AT518450B1 - Verfahren und Kühleinrichtung zum Kühlen eines metallischen Strangs - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlen eines metallischen Strangs (22) in einer Stranggussanlage (2, 52), bei dem durch jeweils eine oder mehrere Kühlmitteldüsen (38) von in Strangförderrichtung (26) aufeinanderfolgenden Düseneinheiten (28) Kühlleistungen an dem Strang (22) vollbracht werden. Um eine effiziente Kühlung des Strangs (22) zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass die Beträge der Kühlleistungen an einem Oberflächensegment des Strangs (22) in Strangförderrichtung (26) zwischen zumindest zwei Werten größer als Null alternieren.

Description

Beschreibung

VERFAHREN UND KÜHLEINRICHTUNG ZUM KÜHLEN EINES METALLISCHEN STRANGS

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlen eines metallischen Strangs in einer Stranggussanlage, bei dem durch jeweils eine oder mehrere Kühlmitteldüsen von in Strangförderrichtung aufeinanderfolgenden Düseneinheiten Kühlleistungen an dem Strang vollbracht werden.

[0002] Beim Stranggießen von Metallen wird eine metallische Schmelze in einer Stranggussanlage einer (wasser-)gekühlten Kokille zugeführt. In der Kokille wird die Schmelze zumindest in ihrem Randbereich zur Erstarrung gebracht und üblicherweise kontinuierlich - bereits in Form eines Strangs - aus der Kokille einer ausgangsseitig der Kokille angeordneten Strangführung der Stranggussanlage zugeführt und durch die Strangführung hindurchgefördert.

[0003] Beim Verlassen der Kokille hat der Strang eine erstarrte Schale, wobei der Großteil seines Querschnitts noch flüssig ist. Im Bereich des Kokillenausgangs hat der Strang eine Oberflächentemperatur in der Größenordnung von 1000 °C. Zur weiteren Abkühlung und Verfestigung des Strangs wird in der Stranggussanlage üblicherweise mithilfe von Kühlmitteldüsen ein Kühlmittel auf die Strangoberfläche aufgebracht.

[0004] Die JP 63-112058 A beschreibt ein Verfahren, bei dem durch Erwärmungs- und Kühloperationen in aufeinanderfolgenden Kühlzonen einer Stranggussanlage Oberflächentemperaturen eines metallischen Strangs derart angepasst werden, dass diese - von Kühlzone zu Kühlzone im Wechsel - die Umwandlungstemperatur von Austenit zu Ferrit unterschreiten beziehungsweise die Umwandlungstemperatur von Ferrit zu Austenit überschreiten.

[0005] Aus der WO 2004/048016 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Stranggießen von Brammen, Dünnbrammen u. dgl. mit einem in der Sekundärkühlzone angeordneten dynamischen Spritzsystem bekannt. Dabei werden unter Verwendung einer Temperaturmesseinrichtung zeilenweise die gemessenen Oberflächen- Temperaturwerte abgetastet und als Messdaten in einen Rechner der Anlagensteuerung eingegeben, wobei die Anlagensteuerung ausgangsseitig über Leitungen mit den jeweiligen Regelorganen der Pumpen in der Sekundärkühlzone online verbunden sind. Das dynamischen Spritzsystem gemäß den Ansprüchen 1 und 8 ist charakterisiert durch die „Kühlwassermengen - Verteilung" bzw. die „Impulsverteilung" über die Strangbreite und über die Stranglänge mit Hilfe der online geregelten Pumpen, welche die nachgeschalteten Spritz-bzw. Sprühdüsen kühllastgeregelt beaufschlagen. Damit zeigt das Dokument eine Vorrichtung, bei der die Kühlleistung in Gießrichtung, welche der anmeldungsgemäßen Strangförderrichtung entspricht, alterniert.

[0006] Die WO 2016/012471 betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Kühlung eines Strangabschnittes eines metallischen Stranges. Das Dokument hebt besonders hervor, dass es wünschenswert sei, die Kühlleistung längs des Strangs verändern zu können, denn ansonsten könne es zu einer mit metallurgischen Qualitätseinbußen einhergehenden UÜber- oder Unterkühlung des Strangs kommen. Hierfür sei es einerseits vorteilhaft, das Kühlmittel intermittierend - also mit zeitlichen Unterbrechungen - auf den Strang aufzubringen.

[0007] Die EP 1550523 betrifft ein Verfahren zur diversifizierten Regelung der Sekundärkühlung einer Stranggießanlage. Die Regelung der Kühlkreisläufe für die einzelnen Segmente erfolgt mit einem individuellen Kühlmodell. Das Kühlmodell für jedes Segment sieht vor, dass u.a. die Strangoberflächentemperatur ermittelt wird und eine Zuordnung zu dem jeweiligen Segment der jeweiligen Gießaufgabe dynamisch erfolgt.

[0008] Schließlich betrifft die WO 02/34432 ebenfalls ein Verfahren und eine Einrichtung zur Sekundärkühlung eines Strangabschnittes eines metallischen Stranges. Durch die Ausgestaltung der Spritzstrahlen der Sekundärkühlung mit ihrem Spritzwinkel kann sowohl die Intensität der Beaufschlagung des Kühlmittels als auch die Größe der beaufschlagten Fläche geregelt und somit die Kühlleistung den jeweiligen Segmentabschnitt angepasst werden.

[0009] Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mit welchem eine effiziente Kühlung eines metallischen Strangs erreicht werden kann.

[0010] Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, bei dem erfindungsgemäß die Beträge der Kühlleistungen an einem Oberflächensegment des Strangs in Strangförderrichtung zwischen zumindest zwei Werten größer als Null alternieren.

[0011] Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind jeweils Gegenstand abhängiger Ansprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.

[0012] Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass bei Stranggussanlagen typischerweise mehrere in Strangförderrichtung aufeinanderfolgende Kühlmitteldüsen (beziehungsweise aufeinanderfolgende Reihen von Kühlmitteldüsen) die Strangoberfläche jeweils mit der gleichen Kühlmittelmenge beaufschlagen, zum Beispiel weil diese Kühlmitteldüsen/Düsenreihen zu einer Kühlzone zusammengefasst sind, in der die Kühlmitteldüsen eingangsseitig mit demselben Kühlmittelfluss beaufschlagt werden. Eine solche in Strangförderrichtung konstante Kühlmittelbeaufschlagung durch die Kühlmitteldüsen/Düsenreihen einer Kühlzone bewirkt, dass die Kühlmitteldüsen/Düsenreihen in Strangförderrichtung dieselbe oder annähernd dieselbe Kühlleistung an dem Strang vollbringen.

[0013] Weiter beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, dass sich an der Strangoberfläche üblicherweise ein Dampffilm ausbildet, welcher die Kühlwirkung stabilisiert. Wird die Strangoberfläche mit einer hohen Kühlmittelmenge beaufschlagt, kann es im Bereich des auftreffenden Kühlmittels zu einer solch starken Abkühlung der Strangoberfläche kommen, dass der Dampffilm zusammenbricht. Dies wiederum kann dazu führen, dass die Kühlwirkung ungewollt stark zunimmt. In der Regel ist das Zusammenbrechen des Dampffilms ein Vorgang, welcher abrupt eintritt, wenn die Strangoberfläche eine bestimmte kritische Temperatur (die sogenannte „Leidenfrosttemperatur") unterschreitet.

[0014] Das Zusammenbrechen des Dampffilms kann dazu führen, dass ein gewisser Bereich von Strangoberflächentemperaturen durch eine Variation der von den einzelnen Kühlmitteldüsen auf die Strangoberfläche aufgebrachten Kühlmittelmenge nicht erreicht werden kann. Wird die Strangoberfläche von den Kühlmitteldüsen jeweils mit einer Kühlmittelmenge beaufschlagt, die im Bereich des Kühlmittelmengen-Werts liegt, bei dem ein solches Zusammenbrechen des Dampffilms auftritt, kann eine geringfügige Anderung dieser Kühlmittelmenge eine ungewollt starke Temperaturänderung der Strangoberfläche bewirken. In solch einem Fall wird die Strangoberfläche bei einer geringfügigen Erhöhung der Kühlmittelmenge zu kalt beziehungsweise bei einer geringfügigen Verringerung der Kühlmittelmenge zu heiß.

