AT526023B1 - Stranggießanlage von Stahl - Google Patents
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Abstract
Diese Erfindung kann effektiv in existierenden Kokillen angewendet werden. Sprühschutzeinrichtungen verhindern das Ansteigen von Kühlwasser und durch das Anbringen von Hochdruckgasdüsen wird verhindert, dass Hochtemperaturdampf in die Luftspalte eindringt, somit kann man Korrosion und Verschleiß vorbeugen, die ansonsten an den Innenoberflächen der unteren Kanten der Kokille auftreten. Darüber hinaus leistet diese Stranggießanlage von Stahl eine Möglichkeit zum Breitenwechsel der Kokillen und bietet eine überlegene Vielseitigkeit und Langlebigkeit, was wiederum in überlegener Ressourcenschonung, Wartbarkeit, sowie Verarbeitbarkeit von Demontage-und Montagevorgängen resultiert. Es ist eine Stranggießanlage von Stahl mit einer Kokille, wobei die Schmalseiten und Breitseiten gegenüberliegen und die mit mehreren Sprühdüsen ausgestattet ist, die an den unteren Außenseiten der Kokille angeordnet sind, die Wasser auf die Gießprodukte sprühen, wenn sie aus der Kokille gezogen werden und dabei von Stützrollen getragen werden. Diese Anlage ist auch mit Hochdruckgasdüsen ausgestattet, die an den unteren umgebenden Ecken der Kokille angeordnet sind und Hochdruckgas aus den Ausgießern zu den Schmalseiten und Breitseiten innerhalb der Kokille blasen.
Description
VERTIKAL-STRANGGIEßBANLAGE FÜR STAHLERZEUGNISSE
TECHNISCHES GEBIET
[0001] Bei dieser Erfindung handelt es sich um eine Vertikal-Stranggießanlage für Stahlerzeugnisse, die das Auftreten von Korrosion und Verschleiß an der inneren Oberfläche der unteren Kante der Kokille verhindern kann, die durch zum Kühlen der kontinuierlich gegossenen Gießerzeugnisse verwendeten Kühlwasser und Wassernebel (Sprühwasser) verursacht werden.
STAND DER TECHNIK
[0002] Der größte bestimmende Faktor für die Lebensdauer der Kokille (Chargen/Aktion) beim Stranggießen von Stahlerzeugnissen ist Korrosion, die an der inneren Oberfläche des unteren Teils der Kokille auftritt. (In Realität, spielt auch Verschleiß eine Rolle, deshalb werden in diesem Text „Korrosion und Verschleiß“ erwähnt.)
[0003] Bei bekannten Verfahren von Vertikal-Stranggießanlagen für Stahlerzeugnisse wird flüssiger Stahl oben in die Kokille gegossen, und das Gießerzeugnis, das aus der Kokille herauskommt, wird durch Vorrichtungen wie Stützrollen gehalten, wenn es kontinuierlich herausgezogen wird. Zu diesem Zeitpunkt bildet sich eine erstarrte Schale innerhalb der Kokille, während das Innere der Schale als geschmolzener Stahl verbleibt. Dann sprühen mehrere Sprühdüsen, die an den unteren äußeren Seiten der Kokille angeordnet sind, Kühlwasser oder einen Wassernebel (bestehend aus Wasser oder Wasser vermischt mit Luft, das auch Sprühwasser genannt wird), um die Gießerzeugnisse zu kühlen.
[0004] Das Sprühwasser enthält jedoch Substanzen wie Schwefelsäure und Salzsäure, die Metall korrodieren. Fluor, das im Gießpulver vorhanden ist, welches während des Gießprozesses verwendet wird, reagiert mit Kühlwasser oder Hochtemperaturdampf, um Fluorwasserstoff und andere hochkorrosive Flüssigkeiten und Hochtemperaturgase auszubilden. Diese Substanzen verringern die Lebensdauer der inneren Oberflächenbehandlung der Kokille. Auf diese Weise dringen Kühlwasser und der sich daraus ergebende Hochtemperaturdampf in die Luftspalte ein, die zwischen der erstarrten Strangschale der Gießerzeugnisse und der Innenoberfläche der Kokille entstehen, was Korrosion und Verschleiß der Oberflächenbehandlungsschicht der Kokille verursacht.
[0005] Um dieses Problem zu lösen, wurden in den letzten Jahren die folgenden Verfahren eingesetzt, um der Korrosion und dem Verschleiß der Kokille in der Vertikal-Stranggießanlage für Stahlerzeugnisse entgegenzuwirken.
[0006] Erstens, falls die Bildung von Luftspalten im unteren Teil der Kokille verhindert werden kann, würde dies die oben erwähnte Korrosion verhindern. Um die Ausbildung von Luftspalten zu unterdrücken, ist ein entsprechender Konus in der Kokille erforderlich, um die sich verfestigende Schale zu stützen, wenn sie schrumpft.
[0007] Hochgeschwindigkeitsgießen mit Dünnbrammengießen unter Verwendung einer Trichterkokille ist ein repräsentatives Beispiel eines Ansatzes, der die Ausbildung von Luftspalten unterdrückt.
