Спосіб та пристрій для обдування газом штаби, що рухається

Реферат: Винахід має відношення до способу впливання на температуру штаби (4), що рухається, шляхом обдування газом або водно-газовою сумішшю, у якому множину струменів газу або водно-газової суміші, розподілених по поверхні штаби та розташованих таким чином, що точки (24, 34) зустрічі струменів газу або водно-газової суміші з кожною поверхнею штаби знаходяться у вузлах двовимірної сітки, спрямовують на кожну поверхню штаби. Точки (24) зустрічі струменів з однією поверхнею (А) штаби розташовані не навпроти точок (34) зустрічі струменів з іншою поверхнею (В) штаби, а також струмені газу або водно-газової суміші через щонайменше одну розподільну камеру (21, 31) подають із трубчастих форсунок (23, 33), які простягаються на певну відстань від розподільної камери таким чином, що утворюють вільний простір для потоку зворотного газу або водно-газової суміші паралельно поздовжньому напрямку штаби та перпендикулярно поздовжньому напрямку штаби. UA 99000 C2 (12) UA 99000 C2 UA 99000 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Цей винахід має відношення до обдування газом або водно-газовою сумішшю штаби, що рухається, для здійснення впливу на її температуру для здійснення охолодження або нагрівання. Охолоджувальні камери розташовані на виході деяких установок для обробки металевих штаб, що рухаються, причому штаби рухаються вертикально у камерах між двома модулями обдування газом для охолоджування штаби, а газ може являти собою повітря, інертний газ або суміш інертних газів. Як правило, обдувні модулі включають в себе розподільні камери, у які подають стиснений газ, причому кожна камера має поверхню з отворами, які утворюють форсунки, розташовані одна навпроти одної з обох боків зони обдування, через яку проходить штаба, що рухається. Ці отвори можуть являти собою або щілини, які простягаються на усю довжину штаби, або точкоподібні отвори, які з метою розподілення струменів газу по поверхні розташовані у вигляді двовимірної сітки, яка простягається по усій ширині та певній довжині зони, через яку проходить штаба. Для збалансування впливу струменів, утворених кожним із обдувних модулів, розташованих один навпроти одного, ці модулі виконані так, що струмені з одного модуля розташовані навпроти струменів іншого модуля. Було виявлено, що обдування газом викликає вібрації штаби, що рухається, які спричиняють жолоблення та бокові зміщення штаби від одного обдувного модуля до іншого, протилежного, обдувного модуля. Це жолоблення спричинює скручування штаби навколо осі, яка загалом є паралельною напрямку пересування штаби. Бокові зміщення викликають зміщення штаби у напрямку, перпендикулярному середній площині зони пересування штаби, яка загалом паралельна поверхні штаби. Вібрації стають більш значними разом зі зростанням інтенсивності обдування. Це означає, що інтенсивність обдування, а таким чином і охолодження, повинна бути обмежена для запобігання надмірним вібраціям, які можуть викликати пошкодження штаб. Для усування цього недоліку було запропоновано зменшити довжину камер обдування таким чином, щоб була передбачена множина камер, відокремлених засобами для утримування штаби, такими як ролики або аеродинамічні засоби стабілізації. Однак ці пристрої мають недолік, який полягає у тому, що вони або вимагають застосування засобів стабілізації, які мають перебувати у контакті зі штабою та які є непридатними для деяких варіантів застосування, таких як охолодження на виході з гарячого цинкування, або вимагають окремого охолодження у важко контрольованих зонах аеродинамічної стабілізації. Також була запропонована стабілізація штаби шляхом впливу на розтяжне зусилля, прикладене до штаби, зокрема шляхом його збільшення. Однак цей спосіб має недолік, який полягає у тому, що він створює значні напруження у штабі, які можуть негативно впливати на її властивості. Були зроблені також спроби зменшення вібрацій штаби шляхом впливу на швидкості обдування, або на відстані між головками форсунок та штабою, або на витрату газу для обдування. Однак усі ці способи спричинювали зниження продуктивності охолодження, а отже і характеристик установки. Також були запропоновані пристрої, у яких множина форсунок живиться з розподільних камер, причому форсунки являють собою трубки, які простягаються у напрямку до поверхні призначеної для охолодження штаби, причому ці трубки встановлені з нахилом відносно перпендикуляра до поверхні штаби, і цей нахил трубок зростає разом зі збільшенням їх відстані від осі зони пересування штаби. У цьому пристрої форсунки розташовані у вигляді двовимірних сіток таким чином, що точки зустрічі струменів газу з кожною поверхнею штаби розташовані одна навпроти одної. Цей пристрій має недолік, який зокрема полягає у виникненні вібрацій штаби, які вимагають обмеження тиску обдування, а отже і ефективності охолодження. Метою винаходу є усунення цих недоліків створенням засобів впливання на температуру штаби, що рухається, шляхом обдування газом, які спричинюють обмежені вібрації штаби під час пересування через зону охолоджування або нагрівання навіть за високого тиску обдування. Відповідно винахід має відношення до способу впливання на температуру штаби, що рухається, шляхом обдування газом, при цьому у згаданому способі множину струменів газу, розподілених по поверхні штаби та розташованих таким чином, що точки зустрічі струменів газу з кожною поверхнею штаби знаходяться у вузлах двовимірної сітки, спрямовують на кожну поверхню штаби. Точки зустрічі струменів з однією поверхнею штаби розташовані не навпроти точок зустрічі струменів з іншою поверхнею штаби, а також струмені газу через щонайменше одну розподільну камеру подають із трубчастих форсунок, головки яких простягаються на певну відстань від розподільної камери так, що утворюють вільний простір для потоку зворотного газу паралельно поздовжньому напрямку штаби та перпендикулярно поздовжньому напрямку штаби. 