[0015] Wie zuvor erwähnt schlägt die Erfindung vor, dass die durch die Kühlmitteldüsen an einem Oberflächensegment des Strangs vollbrachten Kühlleistungen in Strangförderrichtung alternieren. Auf diese Weise können auch solche Strangoberflächentemperaturen eingestellt werden, die bei in Strangförderrichtung konstanten Kühlmittelmengen nicht erreicht werden können.

[0016] Als Kühlleistung kann vorliegend die Wärmemenge (beziehungsweise thermische Energie) pro Zeiteinheit, welche einem Oberflächensegment des Strangs entzogen wird, verstanden werden.

[0017] Dadurch, dass die Kühlleistungen in Strangförderrichtung alternieren, kann erreicht werden, dass die Strangoberfläche zunächst stärker gekühlt wird, dann schwächer gekühlt wird, dann wieder stärker gekühlt wird, dann wieder schwächer gekühlt wird und so weiter. Durch das Einstellen eines geeigneten Alternationsmusters kann die mittlere Strangoberflächentemperatur auf einen gewünschten Wert eingestellt werden.

[0018] Unter dem Oberflächensegment kann ein gedachter Abschnitt der Strangoberfläche verstanden werden, welcher eine beliebige Form aufweisen kann. Das besagte Oberflächensegment des Strangs kann insbesondere quer zur Strangförderrichtung eine beliebig kleine Abmessung aufweisen, welche zum Beispiel einem Bruchteil einer Breite einer der Düseneinheiten entspricht. Vorzugsweise ist besagtes Oberflächensegment ein sich mit dem Strang mitbewegendes Ober-

flächensegment.

[0019] Weiterhin kann unter der Strangförderrichtung diejenige Richtung verstanden werden, in welche der Strang in der Stranggussanlage gefördert/geführt wird. Zweckmäßigerweise ist die Strangförderrichtung durch eine Strangführung der Stranggussanlage vorgegeben.

[0020] Dass die Kühlleistungen in Strangförderrichtung alternieren, kann dahingehend verstanden werden, dass die Beträge der Kühlleistungen in Strangförderrichtung mehr als einmal im Wechsel abnehmen beziehungsweise zunehmen. Die Kühlleistungen alternieren also zweckmäBigerweise hinsichtlich ihres Betrags in Strangförderrichtung.

[0021] Das „Vollbringen von Kühlleistungen an dem Strang" kann als ein Abkühlen des Strangs beziehungsweise ein Abführen thermischer Energie von der Strangoberfläche aufgefasst werden, insbesondere durch ein Aufbringen eines Kühlmittels auf die Strangoberfläche.

[0022] Die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, dass die Kühlleistungen (lediglich) zwischen Werten alternieren. Grundsätzlich können die Kühlleistungen zwischen mehr als zwei Werten alternieren, also im Wechsel ab- beziehungsweise zunehmen.

[0023] In bevorzugter Weise werden die in Strangförderrichtung alternierenden Kühlleistungen durch alternierende Kühlmittelmengen, die auf das Oberflächensegment aufgebracht werden, bewirkt. Anders ausgedrückt, die in Strangförderrichtung alternierenden Kühlleistungen können dadurch erreicht werden, dass die Kühlmittelmengen, die von den Düseneinheiten der Stranggussanlage auf die Strangoberfläche aufgebracht werden, in Strangförderrichtung alternieren.

[0024] Als Kühlmittelmenge kann eine Masse oder ein Volumen des Kühlmittels aufgefasst werden, die/das pro Zeiteinheit auf die Strangoberfläche, insbesondere bezogen auf einen definierten Oberflächenabschnitt des Stranges, aufgebracht wird. Das heißt, die Kühlmittelmenge kann eine in kg/s oder l/s (beziehungsweise in kg/(m?s) oder l/(m?s)) messbare Größe sein. Alternativ kann als Kühlmittelmenge eine Masse oder ein Volumen des Kühlmittels aufgefasst werden, die/das innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer auf die Strangoberfläche aufgebracht wird, insbesondere bezogen auf einen definierten Oberflächenabschnitt des Stranges. In letzterem Fall kann die Kühlmittelmenge eine in kg oder | (beziehungsweise in kg/m? oder I/m?) messbare Größe sein.

[0025] Dass die Kühlmittelmengen in Strangförderrichtung alternieren, kann dahingehend verstanden werden, dass die Beträge der Kühlmittelmengen in Strangförderrichtung mehr als einmal im Wechsel abnehmen beziehungsweise zunehmen. Die vorgegebenen Kühlmittelmengen alternieren also zweckmäßigerweise hinsichtlich ihres Betrags.

[0026] Der Strang kann insbesondere ein Stahlstrang sein. Alternativ kann der Strang ein Kupferoder Aluminiumstrang sein. Vorzugsweise ist der Strang ein kontinuierlicher Strang.

[0027] Ferner kann der zu kühlende Strang eine Schalendicke von einigen Millimetern bis zu mehreren Zentimetern aufweisen, insbesondere im Bereich eines Kokillenausgangs. Bei Schalendicken im Bereich von wenigen Millimeter erweist sich das Verfahren als besonders vorteilhaft, da hier das Problem des zusammenbrechenden, stabilisierenden Dampffilms besonders ausgeprägt ist. Zweckmäßigerweise nimmt die Schalendicke mit zunehmender Kühldauer beziehungsweise mit zunehmender Entfernung vom Kokillenausgang zu.

[0028] Das Kühlmittel, das auf die Strangoberfläche aufgebracht wird, kann beispielsweise Wasser oder Luft sein - oder Wasser als Bestandteil, wie bei einem Wasser-Luft-Gemisch, enthalten. Grundsätzlich können auch andere Stoffe als Kühlmittel beziehungsweise Kühlmittelbestandteil verwendet werden.

[0029] Ferner kann die Strangführung der Stranggussanlage eine Biege-, eine Kreis- und/oder eine Richtzone aufweisen. Die Düseneinheiten können grundsätzlich in einer beliebigen dieser Zonen angeordnet sein. Zweckmäßigerweise sind die Düseneinheiten Elemente einer Kühleinrichtung der Stranggussanlage.

[0030] Besagte Düseneinheiten können in Strangförderrichtung insbesondere unmittelbar aufeinanderfolgende Düseneinheiten sein. Zwei Düseneinheiten können dann als in Strangförderrich-

tung unmittelbar aufeinanderfolgend aufgefasst werden, wenn die beiden Düseneinheiten in Strangförderrichtung benachbart sind beziehungsweise in Strangförderrichtung zwischen diesen beiden Düseneinheiten keine anderen Düseneinheiten angeordnet sind.

[0031] Die Kühlmittelmengen alternieren in Strangförderrichtung zweckmäßigerweise bei mehreren, insbesondere bei mindestens vier, aufeinanderfolgenden Düseneinheiten.

[0032] Weiterhin können die Kühlmittelmengen in Strangförderrichtung unmittelbar oder mittelbar alternieren.

[0033] Gemäß einer bevorzugten Erfindungsvariante alternieren die Kühlmittelmengen in Strangförderrichtung unmittelbar, sodass die Kühlmittelmengen in Strangförderrichtung nach jeweils einer Düseneinheit im Wechsel abnehmen beziehungsweise zunehmen. In diesem Fall nehmen die Kühlmittelmengen in Strangförderrichtung von einer Düseneinheit zur nächsten im Wechsel ab beziehungsweise zu.

[0034] Gemäß einer anderen vorteilhaften Erfindungsvariante alternieren die Kühlmittelmengen in Strangförderrichtung mittelbar, sodass die Kühlmittelmengen in Strangförderrichtung nach jeweils n Düseneinheiten im Wechsel abnehmen beziehungsweise zunehmen. Hierbei ist n zweckmäßigerweise eine natürliche Zahl größer als 1. Beim unmittelbaren Alternieren der Kühlmittelmengen wäre n hingegen gleich 1.

