DE19928936A1 - Verfahren zum Kühlen eines heißen Körpers und Kühlmittel-Sprühdüse zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum Kühlen eines heißen Körpers und Kühlmittel-Sprühdüse zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Abstract
Bei einem Verfahren zum Kühlen eines heißen Körpers wird der heiße Körper mit einem aus einer Kühlmittel-Sprühdüse austretenden und von einem Fluid gebildeten Kühlmittelstrahl (13) besprüht. DOLLAR A Um einen weiten Regelbereich der Kühlmittelmenge pro Zeiteinheit sicherzustellen, wird unter Bildung eines intermittierenden Kühlmittelstrahls (13) der Kühlmittelstrahl (13) unmittelbar an seiner Entstehungsstelle, d. h. an der Austrittsstelle des Fluids aus der Kühlmittel-Sprühdüse und in kurzen Zeitabständen aufeinanderfolgend kurzzeitig unterbrochen (Fig. 1).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlen eines heißen Körpers, insbesondere eines
Metallstranges, durch Besprühen mit einem aus einer Kühlmittel-Sprühdüse austretenden
und von einem Fluid gebildeten Kühlmittelstrahl sowie eine Kühlmittel-Sprühdüse zur
Durchführung des Verfahrens und eine Stranggießanlage, bei der das Verfahren bevorzugt
zur Anwendung gelangt.
Zum Kühlen heißer Körper sind Spritzkühlungen bekannt, bei denen ein Fluid mit einem
Druck zwischen 1 bis 8 bar auf den heißen Körper mittels Einstoffdüsen gesprüht wird. Der
Nachteil solcher Einstoffdüsen (bekannt aus der DE-A-22 08 988) liegt darin, daß der
Mengenregelbereich für das zur Kühlung eingesetzte Fluid nur gering ist. Es läßt sich die
Menge in einem Bereich von ca. 1 : 3,5 einstellen. Versucht man die Menge des Kühlfluids
weiter herunterzuregeln, bricht das Spritzbild der Düse zusammen, und es kommt zu einem
undefinierten Herausrinnen des Kühlfluids aus der Düse, und damit zu einer äußerst
ungleichmäßigen Kühlwirkung auf dem heißen Körper.
Das Problem des genauen Regelns der auf einen heißen Körper aufgebrachten
Kühlmittelmenge stellt sich insbesondere beim Stranggießen von Metallen, insbesondere
beim Stranggießen von Stahlsträngen, u.zw. nach dem Austritt des Stranges aus der
Stranggießkokille. Ab dem Austritt aus der Kokille muß der Strang gezielt, d. h. genau
geregelt, mit Kühlmittel besprüht werden, um die Wärme entsprechend der fortschreitenden
Erstarrung abzuführen. Beim Stahlstranggießen ist es erforderlich, die Strangschale auf
Temperaturen unter etwa 1050°C zu kühlen, so daß sie eine ausreichende Festigkeit gegen
"Bulging", d. h. gegen ein durch den flüssigen Kern im Inneren verursachtes Ausbauchen
zwischen den den Strang stützenden Stützeinrichtungen, wie z. B. Stützrollen etc., aufweist.
Hierbei handelt es sich um eine sogenannte metallurgische Sekundärkühlung, deren Länge je
nach Strangdicke und Gießgeschwindigkeit 15 m und mehr betragen kann. Üblicherweise
erfolgt die Sekundärkühlung in mehreren hintereinander angeordneten Sekundärkühlzonen,
wobei die genaue Kühlmittel-Mengerregelung für die Strangqualität von besonderer
Bedeutung ist. Je feiner die Regelung ist, d. h. je größer die Zahl der Sekundärzonen und der
Regelbereich und je genauer die Sprühverteilung sind, desto besser ist es für die
Strangqualität.