[0008] Bei den meisten Einsätzen von Gießvorgängen (mit parallelen Kokillenplatten) kann jedoch selbst bei Anwendungen mit Hochgeschwindigkeit die Luftspaltbildung an den Ecken der Kokille, an denen sich ihre Schmalseiten und Breitseiten treffen, nicht ausreichend unterdrückt werden.
[0009] Zweitens, selbst falls einige Luftspalten vorhanden sind, tritt keine Korrosion auf oder wird stark vermindert, wenn kein Sprühwasser oder Hochtemperaturdampf vorhanden ist.
[0010] Die Korrosion, die an der Innenfläche des unteren Teils der Kokille auftritt, wird durch
dieses Sprühwasser oder Hochtemperaturdampf verursacht, die in die Luftspalte eintreten, die an dem unteren Teil der Kokille auftreten.
[0011] In der Druckschrift JP 2005 - 103 619 A werden Beispiele für Versuche vorgestellt, um diese Probleme zu lösen. Darin wird beschrieben, dass eine Stranggusskokille zumindest entlang der unteren Kantenflächen der Breitseiten der Kokillen mit einem Sprühwasserschutz ausgestattet ist.
[0012] Darüber hinaus beschreibt die Druckschrift JP 2003 - 326 338 A eine Stranggusskokille mit Gasdüsen, die an den Ecken (oder deren Umgebung) des unteren Teils der Innenseite des Kokillenkörpers, der den Kokillenraum bildet, angeordnet sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG Probleme, die durch die Erfindung gelöst werden sollen [0013] Die oben angeführten Technologien haben folgende Probleme aufgewiesen.
[0014] (1) Die in der JP 2005 - 103 619 A beschriebene Stranggusskokille ist speziell für den Brammenstrangguss ausgelegt, wobei Sprühschutzeinrichtungen zwischen der unteren Oberfläche des Kokillenkörpers und der höchsten Position von Stützrollen vorgesehen sind. Da das Sprühwasser hauptsächlich auf die Breitseiten der unteren Oberfläche des Kokillenkörpers gesprüht wird, sind an diesen Breitseiten immer Sprühschutzeinrichtungen vorgesehen, und da das Sprühwasser auch entlang der Schmalseiten verteilt wird, werden auch dort Sprühschutzeinrichtungen als zusätzliche Maßnahme an den unteren Oberflächen der Schmalseiten des Kokillenkörpers eingeführt. Mit anderen Worten verhindern die in der JP 2005 - 103 619 A beschriebenen Sprühschutzeinrichtungen das Eindringen des Sprühwassers in das Innere des Kokillenkörpers.
[0015] Es ist jedoch bekannt, dass selbst unter diesen Gießbedingungen Luftspalten entlang der Schmalseiten und Ecken der Kokille auftreten.
[0016] Maßnahmen für Korrosion und Verschleiß an den Schmalseiten und Ecken der Kokille sind wichtig für das Hochgeschwindigkeitsgießen und für das Gießen mit mittlerer und niedriger Geschwindigkeit an den Breitseiten und Schmalseiten der Kokille, denn es sind diese Stellen, in denen Luftspalten sehr leicht auftreten. Das meiste Sprühwasser wird jedoch zu Hochtemperaturdampf, und das Hinzufügen allein von Sprühschutzeinrichtungen, die von der unteren Oberfläche der Kokille vorstehen, kann unmöglich verhindern, dass dieser Dampf in die Luftspalte eintritt, und dieser Mangel an Effektivität bleibt bei diesem Ansatz ein Problem.
[0017] (2) Das in der JP 2003 - 326 338 A beschriebene Verfahren ist für das Vorblock-Gießen vorgesehen. Gasdüsen werden an den Innenecken der Kokille oder in deren Nähe am unteren Teil der Innenseite der Kokille, der den Kokillenraum bildet, wo die Eckteile der Gießerzeugnisse vorbeigehen, angeordnet. Indem der Raum zwischen dem Kokillenraum und der Gießerzeugnisse mit Gas gefüllt wird, werden Dampf und Wasser daran gehindert, in den Kokillenraum einzutreten, wodurch das Auftreten von Korrosion und Verschleiß an den inneren Ecken des Kokillenkörpers und ihrer Umgebung an der Innenseite des unteren Teils der Kokille verhindert werden. Das wurde dafür entwickelt, um die Lebensdauer der Kokille zu verlängern.
[0018] Jedoch besteht das Problem, da sich die Gasdüsen innerhalb der Kokille befinden, dass sich Gießpulver mit hoher Temperatur an den Gasdüsen ansammelt, was sie anfällig für eine Verstopfung macht. Aufgrund dieses Problems ist ein solches System noch zu implementieren.
[0019] (3) Da darüber hinaus bekannte Vertikal-Stranggießanlagen entworfen sind, um die GieBerzeugnisse schnell zu kühlen, wenn sie kontinuierlich von der Unterkante der Kokille abgezogen werden, ist die Sprühwasserrichtung der Sprühdüsen der höchsten Position so eingestellt, dass sie etwas von der horizontalen Ebene nach oben zeigen. Diese Konstruktion ermöglicht es jedoch, dass das Sprühwasser, das aus den Sprühdüsen gesprüht wird, und sein resultierender Hochtemperaturdampf leicht in die zwischen der Oberfläche der Gießerzeugnisse und der Innenfläche der Kokille ausgebildeten Luftspalte eindringen, was stark zum Auftreten von Korrosion und Verschleiß beiträgt.