[0035] In bevorzugter Weise alternieren die Kühlmittelmengen in Strangförderrichtung zwischen einem ersten vorgegebenen/einstellbaren Wert und einem zweiten vorgegebenern/einstellbaren Wert. Das heißt, die jeweilige Kühlmittelmenge kann entweder den ersten oder den zweiten Wert annehmen. Eine solche Art der Alternation ist steuerungstechnisch besonders aufwandsgünstig realisierbar.

[0036] Erfindungsgemäß ist der erste Wert größer als der zweite Wert, außerdem ist der zweite Wert größer als Null. Zweckmäßigerweise wird der erste Wert in Abhängigkeit von einer gewünschten Oberflächentemperatur des Strangs vorgegeben/eingestellt. Weiter ist es zweckmäBig, wenn der zweite Wert in Abhängigkeit von einer gewünschten Oberflächentemperatur des Strangs vorgegeben/eingestellt wird.

[0037] Ferner ist es möglich, dass die Kühlmittelmengen in Strangförderrichtung zwischen mehr als zwei Werten, insbesondere zwischen drei Werten, alternieren.

[0038] Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die Düseneinheiten jeweils mindestens eine Kühlmitteldüse auf. Zweckmäßigerweise wird das Kühlmittel mithilfe der Kühlmitteldüsen auf die Strangoberfläche aufgebracht, insbesondere aufgesprüht. Das Kühlmittel kann insbesondere in Form eines Kegels („Kühlmittelkegel") aus der jeweiligen Kühlmitteldüse austreten.

[0039] Die Kühlmitteldüsen können sich in Strangförderrichtung alternierend in ihrer jeweiligen konstruktiven Ausgestaltung voneinander unterscheiden. Das heißt, die Kühlmitteldüsen können sich in Strangförderrichtung hinsichtlich ihrer jeweiligen Form und/oder mindestens einer ihrer jeweiligen Abmessungen, wie zum Beispiel ihrem jeweiligen Austrittsdurchmesser, voneinander unterscheiden. Insbesondere können sich in Strangförderrichtung benachbarte Kühlmitteldüsen, das heißt in Strangförderrichtung unmittelbar aufeinanderfolgende Kühlmitteldüsen, hinsichtlich ihrer konstruktiven Ausgestaltung voneinander unterscheiden.

[0040] Unterschiedliche Austrittsdurchmesser können bei den Kühlmitteldüsen beispielsweise mithilfe von Austrittsblenden realisiert werden. Die Kühlmitteldüsen können mit Austrittsblenden ausgestattet sein, die sich zum Beispiel in Strangförderrichtung paarweise voneinander unterscheiden, insbesondere hinsichtlich ihres jeweiligen OÖffnungsdurchmessers. Weiterhin ist es möglich, dass die Kühlmitteldüsen in Strangförderrichtung im Wechsel jeweils mit Austrittsblende beziehungsweise ohne Austrittsblende ausgestaltet sind. Das heißt, Austrittsblenden können beispielsweise in Strangförderrichtung bei jeder zweiten Düseneinheit vorgesehen sein, während die Kühlmitteldüsen der dazwischen positionierten Düseneinheiten ohne Austrittsblenden ausgestaltet sein können.

[0041] Bestehende Stranggussanlagen können mithilfe von Austrittsblenden aufwands-/kostengünstig nachgerüstet werden, sodass bei solchen Anlagen aufwands-/kostengünstig in Strangförderrichtung alternierende Kühlmittelmengen realisiert werden können.

[0042] Alternativ oder zusätzlich können die Düseneinheiten jeweils eine Einstellvorrichtung aufweisen. Zweckmäßigerweise ist die Einstellvorrichtung der jeweiligen Düseneinheit dazu vorbereitet, eine Kühlmittelmenge, die von der jeweiligen Düseneinheit auf den Strang aufgebracht wird, einzustellen, insbesondere über eine Stellung/Position der Einstellvorrichtung. Weiter ist es zweckmäßig, wenn die Stellung/Position der Einstellvorrichtung mithilfe einer Steuereinheit gesteuert wird.

[0043] Die Einstellvorrichtung der jeweiligen Düseneinheit kann beispielsweise ein Stellventil sein, welches insbesondere eingangsseitig der mindestens einen Kühlmitteldüse der jeweiligen Düseneinheit angeordnet ist. Das jeweilige Stellventil ist zweckmäßigerweise dazu eingerichtet, eine Kühlmittelzufuhr zu der mindestens einen Kühlmitteldüse der jeweiligen Düseneinheit zu drosseln und wieder freizugeben.

[0044] Insbesondere kann ein solches Stellventil auf einen Nulldurchsatz gedrosselt werden beziehungsweise das Stellventil wiederholt auf und zu gemacht werden („gepulste Kühlung"), um so die Kühlmittelmenge einzustellen. Im Falle einer gepulsten Kühlung können zum Beispiel die Pulsdauern der Stellventile in Strangförderrichtung alternieren.

[0045] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Einstellvorrichtung der jeweiligen Düseneinheit eine verstellbare Abschirmeinheit sein, welche insbesondere zwischen dem Strang und der mindestens einen Kühlmitteldüse der jeweiligen Düseneinheit angeordnet ist. Zumindest ein Teil des Kühlmittels, das aus der mindestens einen Kühlmitteldüse der jeweiligen Düseneinheit austritt, kann auf die zugehörige Abschirmeinheit anstatt auf die Strangoberfläche treffen, sodass dieser Teil des Kühlmittels nicht auf die Strangoberfläche trifft. Die jeweilige Abschirmeinheit kann zum Beispiel mindestens ein Abschirmblech umfassen, welches insbesondere mithilfe eines Stellmotors verschoben werden kann.

[0046] Grundsätzlich ist es möglich, dass die Düseneinheiten jeweils mehrere Einstellvorrichtungen aufweisen. Eine der mehreren Einstellvorrichtungen kann beispielsweise als Stellventil ausgestaltet sein. Eine andere der mehreren Einstellvorrichtungen kann zum Beispiel als Abschirmeinheit ausgestaltet sein.

[0047] Die Düseneinheiten können beispielsweise jeweils genau eine Kühlmitteldüse aufweisen. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weisen die Düseneinheiten jeweils eine Reihe, insbesondere jeweils genau eine Reihe, von quer zur Strangförderrichtung aufeinanderfolgenden Kühlmitteldüsen auf. Dies ermöglicht eine gleichmäßige Kühlmittelbeaufschlagung des Strangs über seine Breite.

[0048] Vorzugsweise werden die einzelnen Kühlmitteldüsen der jeweiligen Düseneinheit an ihren Eingängen mit demselben Kühlmittelfluss beaufschlagt. Ferner können die Düseneinheiten für ihre Kühlmitteldüsen jeweils eine gemeinsame Einstellvorrichtung aufweisen.

[0049] Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird eine Oberflächentemperatur des Strangs ermittelt. Hierzu wird zweckmäßigerweise eine Temperaturmesseinrichtung verwendet. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Temperaturmesseinrichtung dazu eingerichtet ist, die Oberflächentemperatur des Strangs berührungslos zu messen. Die Temperaturmesseinrichtung kann zum Beispiel ein Pyrometer sein.

[0050] Vorteilhafterweise werden die Kühlleistungen mithilfe einer Steuereinheit, insbesondere mithilfe der zuvor erwähnten Steuereinheit, in Abhängigkeit von der ermittelten Oberflächentemperatur und/oder einem vorgegebenen/einstellbaren Oberflächentemperatur-Sollwert eingestellt. Vorzugsweise werden die Kühlleistungen mithilfe der Steuereinheit in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der ermittelten Oberflächentemperatur und dem vorgegebenern/einstellbaren Oberflächentemperatur-Sollwert eingestellt. Auf diese Weise können die Kühlleistungen derart vorgegeben/eingestellt werden, dass die Oberflächentemperatur des Strangs besagten Sollwert

erreicht oder sich diesem zumindest annähert.