Um die Nachteile von konventionellen Einstoffdüsen zu vermeiden, ist man dazu
übergegangen, Zweistoffdüsen (bekannt aus der DE-B-24 44 613) einzusetzen, die einen
wesentlich weiteren Mengen-Regelbereich aufweisen, nämlich einen Regelbereich von bis
zu ca. 1 : 8. Bei den Zweistoffdüsen wird das Fluid den Düsen gemeinsam mit Druckluft
zugeführt, wobei jedoch große Druckluftmengen benötigt werden. Hierdurch werden sehr
hohe Betriebskosten verursacht, und es sind auch hohe Investitionskosten erforderlich, da
Druckluftkompressoren für große Druckluftmengen sehr teuer sind. Zudem sind die
Zweistoffdüsen ebenfalls aufwendig, und sie erfordern auch eine spezielle Verrohrung.
Hierzu kommen noch Investitionskosten für Regelventile und die dafür erforderliche Elektrik.
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten und stellt
sich die Aufgabe, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dem
lediglich ein Kühlmedium zur Anwendung gelangt, d. h. keine Druckluft erforderlich ist, und
das trotzdem einen sehr weiten Mengen-Regelbereich von beispielsweise 1 : 10 oder mehr
gestattet. Es soll eine gezielte Kühlung des heißen Körpers möglich sein. Insbesondere sollen
Betriebs- und Investitionskosten bei Anwendung des Verfahrens in einer Stranggießanlage
erheblich gesenkt werden können, und trotzdem soll eine ausgezeichnete Strangqualität
sichergestellt sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß unter Bildung eines
intermittierenden Kühlmittelstrahles der Kühlmittelstrahl unmittelbar an seiner
Entstehungsstelle, d. h. an der Austrittsstelle des Fluids aus der Kühlmittel-Sprühdüse, in
kurzen Zeitabständen aufeinanderfolgend kurzzeitig unterbrochen wird. Dadurch, daß der
Kühlmittelstrahl unmittelbar an seiner Austrittsstelle unterbrochen wird, gelingt es, ein
Ausrinnen von Fluid während der Zeit der Unterbrechung zu vermeiden. Es kommt somit
nicht zu einem Zusammenbrechen des Kühlmittelstrahles, sondern dieser wird abrupt
unterbrochen, wobei nach Ende der Unterbrechung der Kühlmittelstrahl wiederum voll
wirksam ist. Durch Wahl der zugeführten Kühlmittelmenge pro Zeiteinheit und Einstellung
einer bestimmten Frequenz der Unterbrechung läßt sich ein sehr weiter Regelbereich für die
Kühlmittelmenge einstellen.
Eine bevorzugte Variante ist dadurch gekennzeichnet, daß auf einen Ventilkopf einer
Kühlmittel-Sprühdüse ständig eine den Ventilkopf in Schließposition drückende Schließkraft
einwirken gelassen wird und der Druck des Kühlmittels der Schließkraft entgegenwirken
gelassen wird, wobei die vom Kühlmittel am Ventilkopf bei dessen Schließposition
einwirkende Kraft die Schließkraft übersteigt.
Vorzugsweise wird die Frequenz der Unterbrechungen in einem Bereich bis zu 2000 Hz
eingestellt, wobei zum Kühlen eines in einer Stranggießanlage gegossenen Stahlstranges
wegen der gewünschten großen Kühlmittelmenge die Frequenz der Unterbrechungen
zweckmäßig zwischen 20 und 500 Hz eingestellt wird.
Hierbei liegt vorzugsweise die Kühlmittelmenge des einer Kühlmittel-Sprühdüse
zugeleiteten Kühlmittels in einem Bereich zwischen 1 bis 40 l/min.
Die Kühlmittel-Sprühdüsen arbeiten besonders effizient, wenn sie mit einem Druck
zwischen 2 bis 20 bar, vorzugsweise zwischen 3 bis 7 bar, beaufschlagt werden.
Vorzugsweise sind zur Kühlung des heißen Körpers mehrere Kühlmittelstrahlen vorgesehen,
und werden die Kühlmittelstrahlen mit unterschiedlichen Kühlmittelmengen je Zeiteinheit
gebildet.