[0020] Die Druckschrift JP S59 - 147 757 A offenbart eine Stranggussanlage für Stahlerzeugnisse mit einer aus gegenüberliegenden Schmal- und Breitseitplatten bestehenden, kupfernen Kokille, die an ihrer unteren Seite mehrere Wasserdüsen aufweist. Um ein Eintreten des Wassers bzw. Wasserdampfes in die Innenseite der Kokille zu verhindern und somit einer Korrosion vorzubeugen, wird durch eine Vorrichtung, die an der Unterseite der Kokille angebracht ist ein Gas in Richtung der Kokille eingeblasen. Diese Vorrichtung besteht aus Gasdüsen, die vollumfänglich, also an Schmal- sowie Breitseite der unteren Kante der Kokille, angeordnet sind. Diese Vorrichtung ist über den Wassersprühdüsen der Anlage angeordnet.
[0021] Die Druckschrift DE 1 508 931 A1 zeigt eine Kühlvorrichtung von Stranggussanlagen, wobei unter einer innenseitig kupfernen Kokille ein Rost aus Stahlplatten Kanäle parallel zur Längsrichtung der Kokille bilden, um das Kühlmedium zu leiten. Eine außenseitig umgebene Ringleitung mit schräggestellten Flachstrahldüsen leitet das Kühlmedium unter hohen Druck durch die durch den Rost gebildeten Kanäle.
[0022] Diese Erfindung löst die oben erwähnten Probleme und kann effektiv in bestehenden Kokillen verwendet werden. Sprühschutzeinrichtungen von Sprühschutzeinheiten verhindern das Eindringen von Sprühwasser in die Luftspalte, sowie das Eindringen von Hochtemperaturdampf in die Luftspalte, der an den Hochdruckgasausfließdüsen Hochtemperaturdampf zerstreut und verdünnt. Auf diese Weise werden Korrosion und Verschleiß an der Innenfläche der Unterkante der Kokille wirksam verhindert.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein in Vielseitigkeit und Langlebigkeit überlegene VertikalStranggießanlage für Stahlerzeugnisse zu schaffen, die sowohl eine Unterstützung des Breitenwechsels der Kokillen ermöglicht, als auch in den Bereichen der Ressourcenschonung, Wartbarkeit und Bearbeitbarkeit für Demontage- und Montagevorgänge überlegen ist.
Maßnahmen zur Lösung dieser Probleme [0023] Um die oben erwähnten Probleme zu lösen, ist diese Erfindung wie folgt aufgebaut.
[0024] Bei dieser Erfindung der Vertikal-Stranggießanlage für Stahlerzeugnisse, die in Anspruch 1 beschrieben ist, wurde folgendes an den unteren Randseiten der Kokille angebracht:
a. aus plattenförmigem Material bestehende Hochdruckgasausfließdüsen, die im Inneren parallel zu einer Längsrichtung des plattenförmigem Materials ausgebildete Durchflusskanäle haben, und mit den Durchflusskanälen verbundene Gasausstoßöffnungen, die durch die Endflächen des plattenförmigem Materials durchdringen,
b. an der Unterseite des plattenförmigem Materials ausgebildete Sprühschutzeinrichtungen mit relativ zu einer horizontalen Richtung nach unten geneigter Oberfläche, um ein von Sprühdüsen aus oberster Position gesprühtes Sprühwasser relativ zu der horizontalen Richtung nach unten leiten.
[0025] Diese Konstruktion bietet die folgenden Wirkungen.
(1) Die Sprühschutzeinrichtung, die an die unteren umgebenden Rändern der Kokille angebracht wurde, hat Hochdruckgasausfließdüsen, die Hochdruckgas im Umkreis von mindestens 250 mm von den Eckteilen der Kokille, den Schmalseiten, sowie den Breitseiten der Kokille in Richtung der inneren Umfangsseite ausblasen sollen. Durch das Ausblasen von Hochdruckgas wird der Hochtemperaturdampf zerstreut und verdünnt, wodurch verhindert werden kann, dass der Dampf in Luftspalte eindringt.
(2) Die Konstruktion umfasst mehrere Sprühschutzeinheiten. Daher kann man lediglich korrodierte Sprühschutzeinheiten einfach von der Kokille entfernen und reparieren oder wechseln lassen, falls Korrosion usw. durch Schwefelsäure oder Fluorwasserstoffsäure auftritt.
(3) Die Sprühschutzeinheit hat Hochdruckgasausfließdüsen und Sprühschutzeinrichtungen, die geneigt sind, um das aus den oberen Sprühdüsen gesprühte Wasser relativ zur horizontalen Richtung nach unten zu leiten. Daher kann die Sprühschutzeinrichtung wirksam verhindern, dass das aus den Sprühdüsen gesprühte Wasser in die Luftspalte zwischen der Oberfläche
der Gießerzeugnisse und der Innenfläche der Form gelangt.
