DE19960593C2

DE19960593C2 - Device for cooling a cast metal strand

Info

Publication number: DE19960593C2
Application number: DE1999160593
Authority: DE
Inventors: Fritz-Peter Pleschiutschnigg; Uwe Plociennik
Original assignee: SMS Demag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 1999-12-16
Filing date: 1999-12-16
Publication date: 2001-11-22
Anticipated expiration: 2019-12-17
Also published as: EP1108485A1; DE19960593A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen eines metallischen Gußstran ges in einer der Gießform nachgeordneten Kühlzone, in der der Strang mittels Rollenpaaren, die quer zur Strangachse entlang der Strangabzugsrichtung über einander angeordnet sind, stützend geführt wird und durch das Aufbringen von Kühlmittel weiter abgekühlt wird.The invention relates to a device for cooling a metallic cast iron in a cooling zone downstream of the mold, in which the strand is Roller pairs that cross across the strand axis along the strand withdrawal direction are arranged, supported and supported by the application of Coolant is further cooled.

Beim Stranggießen - sei es nun das Stranggießen von Brammen oder das von Dünnbrammen - ist die Art und Weise des Wärmeentzugs für die Qualität des Stranggußmaterials von großer Bedeutung.In continuous casting - be it the continuous casting of slabs or that of Thin slabs - is the way of heat removal for the quality of the Continuous casting material of great importance.

Aus dem Stand der Technik sind Kühlvorrichtungen bekannt, die nach dem Prinzip der Sprühkühlung arbeiten. In der DE 15 58 194 wird beispielsweise offenbart, den Strang durch Beaufschlagung mit durch Düsen fein zerstäubtem Wasser zu küh len. Hierbei ist insbesondere für breite Brammen eine beträchtliche Einstellarbeit notwendig, um die gegenseitige Lage der Düsen und deren Lage zur Strangober fläche aufeinander abzustimmen. Durch die Überschneidung der Sprühfächer tritt ferner ein Verlust an kinetischer Energie der aufeinandertreffenden Wassertröpf chen ein, der im Bereich der Überschneidung einen verminderten Kühleffekt zur Folge hat. Dies kann zur ungleichmäßigen Abkühlung der Strangoberfläche füh ren.Cooling devices based on the principle are known from the prior art spray cooling. DE 15 58 194, for example, discloses the To cool the strand by applying water atomized finely by nozzles len. This requires considerable adjustment work, especially for wide slabs necessary to the mutual position of the nozzles and their position to the strand top coordinated area. By overlapping the spray compartments occurs furthermore a loss of kinetic energy of the water droplets encountering one another a that has a reduced cooling effect in the area of overlap Consequence. This can lead to uneven cooling of the strand surface ren.

Üblicherweise wird der Strang nach Austritt aus der Gießform in eine Sekundär kühlzone zum Erstarren des noch flüssigen Kerns geführt und hier durch Stützrollenpaare gestützt. Abweichend von diesem Stützrollenprinzip ist aus der DE 15 58 302 eine Führungseinrichtung mit Gleitwänden offenbart. Zur Gewähr leistung einer Strangführung mit geringen Reibungskräften setzen sich die Gleit wände aus einzelnen Schalenkörpern zusammen, die mit Druckwasser beauf schlagbar sind, so daß die Strangoberfläche an einer unter Druck stehenden Pha se anliegt. Zwischen den mit Abstand angeordneten Schalenkörpern sind Wasser strahldüsen vorgesehen.The strand is usually converted into a secondary after leaving the mold cooling zone led to solidification of the still liquid core and here by pairs of support rollers supported. Deviating from this support roller principle is from the DE 15 58 302 discloses a guide device with sliding walls. To guarantee performance of a strand guide with low frictional forces, the sliding sets walls composed of individual shell bodies, which act with pressurized water are beatable, so that the strand surface at a pressurized Pha se is present. There is water between the spaced shell bodies jet nozzles provided.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Kühlen eines metallisches Gußstranges der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, daß sowohl die Rollen zum Stützen bzw. Führen des Stranges als auch die Strang oberfläche wirksam gekühlt werden.The invention has for its object a device for cooling a metallic cast strand of the generic type in such a way that both the rollers for supporting or guiding the strand as well as the strand surface can be cooled effectively.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung mit den Merkmalen des An spruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind in den Unteran sprüchen offenbart.To solve this problem, a device with the features of the An Proposition 1 proposed. Advantageous further developments are in the Unteran sayings revealed.