Eine bevorzugte Variante zur Kühlung eines Metallstranges in einer Stranggießanlage,
insbesondere eines Stahlstranges, ist dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mehrere
Kühlmittelstrahlen zu Gruppen zusammengefaßt sind, wobei die Kühlmittelstrahlen jeweils
einer Gruppe mit untereinander gleichen Kühlmittelmengen pro Zeiteinheit gebildet werden
von Gruppe zu Gruppe jedoch unterschiedliche Kühlmittelmengen pro Zeiteinheit einstellbar
sind.
Eine Kühlmittel-Sprühdüse zur Durchführung des Verfahrens mit einem Düsenkörper und
einer Düsenöffnung ist gekennzeichnet durch einen an der Düsenöffnung bewegbar
angeordneten Ventilkopf, der in rascher Folge von einer die Düsenöffnung freigebenden
ersten Position in eine die Düsenöffnung verschließende zweite Position und retour
bewegbar ist, wobei zweckmäßig der Ventilkopf mittels Federkraft in die die Düsenöffnung
verschließende Position bringbar ist.
Aus dem Stand der Technik sind Düsen, bei denen der Kühlmittelstrahl unmittelbar an seiner
Entstehungsstelle kurzzeitig, u.zw. in rascher Folge hintereinander unterbrechbar ist,
bekannt, und zwar unter dem Namen "Schnarrventile" (Bosch, "Kraftfahrtechnisches
Taschenbuch"). Solche Schnarrventile werden für Benzineinspritzungen im
Verbrennungsmotorenbau eingesetzt, also zur Lösung einer ganz anderen Aufgabe und für
ganz andere Fluid-Mengen, als sie für die Kühlung eines heißen Körpers, insbesondere eines
stranggegossenen Metallstranges, wie eines Stahlstranges, erforderlich sind.
Zweckmäßig ist als Feder zur Erzeugung der Federkraft eine Stahlfeder, insbesondere eine
Schraubenfeder, vorgesehen.
Vorteilhaft ist erfindungsgemäß als Feder zur Erzeugung der Federkraft eine Membran
vorgesehen, an der der Ventilkopf befestigt und mit der der Ventilkopf geführt ist.
Gemaß einer weiteren Ausführungsform ist vorteilhaft als Feder zur Erzeugung der
Federkraft eine Gummifeder, vorzugsweise eine Gummimembran, vorgesehen.
Zur Erzielung eines fächerartigen Kühlmittelstrahles sind die Düsenöffnung schlitzförmig
und der Ventilkopf korrespondierend hierzu linear ausgebildet.
Eine besonders einfache Ausführungsform einer Kühlmittelsprühdüse ist dadurch
gekennzeichnet, daß der Ventilkopf in dem Düsenkörper schiebbar geführt ist.
Zur Erzeugung eines fächerartigen Kühlmittelstrahles ist vorteilhaft der Ventilkopf im
Düsenkörper schwenkbar gelagert.
Eine Anlage mit einer Kühlmittel-Sprühdüse ist dadurch gekennzeichnet, daß eine das
Kühlmittel unter Druck setzende Einrichtung vorgesehen ist, wobei der Ventilkopf in seiner
die Düsenöffnung verschließenden Position einer vom Kühlmittel bewirkten resultierenden
Kraft ausgesetzt ist, die der den Ventilkopf in Schließposition bewegenden Federkraft
entgegenwirkt und größer ist als die Federkraft.