(4) Die Sprühschutzeinheit ist einstückig mit den Hochdruckgasausfließdüsen und den Sprühschutzeinrichtungen ausgebildet. Daher kann die Sprühschutzeinheit innerhalb des begrenzten Raums zwischen der Unterkante der Form und der Oberseite der Stützrollen montiert werden.
[0026] Diese Erfindung der Vertikal-Stranggießanlage für Stahlerzeugnisse kann für das Gießen von Brammen, Vorblöcken, sowie Vorprofilen mit üblicher Geschwindigkeit angewendet werden, jedoch nicht für das Hochgeschwindigkeitsgießen von Brammen und Knüppeln, die kein Gießpulver verwenden.
[0027] Während Hochdruckgasausfließdüsen um die untere umgebende Kante der Kokille herum angeordnet sind, wird ferner die Anordnung der Gasdurchflusskanäle und die Anzahl von Unterteilungen usw. geeignet ausgewählt.
[0028] Die Anzahl und Anordnung von Gasausstoßöffnungen wird je nach Bedarf auf der Grundlage von Faktoren wie der Form und der Größe der Kokille ausgewählt.
[0029] Die Gasausstoßöffnungen werden an den Orten, wo sich leicht Luftspalten bilden angeordnet, insbesondere sind es die Eckteile direkt über der höchsten Position der Sprühdüsen und weiters auch die Eckteile, die durch den Breitenwechsel der Kokille entstehen. Es sollte beachtet werden, dass die Form der Gasausstoßöffnungen runde Öffnungen oder horizontale Schlitze sein könnten.
[0030] Was das von den Hochdruckgasausfließdüsen ausgeblasene Gas betrifft, wird Luft, Stickstoff oder andere Inertgase verwendet.
[0031] Wenn möglich sollte der Ausblasdruck und die Menge des Hochdruckgases verhindern, dass Hochtemperaturdampf in die Luftspalte eindringt. Der Ausblasdruck sollte zwischen 3 bis 5 Atmosphären (0,304 MPa bis 0,507 MPa) ausreichend sein.
[0032] Rostfreier Stahl ist das bevorzugte Material für die Hochdruckgasausfließdüsen, wobei SUS 316 wegen seiner Verschleißfestigkeit gegen Fluorwasserstoffsäure besonders wünschenswert ist.
[0033] Es wäre gut, wenn das von den Sprühdüsen gesprühte Sprühwasser der Sprühschutzeinrichtung aus der horizontalen Richtung nach unten leiten kann.
[0034] Der Neigungswinkel der Sprühschutzeinrichtung sollte im Verhältnis zur horizontalen Ebene 10 bis 30 Grad betragen. Wenn der Neigungswinkel weniger als 10 Grad beträgt, besteht die Möglichkeit, dass ein Teil des Sprühwassers einfacher in die Luftspalte eindringt. Wenn der Neigungswinkel größer als 30 Grad beträgt, wird das Sprühwasser von der Sprühschutzeinrichtung daran gehindert, ausreichendes Sprühwasser an die Gießerzeugnisse zu sprühen, was zu einer Tendenz führt den Kühlungseffekt zu verringern.
[0035] Insbesondere ist es wünschenswert, dass die Sprühdüsen der höchsten Position geneigt angeordnet werden, damit die Mittellinie der Sprührichtung des von der höchsten Position der Sprühdüsen gesprühte Sprühwasser genau zwischen dem mittigen Zwischenraum von der geneigten Sprühschutzeinrichtung der Sprühschutzeinheit und der oberen Fläche der Stützrollen verläuft.
[0036] Die in Anspruch 2 beschriebene Erfindung betrifft die in Anspruch 1 beschriebene VertikalStranggießanlage für Stahlerzeugnisse in einer Konfiguration, in der die Kokille Kupferplatten mit Rückenplatten an der Außenseite jeder Kupferplatten hat, und die Sprühschutzeinheit an den unteren Kanten dieser Rückenplatten der Kokille gesichert sind.
[0037] Diese Struktur bietet zusätzlich zu den in Anspruch 1 erzielten Wirkungen das folgende Ergebnis.
[0038] (1) Das Befestigen mit Schrauben ermöglicht ein einfaches Anbringen und Entfernen für eine überlegene Verarbeitbarkeit für die Montage und Demontage sowie für die Wartbarkeit.
[0039] Falls im Anspruch 2 in der die Sprühschutzeinheit entlang der unteren Kante der Rückenplatten verteilt und angeordnet sind, wobei die Rückenplatten an den Schmalseiten und Breitseiten der Kokille angebracht sind, ist der Breitenwechsel der Kokille immer noch möglich.
[0040] Die in Anspruch 3 beschriebene Erfindung betrifft die in Anspruch 1 sowie Anspruch 2 beschriebene Vertikal-Stranggießanlage für Stahlerzeugnisse, bei der die Gasausstoßöffnungen der Hochdruckgasausfließdüsen an den Ecken der Kokille, sowie direkt über den Sprühdüsen an den unteren Außenseiten der Kokille angeordnet sind.
