61 bevorzugt tangential zur Metallbandoberfläche in den Spalt 63 hineingeführt. Die in Figur 5 dargestellte Vorrichtung umfasst ferner eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zum Richten eines Kühlmediumstroms. Diese Vorrichtung 10 kann zum Beispiel einer der in den Figuren 2 bis 4 sowie 6 und 7 dargestellten Vorrichtungen entsprechen.

Die Figur 6 zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Strömungsrichters 1 1 . Der Hohlkörper 30 bzw. dessen Innenwandung ist im Wesentlichen mit einem dreieckigen Querschnitt ausgebildet. In dem Hohlkörper 30 ist ein Rohr 50 angeordnet, welches eine analoge Funktion zu dem Rohr 5 aus Figur 2 ausübt. Im Gegensatz zu der in der Figur 2 dargestellten Ausführungsform, weist das Rohr 50 jedoch einen dreieckigen Querschnitt auf. Zwischen der Innenwand des Hohlkörpers 30 und der Außenwand des Rohrs 50 ist ein Kanal 22 gebildet, der sich in Richtung des Auslasses 80 aus dem Hohlkörper bzw. der dargestellten Kammer 7 verjüngt. Bevorzugt weist das Rohr 50 gegenüber der Öffnung 80 mit dem Querschnitt A' mindestens zwei Öffnungen 90 zum Leiten von Kühlmedium aus dem Rohr 50 in den Kanal 20 auf. Vorzugsweise kann zudem eine Strömungstrennwand 15 zwischen beiden Öffnungen 90 angeordnet werden. Dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. Aus den Öffnungen 90 austretendes Kühlmittel kann somit in zwei Teilströme geteilt werden, welche auf gegenüberliegenden Seiten des Rohrs 50 zwischen dem Rohr 50 und der Innenwand des Hohlkörpers 30 in Richtung des Auslasses 80 aus dem Hohlkörper 30 bzw. dem Segment 7 des Hohlkörpers 30 geleitet werden.

Im Allgemeinen kann der Kanal zwei (separate) Kanäle auf beiden Seiten des Rohrs umfassen. Der Strömungsquerschnitt kann sich dabei vorzugsweise in beiden Kanälen stromabwärts bzw. in Richtung des Auslasses aus dem Hohlkörper verjüngen bzw. verkleinern.

Die Figur 7 zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Strömungsrichters 1 1 1 . Der Aufbau ist grundsätzlich ähnlich zu dem in der Figur 6 gezeigten Aufbau. Allerdings weisen der Hohlkörper 33 und das Rohr 55 einen tropfenförmigen Querschnitt auf. Ein solcher Querschnitt kann ebenfalls durch eine Form beschrieben werden, welche an einem Ende eine runde im Wesentlichen halbkreisförmige oder halbelliptische Form aufweist und sich daran anschließend in einer spitz aufeinander zu laufenden Form schließt. Der zwischen dem Rohr 55 und der Innenwand des Hohlraums 33 gebildete Kanal 222 mündet in einen Auslass 88, welcher vorzugsweise den Querschnitt A' aufweist und im Wesentlichen an der Spitze der Tropfenform angeordnet ist. Wie bereits zuvor in Bezug auf andere Ausführungsbeispiele beschrieben, sind Öffnungen 99 in dem Rohr 55 vorgesehen, welche im Wesentlichen an einer dem Auslass 88 gegenüberliegenden Seite des Rohrs 55 vorgesehen sind. Zwischen mindestens zwei solcher Öffnungen 99 ist bevorzugt eine Strömungstrennwand 15 ausgebildet. Durch die dargestellte Anordnung des Rohrs 55 in dem Hohlkörper 33 können zwei Teilströmungen erzeugt werden, welche sich jeweils von einer der Öffnungen 99 des Rohrs 55 zum Auslass 88 des Hohlkörpers 33 bzw. der jeweiligen Kammer 7 erstrecken. Bevorzugt verringert sich der Strömungsquerschnitt des Kanals 222 bzw. der Kanäle mindestens ab der Hälfte der (in Strömungsrichtung betrachteten) Kanallänge.