Eine Stranggießanlage mit erfindungsgemäßen Kühlmittel-Sprühdüsen ist dadurch
gekennzeichnet, daß zur Beaufschlagung der Kühlmittel-Sprühdüsen mit einem Fluid die
Kühlmittel-Sprühdüsen an Zuführungsleitungen angeschlossen sind, wobei jeweils mehrere
Kühlmittel-Sprühdüsen zu einer Gruppe zusammengefaßt über die Zuführungsleitungen an
eine Kühlmittel-Hauptleitung angeschlossen sind, und daß in jeder Kühlmittel-Hauptleitung
ein Mengenregelventil zur Einstellung der Kühlmittelmenge pro Zeiteinheit vorgesehen ist.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei
die Fig. 1 bis 6 jeweils eine Kühlmittel-Sprühdüse erfindungsgemäßer Bauart im Schnitt
zeigen. Fig. 7 veranschaulicht den weiten Regelbereich des erfindungsgemäßen Verfahrens
in Diagrammform und in Gegenüberstellung zum Regelbereich von konventionellen
Einstoffdüsen. Fig. 8 stellt eine Stranggießanlage in schematischer Darstellung mit den
erfindungsgemäß gestalteten Kühlmittel-Sprühdüsen dar.
Fig. 1 zeigt einen Düsenkörper 1, der unter Zwischenschaltung einer Dichtung 2 an eine
Zuführungsleitung 3, durch die ein als Kühlmittel dienendes Fluid in Richtung der Pfeile 4
zugeführt wird, angeschlossen ist, beispielsweise mittels eines Gewindes 5 an der
Zuführungsleitung 3 befestigt ist. Eine Düsenöffnung 6 ist mit einem tellerförmigen
Ventilkopf 7 verschließbar, wobei in Fig. 1 die geschlossene Stellung dargestellt ist. Der
Ventilkopf 7 ist mittels einer Ventilstange 8 an einem im Inneren des Düsenkörpers 1
angeordneten Widerlager 9 verschiebbar geführt, wobei sich die Verschieberichtung in
Längsachsrichtung des Düsenkörpers 1 erstreckt. Die Ventilstange 8 durchsetzt das
Widerlager 9 und ist am freien Ende mittels aufgeschraubter Muttern 10 od. dgl. gegen ein
Herausfallen aus dem Widerlager 9 gesichert.
Zwischen dem Widerlager 9 und dem vorderen Ende des Düsenkörpers 1, d. h. einem am
vorderen Ende des Düsenkörpers 1 sich nach innen erstreckenden Ringwulst 11, der die
Düsenöffnung 6 begrenzt, ist eine vorgespannte Feder 12 vorgesehen, d. h. die Feder 12, die
im dargestellten Ausführungsbeispiel als Schraubenfeder ausgebildet ist, steht unter
Spannung, wenn der Ventilkopf 7 die Düsenöffnung 6 verschließt. Sowohl die
Düsenöffnung 6 als auch der Ventilkopf 7 können kreisförmigen Querschnitt aufweisen oder
auch eine andere Form haben, je nach gewünschter Sprühcharakteristik des Sprühstrahls, der
durch die Pfeile 13 veranschaulicht ist.
In den Fig. 2 bis 6 ist jeweils in geschnittener Schrägansicht eine Kühlmittel-Sprühdüse
veranschaulicht, die alle mit schlitzartigen Düsenöffnungen 6 versehen sind, die jeweils von
einem hierzu korrespondierend gestalteten, sich linear erstreckenden Ventilkopf 7
verschließbar sind. Gemäß Fig. 2 ist der Ventilkopf 7 im Querschnitt L-förmig gestaltet,
wobei er mit einem Schenkel 7' des L gegen eine Seitenwand 6' der Düsenöffnung 6 mittels
Federkraft, im dargestellten Ausführungsbeispiel mittels Schraubenfedern 12, preßbar ist.
Der andere Schenkel 7'' des L ist an einer im Inneren des Düsenkörpers 1 angeordneten
Konsole 14 schwenkbar befestigt. Die Schraubenfedern 12 stehen auch hier in
geschlossenem Zustand der Düsenöffnung 6 unter Vorspannung, so daß zunächst bei keinem
oder nur geringem Druck des Kühlmediums die Düsenöffnung 6 durch Anliegen des
Ventilkopfes 7 an der Wand 6' der Düsenöffnung 6 geschlossen ist.