[0041] Die Hochdruckgasausfließdüsen haben im Falle von Brammengießen mit Hochgeschwindigkeit U-förmig ausgebildete Gasdurchflusskanäle, die an jeder Ecke und direkt über der höchsten Ebene von Sprühdüsen optimal zur Bildung von Gasausstoßöffnungen genutzt werden können. Selbst wenn die Schmalseiten der Kokille beim Brammengießen bewegt werden, behält die Position des abgewinkelten Teils der Gasdurchflusskanäle ihre Position an den Ecken der Innenfläche der Kokille bei, und diese einfache Struktur kann das Auftreten von Korrosion und Verschleiß wirksam verhindern.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
[0042] Die Vertikal-Stranggießanlage für Stahlerzeugnisse dieser Erfindung kann die folgenden vorteilhaften Wirkungen realisieren.
[0043] Durch das Anbringen von Sprühschutzeinrichtungen der Sprühschutzeinheiten und Hochdruckgasausfließdüsen stellt diese Vertikal-Stranggießanlage für Stahlerzeugnisse sicher, dass weder Sprühwasser noch Hochtemperaturdampf in die Luftspalte gelangen. Dieses System verhindert auch, dass Hochtemperaturdampf und im Sprühwasser enthaltene Substanzen wie Schwefelsäure und Salzsäure in die Kokille eindringt und verhindert, dass Fluorid, das in dem in der Kokille verwendeten Gießpulver gefunden wird, mit Sprühwasser oder dem Hochtemperaturdampf reagiert und den daraus entstehenden Fluorwasserstoff und andere hochkorrosive Flüssigkeiten und Gase erzeugt. Diese Funktionen können Korrosion und Verschleiß der Oberflächenbehandlungsschicht der Kokille verhindern, um eine überlegene Lebensdauer der Kokille zu gewährleisten.
EINFACHE BESCHREIBUNGEN DER FIGUREN
[0044] Figur 1: Querschnittsseitenansicht von primären Teilen der Vertikal-Stranggießanlage für Stahlerzeugnisse von Ausführungsform 1
[0045] Figur 2: Schematische Ansicht von unten von der A-A-Linie in Figur 1
[0046] Figur 3: Schematische Seitenansicht eines vergrößerten Querschnitts von Primärteilen der Sprühschutzeinheit der Ausführungsform 1
[0047] Figur 4: Schematischer Grundriss von Primärteilen der Sprühschutzeinheit der VertikalStranggießanlage für Stahlerzeugnisse der Ausführungsform 2
[0048] Figur 5: Schematischer Grundriss von Primärteilen der Sprühschutzeinheit der VertikalStranggießanlage für Stahlerzeugnisse der Ausführungsform 3 AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
[0049] Die optimale Konfiguration für die Implementierung dieser Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Man beachte, dass der technische Umfang dieser Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist.
(Ausführungsform 1)
[0050] Bei der Figur 1 handelt es sich um eine Querschnittsseitenansicht von primären Teilen der Vertikal-Stranggießanlage für Stahlerzeugnisse in der Ausführungsform 1, und in der Figur 2 sieht man die schematische Ansicht von unten von der A-A-Linie in der Figur 1.
[0051] Auf der Figur 1 ist die Vertikal-Stranggießanlage für Stahlerzeugnisse der Ausführungsform 1 zu sehen, 2 ist die Kokille, 2a ist der untere Ausgang der Gießerzeugnisse der Kokille 2, 5 sind mehrere Sprühdüsen der Kokille 2, die Sprühwasser auf die Gießerzeugnisse sprühen, wenn sie kontinuierlich aus dem Ausgang 2a der Kokille 2 gezogen werden, und 6 sind die Stützrollen, die die Gießerzeugnisse tragen, wenn sie aus der Kokille 2 herauskommen.
[0052] In den Figuren 1 und 2 sind die rechteckigen Kupferplatten 3a an den Breitseiten der Kokille 2 angeordnet, 4a sind die Rückenplatten der Kokille 2, die an den äußeren Seiten der Kupferplatten 3a befestigt sind, 7a sind Hochdruckgasausfließdüsen, die an den unteren Rändern der Rückenplatten 4a der Breitseiten der Kokille 2 angeordnet sind, und 8 sind die Sprühschutzeinrichtungen, die durch die untere Oberfläche der Hochdruckgasausfließdüsen 7a gebildet sind, die das Sprühwasser aus der höchsten Position der Sprühdüsen 5 nach unten relativ zur Horizontalebene leiten.
[0053] Bezüglich der Figur 2, sind die Kupferplatten 3b an den Schmalseiten der Kokille 2 angeordnet, 4b sind die Rückenplatten der Kokille 2, die an den äußeren Seiten der einzelnen Kupferplatten 3b angeordnet und befestigt sind, 7b sind die Hochdruckgasausfließdüsen der Sprühschutzeinheit, die an den unteren Kanten der Rückenplatten 4b der Schmalseiten der Kokille 2 angeordnet sind, 9a sind mehrere Gasausstoßöffnungen, die von den Hochdruckgasausfließdüsen 7a und 7b gebildet werden, 9d sind Versorgungsrohre für Hochdruckgas, die für die Hochdruckgasausfließdüsen 7a und 7b angeordnet sind, und 10 sind Befestigungsschrauben zum Sichern von abnehmbaren Hochdruckgasausfließdüsen 7a und 7b, wo sie benötigt werden, um die Rückenplatten 4a und 4b zu stützen.