Im Allgemeinen kann die Form einer Düse 41 , 61 und/oder einer Vorrichtung 1 , 10, 1 1 , 1 1 1 mittels numerischer Simulationen optimiert werden. Ferner kann der Fachmann je nach konkreter Anwendung den Druck des Kühlmediums oder den bereitgestellten Volumenstrom regulieren. Eine numerische Simulation kann zum Beispiel den Druck, den Volumenstrom, Material konstanten des Kühlmittels oder die Temperatur berücksichtigen. Dies kann ebenfalls von der Form und Anordnung der verwendeten Düse 41 , 61 abhängen.

Die Spalthöhe zwischen einer Kühlschale und einer zu kühlenden Walzen- oder Bandoberfläche kann zum Beispiel zwischen 0,1 cm und 2,5 cm liegen und bevorzugt zwischen 0,2 cm und 1 cm liegen.

Der Einlaufbereich der Düse kann zum Beispiel ein lichtes Maß bzw. einen Strömungsquerschnitt aufweisen, der dem 2- bis 20-fachen der Spalthöhe entspricht. Der Auslassbereich der Düse kann sich bevorzugt auf ein Maß verjüngen, das dem 1 - bis 3-fachen der Spalthöhe entspricht. Bevorzugt kann Kühlmedium zum Beispiel mit Drücken von unter 5 bar oder insbesondere mit Drücken von unter 1 bar der Vorrichtung 1 , 10, 1 1 oder 1 1 1 zugeführt werden.

Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele dienen vor allem dem besseren Verständnis der Erfindung und sollten nicht einschränkend verstanden werden. Der Schutzumfang der vorliegenden Patentanmeldung ergibt sich aus den Patentansprüchen.

Die Merkmale der beschriebenen Ausführungsbeispiele können miteinander kombiniert werden oder gegeneinander ausgetauscht werden. Dies gilt insbesondere für die Ausführungsbeispiele der Figuren 2, 4, 6 und 7.

Ferner können die beschriebenen Merkmale durch den Fachmann an vorhandene Gegebenheiten oder vorliegende Anforderungen angepasst werden.

Bezugszeichenliste

I Vorrichtung zum Richten eines Kühlmediumstroms / Strömungsrichter 5 2 Walze / Arbeitswalze

3 Hohlkörper

5 Rohr

6 Zuleitung / Zuführrohr

7 Kammer / Kammer

10 8 Öffnung zum Ausströmen bzw.

-lassen von Kühlmedium aus dem Hohlkörper

9 Öffnung zum Einleiten von Kühlmittel aus dem Rohr in den Hohlkörper

10 Vorrichtung zum Richten eines Kühlmediumstroms / Strömungsrichter

I I Vorrichtung zum Richten eines Kühlmediumstroms / Strömungsrichter 15 12 Kanal

13 Blende

14 Trennwand zwischen zwei Kammern

15 Strömungstrennwand in einer Kammer

20 Metallband

20 22 Kanal

33 Hohlkörper 40 Kühlschale

41 Düse

43 Spalt

45 Einlaufbereich der Düse

5 46 Auslassbereich der Düse

33 Hohlkörper

60 Kühlschale

61 Düse

63 Spalt

10 65 Einlaufbereich der Düse

66 Auslassbereich der Düse

80 Öffnung zum Ausströmen des Kühlmediums aus dem Hohlkörper

88 Öffnung zum Ausströmen des Kühlmediums aus dem Hohlkörper

90 Öffnung zum Leiten von Kühlmedium aus dem Rohr in eine Kammer

15 99 Öffnung zum Leiten von Kühlmedium aus dem Rohr in eine Kammer

1 1 1 Vorrichtung zum Richten eines Kühlmediumstroms

200 Metallband

222 Kanal

300 Stützwalze

20 400 Abstreifer

A Querschnitt des Einlaufbereichs der Düse A' Querschnitt der Ausströmöffnung eines Strömungsrichters

B Breitenrichtung

D Drehrichtung der Walze

U Umfangsrichtung der Walze

W Walzrichtung / Bandlaufrichtung