Gemäß der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist ebenfalls ein linear gestalteter
Ventilkopf 7 über L-förmige Hebel 15 schwenkbar am Düsenkörper 1 angelenkt, u. zw.
mittels eines Schenkels 15' des L-förmigen Hebels 15, wobei der andere Schenkel 15'' des L-
förmigen Hebels 15 mit einer Federkraft beaufschlagt wird, beispielsweise mittels
Schraubenfedern 12 oder mittels einer Gummimembran 16. Diese Ausführungsform mit
Gummimembran ist in Fig. 3 mit strichlierten Linien veranschaulicht.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemaßen Kühlmittel-Sprühdüse ist folgende:
Durch die auf den Ventilkopf 7 wirkende Federkraft ist die Düsenöffnung 6 mittels des Ventilkopfes 7 zunächst geschlossen. Durch den ankommenden Kühlmittelstrom, der in Richtung der in den Fig. 1 bis 3 eingezeichneten Pfeile 4 strömt, baut sich ein Druck aufs der schließlich so hoch wird, daß er gegen die vorgespannten Federn 12, d. h. bei Überschreiten einer gewissen Höhe, den Ventilkopf 7 von der Düsenöffnung 6 drangt, d. h. die Düsenöffnung 6 wird frei und es bildet sich ein Kühlmittelstrahl 13. Es kommt also zum Ausströmen einer gewissen Menge an Kühlmittel. Dies geht so lange vor sich, bis der Druck des Kühlmittels wieder so weit gefallen ist, daß die Federkraft den Ventilkopf 7 wieder gegen die Düsenöffnung 6 bewegt, so daß die Düsenöffnung 6 wiederum verschlossen ist. Dieser Vorgang wiederholt sich periodisch mit hoher Frequenz, u.zw. in Abhängigkeit von der Menge des pro Zeiteinheit zugeführten Kühlmittels. Die Kühlmittel-Sprühdüse arbeitet vollautomatisch; es ist weder ein Magnetventil noch irgendeine Steuerleitung zur Kühlmittel-Sprühdüse erforderlich.
Durch die auf den Ventilkopf 7 wirkende Federkraft ist die Düsenöffnung 6 mittels des Ventilkopfes 7 zunächst geschlossen. Durch den ankommenden Kühlmittelstrom, der in Richtung der in den Fig. 1 bis 3 eingezeichneten Pfeile 4 strömt, baut sich ein Druck aufs der schließlich so hoch wird, daß er gegen die vorgespannten Federn 12, d. h. bei Überschreiten einer gewissen Höhe, den Ventilkopf 7 von der Düsenöffnung 6 drangt, d. h. die Düsenöffnung 6 wird frei und es bildet sich ein Kühlmittelstrahl 13. Es kommt also zum Ausströmen einer gewissen Menge an Kühlmittel. Dies geht so lange vor sich, bis der Druck des Kühlmittels wieder so weit gefallen ist, daß die Federkraft den Ventilkopf 7 wieder gegen die Düsenöffnung 6 bewegt, so daß die Düsenöffnung 6 wiederum verschlossen ist. Dieser Vorgang wiederholt sich periodisch mit hoher Frequenz, u.zw. in Abhängigkeit von der Menge des pro Zeiteinheit zugeführten Kühlmittels. Die Kühlmittel-Sprühdüse arbeitet vollautomatisch; es ist weder ein Magnetventil noch irgendeine Steuerleitung zur Kühlmittel-Sprühdüse erforderlich.
Die Vorteile einer solchen Kühlmittel-Sprühdüse sind darin zu sehen, daß ein sehr weiter
Regelbereich von etwa 1 : 10 und mehr erreichbar ist, u. zw. ohne die Verwendung von
Druckluft, wie sie beispielsweise bei Zweistoffdüsen zur Erzielung eines ähnlichen
Regelbereiches erforderlich ist.