1 UA 99000 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Струмені газу можуть бути перпендикулярними поверхні штаби. Вісь щонайменше одного струменя газу може утворювати певний кут із перпендикуляром до поверхні штаби. За варіантом, якому віддається перевага, двовимірні сітки розподілення точок зустрічі струменів із кожною поверхнею штаби є повторюваними із певним кроком, є сітками однакового типу та мають однаковий крок. Сітки являють собою, наприклад, сітки шестикутного типу. За варіантом, якому віддається більша перевага, точки зустрічі струменів з однією поверхнею штаби розташовані у вузлах двовимірної сітки так, що утворюють складну багатокутну чарунку з кількістю сторін від 3 до 20 та з повторюваністю, яка дорівнює 1 кроку у поперечному напрямку штаби та від 3 кроків до 20 кроків у поздовжньому напрямку штаби, так що суміжні відбитки, утворені точками зустрічі струменів обдування однієї поверхні, стикаються у поперечному напрямку згаданої штаби. Слід зазначити, що стикання відбитків, утворених точками зустрічі струменів обдування, означає, що ці відбитки можуть також перекриватися. За варіантом, якому віддається перевага, сітка, яка відповідає одній поверхні, та сітка, яка відповідає іншій поверхні, мають зсув одна відносно одної, причому зсув становить від 1/4 кроку до 3/4 кроку. Газ може являти собою охолоджувальний газ, водно-газову суміш, або навіть гарячий газ, зокрема, димовий газ з топки. За варіантом, якому віддається перевага, довжина форсунок становить від 20 мм до 200 мм. Винахід також має відношення до пристрою, який включає в себе щонайменше два обдувні модулі, розташовані один навпроти одного з обох боків зони пересування штаби, причому кожний обдувний модуль включає в себе множину трубчастих форсунок, які простягаються із щонайменше однієї розподільної камери у напрямку зони пересування штаби та розташовані таким чином, що точки зустрічі струменів з кожною поверхнею штаби розташовані у вузлах двовимірної сітки, а обдувні модулі встановлені таким чином, що точки зустрічі струменів з однією поверхнею розташовані не навпроти точок зустрічі струменів з іншою поверхнею. За варіантом, якому віддається перевага, двовимірні сітки, у відповідності з якими розташовані точки зустрічі струменів, являють собою повторювані із певним кроком сітки, які є сітками однакового типу та мають однаковий крок. Сітки можуть являти собою сітки шестикутного типу. За варіантом, якому віддається більша перевага, точки зустрічі струменів з однією поверхнею штаби розташовані у вузлах двовимірної сітки таким чином, що утворюють складну багатокутну чарунку з кількістю сторін від 3 до 20 та з повторюваністю, яка дорівнює 1 кроку у поперечному напрямку штаби та від 3 кроків до 20 кроків у поздовжньому напрямку штаби, так що суміжні відбитки, утворені точками зустрічі струменів обдування однієї поверхні, стикаються у поперечному напрямку згаданої штаби. За варіантом, якому віддається перевага, обдувні модулі встановлені таким чином, що сітка, яка відповідає одній поверхні, та сітка, яка відповідає іншій поверхні, мають зсув одна відносно одної, причому зсув становить від 1/4 кроку до 3/4 кроку. Осі обдування у форсунок можуть бути перпендикулярними до площини пересування згаданої штаби. Вісь обдування у щонайменше однієї форсунки утворює певний кут з перпендикуляром до площини пересування згаданої штаби. Обдувні отвори форсунок можуть мати круглий, багатокутний, видовжений або щілиноподібний поперечний переріз. Обдувні модулі виконані з повторним застосуванням газу або без повторного застосування газу. За варіантом, якому віддається перевага, кожний обдувний модуль включає в себе розподільну камеру, на якій розташовані обдувні форсунки. Винахід може бути застосований, зокрема, в установках для неперервної обробки тонких металевих штаб, таких як сталеві або алюмінієві штаби. Ця обробка являє собою, наприклад, неперервний відпал або нанесення покриття зануренням, наприклад, цинкування або лудіння. Винахід уможливлює досягнення високих інтенсивностей теплообміну зі штабою без виникнення неприйнятних вібрацій штаби. Нижче винахід описаний докладніше, але без обмеження його обсягу, з посиланнями на супровідні фігури, на яких: Фіг. 1 являє собою схематичний вид у перспективі штаби, яка проходить через модуль охолодження з обдуванням газом; 2 UA 99000 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Фіг. 2 являє собою зображення розподілення точок зустрічі газових струменів у зонах обдування першої поверхні та другої поверхні штаби; На Фіг. 3 показано накладання картин розподілень точок зустрічі охолоджувальних струменів із двома поверхнями однієї штаби. Фіг. 4 являє собою схематичне зображення вимірювання бокового зміщення штаби в охолоджувальному пристрої; На Фіг. 5 показано змінювання бокового зміщення штаби у пристрої