[0051] Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Düseneinheiten Elemente derselben Kühlzone der Kühleinrichtung sind. Die Kühlzone kann für die Düseneinheiten unter anderem eine gemeinsame Kühlmittelpumpe und/oder eine gemeinsame Kühlmittelversorgungsleitung aufweisen.

[0052] Außerdem kann die Kühlzone zusätzlich zu den besagten Düseneinheiten weitere in Strangförderrichtung aufeinanderfolgende Düseneinheiten aufweisen, welche die Strangoberfläche zweckmäßigerweise jeweils mit einer vorgegebenen Kühlmittelmenge beaufschlagen. Die von diesen Düseneinheiten auf die Strangoberfläche aufgebrachten Kühlmittelmengen können in Strangförderrichtung konstant sein. Ferner können diese Düseneinheiten bezüglich der Strangförderrichtung vor oder hinter den erstgenannten Düseneinheiten angeordnet sein.

[0053] Ferner kann die Kühleinrichtung mehrere solche in Strangförderrichtung aufeinanderfolgende Kühlzonen aufweisen.

[0054] Wie zuvor erwähnt, werden die in Strangförderrichtung alternierenden Kühlleistungen vorzugsweise durch alternierende Kühlmittelmengen, die von den Düseneinheiten auf das Oberflächensegment aufgebracht werden, bewirkt. Außer durch alternierende Kühlmittelmengen, die auf das Oberflächensegment aufgebracht werden, können die alternierenden Kühlleistungen zusätzlich (also in Kombination mit alternierenden Kühlmittelmengen) oder alternativ (also anstelle der alternierende Kühlmittelmengen) auf andere Weise bewirkt/erreicht werden.

[0055] Zum Beispiel können die in Strangförderrichtung alternierenden Kühlleistungen durch alternierende Kühlmitteltemperaturen des auf das Oberflächensegment aufgebrachten Kühlmittels bewirkt werden. Das heißt, eine erste Düseneinheit kann das Kühlmittel mit einer ersten Kühlmitteltemperatur auf den Strang aufbringen. Eine auf diese Düseneinheit in Strangförderrichtung folgende Düseneinheit kann das Kühlmittel mit einer zweiten Kühlmitteltemperatur, die von der ersten Kühlmitteltemperatur verschieden ist, auf den Strang aufbringen. Eine auf letztgenannte Düseneinheit in Strangförderrichtung folgende Düseneinheit kann das Kühlmittel mit der ersten Kühlmitteltemperatur auf den Strang aufbringen und so weiter.

[0056] Ferner können die in Strangförderrichtung alternierenden Kühlleistungen durch unterschiedliche auf das Oberflächensegment aufgebachte Kühlmittelmedien bewirkt werden. Hierbei alternieren die Kühlmittelmedien in Strangförderrichtung sinnvollerweise. Die unterschiedlichen Kühlmittelmedien unterscheiden sich zweckmäßigerweise hinsichtlich ihrer Wärmekapizität voneinander.

[0057] Außerdem können die in Strangförderrichtung alternierenden Kühlleistungen durch alternierend auf das beliebig auf das Oberflächensegment aufgebrachte Kühlmittelsprühdichten bewirkt werden. Als Kühlmittelsprühdichte kann eine auf den Strang aufbrachte Kühlmittelmenge, bezogen auf eine Flächeneinheit, verstanden werden. Unterschiedliche Kühlmittelsprühdichten können zum Beispiel dadurch erreicht werden, dass bei einer Düseneinheit der Stranggussanlage ihre Kühlmitteldüsen andere Austrittsdurchmesser aufweisen als bei einer anderen Düseneinheit der Stranggussanlage und/oder in einem anderen Abstand zu dem Strang angeordnet sind.

[0058] Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Kühleinrichtung zum Kühlen eines metallischen Strangs in einer Stranggussanlage, insbesondere gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, aufweisend mehrere in Strangförderrichtung aufeinanderfolgend angeordnete Düseneinheiten mit jeweils einer oder mehreren Kühlmitteldüsen, die dazu eingerichtet sind, Kühlleistungen an dem Strang zu vollbringen.

[0059] Bei der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung sind die Düseneinheiten dazu eingerichtet, die Kühlleistungen an einem Oberflächensegment des Strangs in Strangförderrichtung alternierend zu vollbringen.

[0060] Die erfindungsgemäße Kühleinrichtung ist gekennzeichnet durch eine Steuereinheit, die dazu eingerichtet ist, die Düseneinheiten derart zu steuern, dass die Beträge der Kühlleistungen, die im Betrieb der Kühleinrichtung von den Düseneinheiten an dem Oberflächensegment voll-

bracht werden, in Strangförderrichtung zwischen zumindest zwei Werten größer als Null alternieren.

[0061] Weiterhin kann die erfindungsgemäße Kühleinrichtung die weiter oben im Zusammenhang mit dem Verfahren genannte Kühleinrichtung sein.

[0062] Ferner können sich die weiter oben im Zusammenhang mit dem Verfahren genannten vorteilhaften Merkmale auch auf vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung beziehen.

[0063] Die Düseneinheiten der Kühleinrichtung können jeweils eine Einstellvorrichtung zum Einstellen einer Kühlmittelmenge aufweisen. Zweckmäßigerweise sind die Einstellvorrichtungen derart einstellbar, dass die Kühlmittelmengen, die von den Düseneinheiten auf die Strangoberfläche aufgebracht werden, in Strangförderrichtung alternieren.

[0064] Alternativ oder zusätzlich können sich die Düseneinheiten in Strangförderrichtung alternierend in ihrer jeweiligen konstruktiven Ausgestaltung voneinander unterscheiden. Die alternierenden konstruktiven Ausgestaltungen der Düseneinheiten (beziehungsweise ihrer Kühlmitteldüsen) können bewirken, dass die von den Düseneinheiten auf den Strang aufgebrachten Kühlmittelmengen in Strangförderrichtung alternieren.

[0065] Es kann also vorteilhafterweise mithilfe der Einstellvorrichtungen und/oder mittels der alternierenden konstruktiven Ausgestaltungen erreicht werden, dass die vorgegebenen Kühlmittelmengen - und folglich die durch die Düseneinheiten am Strang vollbrachten Kühlleistungen - in Strangförderrichtung alternieren.

[0066] Außerdem ist die Erfindung auf eine Stranggussanlage gerichtet, welche die erfindungsgemäße Kühleinrichtung aufweist. Neben der Kühleinrichtung kann die Stranggussanlage weitere Elemente aufweisen, wie zum Beispiel eine metallurgische Pfanne, ein Verteilerbecken, eine Kokille und/oder eine Strangführung.

[0067] Die bisher gegebene Beschreibung vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung enthält zahlreiche Merkmale, die in den einzelnen Unteransprüchen teilweise zu mehreren zusammengefasst wiedergegeben sind. Diese Merkmale können jedoch zweckmäßigerweise auch einzeln betrachtet und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammengefasst werden. Insbesondere sind diese Merkmale jeweils einzeln und in beliebiger geeigneter Kombination mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung kombinierbar. So sind Verfahrensmerkmale, gegenständlich formuliert, auch als Eigenschaft der entsprechenden Vorrichtungseinheit zu sehen und umgekehrt.

[0068] Auch wenn in der Beschreibung beziehungsweise in den Patentansprüchen einige Begriffe jeweils im Singular oder in Verbindung mit einem Zahlwort verwendet werden, soll der Umfang der Erfindung für diese Begriffe nicht auf den Singular oder das jeweilige Zahlwort eingeschränkt sein.

[0069] Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Die Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und beschränken die Erfindung nicht auf die darin angegebenen Kombinationen von Merkmalen, auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. Außerdem können dazu geeignete Merkmale eines jeden Ausführungsbeispiels auch explizit isoliert betrachtet, aus einem Ausführungsbeispiel entfernt, in ein anderes Ausführungsbeispiel zu dessen Ergänzung eingebracht und mit einem beliebigen der Ansprüche kombiniert werden.