[0054] Als nächstes folgt eine detaillierte Beschreibung der Sprühschutzeinheit in der VertikalStranggießanlage für Stahlerzeugnisse der Ausführungsform 1.
[0055] Auf der Figur 3 ist eine vergrößerte Querschnittsseitenansicht der Primärteile der Sprühschutzeinheit in der Ausführungsform 1 zu sehen.
[0056] In der Figur 3, 5a ist das Sprühwasser, das von der Sprühdüse 5 versprüht wird, 8a ist die Neigung der Sprühschutzeinrichtung 8, die von der Außenfläche zur Innenfläche der Kupferplatten 3a der Kokille 2 hin abgewinkelt ist, 9 ist die Sprühschutzeinheit, die mit den Hochdruckgasausfließdüsen 7a (7b) und der Sprühschutzeinrichtung 8 ausgestattet ist, 9b ist der Gasdurchflusskanal der Hochdruckgasausfließdüsen 7a (7b), der mit mehreren Gasausstoßöffnungen 9a in Verbindung steht und durch rillenartige Gasstromkanäle 9b 'in Längsrichtung zu den inneren Teilen der Sprühschutzeinheit 9 gebildet ist, 9c ist der Deckel der Gasdurchflusskanäle 9b, und 9e ist der Luftspalt.
[0057] In dieser Ausführungsform ist die höchste Position der Sprühdüsen 5 um 3 bis 8 Grad (idealerweise 5 Grad) nach unten relativ der Horizontalebene installiert.
[0058] Man beachte, dass in dieser Ausführungsform die Gasausstoßöffnungen 9a eine runde Öffnung mit etwa 5 mm Durchmesser hat, aber eine Schlitzform mit einer Höhe von etwa 3 mm und einer Breite von 6 mm auch akzeptabel ist.
[0059] In der Figur 3 beträgt der Winkel a, der durch die Neigung 8a des Sprühschutzeinrichtung 8 gebildet wird, 10 Grad zur Horizontalebene.
[0060] In dieser Ausführungsform sind die Sprühschutzeinheiten 9 in zwei Anordnungen entlang der Breitseiten der Kokille 2 aufgeteilt.
[0061] Besonders für die Breitseiten der Kokille 2, die auf der Figur 2 zu sehen sind, indem jede Gasausstoßöffnung 9a mit der Position jeder Sprühdüse 5 ausgerichtet wird, kann zuverlässig verhindert werden, dass das von jeder Sprühdüse 5 versprühte Sprühwasser und Hochtemperaturdampf in den Luftspalt gelangen.
(Ausführungsform 2)
[0062] Dies ist eine Beschreibung der Ausführungsform 2 dieser Erfindung für eine VertikalStranggießanlage für Stahlerzeugnisse mit Bezug auf die folgende Figur. Es sei angemerkt, dass
die Beschreibungen mit angehängten Bezugsnummern, die auch in der Ausführungsform 1 verwendet wurden und gemeinsam sind, in dieser Beschreibung ausgelassen sind.
[0063] Die Figur 4 umfasst einen schematischen Grundriss auf die Primärteile der Hochdruckgasausfließdüsen der Vertikal-Stranggießanlage für Stahlerzeugnisse der Ausführungsform 2.
[0064] In der Figur 4 ist die Vertikal-Stranggießanlage für Stahlerzeugnisse 1A für die Ausführungsform 2 zum Vorblockgießen und unterscheidet sich von der Ausführungsform 1 darin, dass die Sprühschutzeinheit 9 an den Breitseiten und den Schmalseiten der Kokille 2 verteilt angeordnet sind. Es sei angemerkt, dass in der Figur 4 die Befestigungsschrauben 10 weggelassen sind.
[0065] Auf diese Weise kann man die Sprühschutzeinheit 9, die auf jeder Seite der Kokille 2 unterteilt und angeordnet ist, auch zum Vorprofil (Beam-Blank)-Gießen angewendet werden.
[0066] Wie oben beschrieben, stellt die Konstruktion der Vertikal-Stranggießanlage für Stahlerzeugnisse in Ausführungsform 2 der Erfindung die gleichen Wirkungen bereit, die für Ausführungsform 1 beschrieben wurden.
(Ausführungsform 3)
[0067] Dies ist eine Beschreibung der Ausführungsform 3 dieser Erfindung der Vertikal-Stranggießanlage für Stahlerzeugnisse mit Bezug auf die folgende Figur. Es ist zu beachten, dass die Beschreibungen mit beigefügten Bezugsnummern, die denen in der Ausführungsform 1 und der Ausführungsform 2 gemeinsam sind, in dieser Beschreibung ausgelassen sind.
[0068] Die Figur 5 stellt einen schematischen Grundriss auf die Primärteile der Hochdruckgasausfließdüsen der Vertikal-Stranggießanlage für Stahlerzeugnisse der Ausführungsform 3 dar.