охолодження обдуванням як у випадку, коли струмені обдування на одній поверхні та іншій поверхні мають зсув один відносно одного, так і у випадку, коли струмені на двох поверхнях розташовані один навпроти одного; На Фіг. 6 як функція тиску обдування показане середнє скручування штаби, що проходить через пристрій охолодження обдуванням, як у випадку, коли струмені обдування на двох поверхнях мають зсув один відносно одного, так і у випадку, коли струмені обдування на двох поверхнях розташовані один навпроти одного; На Фіг. 7 показано змінювання бокового зміщення штаби у пристрої охолодження обдуванням як у випадку, коли штабу охолоджують за допомогою обдувного пристрою за цим винаходом, так і у випадку, коли штабу охолоджують за допомогою відомого пристрою обдування через щілини; Фіг. 8 являє собою схематичне зображення вихідної частини установки нанесення покриття зануренням, яка включає в себе охолоджувальний пристрій; На Фіг. 9 показано змінювання бокового зміщення штаби, охолоджуваної у пристрої охолодження обдуванням установки нанесення покриття зануренням, показаної на Фіг. 8, виміряного у сушильному модулі, як у випадку, коли струмені обдування на одній поверхні та іншій поверхні мають зсув один відносно одного, так і у випадку, коли струмені обдування на двох поверхнях розташовані один навпроти одного; На Фіг. 10 показано змінювання бокового зміщення штаби, охолоджуваної у пристрої охолодження обдуванням установки нанесення покриття зануренням, показаної на Фіг. 8, виміряного у охолоджувальному модулі, як у випадку, коли струмені обдування на одній поверхні та іншій поверхні мають зсув один відносно одного, так і у випадку, коли струмені обдування на двох поверхнях розташовані один навпроти одного; На Фіг. 11 показано змінювання коефіцієнта теплообміну як функції потужності обдування обдувних модулів у пристрої охолодження обдуванням, показаному на Фіг. 8, як за винаходом, коли струмені обдування на одній поверхні та іншій поверхні мають зсув один відносно одного, так і у відомому охолоджувальному пристрої, коли струмені обдування на двох поверхнях розташовані один навпроти одного; На Фіг. 12 показано розподілення точок зустрічі газових струменів з однією поверхнею штаби, що рухається, яке забезпечує рівномірне обдування цієї поверхні штаби. Установка охолодження обдуванням газом, в цілому позначена позицією 1 на Фіг. 1, включає в себе два обдувні модулі 2 та 3, розташовані з обох боків штаби 4, що рухається. Кожний обдувний модуль включає в себе розподільну камеру 21 з одного боку та 31 з іншого боку. У обидві подають стиснений газ. Кожна з розподільних камер має загалом форму паралелепіпеда, причому одна має поверхню 22, а інша поверхню 32 загалом прямокутної форми. Ці поверхні розташовані одна навпроти одної та на них виконана множина циліндричних обдувних форсунок 23 в одному корпусі та 33 в іншому корпусі. Ці циліндричні форсунки являють собою трубки довжиною, яка становить приблизно 100 мм та може становити від 20 мм до 200 мм, а за варіантом, якому віддається перевага, - від 50 мм до 150 мм, та має внутрішній діаметр, який, наприклад, становить 9,5 мм, однак може становити від 4 мм до 60 мм. Ці трубки розподілені по поверхнях 22 та 32 розподільних камер таким чином, що точки зустрічі струменів обдування на кожній з поверхонь штаби розподілені у вигляді двовимірної сітки, яка за варіантом, якому віддається перевага, являє собою повторювану із певним кроком сітку, чарунка якої може мати квадратну або ромбічну форму, утворюючи розподілення шестикутного типу. Відстань між двома сусідніми трубками становить, наприклад, 50 мм та може становити від 40 мм до 100 мм. Кількість форсунок на кожній поверхні розподільної камери охолоджувального модуля може становити кілька сотень. Відстань між головками форсунок та штабою може становити від 50 мм до 250 мм. Для отримання такого розподілення точок зустрічі струменів зі штабою, якщо форсунки мають взаємно паралельні струмені, ці форсунки у кожній камері розподілені у вигляді двовимірної сітки, ідентичної двовимірній сітці розподілення точок зустрічі струменів зі штабою. Однак якщо струмені не є взаємно паралельними, то розподілення форсунок на камері відрізняється від розподілення точок зустрічі струменів на поверхні штаби. 3 UA 99000 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 У варіанті здійснення, показаному на Фіг. 2, трубки розподілені таким чином, що точки 24 зустрічі струменів з обдувного модуля 2 на поверхні А штаби розташовані у вузлах двовимірної сітки, які у показаному прикладі являють собою повторювану із певним кроком сітку шестикутного типу, для якої показаний крок P. Обдувні форсунки другого обдувного модуля 3 розташовані по розподільній камері 31 таким чином, що точки 34 зустрічі газових струменів з поверхнею В штаби розподілені рівномірно у вузлах повторюваної із певним кроком двовимірної сітки також шестикутного типу та з розміром чарунки, яка також дорівнює P. Ці дві двовимірні сітки, які відповідають в одному випадку поверхні А, а в іншому випадку поверхні В, мають такий зсув одна відносно одної, що точки 34 зустрічі газових струменів з поверхнею В розташовані не навпроти точок 24 зустрічі газових струменів з поверхнею А таким чином, що ці точки зустрічі чергуються. Зсув встановлено таким чином, що точки зустрічі струменів з однією поверхнею розташовані навпроти просторів, які залишаються