[0070] Es zeigen:

[0071] FIG 1 eine schematische Darstellung einer Stranggussanlage mit einer Kühleinrichtung;

[0072] FIG 2 einen Schnitt durch die Stranggussanlage aus FIG 1 entlang der dortigen Schnittebene Il-Il;

[0073] FIG 3 eine schematische Darstellung einer weiteren Stranggussanlage mit einer Kühleinrichtung;

[0074] FIG 4 ein Diagramm mit drei Graphen, die jeweils exemplarisch den Verlauf einer Strangoberflächentemperatur als Funktion einer Längenkoordinate in Strangförderrichtung wiedergeben und

[0075] FIG5 ein Diagramm, das neben den drei Graphen aus FIG 3 einen vierten Graphen enthält, der exemplarisch den Verlauf einer Strangoberflächentemperatur als Funktion einer Längenkoordinate in Strangförderrichtung wiedergibt.

[0076] FIG 1 zeigt eine Stranggussanlage 2 in einer schematischen Darstellung. Die Stranggussanlage 2 kann zum Beispiel eine Anlage zum Gießen von Stahlbrammen sein.

[0077] Die Stranggussanlage 2 umfasst unter anderem eine Pfanne 4 mit einem Auslassrohr 6. Weiter umfasst die Stranggussanlage 2 ein unterhalb der Pfanne 4 angeordnetes Verteilerbecken 8 mit einem Gießrohr 10 sowie einen im Verteilerbecken 8 angeordneten Stopfen 12.

[0078] Darüber hinaus umfasst die Stranggussanlage 2 eine Kokille 14, die vier wassergekühlte Kokillenplatten 16 aus Kupfer aufweist und eine rechteckige Querschnittsform hat. In FIG 1 sind lediglich zwei der vier Kokillenplatten 16 sichtbar.

[0079] Außerdem umfasst die Stranggussanlage 2 mehrere angetriebene Transportrollen 18 zum Führen und Stützen eines Strangs, welche Elemente einer Strangführung der Stranggussanlage 2 bilden.

[0080] Darüber hinaus weist die Stranggussanlage 2 ein figürlich nicht dargestelltes Folgeaggregat, wie zum Beispiel eine Brennschneidmaschine, auf.

[0081] In der Pfanne 4 befindet sich flüssiger Stahl 20, der über das Auslassrohr 6 in das Verteilerbecken 8 eingeleitet wird. Aus dem Verteilerbecken 8 wiederum wird der flüssige Stahl 20 über das Gießrohr 10 in die Kokille 14 eingeleitet, wobei ein Massenstrom des in die Kokille 14 flieBenden Stahls 20 mithilfe des Stopfens 12 gesteuert wird.

[0082] In der Kokille 14 kühlt der Stahl 20 an seinen Kontaktflächen mit den wassergekühlten Kokillenplatten 16 ab und erstarrt hierbei, sodass der Stahl 20 in Form eines Strangs 22 mit einem rechteckigen Querschnitt aus der Kokille 14 austritt.

[0083] Beim Austreten aus der Kokille 14 hat der Strang 22 eine erstarrte Schale von einigen Millimetern Dicke, während ein Großteil seines Querschnitts noch flüssig ist. Seine Oberflächentemperatur liegt hierbei in der Größenordnung von circa 1000 °C.

[0084] Mithilfe der Transportrollen 18 wird der aus der Kokille 14 austretende Strang 22 abtransportiert und zu dem zuvor erwähnten (figürlich nicht dargestellten) Folgeaggregat geführt, mittels welchem der Strang 22 beispielsweise in Form von Brammen zugeschnitten und anschließend abtransportiert wird. Alternativ könnte der Strang 22 von einem (anderen) Folgeaggregat, beispielsweise einem Walzgerüst einer Gieß-Walz-Verbundanlage, direkt weiterverarbeitet werden, ohne vorher in Brammen zerteilt zu werden.

[0085] Ferner weist die Stranggussanlage 2 eine Kühleinrichtung 24 zum Kühlen des Strangs 22 auf.

[0086] Die Kühleinrichtung 24 umfasst sechszehn in Strangförderrichtung 26 aufeinanderfolgend angeordnete Düseneinheiten 28 zur Kühlung des Strangs 22 von einer ersten (zeichnungsgemäß oberen) Seite. Von diesen Düseneinheiten 28 gehören jeweils vier in Strangförderrichtung 26 aufeinanderfolgende Düseneinheiten 28 zu einer gemeinsamen Kühlzone 30 der Kühleinrichtung 24. Das heißt, besagte sechszehn Düseneinheiten 28 sind in vier Kühlzonen 30 mit je vier Düseneinheiten 28 aufgeteilt.

[0087] Jede dieser Kühlzonen 30 hat eine eigene Kühlmittelpumpe 32, eine mit ihrer Kühlmittel

pumpe 32 verbundene Haupt-Kühlmittelversorgungsleitung 34, von welcher vier individuelle Kühlmittelversorgungsleitungen 36 abzweigen, die jeweils mit einer der Düseneinheiten 28 verbunden sind.

[0088] Die Düseneinheiten 28 weisen jeweils eine Reihe von mehreren quer zur Strangförderrichtung 26 aufeinanderfolgenden Kühlmitteldüsen 38 auf (vgl. FIG 2). Außerdem weisen die Düseneinheiten 28 im vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils ein elektrisch steuerbares Stellventil 40 auf.

[0089] Des Weiteren weist die Kühleinrichtung 24 eine Steuereinheit 42 auf. Besagte Stellventile 40 sind über (figürlich nicht dargestellte) Datenleitungen mit der Steuereinheit 42 verbunden und werden durch die Steuereinheit 42 gesteuert.

[0090] Außerdem umfasst die Kühleinrichtung 24 sechszehn in Strangförderrichtung 26 aufeinanderfolgend angeordnete Düseneinheiten 28 zur Kühlung des Strangs 22 von einer zweiten (zeichnungsgemäß unteren) Seite, welche der ersten Seite gegenüberliegt. Auch diese Düseneinheiten 28 weisen jeweils ein mit der Steuereinheit 42 verbundenes Stellventil auf, wobei die Stellventile dieser Düseneinheiten 28 einer besseren Ubersichtlichkeit halber figürlich nicht dargestellt sind.

[0091] Von letztgenannten sechszehn Düseneinheiten 28 gehören jeweils vier in Strangförderrichtung 26 aufeinanderfolgende Düseneinheiten 28 zu einer gemeinsamen Kühlzone. Auch jede von diesen Kühlzonen hat eine eigene Kühlmittelpbumpe, eine mit ihrer Kühlmittelpumpe verbundene Haupt-Kühlmittelversorgungsleitung, von welcher vier individuelle Kühlmittelversorgungsleitungen abzweigen, wobei diese Elemente einer besseren UÜbersichtlichkeit halber figürlich nicht dargestellt sind.

[0092] Die Anzahl der Düseneinheiten 28 je Strangseite - im vorliegenden Fall sechszehn - und deren zahlenmäßige Aufteilung in mehrere Kühlzonen 30 - im vorliegenden Fall vier Kühlzonen 30 je Strangseite - ist lediglich exemplarisch gewählt. Das heißt, die Stranggussanlage 2 könnte grundsätzlich eine andere Anzahl von Düseneinheiten 28 und/oder eine andere Anzahl von Kühlzonen 30 aufweisen.

[0093] Außerdem umfasst die Kühleinrichtung 24 eine Temperaturmesseinrichtung 44, beispielsweise ein Pyrometer, zur berührungslosen Temperaturmessung einer Oberflächentemperatur des Strangs 22. Die Temperaturmesseinrichtung 44 ist über eine Datenleitung 46 mit der Steuereinheit 42 verbunden.

[0094] Grundsätzlich kann die Kühleinrichtung 24 mehrere solche Temperaturmesseinrichtungen aufweisen. So kann beispielsweise sowohl an der ersten Seite des Strangs 22 als auch an der zweiten Seite des Strangs 22 mindestens eine Temperaturmesseinrichtung vorgesehen sein.