Der Grundgedanke der Erfindung liegt darin, mindestens ein - vorzugsweise meh rere, jeweils paarweise um den Strang angeordnete - Kühlelemente zwischen den Stützrollen derart anzuordnen, daß zwischen den Rollen und den Elementen und zwischen der Strangoberfläche und den Elementen definierte Spalträume entste hen. Die jeweiligen Kühlelemente sind mit mindestens einem Kanal versehen, der in einen Spaltraum mündet und das Kühlmittel fördert. Erfindungsgemäß wird in Abweichung zum Spritzkühlprinzip eine Strömungskühlung erreicht, wobei Kühl mittel in einen Spalt eintritt und von dort in die anderen Spalträume fließt. Es wird in Form der Spalträume ein definierter Raum mit definierten Wegen zum Abströ men des Kühlmittels und den damit verbundenen Kühleffekten geschaffen. Auf diese Weise wird eine Strömungskühlung zur gleichzeitigen Kühlung von Strang oberfläche und Stützrollen erreicht. The basic idea of the invention is at least one - preferably more rere, cooling elements arranged in pairs around the strand - between the Arrange support rollers so that between the rollers and the elements and defined gap spaces arise between the strand surface and the elements hen. The respective cooling elements are provided with at least one channel opens into a gap and promotes the coolant. According to the invention in Deviation from the spray cooling principle achieved flow cooling, whereby cooling medium enters a gap and flows from there into the other gap spaces. It will in the form of the gap spaces, a defined space with defined ways to discharge men of the coolant and the associated cooling effects. On this way a flow cooling for simultaneous cooling of strand surface and support rollers reached.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Kanal so angeordnet, daß er das Kühlelement quer zu dessen Längsachse durchdringt und zum Spaltraum zwischen Kühlelement und Strang hin mündet. Somit das Kühlmittel zuerst in den Spaltraum zwischen Element und Strang und strömt anschließend in die Spalträume zwischen den Rollen und dem Kühlelement. Es ist ebenfalls denk bar, die Mündungsbereiche des kühlmittelführenden Kanals zu den Rollen hin vor zusehen.In a particularly preferred embodiment, the channel is arranged that it penetrates the cooling element transversely to its longitudinal axis and to Gap opens between the cooling element and the strand. So the coolant first into the gap between the element and the strand and then flows into the gaps between the rollers and the cooling element. It is also think bar, the mouth areas of the coolant-carrying channel towards the rollers watch.

Erfindungsgemäß erstreckt sich das Kühlelement entlang der Längsachse der Rollen, nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist es profilförmig ausgebildet. Seine zu den Rollen weisenden Flächen weisen konkave Wölbungen auf zur Bil dung eines gleichmäßigen Spaltraumes im Verhältnis zu den Rollen mit konvexen Krümmungen der Rollenoberfläche, während die zum Strang weisende Fläche des Kühlelementeprofils planparallel zum Strang verläuft.According to the invention, the cooling element extends along the longitudinal axis of the Rolling, according to an advantageous embodiment, it is profile-shaped. Its surfaces facing the rollers have concave curvatures to the image formation of a uniform gap in relation to the roles with convex Curvatures of the roll surface, while the surface of the strand facing the Cooling element profile runs plane-parallel to the strand.

Des weiteren wird vorgeschlagen, daß entlang der Längsachse des Kühlelemen teprofils eine Mehrzahl von beabstandet angeordneten kühlmittelfördernden Kühl kanälen vorgesehen ist. Vorzugsweise werden die benachbarten Kühlkanäle eines profilartigen Kühlelementes über einen gemeinsamen Kühlkanal gespeist, der entweder selbst auch in das Kühlelement integriert ist oder der sich außerhalb des Kühlelementes befindet.Furthermore, it is proposed that along the longitudinal axis of the cooling element teprofils a plurality of spaced-apart coolant-promoting cooling channels is provided. The adjacent cooling channels are preferably one profile-like cooling element fed via a common cooling channel, the either integrated into the cooling element itself or outside of the Cooling element is located.