вільними між точками зустрічі струменів з іншою поверхнею. Внаслідок цього, як показано на Фіг. 3, де точки зустрічі струменів з поверхнею А та струменів з поверхнею В показані з накладанням одного зображення на інше, досягнуто щільне розподілення множини точок зустрічі струменів обдування з обома поверхнями. Таке розподілення точок зустрічі струменів обдування для кожної з поверхонь штаби має перевагу, яка полягає у кращому розподіленні місць контакту між струменями обдування та поверхнями штаби, а таким чином і забезпечення більш рівномірного охолодження, ніж у випадку, якщо струмені розташовані один навпроти одного. В результаті коефіцієнт теплообміну між штабою та газом підвищується. Це розподілення струменів також має перевагу, яка полягає у зменшення напружень, які виникають на поверхні штаби. Крім того, це розподілення струменів суттєво зменшує вібрації штаби, а отже і бокове зміщення та скручування штаби. Винахідники встановили, що для отримання суттєвого зменшення вібрацій штаби розподілення точок зустрічі по поверхні штаби не обов'язково має являти собою двовимірну сітку шестикутного типу, а зсув між двома мережами не має дорівнювати половині крока. Фактично, важливим є те, що, з одного боку, зворотний газ, тобто газ, який був поданий на штабу та який має бути видалений, може виходити між форсунками як перпендикулярно, так і паралельно напрямку пересування штаби, та, з іншого боку, точки зіткнення розташовані не навпроти одна одної, і можливо встановити зсув між двома сітками, наприклад, від однієї чверті до трьох чвертей кроку. Цей зсув може бути виконаний у напрямку пересування штаби або у напрямку, перпендикулярному напрямку пересування штаби. Винахідники також встановили, що форсунки для обдувного газу можуть мати поперечні перерізи різноманітних форм. Вони можуть мати, наприклад, обдувні отвори круглого поперечного перерізу або багатокутного поперечного перерізу, такого як, наприклад, квадратний або трикутний, або ж видовженої форми чи навіть у формі коротких щілин. Однак важливо, щоб обдування відбувалося через форсунки трубчастого типу, головки яких простягаються на достатньо велику відстань від бічних поверхонь розподільних камер, уможливлюючи видалення зворотного газу потоком як паралельним напрямку пересування штаби, так і перпендикулярним напрямку пересування штаби. Фактично це являє собою комбінацію доброго розподілення потоків видалення газів та такого розподілення точок зіткнення газових струменів по поверхні штаби, яке забезпечує отримання високої стабільності руху штаби. Наприклад, було виконано порівняння характеру вібрації штаби, яка проходить між двома обдувними модулями прямокутної форми довжиною 2200 мм, спорядженими циліндричними трубками довжиною 100 мм та діаметром 9,5 мм, розташованими у вигляді сітки шестикутного типу з кроком 50 мм. Ці два обдувні модулі були розташовані один навпроти одного таким чином, що відстань між головками форсунок та штабою становила 67 мм. Сталева штаба шириною 950 мм та товщиною 0,25 мм була розташована з постійним натягом між цими двома обдувними модулями. Тиск газу, який подавали у розподільні камери, змінювали від 0 кПа до 10 кПа вище атмосферного тиску, а бокове зміщення штаби вимірювали трьома лазерами, встановленими у напрямку ширини штаби, як показано на Фіг. 4, при цьому лазер 40A був встановлений по осі штаби для вимірювання відстані da, лазер 40G був встановлений ліворуч від штаби для вимірювання відстані dg на відстані D приблизно 50 мм від крайки штаби, а також третій лазер 40D був встановлений праворуч від штаби на відстані D приблизно 50 мм від крайки штаби для вимірювання відстані dd. Відстані da, dg та dd являють собою відстані від лінії, паралельної середній площині зони пересування штаби. 4 UA 99000 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 За цими вимірюваннями можливо визначити середнє зміщення штаби, яке дорівнює 1/3 (dg+da+dd), та скручування, яке дорівнює |dg-dd| (абсолютна величина різниці між боковими зміщеннями). Для вимірювання цих двох величин виміри виконували під час обдування. Для бокового зміщення визначали середню повну амплітуду бокових зміщень. Для скручування вимірювали середню амплітуду скручування. На Фіг. 5 та Фіг. 6 показані як бокові зміщення, так і середнє скручування для охолоджувальних модулів за цим винаходом, в яких газові струмені мають зсув один відносно одного (газові струмені на одній поверхні мають зсув відносно газових струменів на іншій поверхні), а також для модулів для охолодження обдуванням, які є ідентичними вищезгаданим модулям, однак у яких струмені обдування однієї поверхні розташовані навпроти струменів обдування протилежної поверхні. Як показано на Фіг. 5, крива 50 для обдувних модулів за цим винаходом показує повільну зміну у повних амплітудах зміщення штаби, які змінюються від приблизно 15 мм для надлишкового тиску обдування 1 кПа до приблизно 30 мм для надлишкового тиску обдування 10 кПа. На тій самій фігурі крива 51, яка показує зміну у повних амплітудах зміщення для обдувних модулів, в яких струмені обдування однієї поверхні розташовані навпроти струменів обдування іншої поверхні, демонструє, що амплітуда зміщення штаби для надлишкового тиску обдування приблизно 1 кПа становить знову 15 мм, однак ця амплітуда зростає більш суттєво, ніж у попередньому випадку, та досягає приблизно 55 мм для тиску обдування 9 кПа, а потім