[0095] Während der Strang 22 zu besagtem Folgeaggregat abtransportiert wird, sprühen die Düseneinheiten 28, genauer gesagt deren Kühlmitteldüsen 38, ein Kühlmittel 48 auf die Strangoberfläche 50 auf. Auf diese Weise wird der Strang 22 abgekühlt und erstarrt in Strangförderrichtung 26 immer weiter. Im vorliegenden Fall handelt es sich bei dem Kühlmittel 48 um Wasser.

[0096] Jede der Düseneinheiten 28 bringt eine vorgegebene/einstellbare Kühlmittelmenge auf die Strangoberfläche 50 auf. Die jeweilige Kühlmittelmenge wird dabei über das Stellventil 40 der jeweiligen Düseneinheit 28 gesteuert. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel bringen alle Kühlmitteldüsen 38 einer Düseneinheit 28 dieselbe Kühlmittelmenge auf die Strangoberfläche 50 auf.

[0097] Die Temperaturmesseinrichtung 44 misst eine Oberflächentemperatur des Strangs 22 und übermittelt die gemessene Oberflächentemperatur an die Steuereinheit 42. In Abhängigkeit von der ermittelten Oberflächentemperatur und einem vorgegebenen Oberflächentemperatur-Sollwert stellt die Steuereinheit 42 über die Stellventile 40 die von den Düseneinheiten 28 auf den Strang 22 aufgebrachten Kühlmittelmengen derart ein, dass die Oberflächentemperatur des Strangs 22 dem vorgegebenen Oberflächentemperatur-Sollwert entspricht beziehungsweise sich diesem annähert.

[0098] Vorliegend werden die Kühlmittelmengen durch die Steuereinheit 42 derart vorgege

ben/eingestellt, dass zumindest in einem Teilbereich der Kühleinrichtung 24 die Kühlmittelmengen in Strangförderrichtung 26 alternieren. Auf diese Weise werden durch die Düseneinheiten 28 an einem beliebig kleinen Oberflächensegment des Strangs 22 in Strangförderrichtung 26 alternierende Kühlleistungen vollbracht.

[0099] Die Kühlmittelmengen können beispielsweise über die gesamte Länge der Kühleinrichtung 24, das heißt über alle Kühlzonen 30 hinweg, alternieren. Alternativ können die Kühlmittelmengen nur in einer oder einigen der Kühlzonen 30 alternieren.

[00100] Im vorliegenden Ausführungsbeispiel alternieren die Kühlmittelmengen, die von den an der ersten (zeichnungsgemäß oberen) Seite des Strangs 22 angeordneten Düseneinheiten 28 auf die Strangoberfläche 50 aufgebracht werden, über die gesamte Länge der Kühleinrichtung 24 zwischen einem ersten vorgegebenen Wert und einem zweiten vorgegebenen Wert, wobei der zweite Wert exemplarisch 33% des ersten Werts beträgt. Das heißt, die Kühlmittelmengen alternieren an der ersten (zeichnungsgemäß oberen) Seite des Strangs 22 in Strangförderrichtung 26 zwischen 100% und 33% des ersten Kühlmittelmengen-Werts.

[00101] Die Kühlmittelmengen alternieren hierbei in Strangförderrichtung 26 unmittelbar. Das heißt, eine erste Düseneinheit 28 bringt 100% des ersten Kühlmittelmengen-Werts auf die Strangoberfläche 50 auf. Die in Strangförderrichtung 26 nächste Düseneinheit 28 bringt 33% des ersten Kühlmittelmengen-Werts auf die Strangoberfläche 50 auf. Die auf diese Düseneinheit 28 in Strangförderrichtung 26 folgende Düseneinheit 28 bringt wieder 100% des ersten Kühlmittelmengen-Werts auf die Strangoberfläche 50 auf und so weiter.

[00102] Prinzipiell könnten die Kühlmittelmengen in Strangförderrichtung 26 mittelbar alternieren. So könnten zum Beispiel eine erste Düseneinheit 28 und die auf sie in Strangförderrichtung 26 folgende Düseneinheit 28 100% des ersten Kühlmittelmengen-Werts auf die Strangoberfläche 50 aufbringen. Die in Strangförderrichtung 26 nächsten beiden Düseneinheiten 28 könnten 33% des ersten Kühlmittelmengen-Werts auf die Strangoberfläche 50 aufbringen. Die auf die beiden letztgenannten Düseneinheiten 28 in Strangförderrichtung 26 folgenden Düseneinheiten 28 könnten wieder 100% des ersten Kühlmittelmengen-Werts auf die Strangoberfläche 50 aufbringen und so weiter.

[00103] Die Düseneinheiten 28 an der zweiten (zeichnungsgemäß unteren) Seite des Strangs 22 können derart betrieben werden, dass sie das Kühlmittel 48 gemäß dem gleichen Muster, das heißt mit der gleichen Alternation, auf die Strangoberfläche 50 aufbringen wie die Düseneinheiten 28 an der ersten (zeichnungsgemäß oberen) Seite des Strangs 22. Alternativ können die Düseneinheiten 28 an der zweiten (zeichnungsgemäß unteren) Seite des Strangs 22 derart betrieben werden, dass sie das Kühlmittel 48 gemäß einem anderen Muster, das heißt mit einer anderen Alternation, auf die Strangoberfläche 50 aufbringen als die Düseneinheiten 28 an der ersten (zeichnungsgemäß oberen) Seite des Strangs 22.

[00104] Außerdem ist in FIG 1 eine vertikale Schnittebene Il-Il dargestellt, welche senkrecht zur Strangförderrichtung 26 im Endbereich der Strangführung durch die Stranggussanlage 2 verläuft.

[00105] FIG 2 zeigt einen schematischen Schnitt durch die Stranggussanlage 2 aus FIG 1 entlang der dortigen Schnittebene Il-Il.

[00106] In FIG 2 ist der Strang 22 sowie exemplarisch eine der Düseneinheiten 28 dargestellt. Aus dieser Figur ist ersichtlich, dass die dargestellte Düseneinheit 28 eine Reihe von mehreren hier exemplarisch drei - quer zur Strangförderrichtung 26 aufeinanderfolgenden Kühlmitteldüsen 38 aufweist, wobei die Strangförderrichtung 26 im Bereich der dargestellten Düseneinheit 28 senkrecht zur Zeichenebene der FIG 2 ist. Das Kühlmittel 48 tritt in Form von Kegeln („Kühlmittelkegeln“) aus den Kühlmitteldüsen 38 aus. Im vorliegenden Fall berühren sich die Kühlmittelkegel an der Strangoberfläche 50. Prinzipiell ist es auch möglich, dass sich die Kühlmittelkegel überlappen.

[00107] Weiter ist ersichtlich, dass die dargestellte Düseneinheit 28 für ihre drei Kühlmitteldüsen 38 ein gemeinsames Stellventil 40 aufweist. Da im vorliegenden Ausführungsbeispiel die drei

Kühlmitteldüsen 38 über eine gemeinsame Kühlmittelversorgungsleitung 36 mit dem Kühlmittel 48 versorgt werden und die Düseneinheit 28 ein einziges Stellventil 40 aufweist, werden die drei Kühlmitteldüsen 38 eingangsseitig mit demselben Kühlmittelfluss beaufschlagt.

[00108] Die in Strangförderrichtung 26 alternierenden Kühlleistungen, die durch die Düseneinheiten 28 am Strang 22 vollbracht werden, können alternativ oder zusätzlich durch alternierende Kühlmitteltemperaturen des auf das beliebig kleine Oberflächensegment aufgebrachten Kühlmittels 48, durch unterschiedliche auf das beliebig kleine Oberflächensegment aufgebachte Kühlmittelmedien und/oder durch alternierend auf das beliebig auf das beliebig kleine Oberflächensegment aufgebrachte Kühlmittelsprühdichten bewirkt werden.