Die vorgeschlagene Vorrichtung findet Verwendung sowohl bei Gießanlagen zum Gießen von Brammen der Dicke von 30 bis 250 mm, vorzugsweise von Dünn brammen der Dicke 30 bis 130 mm.The proposed device is used both in casting plants Cast slabs from 30 to 250 mm thick, preferably thin slabs 30 to 130 mm thick.

Weitere Merkmale der Erfindung werden anhand der Beschreibung der Zeichnung einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Darin zeigen:Further features of the invention will become apparent from the description of the drawing a preferred embodiment shown. In it show:

Fig. 1 schematisch eine Schnittansicht eines Teils einer Ausführungsform der Kühlvorrichtung innerhalb der Stützrollenstrangführung, gesehen von der Schmalseite des Gießproduktes; Figure 1 schematically shows a sectional view of part of an embodiment of the cooling device within the support roller strand guide, seen from the narrow side of the cast product.

Fig. 2 schematisch die Ansicht der Kühlvorrichtung nach Fig. 1, gesehen von der Breitseite des Gießproduktes. Fig. 2 shows schematically the view of the cooling device according to Fig. 1, seen from the broad side of the cast product.

In Fig. 1 ist schematisch eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung eines Stranges dargestellt, wobei der Strang 1 - hier in seiner Schmalseite geschnitten - beidseitig mit symmetrisch zueinander angeordneten Rollenpaaren und entsprechend ange ordneten Kühlelementen umgeben ist. Es sind jeweils nur Rollen (2a, 2b, 2c, 2d) bzw. Kühlelemente (3a, 3b, 3c) auf einer Strangseite dargestellt. Die Kokille als Gießform, aus der der Strang austritt, ist nicht dargestellt; ebenso sind die Lager und Antriebsmittel für die Rollen als auch die Haltevorrichtungen für die Kühlele mente nebst Versorgungsleitungen für das Kühlmittel - bevorzugt Wasser - nicht dargestellt. Die vorgeschlagene Kühlvorrichtung findet vorteilhafterweise in der Sekundärkühlzone einer Stranggußanlage Einsatz; in sich anschließenden Zonen einer Stranggußanlage ist ihre Anordnung ebenfalls denkbar. Die Rollen dienen in der Sekundärkühlzone zur Stützung des erst an seiner Oberfläche abgekühlten Stranges mit noch flüssigem Kern.In Fig. 1, a cooling device according to the invention of a strand is shown schematically, the strand 1 - cut here in its narrow side - is surrounded on both sides with symmetrically arranged pairs of rollers and correspondingly arranged cooling elements. Only rolls ( 2 a, 2 b, 2 c, 2 d) or cooling elements ( 3 a, 3 b, 3 c) are shown on one strand side. The mold as a mold from which the strand emerges is not shown; likewise the bearings and drive means for the rollers as well as the holding devices for the cooling elements along with supply lines for the coolant - preferably water - are not shown. The proposed cooling device is advantageously used in the secondary cooling zone of a continuous casting plant; In subsequent zones of a continuous casting plant, their arrangement is also conceivable. In the secondary cooling zone, the rollers serve to support the strand with the liquid core that has only cooled on its surface.

Diese Rollen 2a bis 2d erstrecken sich längs der Breitseite der abgezogenen Brammen. Zwischen jeweils zwei benachbarten, übereinander angeordneten Rol len von zwei Rollenpaaren sind Kühlelemente 3a, 3b, 3c vorgesehen. Ein Kühle lement füllt in dem Sinne den Raum zwischen zwei Rollen aus. These rolls 2 a to 2 d extend along the broad side of the slabs withdrawn. Cooling elements 3 a, 3 b, 3 c are provided between each two adjacent, one above the other rolls of two pairs of rolls. In this sense, a cooling element fills the space between two roles.

Die Kühlelemente 3a, 3b, 3c sind profilförmig ausgebildet, derart, daß jeweils zwi schen den Rollen und dem Element Spalträume 4a, 4b sowie der Strangoberflä che und dem Elemente ein Spaltraum 5 entstehen. Die Spalträume sind exempla risch nur an den beiden Rollen 2a, 2b in Einschluß des Kühlelementes 3a mit Be zugszeichen versehen.The cooling elements 3 a, 3 b, 3 c are profile-shaped, such that between the roles and the element gap spaces 4 a, 4 b and the Strangoberflä surface and the elements a gap space 5 arise. The gap spaces are exemplarily provided only on the two rollers 2 a, 2 b, including the cooling element 3 a, with reference symbols.