перевищує 100 мм для тиску обдування 10 кПа. Ці криві показують, що у пристрої за цим винаходом можливе пересування штаби між двома обдувними модулями, розташованими на певній відстані так, що відстань між головками форсунок та штабою становить 67 мм, а тиск обдування може становити до 10 кПа, в той час як обдувні модулі, в яких струмені обдування однієї поверхні розташовані навпроти струменів обдування іншої поверхні, можливо застосувати тільки для надлишкових тисків обдування, значно менших за 9 кПа. Аналогічно крива 52, зображена на Фіг. 6, яка демонструє зміни у скручуванні або повороті у залежності від тиску обдування, показує, що у пристроїв за цим винаходом скручування становить менше ніж 4 мм навіть при надлишкових тисках обдування до 10 кПа. На відміну від цього для камер, в яких струмені не мають зсуву один відносно одного, скручування може становити 24 мм для надлишкових тисків обдування 9 кПа. Для порівняння властивостей штаби, яку охолоджують із застосуванням обдувних модулів за цим винаходом, та із застосуванням відомих обдувних модулів, в яких розподільні камери видувають повітря через щілини, які простягаються поперечно, амплітуду зміщення штаби вимірювали як функцію надлишкового тиску обдування для відстаней між головками обдувних форсунок та поверхнею штаби 67 мм, 85 мм та 100 мм як для обдувних модулів за цим винаходом, так і для відомих обдувних модулів. Ці результати показані на Фіг. 7, на якій криві 54, 55, 56 для штаби, охолоджуваної із застосуванням обдувного пристрою за цим винаходом, для відстаней відповідно 67 мм, 85 мм та 100 мм зображені на одному графіку та показують, що для надлишкових тисків обдування, які можуть досягати 10 кПа, амплітуди зміщення залишаються меншими ніж 30 мм. Криві 57, 58, 59 для штаби, охолоджуваної із застосуванням відомого пристрою, який здійснює обдування газом через щілини, які простягаються по ширині штаби, відповідають відстаням 67 мм, 85 мм та 100 мм відповідно між обдувними форсунками та штабою. Ці криві показують, що для тисків обдування до 4 кПа зміщення штаби перевищує 100 мм та може становити 150 мм. Характер вібрації визначали для штаби, яка проходить через промислову установку нанесення покриття зануренням у ванну розплавленого металу, в цілому позначену позицією 200 на Фіг. 8, причому згадана установка включає в себе сушильний модуль 202 на виході з ванни 201 та описаний нижче охолоджувальний модуль, в цілому позначений позицією 203 та розташований далі за технологічним маршрутом. Цей охолоджувальний модуль включає в себе чотири обдувні модулі 203А, 203В, 203С та 203D прямокутної форми довжиною приблизно 6500 мм та шириною 1600 мм. Кожний обдувний модуль споряджений циліндричними форсунками, які мають довжину 100 мм та діаметр 9,5 мм й розташовані у вигляді сітки шестикутного типу з кроком 60 мм. Чотири обдувні модулі розташовані так, що утворюють два блоки 204 та 205 з двох модулів 203А, 203В та 203С, 203D відповідно, розташованих один навпроти одного з обох боків зони пересування штаби 206. Відстань між головками форсунок та штабою становить 100 мм. Крім того, для виконання випробувань, описаних нижче, по-перше, перший засіб 207 вимірювання бокових зміщень штаби між двома блоками 204 та 205 обдувних модулів був 5 UA 99000 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 розташований приблизно за 13 м далі за технологічним маршрутом відносно обдувного модуля, по-друге, другий засіб 208 вимірювання бокових зміщень штаби був розташований на виході сушильного модуля 202. Ці два засоби вимірювання подібні до показаного на Фіг. 4. Однак в той час як перший засіб 207 вимірювання, розташований на обдувних модулях, включає в себе лазери, другий модуль 208 вимірювання, розташований на виході сушильного модуля, включає в себе індуктивні датчики. Для виконання випробувань через установку проходила сталева штаба товщиною 0,27 мм, яка мала високу температуру приблизно 400°C на виході з ванни та яка повинна була мати температуру нижче ніж 250°C на виході охолоджувального модуля. Штаба рухалася з постійною швидкістю, а тиск обдування змінювався. Крім того, випробування виконувалися, по-перше, на обдувних модулях за цим винаходом, тобто із форсунками, розташованими таким чином, що точки зустрічі струменів з однією поверхнею штаби розташовані не навпроти точок зустрічі струменів з іншою поверхнею штаби, а по-друге, на відомих камерах, тобто з точками зустрічі струменів з однією поверхнею, розташованими навпроти точок зустрічі струменів з іншою поверхнею. Перша серія вимірювань зміщення штаби була виконана із застосуванням першого засобу 207 вимірювання, розташованого між двома блоками обдувних модулів. Для цього тиск газу, який подавали на обдувні модулі, змінювали, а зміщення штаби вимріювали із застосуванням трьох лазерів, розташованих по ширині штаби, що рухалася. Друга серія вимірювань зміщення штаби була також виконана раніше за технологічним маршрутом відносно охолоджувального модуля у напрямку пересування штаби та далі за технологічним маршрутом відносно сушильного модуля на відстані кількох сантиметрів від згаданого сушильного модуля. Ця друга серія вимірювань була виконана із застосуванням другого засобу 208 вимірювання. Для виконання цих двох серій вимірювань результати були отримані під час висушування в ідентичних виробничих умовах як для випробувань відомого обладнання, так і обладнання за винаходом. Для вимірювання бокового зміщення штаби визначали середню повну амплітуду бокових зміщень цієї штаби. На Фіг. 9 показані результати першої серії вимірювань, тобто бокових зміщень штаби (повний розмах), виконаних на обдувному модулі, як функція потужності обдування. Крива 91 для охолоджувального модуля 203 за цим винаходом показує, що повні амплітуди зміщень штаби є приблизно постійними. Амплітуди зміщень становлять приблизно 2-3 мм для надлишкового тиску обдування, що змінювався від 0,7 кПа до 4 кПа. Крива 92 показує змінювання повних амплітуд зміщень для відомого охолоджувального модуля. Ця крива 92 показує, що амплітуди зміщень штаби для надлишкового тиску обдування, що змінюється від 1,5 кПа до 2,7 кПа, зростають експоненціально. Ці деформації обмежують можливості охолодження пристрою та відповідно продуктивності виробничого процесу. На практиці було встановлено, що деформації, якщо вони занадто великі, спричинюють погіршення якості виробу, а це веде до обмеження тисків обдування до не більш ніж приблизно 2,5 кПа. Якщо деформації штаби у обдувних модулях занадто великі, то погіршення якості виробу також спостерігаються у сушильному модулі раніше за технологічним маршрутом відносно охолоджувального модуля. Фактично вібрації розповсюджуються вздовж штаби від обдувних модулів до сушильних модулів та можуть спричинити погіршення якості виробу. Друга серія вимірювань, виконаних на сушильному модулі, робить можливим оцінювання впливу вібрацій штаби, які виникли у обдувному модулі, на сушильний модуль. На Фіг. 10 показані результати другої серії вимірювань. Крива 102 показує повні амплітуди зміщень для відомого пристрою. Для тиску обдування, що змінюється від 1,2 кПа до 3,0 кПа, амплітуди зміщень на сушильному модулі зростають експоненціально від приблизно 2,5 мм до приблизно 9 мм, доки вони не викличуть пошкодження виробу. Цей вплив високих тисків обдування на амплітуду деформацій штаби вимагає суттєвого обмеження потужності обдування менше ніж 2,8 кПа. На цій самій фігурі крива 101 для охолоджувального пристрою за цим винаходом залишається по суті горизонтальною нижче 1,8 мм для тиску обдування, який змінюється від 0,5 кПа до 3,5 кПа. Ці результати показують, що для обдувних модулів за цим винаходом амплітуди бокових зміщень штаби значно зменшені, і це зменшення може становити 5 разів. Крім того, винахідники зазначили, що у пристрої за цим винаходом на штабу більше не діє скручування як у охолоджувальному модулі, так і у сушильному модулі незалежно від потужності охолоджувальних струменів. 6 UA 99000 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 На Фіг. 11 також показано змінювання коефіцієнта теплообміну як функції тиску обдування обдувних модулів, так що характеристику охолоджування охолоджувальних пристроїв за цим винаходом можна порівняти з характеристиками відомих охолоджувальних пристроїв. На цій фігурі крива 111 відповідає винаходу, а крива 112 відомому пристрою. Ці дві криві є прогресивно зростаючими. Вони показують, що охолоджувальна здатність зростає разом із тиском обдування. Однак крива для відомих пристроїв припиняє зростання за тиску обдування 2,0 кПа, оскільки вище цього значення вібрації спричинюють пошкодження виробу. Таким 2 чином, максимальна охолоджувальна здатність становить 160 Вт/м °С. З іншого боку, крива для пристрою за цим винаходом для тиску обдування простягається аж до 3,5 кПа, 2 уможливлюючи досягнення охолоджувальної здатності 200 Вт/м °С. Таким чином, винахід уможливлює дуже значне зростання здатності до відведення тепла зі штаби, що рухається. Ці результати показують, що із застосуванням пристрою за цим винаходом можливе охолодження штаби з відносно високими тисками обдування, в той самий час маючи дуже обмежені вібрації штаби. Зрозуміло, що цифрові величини, наведені вище для діапазонів застосування цього охолоджувального модуля, відповідають конкретним умовам випробувань та, зокрема, товщині, ширині та швидкості пересування штаби. У щойно описаному прикладі струмені обдування скеровані перпендикулярно до поверхні штаби, однак за варіантом, якому віддається перевага, усі або деякі струмені обдування можуть бути нахилені відносно нормалі до штаби. Зокрема, може бути корисним орієнтування газових струменів, розташованих поблизу крайок штаби, у напрямку назовні відносно штаби. Також може бути корисним орієнтування усіх або деяких струменів у напрямку пересування штаби або навпаки — у протилежному напрямку відносно пересування штаби, таким чином сприяючи видаленню обдувного газу або водно-газової суміші після зіткнення зі штабою, і таким чином сприяючи теплообміну. Також слід зазначити, що обдувний газ, який являє собою чистий газ або суміш газів, може являти собою повітря або суміш, яка містить азот та водень, або будь-яку іншу суміш газів. Цей газ може мати температуру, нижчу за температуру штаби. Й тому обдування застосовують для охолоджування штаби. Це має місце, наприклад, коли штаба виходить із гарячого цинкування або відпалу. Однак газ для обдування може являти собою гарячий газ та, зокрема, може являти собою димовий газ з топки, та може бути призначеним для попереднього нагрівання штаби перед її подаванням в установку термообробки. Усі форсунки можуть бути розташовані на одній по суті плоскій розподільній камері або можуть бути розташовані по множині розподільних камер, причому ці розподільні камери являють собою, наприклад, труби, які простягаються по ширині штаби. Якщо розподільні камери являють собою труби, то вони також можуть бути зорієнтовані паралельно напрямку пересування штаби. Таким чином за винаходом можливо дуже суттєво зменшити вібрації штаби, які виникають у зоні розподільних камер, для дуже суттєвого зменшення вібрацій штаби у зоні сушильного модуля, для суттєвого збільшення охолоджувальної здатності розподільних камер, для забезпечення високої якості виробу та - як результат цього - для суттєвого підвищення продуктивності цього способу виробництва. За варіантом здійснення винаходу, якому віддається перевага, обдувні форсунки розташовані на розподільних камерах таким чином, що точки зустрічі струменів обдування перекриваються на одній поверхні штаби у поперечному напрямку згаданої штаби. Ця схема розташування, у якій точки зустрічі струменів обдування на одній поверхні штаби не збігаються з точками зустрічі струменів на іншій поверхні штаби, однак у якому ці точки зустрічі струменів на кожній з поверхонь штаби перекриваються, має перевагу, яка полягає у запобіганні утворенню на стрічці дефектів, відомих як "смуги від струменів", у напрямку пересування штаби та взаємно паралельних у напрямку поперек штаби. Якщо ж точки зустрічі газових струменів розташовані таким чином, що вони утворюють лінії струменів, то ці лінії струменів виявляються у вигляді слідів окиснення, коли штабу нагрівають шляхом обдування гарячим газом, таким як гаряче повітря. Під час охолоджування штаби, на яку нанесене покриття шляхом гарячого занурення у ванну розтопленого металу, вони виявляються на стрічці у вигляді послідовності ліній покриття, які мають інший вигляд поверхні. Наприклад, у випадку цинкування штаба, яка виходить з охолодження у охолоджувальному пристрої та не має перекривання точок зустрічі струменів з однією поверхнею штаби, має послідовність ліній з лискучою поверхнею та ліній з матовою поверхнею. 7 UA 99000 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Для запобігання утворенню цих ліній струменів форсунки можуть бути розташовані таким чином, що точки зустрічі струменів з однією поверхнею штаби розподілені по множині ліній, кожна з яких простягається по ширині штаби, причому кожна лінія має множину точок зустрічі певного діаметра d, і вони розподілені рівномірно з кроком P, при цьому точки зустрічі, розташовані на двох сусідніх лініях або двох послідовних групах ліній, мають зсув у поперечному напрямку, так що лінії струменів із різних ліній утворюють лінії струменів, які покривають всю ширину штаби. На Фіг. 12 показаний приклад розподілення точок зустрічі, який забезпечує добру однорідність дії струменів на всю поверхню штаби. На цій фігурі показано частину сітки, утвореної точками зустрічі струменів з поверхнею штаби 300. Ця сітка утворена за схемою, яка складається із чотирьох ліній точок зустрічі, які можна розділити на дві групи: перша група складається з двох ліній точок зустрічі 301A та 301В, а друга група ліній точок зустрічі - 304А та 304В. Кожна з ліній 301А, 301В, 304А та 304В складається відповідно з точок зустрічі 302А, 302В, 305А та 305В, рівномірно розподілених з кроком P. У кожній з груп друга лінія 301В або 304В утворена з першої лінії 301A або 301В відповідно шляхом, з одного боку, поперечного пересування на половину кроку, тобто Р/2, а з іншого боку, шляхом поздовжнього пересування на довжину 1. Крім того, друга група ліній, яка складається з ліній 305А та 305В утворена з першої лінії 301A та 301В шляхом поперечного пересування на відстань d, яка дорівнює діаметрові d точки зустрічі. У цій схемі розташування відбитки 303А, 303В, утворені точками 302А та 302В зустрічі на штабі, та відбитки 306А, 306В, утворені точками 305А та 305В зустрічі, утворюють смуги, з'єднані між собою, оскільки діаметр точки зустрічі принаймні дорівнює одній чверті кроку P, який відокремлює дві сусідні точки зустрічі, розташовані на одній лінії. Якщо кількість точок зустрічі необхідно збільшити, то сітка може бути розширена шляхом копіювання розподілення точок зустрічі, які щойно були описані, пересуванням на довжину, яка дорівнює чотирьом відстаням 1, що відокремлюють дві сусідні лінії. Таким чином отримують повторювану із певним кроком сітку, чарунка якої являє собою складний багатокутник. У щойно описаному прикладі чотири лінії точок зустрічі застосовані для забезпечення доброго покриття штаби відбитками точок зустрічі. Однак фахівцеві буде зрозуміло, що можливі інші схеми розташування. Зокрема, добре покриття поверхні штаби може бути досягнуте, якщо точки зустрічі струменів із обдувних форсунок з однією поверхнею штаби розташовані у вузлах двовимірної сітки таким чином, що утворюють складну багатокутну чарунку з кількістю сторін від 3 до 20 та з повторюваністю, яка дорівнює одному кроку у поперечному напрямку штаби та від 3 кроків до 20 кроків у поздовжньому напрямку штаби. Ця схема розподілення має бути встановлена, зокрема, з врахуванням ширини точки зустрічі струменя з обдувної форсунки. Фахівцеві відомо, як виконати таку модифікацію. Винахідники встановили, що при такій схемі розподілення точок зустрічі дефект у вигляді ліній струменів зникає у випадку застосування охолоджувальних модулів за цим винаходом. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Спосіб впливання на температуру штаби (4), що рухається, шляхом обдування газом або водно-газовою сумішшю, у якому множину струменів газу або водно-газової суміші, розподілених по поверхні штаби та розташованих таким чином, що точки (24, 34) зустрічі струменів газу або водно-газової суміші з кожною поверхнею штаби знаходяться у вузлах двовимірної сітки, спрямовують на кожну поверхню штаби, який відрізняється тим, що точки (24) зустрічі струменів з однією поверхнею (А) штаби розташовані не навпроти точок (34) зустрічі струменів з іншою поверхнею (В) штаби, та тим, що струмені газу або водно-газової суміші через щонайменше одну розподільну камеру (21, 31) подають із трубчастих форсунок (23, 33), головки яких простягаються на певну відстань від розподільної камери, таким чином, що утворюють вільний простір для потоку зворотного газу або водно-газової суміші паралельно поздовжньому напрямку штаби й перпендикулярно поздовжньому напрямку штаби. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що струмені газу або водно-газової суміші перпендикулярні поверхні штаби. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що вісь щонайменше одного струменя газу або водно-газової суміші утворює певний кут із перпендикуляром до поверхні штаби. 4. Спосіб за будь-яким із пп. 1-3, який відрізняється тим, що двовимірні сітки розподілення точок зустрічі струменів із кожною поверхнею штаби є повторюваними із певним кроком, є сітками однакового типу та мають однаковий крок. 5. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що сітки являють собою сітки шестикутного типу. 8 UA 99000 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 6. Спосіб за будь-яким із пп. 1-3, який відрізняється тим, що точки зустрічі струменів з однією поверхнею штаби розташовані у вузлах двовимірної сітки таким чином, що утворюють складну багатокутну чарунку з кількістю сторін від 3 до 20 та з повторюваністю, яка дорівнює 1 кроку у поперечному напрямку штаби та від 3 до 20 кроків у поздовжньому напрямку штаби, так, що відбитки, утворені двома сусідніми точками зустрічі струменів обдування однієї поверхні, стикаються у поперечному напрямку згаданої штаби. 7. Спосіб за будь-яким із пп. 4-6, який відрізняється тим, що сітка, яка відповідає одній поверхні, та сітка, яка відповідає іншій поверхні, мають зсув одна відносно одної, та тим, що зсув становить від 1/4 до 3/4 кроку. 8. Спосіб за будь-яким із пп. 1-7, який відрізняється тим, що газ являє собою охолоджувальний газ. 9. Спосіб за будь-яким із пп. 1-7, який відрізняється тим, що газ являє собою гарячий газ. 10. Спосіб за будь-яким із пп. 1-9, який відрізняється тим, що довжина форсунок становить від 20 до 200 мм. 11. Пристрій для здійснення способу за будь-яким із пп. 1-10, який включає в себе щонайменше два обдувні модулі (2, 3), розташовані один навпроти одного з обох боків зони пересування штаби (4), причому кожний обдувний модуль (2, 3) включає в себе множину трубчастих форсунок (23, 33), які простягаються із щонайменше однієї розподільної камери (21, 31) у напрямку зони пересування штаби та розташовані таким чином, що точки (24, 34) зустрічі струменів з кожною поверхнею (А, В) штаби розташовані у вузлах двовимірної сітки, який відрізняється тим, що обдувні модулі (2, 3) встановлені таким чином, що точки (24) зустрічі струменів з однією поверхнею (А) розташовані не навпроти точок (34) зустрічі струменів з іншою поверхнею (В). 12. Пристрій за п. 11, який відрізняється тим, що двовимірні сітки, у відповідності з якими розташовані точки зустрічі струменів, являють собою повторювані із певним кроком сітки, які являють собою сітки однакового типу та мають однаковий крок. 13. Пристрій за п. 12, який відрізняється тим, що сітки є сітками шестикутного типу. 14. Пристрій за п. 11, який відрізняється тим, що точки зустрічі струменів з однією поверхнею штаби розташовані у вузлах двовимірної сітки таким чином, що утворюють складну багатокутну чарунку з кількістю сторін від 3 до 20 та з повторюваністю, що дорівнює 1 кроку у поперечному напрямку штаби та від 3 до 20 кроків у поздовжньому напрямку штаби, так, що сусідні відбитки, утворені точками зустрічі струменів обдування однієї поверхні, стикаються у поперечному напрямку згаданої штаби. 15. Пристрій за будь-яким із пп. 12-14, який відрізняється тим, що обдувні модулі (2, 3) встановлені таким чином, що сітка, яка відповідає одній поверхні (А), та сітка, яка відповідає іншій поверхні (В), мають зсув одна відносно одної, який становить від 1/4 до 3/4 кроку. 16. Пристрій за будь-яким із пп. 11-15, який відрізняється тим, що осі обдування форсунок перпендикулярні до площини пересування згаданої штаби (4). 17. Пристрій за будь-яким із пп. 11-15, який відрізняється тим, що вісь обдування щонайменше однієї форсунки утворює певний кут з перпендикуляром до площини пересування згаданої штаби (4). 18. Пристрій за будь-яким із пп. 11-17, який відрізняється тим, що обдувні отвори форсунок мають круглий, багатокутний, видовжений або щілиноподібний поперечний переріз. 19. Пристрій за будь-яким із пп. 11-18, який відрізняється тим, що обдувні модулі виконані з повторним застосуванням газу або без повторного застосування газу. 20. Пристрій за будь-яким із пп. 11-19, який відрізняється тим, що кожний обдувний модуль (23) включає в себе розподільну камеру (21, 31), на якій розташовані обдувні форсунки (23, 33). 9 UA 99000 C2 10 UA 99000 C2 11 UA 99000 C2 12 UA 99000 C2 13 UA 99000 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 14