DE1508931B - Vorrichtung zum Kühlen und Stützen eines Gußstranges bei Stranggießanlage für Schwermetalle oder deren Legierungen, insbesondere Stahl - Google Patents

Description

Eine gleichmäßigere Kühlung wird auch nicht dadurch erreicht, daß mehrere im Abstand untereinander angeordnete Sprühdüsen auf die Zwischenräume zwischen den Stäben oder Platten gerichtet werden, da das Problem der sich zwischen den Auftreffbereichen bildenden isolierenden Dampfschichten bleibt und die wechselnde Folge von Kühlstößen und teilweiser Wiederaufwärmung der Strangschale von innen her eine um so ungleichmäßigere Gefügestruktur

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist im oberen Teil des Stützrostes in jedem Spalt je eine Flachstrahldüse schräggestellt angeordnet, deren Flachstrahl einen in der Vertikalen gemes-5 senen Sprühwinkel von mindestens angenähert 90° aufweist. Durch die Schrägstellung wird gewährleistet, daß sich der Flachstrahl nur jeweils einer Düse über die ganze Länge des Stützrostes erstreckt, wobei die kinetische Auftreffenergie des Flachstrahls auf

hervorruft, je unterschiedlicher der Kühleffekt zwi- io der Gußstrangoberfläche in an sich bekannter Weise sehen den unmittelbar auftreffenden Sprühstrahlen entsprechend dem abnehmenden Kühlbedarf zum und den sich zwischen ihnen bildenden Zonen isolie- unteren Ende des Stützrostes hin abnimmt, render Dampffilme ist. Wegen der unzureichenden Es ist statt dessen auch möglich, über die Länge Kühlung müssen die bekannten Stützroste verhältnis- jedes Spaltes in an sich bekannter Weise mehrere mäßig lang ausgebildet werden, wobei sie im allge- 15 Flach- oder Rundstrahldüsen verteilt anzuordnen, meinen eine wesentlich größere Länge als die Strang- sofern diese im Auftreffbereich auf der Gußstranggießkokille aufweisen. oberfläche einen zusammenhängenden, sich durchge-Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die hend über die Länge des Stützrostes erstreckenden vorbeschriebenen Nachteile zu vermeiden und eine Flachstrahl bilden. Auch in diesem Falle können die Vorrichtung zu schaffen, die eine gleichmäßige und 20 Düsen so bemessen und beaufschlagt sein, daß die zugleich intensive Kühlung des Gußstranges ermög- kinetische Auftreffenergie des gemeinsamen Flachlicht und demgemäß kurz bemessen sein kann. Strahls zum unteren Ende des Stützrostes hin, vor-

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kennzeichnet .-zögsweise progressiv, abnimmt.