Der weite Regelbereich für die Kühlmittelmenge pro Zeiteinheit ist in den Fig. 7A, 7B in
Diagrammform veranschaulicht, u.zw. im jeweils rechten Teil der Figuren. Im linken Teil
jeder der Fig. 7A, 7B ist der Regelbereich für eine herkömmliche Einstoffdüse gezeigt.
Dieser liegt bei etwa 1 : 3, für die erfindungsgemaße Kühlmittel-Sprühdüse hingegen, wie
oben erwähnt, bei 1 : 10 und mehr.
Durch den Ventilkopf 7 ist ein plötzliches komplettes Schließen der Düsenöffnung 6
sichergestellt, so daß ein Nachlaufen von Kühlmittel vermieden wird.
Weiters sind die erfindungsgemäßen Kühlmittel-Sprühdüsen einfach herzustellen; es handelt
sich um eine billige Bauart von Kühlmittel-Sprühdüsen.
Fig. 8 veranschaulicht eine Stranggießanlage in schematischer Darstellung. In eine
Durchlautkokille 17 wird flüssiger Stahl 18 einströmen gelassen. In dieser bildet sich ein
Strang 19 mit einem flüssigen Kern 20, der von einer zunächst noch sehr dünnen
Strangschale 21 umgeben ist. Unterhalb der Durchlaufkokille wird der Strang 1 beidseitig
mittels Stützrollen 22 gestützt, wobei die Stützrollen 22 in Bogenform angeordnet sind und
der Strang 19 über einen etwa Viertelkreisbogen in eine Horizontale geführt wird.
In der Horizontalen wird der Strang 19 ebenfalls mittels Stützrollen 22 gestützt, u.zw.
beidseitig solange im Inneren noch ein flüssiger Kern 20 vorhanden ist. Die Länge des
flüssigen Kerns 20 wird als metallurgische Länge 23 des Stranges 19 bezeichnet.
Die Stützung des Stranges 19 mittels Stützrollen 22 ist erforderlich, um ein Ausbauchen der
sehr heißen, zunächst noch dünnen und allmählich dicker werdenden Strangschale 21 zu
vermeiden. Um ein kontinuierlich starkes Wachstum der Strangschale 21 und auch ein
Ausbauchen des Stranges zwischen den Stützrollen 22 zu verhindern, ist es weiters
erforderlich, den Strang effizient zu kühlen, wobei jedoch eine zu langsame und auch eine zu
schnelle Wärmeabfuhr vermieden werden müssen. Es kommt daher auf eine genaue
Regelungsmöglichkeit an, d. h. es ist erforderlich, die Kühlmittelmenge pro Zeiteinheit, die
auf die Strangschale 21 auftrifft, genau zu dosieren, u. ev. in Abhängigkeit von der
Strangschalendicke, der Temperatur im Kern etc.
Zu diesem Zweck sind zwischen den Strangführungsrollen 22 die erfindungsgemäß
ausgebildeten Kühlmittel-Sprühdüsen vorgesehen, wobei jeweils mehrere zu einer Gruppe
A, B, C, . . . zusammengefaßt sind, und jede dieser Gruppen A, B, C, . . . mit einer bestimmten
Kühlmittelmenge pro Zeiteinheit beaufschlagt wird. Dies geschieht durch
Mengenregelventile 24, die in Kühlmittel-Hauptleitungen 25, von denen mindestens eine je
Gruppe A, B, C, . . . vorhanden ist, vorgesehen sind. In Fließrichtung des Kühlmittels nach
dem Mengenregelventil 24 wird das Kühlmittel über einzelne Zuführungsleitungen 3, von
denen jeweils eine zu einer Kühlmittel-Sprühdüse führt, weitergeleitet. Eine Einrichtung
zum Erzeugen des erforderlichen Kühlmitteldrucks ist mit 26 bezeichnet; es handelt sich
beispielsweise um eine Kolbenpumpe mit Speicher.