[00109] Die Beschreibung des nachfolgenden Ausführungsbeispiels beschränkt sich primär auf die Unterschiede zum vorhergehenden Ausführungsbeispiel, auf das bezüglich gleichbleibender Merkmale und Funktionen verwiesen wird. Im Wesentlichen gleiche beziehungsweise einander entsprechende Elemente sind, soweit zweckdienlich, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und nicht erwähnte Merkmale sind im nachfolgenden Ausführungsbeispiel übernommen, ohne dass sie erneut beschrieben sind.

[00110] FIG 3 zeigt eine weitere Stranggussanlage 52 in einer schematischen Darstellung.

[00111] Bei dieser Stranggussanlage 52 weisen die Düseneinheiten 28 anstelle eines Stellventils jeweils eine verstellbare Abschirmeinheit 54 auf. Jede der Abschirmeinheiten 54 ist zwischen den Kühlmitteldüsen 38 der zugehörigen Düseneinheit 28 und dem Strang 22 angeordnet.

[00112] Ferner umfassen die Abschirmeinheiten 54 jeweils zwei verschiebbare Abschirmbleche 56, die mithilfe von figürlich nicht dargestellten Stellmotoren entlang der Strangförderrichtung 26 aufeinander zu beziehungsweise voneinander weg verschiebbar sind. Besagte Stellmotoren werden durch die Steuereinheit 42 der Kühleinrichtung 24 gesteuert.

[00113] Mithilfe der Abschirmeinheiten 54 lässt sich die Strangoberfläche 50 von den Kühlmitteldüsen 38 abschirmen. Zumindest ein Teil des Kühlmittels 48, das aus den Kühlmitteldüsen 38 der jeweiligen Düseneinheit 28 austritt, kann - je nach Stellung der Abschirmeinheit 54 - auf die zugehörige Abschirmeinheit 54 anstatt auf die Strangoberfläche 50 treffen, sodass dieser Teil des Kühlmittels 48 nicht auf die Strangoberfläche 50 trifft. Die Abschirmeinheiten 54 ermöglichen es also, die Kühlmittelmengen, die von den Düseneinheiten 28 auf die Strangoberfläche 50 aufgebracht werden, in Strangförderrichtung 26 alternierend einzustellen.

[00114] Von den Abschirmeinheiten 54 kann das Kühlmittel 48 beispielsweise zu einem figürlich nicht dargestellten Kühlmittelsammelbecken geführt werden.

[00115] Grundsätzlich ist es auch möglich, dass die Abschirmeinheiten 54 nicht anstelle von Stellventilen (vgl. Stranggussanlage 2 aus FIG 1), sondern zusätzlich zu Stellventilen vorgesehen sind.

[00116] Weiterhin können bei der Stranggussanlage 2 aus FIG 1 und/oder bei der Stranggussanlage 52 aus FIG 3 bei einigen oder allen ihrer Düseneinheiten 28 Austrittsblenden vorgesehen sein. So können in Strangförderrichtung 26 beispielsweise bei jeder zweiten Düseneinheit 28 Austrittsblenden vorgesehen sein, während die Kühlmitteldüsen 38 der dazwischen positionierten Düseneinheiten 28 ohne Austrittsblenden ausgestaltet sein können. Alternativ können zum Beispiel bei allen Düseneinheiten 28 Austrittsblenden vorgesehen sein. In letzterem Fall können sich die Austrittsblenden beispielsweise in Strangförderrichtung 26 alternierend hinsichtlich ihres jeweiligen Offnungsdurchmessers voneinander unterscheiden. Das heißt, die OÖffnungsdurchmesser der Austrittsblenden können in Strangförderrichtung 26 alternieren.

[00117] FIG 4 zeigt ein Achsendiagramm, dessen Abszissenachse Werte einer Längenkoordinate x in Strangförderrichtung (gemessen vom Ausgang einer Kokille) wiedergibt und dessen Ordinatenachse Werte einer Strangoberflächentemperatur T wiedergibt.

[00118] In dem Diagramm sind ein erster Graph 58, ein zweiter Graph 60 und ein dritter Graph 62 dargestellt. Die Graphen 58, 60, 62 veranschaulichen jeweils exemplarisch den Verlauf einer Strangoberflächentemperatur T eines metallischen Strangs in einer Stranggussanlage als Funk-

tion der Längenkoordinate x beim Durchgang durch mehrere Düseneinheiten einer Kühlzone, welche die Strangoberfläche jeweils mit der gleichen Kühlmittelmenge beaufschlagen.

[00119] Beim ersten Graph 58 ist die Kühlmittelmenge, mit der die Düseneinheiten die Strangoberfläche beaufschlagen, am kleinsten. Beim zweiten Graph 60 ist die Kühlmittelmenge, mit der die Düseneinheiten die Strangoberfläche beaufschlagen, größer als beim ersten Graph 58 und beim dritten Graph 62 ist die Kühlmittelmenge wiederum größer als beim zweiten Graph 60.

[00120] Allen drei Graphen 58, 60, 62 ist gemeinsam, dass die Strangoberflächentemperatur T zwischen aufeinanderfolgenden lokalen Minima und lokalen Maxima schwankt, während beim jeweiligen Graph 58, 60, 62 der Temperaturmittelwert gegen einen festen Wert strebt. Ein lokales Minimum liegt jeweils bei der Position einer Düseneinheit vor. Hinter einer Düseneinheit nimmt die Strangoberflächentemperatur T zu, bedingt durch einen Wärmetransport vom Stranginneren zu der abgekühlten Strangoberfläche.

[00121] Das Diagramm veranschaulicht, dass es bei einer Variation der Kühlmittelmenge, mit der die Düseneinheiten den Strang beaufschlagen, einen Bereich der mittleren Strangoberflächentemperatur gibt, der nicht erreicht werden kann. Im vorliegenden Fall umfasst der Bereich Temperaturen von circa 600 °C bis 1200 °C.

[00122] Ausgehend von einer niedrigen Kühlmittelmenge nimmt bei einer graduellen Erhöhung der Kühlmittelmenge die Kühlwirkung bei einem bestimmten Kühlmittelmengen-Wert abrupt sehr stark zu. Dies kann darauf zurückgeführt werden, dass bei einem bestimmten KühlmittelmengenWert während des Durchgangs des Stranges durch einen Kühlmittelkegel die Abkühlung der Strangoberfläche so stark ist, dass ein die Strangoberfläche umgebender Dampffilm, der die Kühlwirkung stabilisiert, zusammenbrechen kann.

[00123] FIG 5 zeigt ein weiteres Achsendiagramm. Auch bei diesem Diagramm gibt die Ordinatenachse Werte einer Strangoberflächentemperatur T wieder, während die Abszissenachse Werte einer Längenkoordinate x in Strangförderrichtung wiedergibt.

[00124] In diesem Diagramm sind dieselben drei Graphen 58, 60, 62 wie in dem Diagramm aus FIG 4 dargestellt. Zusätzlich ist im Diagramm aus FIG 5 ein vierter Graph 64 dargestellt.

[00125] Der vierte Graph 64 veranschaulicht ebenfalls den Verlauf einer Strangoberflächentemperatur T eines metallischen Strangs als Funktion der Längenkoordinate x beim Durchgang durch mehrere Düseneinheiten. Der vierte Graph 64 repräsentiert - anders als die ersten drei Graphen 58, 60, 62 - eine Situation, bei der jedoch nicht alle Düseneinheiten einer Kühlzone die Strangoberfläche mit derselben Kühlmittelmenge beaufschlagen.