sich zur Lösung dieser Aufgabe dadurch, daß der Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, auf je Stützrost aus mit den Stirnkanten am Gußstrang an- 25 IT)O mm Umfangslänge des Gußstranges 3 bis 9, vorliegenden und sich in dessen Längsrichtung erstrek- zugsweise 6, Sprühdüsen vorzusehen, wobei die Platkenden schmalen Platten besteht, die mit einem min- ten vorteilhaft eine Wandstärke von etwa 5 bis destens ihrer Breite entsprechenden Abstand in der 10 mm, vorzugsweise 6 mm, besitzen und einen an Vertikalen zueinander parallel angeordnet sind und den Stirnkanten gemessenen Abstand untereinander daß in den Spaltbereichen zwischen den Platten 30 von 7,5 bis 15 mm, vorzugsweise 10 mm, aufweisen. Flachstrahlen erzeugende Sprühdüsen an einer den Im Hinblick auf die geringe Wandstärke der Platten Stützrost umgebenden Wasserkammer angeordnet bestehen diese bevorzugt aus gehärtetem Stahl, sind, wobei die Sprühdüsen derart ausgebildet sind, . Bei Versuchen hat sich in Verbindung mit einem daß sich die Flachstrahlen mit einer geringeren Gußstrang von etwa 160 mm Kantenlänge und unter Breite als die Spaltweite des Stützrostes über dessen 35 Verwendung von je Kante neun 6 mm dicken Platten Länge erstrecken. mit einem Zwischenraum von 10 mm und insgesamt Da die nur mit den Stirnkanten am Gußstrang an- 40 Flachstrahldüsen mit einem Wasserverbrauch von liegenden Platten und deren Abstände zueinander ei- 8m^s/h ergeben, daß die Kühlung so gleichmäßig und nerseits sehr schmal sein können und die sich durch- intensiv ist, daß auch sehr hohe Gießgeschwindigkeigehend über die ganze vertikale Länge der Spalte er- 40 ten bis zu 2,8 m/min gefahren werden können. Die streckenden Flachstrahlen ungehindert von den Plat- Strangschale wies dabei unterhalb des Stützrostes an ten mit ihrer vollen kinetischen Energie auf der Guß- keiner Stelle eine Temperatur über 1000° C auf. Strangoberfläche auf treffen, ist die Kühlung des Guß- Zweckmäßig sind die Öffnungsquerschnitte der Düsen stranges nicht nur wesentlich gleichmäßiger als bei so gewählt, daß die Gußstrangoberfläche bei der geden bekannten Vorrichtungen, sondern auch so in- 45 gebenen Gießgeschwindigkeit in einem Temperaturtensiv, daß es im allgemeinen genügt, den Stützrost bereich zwischen etwa 700 und maximal 1250° C genur angenähert so lang zu bemessen, wie die Stranggießkokille.

Da die Gleichmäßigkeit der Kühlung im wesentlichen durch die in den Spalten des Rostes verhältnis- 5°
mäßig dicht nebeneinanderliegenden und sich durchgehend über die ganze Länge des Stützrostes erstrekkenden und dabei unmittelbar auf die Gußstrangoberfläche auftreffenden Flachstrahlen erreicht wird,
kann deren kinetische Energie so gesteigert werden, 55
daß sich isolierende Dampffilme auf Grund des Leidenfrostschen Phänomens an keiner Stelle der Gußstrangoberfläche mehr bilden können. Es hat sich gezeigt, daß eine in diesem Sinne optimale Kühlung erzielbar ist, wenn die kinetische Auftreffenergie der 5o miteinander verbundenen Kühlmittelkanälen 4 auf,

Flachstrahlen auf der Gußstrangoberfläche zwischen die einerseits mit einem Anschlußstutzen 5 und an-

etwa 5 bis 30 kp ■ m/min ■ cm² beträgt. dererseits mit einem Ableitungsstutzen 6 für das

Infolge dieser intensiven Kühlwirkung kann im all- Kühlmittel, vorzugsweise Wasser, verbunden sind,

gemeinen auch die Stranggießkokille selbst kürzer 7 bilden die der Profilform des Gußstranges 1 anausgebildet werden. Sie ist zweckmäßig kürzer als 65 gepaßten und dadurch flächig an dessen Oberfläche

oder vorzugsweise gleich groß wie der doppelte anliegenden, von innen her gekühlten kupfernen

Durchmesser bzw. die doppelte Seitenlänge des Guß- Gleitflächen,

stranges bemessen. Wie aus F i g. 1 und 2 ersichtlich ist, besteht der

halten werden kann.

In der Zeichnung ist die Erfindung an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die Stranggießkokille und der mit dieser lösbar verbundene Stützrost schematisch im Längsschnitt und

F i g. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1.

In der Zeichnung sind der Gußstrang mit 1, die kupferne Stranggießkokille mit 2 und der sich an diese anschließende Stützrost mit 3 bezeichnet.

Wie in F i g. 1 schematisch angedeutet ist, weist die Stranggießkokille 2 in ihrem Inneren ein Netz von

Stützrost 3 aus Stahlplatten 8, die mittels Ankerstäben 9 und auf diese aufgeschobenen Distanzhülsen 10 in der Vertikalen im Abstand zueinander parallel verankert sind. Die Platten 8 bestehen aus gehärtetem Stahl. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel 5 haben die Platten 8 eine Wandstärke von 6 mm, während der Abstand zwischen je zwei zueinander benachbarten Platten, d. h. die Spaltweite, 10 mm beträgt. Wie aus F i g. 2 zu entnehmen ist, dient die vordere Stirnkante 8 α der Platten 8 der bereits verfestigten Gußstrangschale als Stütze bzw. Führung.