Gemäß der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform einer Kühlmittel-Sprühdüse ist die der
Düsenöffnung 6 liegende Vis-a-vis-Seite von einer Membran 27 gebildet, wie z. B. von einer
Gummimembran oder einer Metallmembran, welche Membran 27 den Düsenkörper 1
abschließt. Die Membran 27 ist mit dem Düsenkörper 1 und auch mit dem Ventilkopf 7 mit
Schrauben verbunden, so daß der Ventilkopf 7 durch die Membran eine Vertikalführung in
Richtung des Doppelpfeils 28 erfährt. Damit der Ventilkopf 7 von beiden Seiten mit
Kühlmittel beaufschlagt werden kann, weist er mindestens eine Durchgangsöffnung 29 auf.
Gemäß der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform ist der Ventilkopf 7 als Kolben
ausgebildet, an dessen Rückseiten eine Schraubenfeder 30 angreift. Diese Schraubenfeder 30
ist an der Rückwand 31 der Kühlmittel-Sprühdüse, die in diesem Fall einen hutförmigen
Querschnitt aufweist, abgestützt. Um ein Eindringen von Kühlmittel zwischen dem an der
Schraubenfeder abgestützten Ende des Ventilkopfs 7 und der Rückwand 31 zu verhindern,
sind Dichtungen 32 vorgesehen.
Die in Fig. 6 dargestellte Variante zeigt einen sich linear erstreckenden Ventilkopf 7 zur
Erzeugung eines Flachstrahles, wobei der Ventilkopf 7 analog zur in Fig. 1 dargestellten
Ausführungsform beweglich am Düsenkörper 1 abgestützt ist, allerdings mit zwei oder
mehreren Ventilstangen 8 und Schraubenfedern 12.
Claims (18)
1. Verfahren zum Kühlen eines heißen Körpers (19), insbesondere eines Metallstranges
(19), durch Besprühen mit einem aus einer Kühlmittel-Sprühdüse austretenden und von
einem Fluid gebildeten Kühlmittelstrahl (13), dadurch gekennzeichnet, daß unter Bildung
eines intermittierenden Kühlmittelstrahles (13) der Kühlmittelstrahl (13) unmittelbar an
seiner Entstehungsstelle, d. h. an der Austrittsstelle des Fluids aus der Kühlmittel-Sprühdüse,
in kurzen Zeitabständen aufeinanderfolgend kurzzeitig unterbrochen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf einen Ventilkopf (7)
einer Kühlmittel-Sprühdüse ständig eine den Ventilkopf in Schließposition drückende
Schließkraft einwirken gelassen wird und der Druck des Kühlmittels der Schließkraft
entgegenwirken gelassen wird, wobei die vom Kühlmittel am Ventilkopf (7) bei dessen
Schließposition einwirkende Kraft die Schließkraft übersteigt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der
Unterbrechungen in einem Bereich bis zu 2000 Hz eingestellt wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß zum Kühlen eines in einer Stranggießanlage gegossenen Stahlstranges
(19) die Frequenz der Unterbrechungen zwischen 20 und 500 Hz eingestellt wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kühlmittelmenge des einer Kühlmittel-Sprühdüse zugeleiteten
Kühlmittels in einem Bereich zwischen 1-40 l/min eingestellt wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kühlmittel-Sprühdüsen mit einem Druck zwischen 2 bis 20 bar,
vorzugsweise zwischen 3 bis 7 bar, beaufschlagt werden.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Kühlung mehrere Kühlmittelstrahlen (13) vorgesehen sind, und daß
die Kühlmittelstrahlen (13) mit unterschiedlichen Kühlmittelmengen je Zeiteinheit gebildet
werden.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Kühlung eines Metallstranges (19) in einer Stranggießanlage,
insbesondere eines Stahlstranges (19), jeweils mehrere Kühlmittelstrahlen (13) zu Gruppen
(A, B, C, . . .) zusammengefaßt sind, wobei die Kühlmittelstrahlen (13) jeweils einer Gruppe
(A, B, C, . . .) mit untereinander gleichen Kühlmittelmengen pro Zeiteinheit gebildet werden,
von Gruppe (A, B, C, . . .) zu Gruppe (A, B, C, . . .) jedoch unterschiedliche Kühlmittelmengen
pro Zeiteinheit einstellbar sind (Fig. 5).