Die Kühlelemente sind profilartig ausgebildet und weisen konkave Krümmungen auf in Richtung der konvex gewölbten Stützrollen. Zum Strang hin weist das pro filartige Kühlelement eine planparallele Fläche auf.The cooling elements are profile-like and have concave curvatures on in the direction of the convex support rollers. To the strand, the pro fil-like cooling element on a plane-parallel surface.

Ein Kühlelement ist jeweils mit mehreren kühlmittelführenden Kanälen 6 (in Fig. 2 mit 6a bis 6e bezeichnet) versehen, die jeweils in den Spalt 5 zwischen Element und Strang münden. Diese Kanäle verlaufen bei dieser Ausführungsform quer zur Längsachse der Kühlelemente. Bevorzugt weisen die Kühlelemente einen sich längs erstreckenden Kanal auf, der alle Querkanäle gemeinsam mit Kühlmittel versorgt (nicht gezeigt). Das Kühlwasser tritt aus dem Mündungsbereich des je weiligen Kanals aus. Es umströmt sowohl die Strangoberfläche als auch die Stütz rollen durch die definierten Spalträume. Auf diese Weise entsteht eine gleichmä ßige Wasserströmung in den Spalträumen und somit eine gleichmäßige Kühlung sowohl der Strangoberfläche als auch der Stützrollen.A cooling element is in each case provided with a plurality of coolant-carrying channels 6 (designated 6a to 6e in FIG. 2), which each open into the gap 5 between the element and the strand. In this embodiment, these channels run transversely to the longitudinal axis of the cooling elements. The cooling elements preferably have a longitudinally extending channel which supplies all transverse channels with coolant (not shown). The cooling water emerges from the mouth of the respective channel. It flows around both the strand surface and the support rollers through the defined gap spaces. In this way, a uniform water flow in the gap spaces and thus a uniform cooling of both the strand surface and the support rollers.

Die Wassermenge und damit die Kühlwirkung ist über den Wasserdruck als auch über die Anzahl oder die Querschnittsabmessungen der Kanäle einstellbar.The amount of water and therefore the cooling effect is about the water pressure as well adjustable via the number or the cross-sectional dimensions of the channels.

Claims

1. Device for cooling a metallic casting strand in a cooling zone downstream of the casting mold, in which the strand is supported by means of pairs of rollers which are arranged one above the other transversely to the strand axis along the strand withdrawal direction and is further cooled by the application of coolant, characterized in that this comprises at least one coolant-promoting cooling element ( 3 a, 3 b, 3 c) which is arranged between two superposed rollers ( 2 a, 2 b, 2 c, 2 d) and extends along the longitudinal axis of the rollers, and which is designed in this way is that gap spaces ( 4 a, 4 b, 5 ) arise between the respective cooling element and the rollers as well as the cooling element and the strand, and that the respective cooling element has at least one coolant-promoting channel which opens into a gap space ( 6 a to 6 e) is provided for flow cooling of strand surface and rolls.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the coolant-promoting channel ( 6 a to 6 e) penetrates the cooling element transversely to its longitudinal axis and opens to the gap ( 5 ) element between Kühlele element and strand.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the respective cooling element ( 3 a, 3 b, 3 c) is profile-shaped and the surfaces facing the rollers are concave to form a uniform gap space ( 4 a, 4 b ) in relation to the rollers with convex curvatures of the roller surface.

4. The device according to claim 3, characterized in that the surface facing the strand of the cooling element profile ( 3 a, 3 b, 3 c) runs plane-parallel to the strand surface.

5. Device according to claims 3 and 4; characterized in that the distances ( 4 a, 4 b) between the respective cooling element and the rollers and the distance ( 5 ) between the cooling element and the surface of the strand approximately match.

6. Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that a plurality of spaced-apart coolant-promoting cooling channels ( 6 a to 6 e) are provided along the longitudinal axis of the cooling element profile, the number of channels provided or activated and / or via whose cross-sectional dimensions and / or the amount of the outflowing coolant can be determined via the coolant pressure.

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the coolant-promoting elements ( 3 a, 3 b, 3 c) are arranged according to the Rol len one above the other and along the strand axis as pairs of elements.