Mit 11 ist eine den Stützrost 3 im oberen Längenbereich außenseitig umgebende, als Ringleitung ausgebildete Wasserkammer bezeichnet, der das unter hohem Druck stehende Kühlmittel über den Anschlußstutzen 11 α zugeleitet wird. An der Innenseite der Wasserkammer sind zur Bewegungsrichtung des Gußstranges 1 unter einem Winkel schräggestellte Flachstrahldüsen 12 so angeordnet, daß sie mit einem in der Vertikalen gemessenen Sprühwinkel von etwa 90° einen sich im Auftreffbereich auf der Oberfläche des Gußstranges durchgehend über die ganze Länge des Stützrostes erstreckenden Flachstrahl 13 erzeugen, dessen Breite — wie aus F i g. 2 ersichtlich ist — auch im Auftreffbereich auf der Oberfläche des Gußstranges schmaler als die Spaltweite bemessen ist. Durch die Neigung der Flachstrahldüsen 12 in Bewegungsrichtung des Gußstranges bewirkt der Sprühwinkel von 90°, daß die am oberen Ende des Rostes innerhalb der Spalte auf die Gußstrangoberfläche auftreffenden Strahlen eine größere Dichte und kinetische Auftreffenergie besitzen als im unteren Bereich. Dabei sind die Düsen mit dem Kühlmittel unter solchem Druck beaufschlagt, daß die Flachstrahlen auch im unteren Bereich noch mit einer kinetischen Energie von mindestens 5 kp · m/min ■ cm² auf der Gußstrangoberfläche auftreffen.

Hierzu 1 Blatfc&eichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Kühlen und Stützen eines Gußstranges bei Stranggießanlagen für Schwermetalle oder deren Legierungen, insbesondere Stahl, welche aus einer innenseitig mit einem Kühlmittel beaufschlagten kupfernen Stranggießkokille besteht, an welche sich nach unten ein den Gußstrang allseitig umschließender Stützrost anschließt, in dessen vertikalen Zwischenräumen auf die Gußstrangoberfläche gerichtete Sprühdüsen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützrost (3) aus mit den Stirnkanten (8 a) am Gußstrang (1) anliegenden und sich in dessen Längsrichtung erstreckenden schmalen Platten (8) besteht, die mit einem mindestens ihrer Breite entsprechenden Abstand in der Vertikalen zueinander parallel angeordnet sind und daß in den Spaltbereichen zwischen den Platten (8) Flachstrahlen (13) erzeugende Sprühdüsen (12) an einer den Stützrost umgebenden Wasserkammer (11) angeordnet sind, wobei die Sprühdüsen derart ausgebildet sind, daß sich die. Flachstrahlen (13) mit einer geringeren Breite als die Spaltweite des Stützrostes über dessen Länge erstrecken.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stranggießkokille (2) kürzer als oder vorzugsweise gleich groß wie der doppelte Durchmesser bzw. die doppelte Seitenlänge des Gußstranges bemessen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützrost (3) angenähert gleich lang wie die Stranggießkokille (2) bemessen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Teil des Stützrostes (3) in jedem Spalt je eine Flachstrahldüse (12) schräggestellt angeordnet ist, deren Flachstrahl einen in der Vertikalen gemessenen Sprühwinkel von mindestens angenähert 90° aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß über die Länge jedes Spaltes mehrere im Auftreffbereich auf der Gußstrangoberfläche einen zusammenhängenden Flachstrahl bildende Flach- oder Rundstrahldüsen verteilt angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß auf je 100 mm Umfangslänge des Gußstranges 3 bis 9, vorzugsweise 6, Sprühdüsen (12) vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch die Verwendung von gehärtetem Stahl für die Platten (8) des Stützrostes (3).