9. Kühlmittel-Sprühdüse zum Durchführen eines Verfahrens nach einem oder mehreren
der Ansprüche 1 bis 8 mit einem Düsenkörper (1) und einer Düsenöffnung (6),
gekennzeichnet durch einen an der Düsenöffnung (6) bewegbar angeordneten Ventilkopf (7),
der in rascher Folge von einer die Düsenöffnung (6) freigebenden ersten Position in eine die
Düsenöffnung (6) verschließende zweite Position und retour bewegbar ist.
10. Kühlmittel-Sprühdüse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkopf
(7) mittels Federkraft in die die Düsenöffnung (6) verschließende Position bringbar ist.
11. Kühlmittel-Sprühdüse nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß als
Feder zur Erzeugung der Federkraft eine Stahlfeder, insbesondere eine Schraubenfeder (12),
vorgesehen ist.
12. Kühlmittel-Sprühdüse nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß als
Feder zur Erzeugung der Federkraft eine Membran vorgesehen ist, an der der Ventilkopf (7)
befestigt und mit der der Ventilkopf (7) geführt ist.
13. Kühlmittel-Sprühdüse nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß als
Feder zur Erzeugung der Federkraft eine Gummifeder, vorzugsweise eine Gummimembran
(16), vorgesehen ist.
14. Kühlmittel-Sprühdüse nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Düsenöffnung (6) schlitzförmig und der Ventilkopf (7)
korrespondierend hierzu linear ausgebildet sind.
15. Kühlmittel-Sprühdüse nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ventilkopf (7) in dem Düsenkörper (1) schiebbar geführt ist
(Fig. 1).
16. Kühlmittel-Sprühdüse nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ventilkopf (7) im Düsenkörper (1) schwenkbar gelagert ist (Fig. 2,
3).
17. Anlage mit einer Kühlmittel-Sprühdüse nach einem oder mehreren der Ansprüche 10
bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine das Kühlmittel unter Druck setzende Einrichtung
vorgesehen ist, wobei der Ventilkopf (7) in seiner die Düsenöffnung (6) verschließenden
Position einer vom Kühlmittel bewirkten resultierenden Kraft ausgesetzt ist, die der den
Ventilkopf (7) in Schließposition bewegenden Federkraft entgegenwirkt und größer ist als
die Federkraft.
18. Stranggießanlage mit Kühlmittel-Sprühdüsen nach einem oder mehreren der
Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beaufschlagung der Kühlmittel-
Sprühdüsen mit einem Fluid die Kühlmittel-Sprühdüsen an Zuführungsleitungen (3)
angeschlossen sind, wobei jeweils mehrere Kühlmittel-Sprühdüsen zu einer Gruppe (A, B,
C, . . .) zusammengefaßt über die Zuführungsleitungen (3) an eine Kühlmittel-Hauptleitung
(25) angeschlossen sind, und daß in jeder Kühlmittel-Hauptleitung (25) ein
Mengenregelventil (24) zur Einstellung der Kühlmittelmenge pro Zeiteinheit vorgesehen ist
(Fig. 5).
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AT134098A AT406237B (de) | 1998-08-03 | 1998-08-03 | Verfahren zum kühlen eines heissen körpers und kühlmittel-sprühdüse zur durchführung des verfahrens |
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- 1998-08-03 AT AT134098A patent/AT406237B/de not_active IP Right Cessation
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1999
- 1999-06-24 DE DE1999128936 patent/DE19928936C2/de not_active Expired - Lifetime
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