[0069] Auf der Figur 5 sind die Sprühschutzeinheiten 9 der Vertikal-Stranggießanlage für Stahlerzeugnisse 1B für die Ausführungsform 3 für das Brammengießen mit Hochgeschwindigkeit vorgesehen. Die Konfiguration unterscheidet sich von Ausführungsform 2 darin, dass die Sprühschutzeinheiten 9 in einer U-ähnlichen Form ausgebildet sind, die zwischen den unteren Kanten der Rückenplatten 4b der gegenüberliegenden Schmalseiten der Kokille angeordnet und unterteilt sind. Man beachte, dass in der Figur 5 die Befestigungsschrauben 10 weggelassen sind.
[0070] Die Gasausstoßöffnungen 9a sind um die Eckteile der Kokille 2 sowie direkt über den Sprühdüsen in der Mitte der Schmalseiten an insgesamt 5 Stellen für jede Sprühschutzeinheit 9 angeordnet.
[0071] Wie oben angeführt, liefert die Konstruktion der Vertikal-Stranggießanlage für Stahlerzeugnisse in der Ausführungsform 3 die gleichen Wirkungen (1) bis (4) und (6) bis (8), die für die Ausführungsform 1 beschrieben wurden, sowie die folgende Wirkung.
[0072] (1) Durch Anordnen und Verteilen von Sprühschutzeinheiten entlang der unteren Kanten der Rückenplatten der gegenüberliegenden Schmalseiten der Kokille, selbst wenn die Schmalseiten der Kokille zum Gießen von Gießerzeugnissen mit unterschiedlichen Breiten bewegbar gemacht sind, können die Hochdruckgasausfließdüsen bewegt werden zusammen mit den Rückenplatten der Schmalseiten, so dass man die Ecken der inneren Oberfläche der Kokille bis zu den Schmalseiten und Breitseiten von Korrosion und Verschleiß verhindern kann.
[0073] Im Folgenden werden praktische Beispiele der Erfindung detaillierter beschrieben. Es sei angemerkt, dass diese Erfindung nicht auf die Verwendung in diesen praktischen Beispielen beschränkt ist.
(Vergleichsbeispiel 1)
[0074] Bei dieser herkömmlichen Vertikal-Stranggießanlage für Stahlerzeugnisse (ohne Hochdruckgasausfließdüsen oder Sprühschutzeinrichtungen) sprühen die meisten Sprühdüsen aus höchster Position Sprühwasser im Normalbetrieb in horizontaler Richtung.
[0075] Als Betriebsbedingungen in diesem Fall betrug die Ausziehungsgeschwindigkeit im Bereich des Niedriggeschwindigkeitsgießen 0,9 bis 1,2 m / min, der Wasserdruck der Sprühdüsen
der höchsten Position betrug 5 bis 8 kg / cm” und das Wasservolumen betrug 5 bis 20 L / min pro Düse. Während des Betriebs wurde der Zustand der Kokille visuell beobachtet, während sie verwendet wurde.
[0076] Die Oberflächenschicht verwendete eine Co-Ni-Beschichtung, später wurde sie jedoch in eine thermisch gespritzte Dünnschicht geändert. In allen Fällen erreichte man 800 bis 900 Chargen (chs) und aufgrund von Korrosion und Verschleiß war die Verwendung begrenzt und somit die Lebensdauer der Kokille beendet.
(Praktisches Beispiel 1)
[0077] Bei der herkömmlichen Vertikal-Stranggießanlage für Stahlerzeugnisse, die neben Sprühschutzeinrichtungen ohne Hochdruckgasausfließdüsen zwischen der Unterkante der Kokille und der ersten Ebene der Stützrollen installiert wurde, war die Konfiguration die gleiche wie im Vergleichsbeispiel 1 beschrieben, in welcher die Versuche durchgeführt wurden (Referenzen: Figuren 1, 2 und 3).
[0078] Der Versuch wurde während des Gebrauchs, während des Online-Vorgangs und während des Kokillenwechsels mit kontinuierlicher detaillierter visueller Beobachtung durchgeführt.
[0079] In 3 Versuchen lag die Standzeit der Kokille zwischen 1.000 und 1.300 Chargen. Korrosion und Verschleiß waren die bestimmenden Faktoren, die die Standzeit der Kokille in jedem der Fälle begrenzten. Bemerkenswerterweise unterschieden sich die Korrosion und der Verschleiß von (Vergleichsbeispiel 1) in dem Ort und der Art des Auftretens.
[0080] In (Vergleichsbeispiel 1) bestimmten die Korrosion und der Verschleiß, die in der Nähe der 4 Eckbereiche, wo die Schmalseiten und Breitseiten aufeinander trafen, die Nutzungsgrenze, aber in jedem Fall von (Praktisches Beispiel 1) waren Korrosion und Verschleiß in einem halbkreisförmigen Muster vorhanden direkt über der höchsten Position der Sprühdüsen hauptsächlich an den Eckteilen der Kokille.
[0081] Aus diesen Beobachtungen wurde festgestellt, dass die Installation von Sprühschutzeinrichtungen verhinderte, dass Sprühwasser direkt in den Luftspalt der Kokille eindrang. Das Ergebnis davon war, dass das Auftreten von Korrosion und Verschleiß an der unteren Kante der Kokille reduziert wurde, wodurch die Standzeit der Kokille um etwa 50% verbessert wurde.