[00126] Vielmehr beaufschlagen beispielsweise die ersten fünf Düseneinheiten (vom Kokillenausgang gezählt) die Strangoberfläche jeweils mit einer ersten vorgegebenen Kühlmittelmenge. Ab der sechsten Düseneinheit beaufschlagen die Düseneinheiten mit gerader Nummerierung (also die sechste Düseneinheit, die achte Düseneinheit, die zehnte Düseneinheit usw.) die Strangoberfläche jeweils mit einer zweiten Kühlmittelmenge, die zum Beispiel 17% der ersten Kühlmittelmenge entspricht. Die sonstigen Düseneinheiten hingegen beaufschlagen die Strangoberfläche mit der ersten Kühlmittelmenge. Das heißt, ab der sechsten Düseneinheit beaufschlagen die Düseneinheiten die Strangoberfläche mit in Strangförderrichtung alternierenden Kühlmittelmengen. Auf diese Weise wird im vorliegenden Fall eine mittlere Strangoberflächentemperatur von circa 800 °C erreicht, die mit in Strangförderrichtung konstanten Kühlmittelmengen nicht erreicht werden kann.

[00127] Durch gezieltes Einstellen der Kühlmittel-Alternation können auch andere Temperaturen in dem Temperaturbereich von 600 °C bis 1200 °C erreicht werden.

[00128] Bei einem anderen Kühlmittelbeaufschlagungsmuster könnte zum Beispiel vorgesehen sein, dass die ersten sieben Düseneinheiten die Strangoberfläche mit einer ersten vorgegebenen Kühlmittelmenge beaufschlagen und ab der achten Düseneinheit die Düseneinheiten mit gerader Nummerierung die Strangoberfläche jeweils mit einer zweiten Kühlmittelmenge beaufschlagen, die zum Beispiel 33% der ersten Kühlmittelmenge entspricht. Die sonstigen Düseneinheiten hin-

gegen können die Strangoberfläche wiederum mit der ersten Kühlmittelmenge beaufschlagen.

[00129] Bei einem weiteren Kühlmittelbeaufschlagungsmuster könnte zum Beispiel vorgesehen sein, dass die ersten drei Düseneinheiten die Strangoberfläche mit einer ersten vorgegebenen Kühlmittelmenge beaufschlagen. Ab der vierten Düseneinheit können die Düseneinheiten mit gerader Nummerierung die Strangoberfläche jeweils mit einer zweiten Kühlmittelmenge beaufschlagen, die zum Beispiel 0% der ersten Kühlmittelmenge entspricht. Das heißt, es kann vorgesehen sein, dass ab der vierten Düseneinheit die Düseneinheiten mit gerader Nummerierung die Strangoberfläche nicht mit dem Kühlmittel beaufschlagen. Die sonstigen Düseneinheiten hingegen können die Strangoberfläche wiederum mit der ersten Kühlmittelmenge beaufschlagen.

[00130] Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

BEZUGSZEICHENLISTE

2 Stranggussanlage 4 Pfanne 6 Auslassrohr

8 Verteilerbecken

10 Gießrohr 12 Stopfen 14 Kokille

16 Kokillenplatte

18 Transportrollen

20 Stahl

22 Strang

24 Kühleinrichtung

26 Strangförderrichtung

28 Düseneinheit

30 Kühlzone

32 Kühlmittelbumpe

34 Haupt-Kühlmittelversorgungsleitung 36 Kühlmittelversorgungsleitung 38 Kühlmitteldüse

40 Stellventil

42 Steuereinheit

44 Temperaturmesseinrichtung 46 Datenleitung

48 Kühlmittel

50 Strangoberfläche

52 Stranggussanlage

54 Abschirmeinheit

56 Abschirmblech

58 Graph 60 Graph 62 Graph 64 Graph

Claims (14)

Patentansprüche

1. Verfahren zum Kühlen eines metallischen Strangs (22) in einer Stranggussanlage (2, 52), bei dem durch jeweils eine oder mehrere Kühlmitteldüsen (38) von in Strangförderrichtung (26) aufeinanderfolgenden Düseneinheiten (28) Kühlleistungen an dem Strang (22) vollbracht werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Beträge der Kühlleistungen an einem Oberflächensegment des Strangs (22) in Strangförderrichtung (26) zwischen zumindest zwei Werten größer als Null alternieren.

2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in Strangförderrichtung (26) alternierenden Kühlleistungen durch alternierende Kühlmittelmengen, die auf das Oberflächensegment aufgebracht werden, bewirkt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelmengen in Strangförderrichtung (26) unmittelbar alternieren, sodass die Kühlmittelmengen in Strangförderrichtung (26) nach jeweils einer Düseneinheit (28) im Wechsel abnehmen beziehungsweise zunehmen.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelmengen in Strangförderrichtung (26) mittelbar alternieren, sodass die Kühlmittelmengen in Strangförderrichtung (26) nach jeweils n Düseneinheiten (28) im Wechsel abnehmen beziehungsweise zunehmen, wobei n eine natürliche Zahl größer als 1 ist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düseneinheiten (28) jeweils mindestens eine Kühlmitteldüse (38) aufweisen und sich die Kühlmitteldüsen (38) in Strangförderrichtung (26) alternierend in ihrer jeweiligen konstruktiven Ausgestaltung, insbesondere in ihrem jeweiligen Austrittsdurchmesser, voneinander unterscheiden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die alternierenden Kühlleistungen durch Düseneinheiten (28) aufgebracht werden, wobei eine Düseneinheit (28) jeweils mindestens eine Kühlmitteldüse (38) sowie eine Einstellvorrichtung (40, 54) zum Einstellen einer Kühlmittelmenge aufweist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung (40, 54) der jeweiligen Düseneinheit (28) ein Stellventil (40) ist, welches eingangsseitig der mindestens einen Kühlmitteldüse (38) der jeweiligen Düseneinheit (28) angeordnet ist.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung (40, 54) der jeweiligen Düseneinheit (28) eine verstellbare Abschirmeinheit (54) ist, welche zwischen dem Strang (22) und der mindestens einen Kühlmitteldüse (38) der jeweiligen Düseneinheit (28) angeordnet ist.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die alternierenden Kühlleistungen durch Düseneinheiten (28) aufgebracht werden, wobei eine Düseneinheit (28) jeweils eine Reihe von quer zur Strangförderrichtung (26) aufeinanderfolgenden Kühlmitteldüsen (38) aufweist.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unter Verwendung einer Temperaturmesseinrichtung (44) eine Oberflächentemperatur des Strangs (22) ermittelt wird und die Kühlleistungen mithilfe einer Steuereinheit (42) in Abhängigkeit von der ermittelten Oberflächentemperatur und einem vorgegebenen Oberflächentemperatur-Sollwert eingestellt werden.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düseneinheiten (28) Elemente derselben Kühlzone (30) einer Kühleinrichtung (24) sind, wobei die Kühlzone (30) für die Düseneinheiten (28) eine gemeinsame Kühlmittelbumpe (32) und/oder eine gemeinsame Kühlmittelversorgungsleitung (34) aufweist.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in Strangförderrichtung (26) alternierenden Kühlleistungen durch alternierende Kühlmitteltemperaturen des auf das Oberflächensegment aufgebrachten Kühlmittels (48), durch unterschiedliche auf das Oberflächensegment aufgebrachte Kühlmittelmedien und/oder durch alternierend auf das Oberflächensegment aufgebrachte Kühlmittelsprühdichten bewirkt werden.

13. Kühleinrichtung (24) zum Kühlen eines metallischen Strangs (22) in einer Stranggussanlage (2, 52), insbesondere gemäß einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend mehrere in Strangförderrichtung (26) aufeinanderfolgend angeordnete Düseneinheiten (28) mit jeweils einer oder mehreren Kühlmitteldüsen (38), die dazu eingerichtet sind, Kühlleistungen an dem Strang (22) zu vollbringen, wobei die Düseneinheiten (28) dazu eingerichtet sind, die Kühlleistungen an einem Oberflächensegment des Strangs (22) in Strangförderrichtung (26) alternierend zu vollbringen, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit (42), die dazu eingerichtet ist, die Düseneinheiten (28) derart zu steuern, dass die Beträge der Kühlleistungen, die im Betrieb der Kühleinrichtung (24) von den Düseneinheiten (28) an dem Oberflächensegment vollbracht werden, in Strangförderrichtung (26) zwischen zumindest zwei Werten größer als Null alternieren.

14. Stranggussanlage (2, 52) mit einer Kühleinrichtung (24) nach Anspruch 13.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen