DE10200662A1

DE10200662A1 - Two material shaft nozzle used in a continuous casting installation has an exchangeable regulating unit arranged in a transport channel for an atomizing medium

Info

Publication number: DE10200662A1
Application number: DE2002100662
Authority: DE
Inventors: Helmut Wahl; Werner Hainzl; Horst Fuerhofer
Original assignee: Voest Alpine Industrienlagenbau GmbH
Current assignee: Primetals Technologies Austria GmbH
Priority date: 2001-02-20
Filing date: 2002-01-10
Publication date: 2002-08-29
Anticipated expiration: 2022-01-11
Also published as: ATA2642001A; ITMI20020181A0; AT409940B; ITMI20020181A1; DE10200662B4

Abstract

Two material shaft nozzle comprises a mounted block (10) with connections and separated transport channels for a cooling medium (12) and a atomizing medium (13), a nozzle shaft (20) connected to the mounted block, a mixing head (30) for forming a two material mixture from the cooling medium and the atomizing medium, and a mouthpiece (40) for forming a required spray. An exchangeable regulating unit (18) is arranged in the transport channel for the atomizing medium. The regulating unit, nozzle shaft, mixing head and mouthpiece are formed as separately exchangeable components of a modular system. An independent claim is also included for a continuous casting installation containing the shaft nozzle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zweistoff-Schaftdüse bestehend aus einem Anbaublock mit Anschlüssen und getrennten Transportkanälen für ein Kühlmedium und ein Zerstäubermedium, einem mit dem Anbaublock verbundenen und getrennte Transportkanäle für das Kühlmedium und das Zerstäubermedium aufweisenden Düsenschaft, einem Mischkopf zur Bildung eines Zweistoffgemisches aus Kühlmedium und Zerstäubermedium und einem Mundstück zur Ausbildung eines gewünschten Spritzbildes, sowie weiters eine Stranggießanlage mit einer Anordnung von Zweistoff-Schaftdüsen.The invention relates to a two-component shaft nozzle consisting of an attachment block Connections and separate transport channels for one cooling medium and one Atomizing medium, a separate transport channel connected to the mounting block for the cooling medium and the atomizing medium nozzle nozzle, one Mixing head for the formation of a two-substance mixture of cooling medium and atomizing medium and a mouthpiece for forming a desired spray pattern, and also one Continuous caster with an arrangement of two-component nozzle nozzles.

In Stranggießanlagen zur Erzeugung eines Gussstranges beliebigen Querschnitts wird die Oberfläche des Gussstranges mit einem Kühlmedium, vorzugsweise mit Kühlwasser, gekühlt. Das Kühlwasser wird hierbei mit Überdruck auf den heißen Strang gesprüht. Um eine gleichmäßige Kühlwasserbeaufschlagung und Abkühlung des Gussstranges zu erreichen, werden Spritzdüsen verwendet, die das Kühlwasser zerstäuben. Je nach Gießbreite werden eine oder mehrere Düsen über die Breite des Gussstranges in mehreren Reihen hintereinander entlang der Kühlzone im Strangführungsgerüst der Stranggießanlage angeordnet.In continuous casting plants for the production of a cast strand of any cross section Surface of the cast strand with a cooling medium, preferably with cooling water, cooled. The cooling water is sprayed onto the hot strand with overpressure. Around a uniform cooling water supply and cooling of the cast strand spray nozzles are used to atomize the cooling water. Depending on Casting width will be one or more nozzles across the width of the cast strand in several Rows in a row along the cooling zone in the strand guide frame of the continuous caster arranged.

Zum feinen Verteilen einer Flüssigkeit hat sich das sogenannte Zweistoffversprühen bewährt, bei dem mit einem Gas vermischte Flüssigkeit über eine Düse versprüht wird.So-called dual-substance spraying has been used to finely distribute a liquid proven in which liquid mixed with a gas is sprayed through a nozzle.

Es sind Spritzdüsen bekannt (DE 34 25 092 A1, DE 35 29 337 A1, DE 39 15 210 A1), die eine Mischkammer aufweisen, in der Kühlflüssigkeit mit Luft vorgemischt wird, anschließend dieses Kühlflüssigkeit-Wasser-Gemisch über eine mehr oder weniger lange Transportleitung zu Mundstücken gefördert wird, wo dieses Kühlflüssigkeit-Wasser-Gemisch durch Düsenöffnungen austritt und eine gewünschte Kühlmittelapplikation auf dem Gussstrang erzeugt. Die Transportleitung wird von einem Rohr gebildet, dessen Innendurchmesser genau auf die Kühlmitteldurchsatzmenge abgestimmt sein muss, damit es nicht zu einer Entmischung des Kühlmittel-Wasser-Gemisches kommt. Wegen der vorherrschenden Zweiphasenströmung in dieser Transportleitung ändert sich das Druck/Durchsatz-Kennfeld der Düse merklich bei einer Änderung der Transportleitungslänge. Bei den beengten Platzverhältnissen in Strangführungsgerüsten sind unterschiedliche Transportleitungslängen jedoch unvermeidlich. Spray nozzles are known (DE 34 25 092 A1, DE 35 29 337 A1, DE 39 15 210 A1), which have a mixing chamber in which coolant is premixed with air, then this coolant-water mixture via a more or less long transport line is promoted to mouthpieces where this coolant-water mixture through Nozzle openings emerge and a desired coolant application on the cast strand generated. The transport line is formed by a tube, the inside diameter of which must be precisely matched to the coolant throughput so that it does not become one Demixing of the coolant-water mixture comes. Because of the prevailing Two-phase flow in this transport line changes the pressure / throughput map the nozzle noticeably when the transport line length changes. In the cramped Space conditions in strand guiding scaffolds are different transport line lengths however inevitable.

Derartige Entmischungsprobleme treten bei bekannten Düsen nicht auf, wenn das Kühlflüssigkeit-Wasser-Gemisch zwischen Mischkammer und Mundstück nur eine sehr kurze Wegstrecke zurückzulegen hat (US-A 4,349,156 und DE 198 41 401). Der Einsatz derartiger Düsen erfordert jedoch einen hohen Verohrungsaufwand mit getrennten Zuleitungen für Kühlmittel und Luft und ist bei hoher Bestückung in eng verbauten Einsatzzonen, wie beispielsweise einem Strangführungsgerüst mit hohen Investitions- und Erhaltungskosten behaftet.Such separation problems do not occur in known nozzles if that Coolant-water mixture between the mixing chamber and mouthpiece is only a very short one Has to travel distance (US-A 4,349,156 and DE 198 41 401). The use of such However, nozzles require a lot of piping with separate supply lines for Coolant and air and is with high equipment in tightly built-in application areas, such as For example, a strand guide frame with high investment and maintenance costs afflicted.

Eine Zweistoff-Schaftdüse der eingangs beschriebenen Art ist aus der DE 44 34 944 C2 bekannt. Mit einem langen in einem Kugelgelenk abgestützten Düsenschaft ragt diese räumlich schwenkbare Düse in den Innenraum eines Abgas- bzw. Rauchkanals und ermöglicht durch die besondere Ausbildung der Mischkammer und der Austrittsdüse nach Art einer Lavaldüse den Eintrag einer verdüsten Flüssigkeit mit Überschallgeschwindigkeit in beliebiger Richtung. Diese Zweistoff-Schaftdüse ist jedoch aufgrund ihrer spezifischen Ausgestaltung und ihres abweichenden Einsatzgebietes nicht geeignet, einen gleichmäßigen Kühlmittelauftrag und Anpassungen an gewünschte Spritzbilder auf beispielsweise einem Gussstrang in einer Stranggießanlage zu ermöglichen.A two-component nozzle of the type described in the introduction is from DE 44 34 944 C2 known. This protrudes with a long nozzle shaft supported in a ball joint spatially swiveling nozzle into the interior of an exhaust gas or smoke duct and made possible by the special design of the mixing chamber and the outlet nozzle according to Art a Laval nozzle the entry of an atomizing liquid at supersonic speed any direction. However, this two-component nozzle is due to its specific Design and its different area of application is not suitable, one even coolant application and adjustments to desired spray patterns for example to enable a cast strand in a continuous caster.

Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, eine Vorrichtung zu schaffen, welche einen weiten Variationsspielraum hinsichtlich Durchsatz und Schaftlänge der Düsen ermöglicht, ohne dass es zu gravierenden Abweichungen im Druck/Durchsatzkennfeld der Düsen kommt. Weiters ist es Ziel der Erfindung, eine Stranggießanlage unter Verwendung der erfindungsgemäßen Zweistoff- Schaftdüsen vorzuschlagen, bei der der Abstand des Düsenmundstückes zur Gussstrangoberfläche konstant gehalten und trotz der beengten Platzverhältnisse gleiche Spritzbedingungen an allen Düsen bei Minimierung des Verrohrungsaufwandes erreicht werden kann.The invention aims at avoiding these disadvantages and difficulties and presents itself the task of creating a device which has a wide range of variation in terms of throughput and shaft length of the nozzles, without it being engraved Deviations in the pressure / throughput map of the nozzles comes. It is also the goal of Invention, a continuous caster using the two-component Propose shaft nozzles in which the distance of the nozzle mouthpiece to Cast strand surface kept constant and the same despite the limited space Spray conditions achieved on all nozzles while minimizing the piping effort can be.

Die Aufgabe wird bei einer Zweistoff-Schaftdüse der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, dass im Transportkanal für das Zerstäubermedium eine auswechselbare Mengenreguliereinrichtung angeordnet ist und die Mengenreguliereinrichtung, der Düsenschaft, der Mischkopf und das Mundstück als voneinander getrennt auswechselbare Bauteile eines Modulsystems ausgebildet sind.The task is in a two-fluid nozzle of the type described above solved that in the transport channel for the atomizer medium a replaceable Quantity regulator is arranged and the quantity regulator, the Nozzle shaft, the mixing head and the mouthpiece as interchangeable parts Components of a module system are formed.

Vorzugsweise ist die Mengenreguliereinrichtung von einer Lochblende gebildet. Durch Wahl der Blendenöffnung im Transportkanal des Zerstäubermediums können der Durchsatz und das Mischungsverhältnis des Zweistoffgemisches (Kühlmittels) beliebig aufeinander abgestimmt werden.The quantity regulating device is preferably formed by a perforated diaphragm. By choice the aperture and in the transport channel of the atomizing medium, the throughput and the mixing ratio of the two-component mixture (coolant) to each other as desired be coordinated.

Eine die Montage begünstigende Ausführungsform ist gegeben, wenn die Mengenreguliereinrichtung im Anbaublock eingangsseitig im Transportkanal für das Zerstäubungsmedium angeordnet ist.An embodiment favoring the assembly is given if the Quantity control device in the mounting block on the input side in the transport channel for the Atomizing medium is arranged.

Günstige Mischungsbedingungen für Kühlmedium und Zerstäubermedium ergeben sich, wenn der Mischkopf in den Transportkanal des Zerstäubermediums ragt und einen Eintrittskanal und mindestens zwei Austrittskanäle für das Kühlmedium aufweist, wobei die Austrittskanäle so angeordnet sind, dass die Strömungsrichtung des austretenden Kühlmittels schräg, vorzugsweise quer zur Hauptströmrichtung des Zerstäubermediums orientiert ist. Eine möglichst radialsymmetrische Verteilung der Austrittskanäle gewährleistet beste Mischungsbedingungen.Favorable mixing conditions for cooling medium and atomizing medium result, if the mixing head protrudes into the transport channel of the atomizing medium and one Has inlet channel and at least two outlet channels for the cooling medium, the Outlet channels are arranged so that the direction of flow of the emerging Coolant at an angle, preferably transverse to the main flow direction of the atomizing medium is oriented. A distribution of the outlet channels that is as radial as possible is guaranteed best mixing conditions.

Geringe Reibungsverluste für Kühlmedium und Zerstäubermedium und damit minimierte Einflüsse auf das Druck/Durchsatz-Kennfeld stellen sich in der Düse ein, wenn der Düsenschaft von zwei konzentrisch angeordneten Rohren gebildet ist, wobei das Innenrohr als Transportkanal für das Kühlmedium austrittsseitig mit dem Mischkopf lösbar verbunden ist und der Ringraum zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr als Transportkanal für das Zerstäubungsmedium ausgebildet ist. Die Durchmesser der Rohre werden bevorzugt so gewählt, dass die Druckverluste bei maximalem Durchsatz zu vernachlässigen sind. Eine konstruktiv einfache Ausgestaltung ergibt sich, wenn vom Mischkopf und dem ihn im Abstand umgebenden Außenrohr eine Mischkammer zur Erzeugung eines Zweistoffgemisches gebildet wird. Hierbei bildet die Innenwand des Außenrohres an den den Austrittskanälen des Mischkopfes für das Kühlmedium gegenüber liegenden Bereichen Prallflächen für die Zerstäubung des Kühlmediums.Low friction losses for cooling medium and atomizing medium and thus minimized Influences on the pressure / throughput map appear in the nozzle when the Nozzle shaft is formed by two concentrically arranged tubes, the inner tube as a transport channel for the cooling medium on the outlet side detachably connected to the mixing head and the annular space between the inner tube and the outer tube as a transport channel for the atomizing medium is formed. The diameters of the tubes are preferred chosen that the pressure losses at maximum throughput are negligible. A structurally simple design results when the mixing head and him in Distance surrounding outer tube a mixing chamber for generating a Two-substance mixture is formed. Here, the inner wall of the outer tube forms the Outlet channels of the mixing head for the cooling medium opposite areas Baffles for the atomization of the cooling medium.

Zur Verwirklichung der modularen Strukturierung ist das spritzbildbildende Mundstück der Düse lösbar am Außenrohr befestigt und es weist eine schlitzförmige Austrittsöffnung für das Zweistoffgemisch auf, die in Richtung der Längsachse der Zweistoff-Schaftdüse offen ist.In order to achieve the modular structuring, the spray-forming mouthpiece is the Nozzle attached to the outer tube and it has a slot-shaped outlet for the Two-substance mixture that is open in the direction of the longitudinal axis of the two-substance nozzle.

Einen wesentlichen Beitrag zur Minimierung der Reibungsverluste ergibt sich, wenn der Transportkanal des Zerstäubermediums und damit dessen Hauptströmungsrichtung vom Austritt aus dem Anbaublock bis zum Austritt aus dem Mundstück der Längsachse der Zweistoff-Schaftdüse folgt. Da nach einer vorteilhaften Ausgestaltung die Außenwand der Mischkammer von der Innenwand des Außenrohres gebildet ist, wird so ein durchgehend glatter Strömungskanal für das Zerstäubermedium geschaffen.A significant contribution to minimizing friction losses is made when the Transport channel of the atomizing medium and thus its main flow direction from Exit from the mounting block until exit from the mouthpiece along the longitudinal axis of the Dual-substance nozzle follows. Since according to an advantageous embodiment, the outer wall of the Mixing chamber is formed by the inner wall of the outer tube, so is a continuous smooth flow channel created for the atomizing medium.

Um kurze Montagezeiten der Zweistoff-Schaftdüse zu gewährleisten weist der Anbaublock eine ebene Anschlussfläche auf, in der die Transportkanäle für Kühlmedium und Zerstäubungsmedium Eintrittsöffnungen bilden und in der konzentrisch zu den Eintrittsöffnungen Ringnuten für die Aufnahme von Dichtringen angeordnet sind. Andockelementen für Zweistoff-Schaftdüsen in einer zentralen Medienversorgung einer Anlage weisen deckungsgleiche Anschlussflächen mit spiegelbildlich angeordneten Austrittsöffnungen für Kühlmedium und Zerstäubermedium auf. Beide Anschlussflächen sind durch Schnellverschlüsse dichtend aneinander gepresst.In order to ensure short assembly times for the dual-fluid nozzle, the mounting block shows a flat connection surface in which the transport channels for cooling medium and Atomizing medium form inlet openings and in the concentric to the Entry openings ring grooves are arranged for receiving sealing rings. Docking elements for two-fluid nozzle in a central media supply one The system has congruent connection surfaces with mirror images Outlet openings for cooling medium and atomizing medium. Both pads are pressed together by quick-release fasteners.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform, die eine besonders schnelle Montage und Auswechslung einer Zweistoff-Schaftdüse ermöglicht, ist der Schnellverschluss von Befestigungsschrauben oder Klemmbügel gebildet, die an einem der beiden Bauteile, Anbaublock oder Andockelement, schwenkbar angeordnet sind und am jeweils anderen Bauteil in U-förmige Ausnehmungen dieses Bauteils einschiebbar und klemmbar ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der Schnellverschluss am Andockelement, d. h. auf seiten der Medienversorgungsleitung schwenkbar angelenkt.According to a preferred embodiment, which is a particularly quick assembly and The quick-release fastener from enables a two-component nozzle to be replaced Fastening screws or clamps formed on one of the two components, Attachment block or docking element, are pivotally arranged and each other Component can be inserted and clamped into U-shaped recesses of this component is. Preferably, the quick fastener on the docking element, i. H. on the part of the Media supply line articulated.

Einen besonderer Anwendungsbereich für diese erfindungsgemäßen Zweistoff-Schaftdüsen bietet eine Stranggießanlage, die zur Stützung des heißen Stranges mit einem dichten Stützrollenkorsett in einem Strangführungsgerüst ausgerüstet ist. Dieses Strangführungsgerüst bildet gleichzeitig eine Kühlzone für den heißen Metallstrang, in der mit einer Vielzahl von Spritzdüsen Kühlmittel zwischen den Strangführungsrollen auf den Gussstrang gesprüht wird. Dies bedingt eine umfangreiche Rohrleitungstechnik. Damit der Abstand der Düsen zur Gussstrangoberfläche konstant gehalten werden kann und trotz der beengten Platzverhältnisse gleiche Spritzbedingungen an allen Düsen bei Minimierung des Verrohrungsaufwandes erreicht werden kann, wird eine Stranggießanlage zur Erzeugung gegossener Metallstränge mit einer von Strangführungsrollen gebildeten Kühlzone für den heißen Metallstrang und zentralen Versorgungsleitungen für Kühlmedium und Zerstäubermedium vorgeschlagen, die mit Andockelementen für Zweistoff-Schaftdüsen bestückt sind und mit Anbaublöcken der Zweistoff-Schaftdüsen nach einem der Ansprüche 1 bis 12 verbunden sind.A particular area of application for these two-component nozzle nozzles according to the invention offers a continuous caster that supports the hot strand with a dense Support roller corset is equipped in a strand guide frame. This The strand guide frame also forms a cooling zone for the hot metal strand in the with a large number of spray nozzles between the strand guide rollers on the coolant Cast strand is sprayed. This requires extensive piping technology. So that Distance of the nozzles to the cast strand surface can be kept constant and despite the confined space, same spray conditions on all nozzles while minimizing the Piping effort can be achieved, a continuous caster for production cast metal strands with a cooling zone formed by strand guide rollers for the hot metal strand and central supply lines for cooling medium and Atomizer medium proposed using docking elements for dual-fluid nozzle nozzles are equipped and with mounting blocks of the two-component nozzle according to one of claims 1 to 12 are connected.

Vorteilhaft weist jedes Andockelement in der Stranggießanlage eine Gegenanschlussfläche auf, in der die Transportkanäle für Kühlmedium und Zerstäubermedium Austrittsöffnungen bilden und in der konzentrisch zu den Austrittsöffnungen Ringnuten für die Aufnahme von Dichtringen angeordnet sind, welche Gegenanschlussfläche mit einer Anschlussfläche des Anbaublockes der Zweistoff-Schaftdüse mit Verbindungselementen dichtend aneinander pressbar ausgebildet ist.Each docking element in the continuous casting installation advantageously has a mating connection surface in which the transport channels for cooling medium and atomizing medium outlet openings form and in the concentric to the outlet openings annular grooves for receiving Sealing rings are arranged, which counter-connection surface with a connection surface of the Attachment block of the two-component nozzle with sealing elements is designed to be pressable.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigenFurther features and advantages of the invention are based on several Exemplary embodiments explained in more detail. Show

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Zweistoff-Schaftdüse in einem Längsschnitt, Fig. 1 is a two-component Schaftdüse according to the invention in a longitudinal section;

Fig. 2 und 3 die erfindungsgemäße Zweistoff-Schaftdüse in Verbindung mit der zentralen Medienversorgung einer Stranggießanlage, Figs. 2 and 3, the dual-substance Schaftdüse according to the invention in connection with the central media supply a continuous casting plant,

Fig. 4 die Anwendung der erfindungsgemäßen Zweistoff-Schaftdüsen in der Strangführung einer Stranggießanlage, Fig. 4 shows the application of the inventive two-substance nozzle shaft in the strand guide of a continuous casting,

Fig. 5a, 5b, 5c eine bevorzugte Ausführungsform der Verbindung von Zweistoff- Schaftdüse und zentraler Medienversorgung, FIGS. 5a, 5b, 5c, a preferred embodiment of the connection of two-fluid Schaftdüse and central media supply,

Fig. 6 bis 9 Druck/Durchsatz-Kennfelder der erfindungsgemäßen Zweistoff-Schaftdüse bei unterschiedlichen Düsenlängen. FIGS. 6 to 9 Pressure / flow rate characteristic fields of the inventive two-component Schaftdüse at different nozzle lengths.

Die Fig. 1 zeigt eine Zweistoff-Schaftdüse der erfindungsgemäßen Art, wie sie in Stranggießanlagen zur Temperaturführung an einem stranggegossenen Produkt eingesetzt wird. Sie besteht aus einem Anbaublock 10, einem Düsenschaft 20, einem Mischkopf 30 und einem Mundstück 40. Diese Elemente der Zweistoff-Schaftdüse sind als voneinander getrennt auswechselbare Bauteile eines Modulsystems konzipiert und erlauben eine schnelle Montage der Düse und deren Anpassung an unterschiedliche geometrische Bedingungen in der Stranggießanlage und metallurgische Anforderungen an das erzeugte Produkt. Fig. 1 shows a two-component nozzle of the type according to the invention, as used in continuous casting plants for temperature control on a continuously cast product. It consists of an attachment block 10 , a nozzle shaft 20 , a mixing head 30 and a mouthpiece 40 . These elements of the two-component nozzle are designed as separately interchangeable components of a modular system and allow the nozzle to be assembled quickly and adapted to different geometric conditions in the continuous caster and metallurgical requirements for the product produced.

Der Anbaublock 10 weist eine ebene Anschlussfläche 11 auf, in die getrennte Transportkanäle für ein Kühlmedium 12, wie vorwiegend Kühlwasser, und ein Zerstäubungsmedium 13 münden. Die jeweiligen Eintrittsöffnungen sind im Abstand von konzentrischen Ringnuten 14, 15 umgeben, in die Dichtringe 16, 17 eingelegt sind. Mit dem Anbaublock 10 ist die Zweistoff-Schaftdüse an Medien-Versorgungsleitungen der Stranggießanlage dichtend angeschlossen (Fig. 2 und 3). Eine als Lochblende ausgebildete Mengenreguliereinrichtung 18 ist in den Transportkanal für das Zerstäubermedium 13 eingesetzt und wird entsprechend den örtlichen Anforderungen an den Mengendurchsatz bei der Montage ausgewählt.The mounting block 10 has a flat connection surface 11 , into which separate transport channels for a cooling medium 12 , such as predominantly cooling water, and an atomizing medium 13 open. The respective inlet openings are surrounded at a distance by concentric ring grooves 14 , 15 , in which sealing rings 16 , 17 are inserted. With the add-on block 10 , the two-fluid shaft nozzle is sealingly connected to media supply lines of the continuous caster ( FIGS. 2 and 3). A quantity regulating device 18 designed as a perforated diaphragm is inserted into the transport channel for the atomizing medium 13 and is selected in accordance with the local requirements for the quantity throughput during assembly.

An den Anbaublock 10 schließt ein Düsenschaft 20 an, der von zwei konzentrischen Rohren gebildet ist, wobei das Innenrohr 21 den Transportkanal 12 für das Kühlmedium und der Ringraum 22 zwischen dem Innenrohr 21 und dem Außenrohr 23 den Transportkanal 13 für das Zerstäubermedium bildet und weiterführt. Beide Rohre sind mit einer Schraubverbindung leicht lösbar im Anbaublock 10 fixiert. Die Länge der beiden Rohre richtet sich nach den geometrischen Bedingungen in der Stranggießanlage und liegt im Strangführungsgerüst zwischen 50 und 1200 mm. Der Düsenschaft kann mehrfach gekröpft geformt sein, wobei hier Kröpfungen bis zu 15° zulässig sind.To the mounting block 10 includes a nozzle stem 20 which is formed by two concentric tubes, the inner tube 21 the transport channel 12 for the cooling medium and the annular space 22 between the inner tube 21 and the outer tube 23 forms the transport channel 13 for the atomizing and continues. Both tubes are easily detachably fixed in the mounting block 10 with a screw connection. The length of the two pipes depends on the geometrical conditions in the continuous caster and is between 50 and 1200 mm in the strand guide frame. The nozzle shaft can be bent several times, with an offset of up to 15 ° being permissible.

Der im Zentrum des Düsenschaftes 20 geführte und vom Innenrohr 21 gebildete Transportkanal 12 für das Kühlmedium endet innerhalb des Außenrohres 23 mit einem in das Innenrohr 21 eingeschraubten Mischkopf 30. Der Ringraum 22 wird im Bereich des Mischkopfes 30 von diesem und der Innenwand des Außenrohres 23 mit unverändertem Querschnitt aufrechterhalten und bildet hier eine Mischkammer 25 zur Erzeugung eines Zweistoffgemisches. Innerhalb des Mischkopfes 30 wird das entlang der Düsenlängsachse 24 strömende Kühlmedium radial nach außen umgelenkt und verläßt den Mischkopf 30 durch mehrere radialsymmetrisch verteilte Austrittsöffnungen 31. Das ausströmende Kühlmedium trifft hierbei auf die Innenwand des Außenrohres 23, welches in diesem Bereich Prallflächen 32 für die Zerstäubung des Kühlmediums bildet. Das den Ringraum 22 mit hoher Geschwindigkeit durchströmende Zerstäubermedium transportiert das zerstäubte Kühlmedium im Innenraum des Außenrohres 23 zum Mundstück 40 der Zweistoff- Schaftdüse, das entsprechend dem gewünschten Spritzbild eine Durchtrittsöffnung 41 aufweist, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel zur Ausbildung eines Flachstrahls schlitzförmig und in Richtung der Düsenlängsachse 24 positioniert ist. Zur Ausbildung anderer Spritzbilder und Kühlmittelmengenverteilungen sind beliebig anders gestaltete Durchtrittsöffnungen ausführbar. Das Mundstück 40 ist mit einer Überwurfmutter 42 am Außenrohr 23 leicht auswechselbar befestigt.The transport channel 12 for the cooling medium, which is guided in the center of the nozzle shaft 20 and formed by the inner tube 21 , ends within the outer tube 23 with a mixing head 30 screwed into the inner tube 21 . The annular space 22 is maintained in the area of the mixing head 30 by the latter and the inner wall of the outer tube 23 with an unchanged cross section and here forms a mixing chamber 25 for producing a two-substance mixture. Inside the mixing head 30 , the cooling medium flowing along the longitudinal axis 24 of the nozzle is deflected radially outward and leaves the mixing head 30 through a plurality of radially symmetrically distributed outlet openings 31 . The outflowing cooling medium strikes the inner wall of the outer tube 23 , which forms baffles 32 in this area for the atomization of the cooling medium. The atomizing medium flowing through the annular space 22 at high speed transports the atomized cooling medium in the interior of the outer tube 23 to the mouthpiece 40 of the two-fluid nozzle, which according to the desired spray pattern has a passage opening 41 which, in the present exemplary embodiment, is slit-shaped and in the direction of the nozzle longitudinal axis in order to form a flat jet 24 is positioned. In order to form other spray patterns and coolant quantity distributions, any other openings can be designed. The mouthpiece 40 is fastened with a union nut 42 on the outer tube 23 in an easily replaceable manner.

Der Anbaublock 10 der Zweistoff-Schaftdüse ist mittels eines als Schraubverbindung ausgebildeten Schnellverschlusses 44 mit einem Andockelement 45 der Medienversorgungsleitungen der Stranggießanlage dichtend verbunden, wobei der Anbaublock mit seiner ebenen Anschlussfläche 11 an einer Gegenanschlussfläche 46 des Andockelementes 45 anliegt (Fig. 2 und 3). Das Andockelement 45 umfasst wiederum Transportkanäle für Kühlmedium und Zerstäubungsmedien und eine ebene Gegenanschlussfläche 46, die zur Anschlussfläche 11 korrespondiert.The attachment block 10 of the two-component shaft nozzle is sealingly connected to a docking element 45 of the media supply lines of the continuous casting installation by means of a quick connector 44 , the attachment block with its flat connection surface 11 abutting a counter-connection surface 46 of the docking element 45 (FIGS . 2 and 3). The docking element 45 in turn comprises transport channels for the cooling medium and atomizing media and a flat counter-connection surface 46 , which corresponds to the connection surface 11 .

Fig. 4 zeigt in schematischer Darstellung einen Längsschnitt durch eine Strangführung einer Stranggießanlage und die Anordnung der Zweistoff-Schaftdüsen. Der Gussstrang 50 wird an seiner Ober- und Unterseite von hintereinander eng benachbart angeordneten Stützrollen 51, 52 gestützt und geführt. Durch den engen Spalt zwischen benachbarten Stützrollen wird Kühlmittel in Form eines schmalen Fächers mittels der erfindungsgemäßen Zweistoff- Schaftdüsen 1 auf den Gussstrang 50 dosiert aufgebracht. Die Zweistoff-Schaftdüse sind mit den Anbaublöcken 10 an den zentralen Medienversorgungsleitungen 53 angeschlossen, die in einem für die Monteure leicht zugänglichen Bereich der Stranggießanlage liegen. Fig. 4 shows a schematic representation of a longitudinal section through a strand guide of a continuous caster and the arrangement of the two-fluid nozzle nozzles. The cast strand 50 is supported and guided on its top and bottom by support rollers 51 , 52 arranged closely adjacent one behind the other. Through the narrow gap between adjacent support rollers, coolant in the form of a narrow fan is metered onto the cast strand 50 by means of the two-component nozzle nozzles 1 according to the invention. The two-fluid shaft nozzle is connected with the attachment blocks 10 to the central media supply lines 53 , which are located in an area of the continuous casting plant which is easily accessible to the fitters.

Die Fig. 5a bis 5c zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der Anbindung der erfindungsgemäßen Zweistoff-Schaftdüse an die zentrale Medienversorgung einer Stranggießanlage, mit einem von Befestigungsschrauben 60 gebildeten Schnellverschluss 44. Fig. 5a zeigt den Anbaublock 10 der Zweistoff-Schaftdüse 1 in Verbindung mit dem Andockelement 45 der Medienversorgungsleitung 53. Der Anbaublock 10 und das Andockelement 45 und damit die Transportkanäle für das Kühlmittel 12 und das Zerstäubermedium 13 werden zueinander durch den Zentrierstift 61 justiert und mit den Befestigungsschrauben 60 dichtend aneinander gepresst. Wie in Fig. 5c dargestellt, durchsetzen die Befestigungsschrauben 60 das Andockelement 45 in Durchgangsbohrungen 62, die einen gegenüber dem Durchmesser des Schaftes der Befestigungsschrauben soviel größeren Durchmesser aufweisen, dass ein für die Montage und Demontage der Zweistoff-Schaftdüsen ausreichendes Ausschwenken der Befestigungsschrauben aus U-förmigen Ausnehmungen 63 (siehe Fig. 5b) des Anbaublockes 10 gewährleistet ist. Damit entfällt das Manipulieren von Kleinteilen bei Montagearbeiten. FIGS. 5a to 5c show a preferred embodiment of the connection of the inventive two-component Schaftdüse to the central media supply a continuous casting plant, with a space formed by fastening screws 60 Fast shutter 44. Fig. 5a shows the mounting block 10 of the dual fuel Schaftdüse 1 in connection with the docking member 45 of the media supply line 53. The mounting block 10 and the docking element 45 and thus the transport channels for the coolant 12 and the atomizing medium 13 are adjusted with respect to one another by the centering pin 61 and pressed tightly against one another with the fastening screws 60 . As shown in FIG. 5c, the fastening screws 60 penetrate the docking element 45 in through bores 62 which have a diameter which is so large compared to the diameter of the shaft of the fastening screws that a sufficient swiveling out of the fastening screws from U- for the assembly and disassembly of the two-substance shaft nozzles shaped recesses 63 (see Fig. 5b) of the mounting block 10 is guaranteed. This eliminates the need to manipulate small parts during assembly work.

Die Minimierung des Einflusses der Düsenschaftlänge auf das Druck/Durchfluss-Kennfeld der Zweistoff-Schaftdüse wird in den Fig. 6 und 7 in einer Gegenüberstellung derartiger Düsen mit Schaftlängen von 1000 mm und 100 mm dargestellt, wobei in Fig. 6 zusätzlich die Abhängigkeit vom Durchsatz des Zerstäubermediums (Luft) und in Fig. 7 zusätzlich die Abhängigkeit vom Durchsatz des Kühlmediums (Wasser) dargestellt ist. Die Fig. 8 und 9 zeigen analoge Vergleichskurven bei Zweistoff-Schaftdüsen mit Schaftlängen von 500 mm und 1000 mm, wobei Fig. 8 zusätzlich die Abhängigkeit vom Luftdurchsatz und in Fig. 9 die Abhängigkeit vom Wasserdurchsatz berücksichtigt ist. Es zeigt sich in allen möglichen Betriebszuständen, dass der Einfluss der Schaftlänge auf das Druck/Durchfluss-Kennfeld äußerst gering und vernachlässigbar ist.The minimization of the influence of the nozzle shaft length on the pressure / flow characteristic map of the two-component shaft nozzle is shown in FIGS . 6 and 7 in a comparison of such nozzles with shaft lengths of 1000 mm and 100 mm, with FIG. 6 additionally showing the dependence on the throughput of the atomizing medium (air) and in Fig. 7 also the dependence on the throughput of the cooling medium (water) is shown. Mm Figs. 8 and 9 show analog comparison curves with two-component shaft nozzles with shaft lengths of 500 and 1000 mm, in which FIG 8 in addition, the function of the air flow and in Fig. 9, the dependency is taken into account the water flow rate.. It can be seen in all possible operating states that the influence of the shaft length on the pressure / flow characteristic map is extremely small and negligible.

Mit dem erfindungsgemäßen Anbaublock und dem dazugehörigen Düsenschaft kann ein sehr weites Einsatzfeld von Düsen abgedeckt werden, indem das Mundstück, der Mischkopf und die Blenden im Anbaublock variiert werden. Je nach gewünschtem Spritzbild wird der entsprechende Düsenmund eingesetzt. Der Durchsatz und das Mischverhältnis von Zerstäubermedium und Kühlmedium werden durch die Wahl des Mischkopfes und der Blenden im Anbaublock beliebig aufeinander abgestimmt. Die Länge des Düsenschaftes beeinflusst das Druck/Durchsatz-Kennfeld hierbei kaum.With the mounting block according to the invention and the associated nozzle shaft, one can very wide field of application of nozzles can be covered by the mouthpiece, the mixing head and the covers in the add-on block can be varied. Depending on the desired spray pattern, the appropriate nozzle mouth used. The throughput and the mixing ratio of Atomizing medium and cooling medium are selected by the choice of the mixing head and the Panels in the add-on block matched to each other as required. The length of the nozzle shaft hardly influences the pressure / throughput map.

Claims

1. Two-component shaft nozzle consisting of a mounting block ( 10 ) with connections and separate transport channels for a cooling medium ( 12 ) and an atomizing medium ( 13 ), one with the mounting block ( 10 ) connected and separate transport channels for the cooling medium ( 12 ) and the atomizing medium ( 13 ) having nozzle shaft ( 20 ), a mixing head ( 30 ) for forming a two-substance mixture of cooling medium and atomizing medium and a mouthpiece ( 40 ) for forming a desired spray pattern, characterized in that an interchangeable quantity regulating device () in the transport channel for the atomizing medium ( 13 ) 18 ) is arranged and the quantity regulating device ( 18 ), the nozzle shaft ( 20 ), the mixing head ( 30 ) and the mouthpiece ( 40 ) are designed as separately replaceable components of a module system.

2. Two-fluid nozzle according to claim 1, characterized in that the quantity regulating device ( 18 ) is formed by a perforated diaphragm.

3. Two-component shaft nozzle according to one of claims 1 or 2, characterized in that the quantity regulating device ( 18 ) in the mounting block ( 10 ) is arranged on the input side in the transport channel for the atomizing medium ( 13 ).

4. Two-component nozzle according to one of claims 1 to 3, characterized in that the mixing head ( 30 ) projects into the transport channel of the atomizing medium ( 13 ) and has an inlet channel and at least two outlet channels ( 31 ) for the cooling medium, the outlet channels ( 31 ) are arranged so that the flow direction of the emerging coolant is oriented obliquely, preferably transversely to the main flow direction of the atomizing medium.

5. Two-component shaft nozzle according to one of claims 1 to 4, characterized in that the nozzle shaft is formed by two concentrically arranged tubes ( 21 , 23 ), the inner tube ( 21 ) as a transport channel for the cooling medium ( 12 ) on the outlet side with the mixing head ( 30 ) is detachably connected and the annular space ( 22 ) between the inner tube ( 21 ) and the outer tube ( 23 ) is designed as a transport channel for the atomizing medium.

6. Two-component nozzle according to one of claims 1 to 5, characterized in that a mixing chamber ( 25 ) for producing a two-component mixture is formed by the mixing head ( 30 ) and the outer tube ( 23 ) surrounding it at a distance.

7. Two-fluid nozzle according to one of claims 1 to 6, characterized in that the inner wall of the outer tube ( 23 ) on the outlet channels ( 31 ) of the mixing head ( 30 ) for the cooling medium opposite areas baffle surfaces ( 32 ) for atomizing the Coolant forms.

8. two-component nozzle according to one of claims 1 to 7, characterized in that the mouthpiece ( 40 ) is releasably attached to the outer tube ( 23 ) and has a slot-shaped outlet opening ( 41 ) for the two-component mixture, which in the direction of the longitudinal axis ( 24 ) the two-component nozzle is open.

9. Two-component shaft nozzle according to one of claims 1 to 8, characterized in that the transport channel of the atomizing medium ( 13 ) and thus its main flow direction from the outlet from the mounting block ( 10 ) to the outlet from the mouthpiece ( 40 ) of the longitudinal axis ( 24 ) the two-component nozzle follows.

10. Two-component nozzle according to one of claims 1 to 9, characterized in that the mounting block ( 10 ) has a flat connection surface ( 11 ) in which the transport channels for the cooling medium ( 12 ) and atomizing medium ( 13 ) form inlet openings and in the concentric ring grooves ( 14 , 15 ) for receiving sealing rings ( 16 , 17 ) are arranged at the inlet openings.

11. Two-component shaft nozzle according to one of claims 1 to 10, characterized in that the mounting block ( 10 ) with a docking element ( 45 ) of a media supply line ( 53 ) is sealingly connected by a quick release ( 44 ).

12. Two-component nozzle according to claim 11, characterized in that the quick-release fastener ( 44 ) is formed by fastening screws ( 60 ) or clamping brackets which are pivotably arranged on one of the two components, mounting block ( 10 ) or docking element ( 45 ), and on each opposite component is preferably insertable and clampable in preferably U-shaped recesses ( 63 ) of this component.

13. Continuous caster for the production of cast metal strands of any cross-section with a cooling zone formed by strand guide rollers for the hot metal strand and central supply lines for cooling medium and atomizing medium, with Docking elements for two-component shaft nozzles are equipped, which with mounting blocks of Two-component shaft nozzles according to one of claims 1 to 12 are connected.

14. Continuous caster according to claim 13, characterized in that each Docking element in the continuous casting plant has a counter connection surface in which the Form transport channels for cooling medium and atomizing medium and in the concentric to the outlet openings ring grooves for the reception of sealing rings are arranged, which counter-connection surface with a connection surface of the Attachment block of the two-component nozzle with sealing elements is designed to be pressable.