[0082] Es war jedoch klar, dass man durch die Sprühschutzeinrichtung das Eindringen von Wasserdampf verringern konnte, dennoch das Auftreten von Korrosion und Verschleiß im halbkreisförmigen Muster direkt über der höchsten Position der Sprühdüsen nicht ganz verhindert werden konnte.
[0083] Doch durch das Sprühen von Hochdruckgas direkt über der höchsten Position der Sprühdüsen würde es Wasserdampf streuen und verdünnen, und es wurde bedacht, dass durch die Bemühungen die Form der Gasausstoßöffnungen und das Sprühvolumen der Sprühdüsen zu optimieren, die halbkreisförmigen Muster von Korrosion und Verschleiß stark reduziert werden können.
[0084] Die erwartete Standzeit der Kokille, die aus diesen Verbesserungen mit der gegenwärtig verwendeten Beschichtung resultiert, wird auf 1.500 bis 1.800 chs / Reise geschätzt.
[0085] Man beachte, dass durch diese Verringerung der Korrosion nicht nur die Standzeit für herkömmliche Beschichtungen verlängert werden kann, sondern auch die Verwendung thermisch gespritzter Beschichtungen wird möglich, die aufgrund ihrer geringen Korrosionsbeständigkeit nicht geeignet waren, aber eine hohe Beständigkeit gegen Verschleiß und mechanischen Schock aufweisen, was zu einer zusätzlichen Erhöhung der Standzeit und zu Kostensenkungen beitragen soll.
Potenzial für den industriellen Einsatz
[0086] Diese Erfindung kann effektiv in bestehenden Kokillen verwendet werden. Sprühschutzeinrichtungen von Sprühschutzeinheiten verhindern verlässlich das Eintreten von Sprühwasser
in den Luftspalt und die Hochdruckgasausfließdüsen verhindern das Eindringen von Hochtemperaturdampf in den Luftspalt, so dass das Auftreten von Korrosion und Verschleiß an der Innenfläche der unteren Kante der Kokille wesentlich reduziert wird, die die Produktivität erhöhen können.
[0087] Darüber hinaus ermöglicht eine einfache Änderung der Kokillenbreite eine überlegene Vielseitigkeit und eine längere Lebensdauer. In Fällen, in denen eine Beschädigung und dergleichen auftritt, müssen nur die Sprühschutzeinheiten repariert oder ersetzt werden, was eine fortgesetzte Verwendung der Kokille ermöglicht.
[0088] Diese Merkmale bieten eine Vertikal-Stranggießanlage für Stahlerzeugnisse mit überlegener Ressourcenschonung, Wartungsfreundlichkeit, Benutzerfreundlichkeit und Verarbeitbarkeit für Demontage- und Montagevorgänge, die die Betriebslebensdauer der Kokille verlängern können.
BEZUGSZEICHENLISTE
1, 1A, 1B: Vertikal-Stranggießanlage für Stahlerzeugnisse 2: Kokille
2a: Ausgang
3a, 3b: Kupferplatten
4a, 4b: Rückenplatten
5: Sprühdüsen
6: Stützrollen
7a, 7b, 7c, 7d : Hochdruckgasausfließdüsen
8: Sprühschutzeinrichtung 8a: Neigung
9: Sprühschutzeinheit
9a: Gasausstoßöffnungen 9b: Gasdurchflusskanal 9b': Gasstromkanal
9c: Deckel
9d: Versorgungsrohr
ge: Luftspalte
10: Befestigungsschrauben 20: Gießerzeugnisse
Claims (3)
1. Vertikal-Stranggießanlage (1, 1A, 1B) für Stahlerzeugnisse, mit einer um die unteren Rand-
seiten einer Kokille (2) angebrachten Sprühschutzeinheit (9), die umfasst
a. aus plattenförmigem Material bestehende Hochdruckgasausfließdüsen (7a, 7b, 7c, 7d), die im Inneren parallel zu einer Längsrichtung des plattenförmigem Materials ausgebildete Durchflusskanäle (9b) haben, und mit den Durchflusskanälen (9b) verbundene Gasausstoßöffnungen (9a), die durch die Endflächen des plattenförmigem Materials durchdringen,
gekennzeichnet durch
b. an der Unterseite des plattenförmigem Materials ausgebildete Sprühschutzeinrichtungen (8) mit relativ zu einer horizontalen Richtung nach unten geneigter Oberfläche (8a), um ein von Sprühdüsen (5) aus oberster Position gesprühtes Sprühwasser relativ zu der horizontalen Richtung nach unten zu leiten.
2, Vertikal-Stranggießanlage (1, 1A, 1B) für Stahlerzeugnisse nach Anspruch 1, wobei die Kokille (2) Kupferplatten und an der Außenseite jeder Kupferplatte angeordnete Rückseitenplatten aufweist, und die Sprühschutzeinheit (9) an den unteren Kanten der Rückseitenplatten der Kokille (2) gesichert ist.
3. Vertikal-Stranggießanlage (1, 1A, 1B) für Stahlerzeugnisse nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Gasausstoßöffnungen (9a) der Hochdruckgasausfließdüsen (7a, 7b, 7c, 7d) an Eckteilen der Kokille (2) und außerdem direkt über den an den unteren äußeren Seiten der Kokille (2) angebrachten Sprühdüsen (5) angebracht sind.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
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