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch Platten (8) mit einer Wandstärke von etwa 5 bis 10 mm, vorzugsweise 6 mm, und durch einen an den Stirnkanten (8 a) gemessenen Abstand untereinander von 7,5 bis 15 mm, vorzugsweise 10 mm.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen und Stützen eines Gußstranges bei Stranggießanlagen für Schwermetalle oder deren Legierungen, insbesondere Stahl, welche aus einer innenseitig mit einem Kühlmittel beaufschlagten kupfernen Stranggießkokille besteht, an welche sich nach unten ein den Gußstrang allseitig umschließender Stützrost anschließt, in dessen vertikalen Zwischenräumen auf die Gußstrangoberfläche gerichtete Sprühdüsen vorgesehen sind.

Bei bekannten Vorrichtungen dieser Gattung besteht der mit der Stranggießkokille im allgemeinen lösbar verbundene Stützrost aus parallel zur Achse des Stranges angeordneten Profilstäben oder Platten, wobei letztere flach am Strang anliegen. Die Kühlung des Gußstranges erfolgt dabei bevorzugt mittels Sprühdüsen, die auf die Zwischenräume zwischen den Stäben bzw. Platten gerichtet sind. Es ist jedoch auch bekannt, die Profilstäbe bzw. Platten, gegebenenfalls zusätzlich, mit dem Kühlmittel zu beaufschlagen, so daß sie den Gußstrang nur indirekt küh-. .,'!en. In Verbindung hiermit ist schließlich bereits vor-

—geschlagen worden, die innenseitig mit dem Kühlmit- _, tel beaufschlagten Hohlprofilstäbe im Bereich ihrer oberen Enden mit zum Strang hin gerichteten, meist in einer Nut angeordneten, Öffnungen bzw. Düsen zu versehen, über die der Strang auch im Anlagebereich

; der Stäbe direkt mit dem Kühlmittel beaufschlagt werden kann. Bei feststehenden oder beweglichen Stützrosten aus flach am Strang anliegenden Platten sind diese im allgemeinen auf der dem Strang abgekehrten Seite mit dem Kühlmittel beaufschlagt, so

■ daß sie den Strang in ihrem Anlagebereich nur indirekt kühlen. Auch hierbei ist es aber bekannt und üblich, die Gußstrangoberfläche jedenfalls innerhalb der Zwischenräume zwischen zwei in Umfangsrichtung zueinander benachbarten Platten direkt durch Sprühdüsen mit dem Kühlmittel zu beaufschlagen.

Die bekannten Vorrichtungen zum Kühlen und Stützen des Gußstranges haben bei Stranggießanlagen für Schwermetalle, insbesondere Stahl, nicht allgemein befriedigen können. Dabei wird unter »Schwermetall« Metall mit einem höheren spezifischen Gewicht als 5 verstanden. Zwar sind die bekannten Stützroste durchaus geeignet, die noch verhältnismäßig dünne Schale des aus der Stranggießkokille austretenden Gußstrangs befriedigend zu stützen und zu führen; sie erschweren aber auf der anderen Seite eine hinreichend intensive und vor allem gleichmäßige Kühlung der Strangschale, so daß häufig Spannungsrisse und sogar Durchbrüche der Strangschale entstehen. Die ungleichmäßige und nicht genügend intensive Kühlung ergibt sich nicht nur daraus, daß der Kühleffekt im Bereich der Zwischenräume zwischen den Stäben oder Platten infolge der direkten Kühlmittelbeaufschlagung wesentlich stärker ist als in den verhältnismäßig großen Bereichen, in denen die Stäbe oder Platten am Strang anliegen. Vielmehr beruht sie auch darauf, daß die in den Zwischenräumen zwischen den Stäben oder Platten auf die Gußstrangoberfläche gerichteten Kühlmittelstrahlen zu einem wesentlichen Teil nicht unmittelbar auf der Gußstrangoberfläche, sondern statt dessen auf den Stäben oder Platten auftreffen. Auf diese Weise können sich an der Gußstrangoberfläche leicht Dampffilme auf Grund des Leidenfrostschen Phänomens bilden, die wärmeisolierend wirken und die ungleichmäßige Kühlung der Strangschale begünstigen.