DE2208928A1

DE2208928A1 - Stranggiessanlage fuer brammen

Info

Publication number: DE2208928A1
Application number: DE2208928A
Authority: DE
Inventors: Walter Fortner; Rudolf Hoscher
Original assignee: Voestalpine AG
Current assignee: Voestalpine AG
Priority date: 1971-04-30
Filing date: 1972-02-25
Publication date: 1973-07-26
Also published as: GB1386871A; IT952195B; AT314752B; FR2134391A1; JPS5123257B1; CS183658B2; ES401698A1; FR2134391B1; CA953075A; SE368344B; SU476733A3; BE782725A; CH549425A; US3766968A

Description

Patentanwalt

Dipl. -ing. VVcUer Jackisch
7 Stuttgart N, MenzelstraEe 40

A 32

. Feb.

Vereinigte Österre-iehische 3isen~ und Stahlwerke Aktiengesellschaft Lins. Österreich

Stranggießanlage für Brammen

Die Erfindung betrifft eine Stranggießanlage für Brammen mit einer wassergekühlten Kokille, aus der der Strang kontinuierlich ausgesogen wird, einer Stütz- und Führungseinrichtung mit Hollen, zwischen denen der Strang geführt wird, und einer Kühlvorrichtung mit Düsen, durch die ein Kühlmittel, insbesondere Wasser, auf den Strang und die Rollen aufgespritzt wird.

Es sind verschiedene Kühlvorrichtungen für Stranggießanlagen bekannt. Beispielsweise ist in der österreichischen Patentschrift ITr. 233 186 eine Vorrichtung mit Flüssigkeitszerstäuberdüsers, die gruppenweise beaufschlagten Zonen zugeteilt sind, beschrieben, wobei nebeneinander und senkrecht zur Strangoberfläche gerichtete Düsen im Abstand von der Strangoberfläche angeordnet sind. Man ist bestrebt, das Kühlmittel mit einer Vielzahl von Düsen gleichmäßig aufzubringen, damit der Tenperaturverlauf quer zur Stranglängsachse möglichst gleichmäßig wird. Die Düsen haben meist eine verhältnismäßig kleine Bohrung mit einem Durchmesser von etx«ra 1,1 bis 1,3 ram» welche

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sich an der Mündung erweitert, so daß die Düse eine flache Charakteristik erhält. Üblicherweise sind bei BrammenStranggießanlagen, auf denen Gußstränge mit einer Breite von etwa 1000 bis 2000 mm und einer Dicke von etwa 150 bis 350 mm hergestellt werden, etwa sechs solcher Düsen nebeneinander und zwischen den einzelnen Rollen des Stütz- und Führungsgerüstes angeordnet. Die Rollen sind bei Stranggießanlagen für Brammen mehrteilig ausgeführt und an mehreren Stellen abgestützt, wie beispielsweise in der österreichischen Patentschrift Nr. 257 07^ beschrieben. Insbesondere bei Stranggießanlagen, in denen der Strang in einem Stütz- und Führungsbogen aus der Vertikalen in die Horizontale übergeführt wird, ergeben sich Schwierigkeiten bei der Kühlung der Rollen auf der Bogen-Außenseite im Bereich vor dem Übergang zur Horizontalen« Je spitzer der Winkel zwischen der Bogentangente und der Horizontalen wird, umso leichter wird das auf die Strangoberfläche aufgespritzte Wasser von dieser reflektiert bzw. durch Schwerkraft abgeleitet, so daß eine gleichmäßige und flächige Beaufschlagung der Brammenaußen- bzw, -Unterseite und der Rollen nicht mehr inöglioh ist. Dadurch sind insbesondere die Rollen gefährdet, denn eine unzureichende Kühlung führt zu einer örtlichen Überhitzung und zum Festfressen der Rollenlager. Sobald sich die Rollen nicht mehr frei drehen können, backen sich zwischen ihnen und der Strangoberfläche Zunder und andere Ablagerungen, wie Sohlacke, an, wodurch die Oberfläche des Stranges stark beeinträchtigt wird. Der verhältnismäßig kleine Durchmesser der Spritzdüsen ist auch die Ursache für Verstopfungen und Verlegungen der Düsenbohrungen, obwohl für die Strangkühlung gereinigtes Wasser verwendet wird.

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Der Gußstrang liat beim Durchlaufen der Stütz- und Führungseinrichtung unterhalb der Kokille noch einen flüssigen Hern; bei fortschreitender Erstarrung tritt eine Schrumpfung des Stranges ein. Dabei hebt sich fallweise der Strang örtlich von den Rollen ab, d.h. es entsteht zwischen dem Strang und den Rollen ein Spiel, wodurch einzelne Rollen zum Stillstand kommen. Die der Strangoberfläche zugekehrte Mantelfläche der Rollen ist dabei einer besonders intensiven Wärmestrahlung ausgesetzt; als Folge davon kann es dann trotz Kühlung auf der der Strangoberfläche abgekehrten Mantelfläche zu einem Festfressen der Rollenlager kommen. Die Stütz- und Fühxungsrollen von Stranggießanlagen sind also hauptsächlich durch ungleichmäßige oder* fallweise auftretende thermische Beanspruchungen gefährdet und müssen häufig ausgetauscht werden. Diese:.· Austausch kann nicht an Ort und Stelle erfolgen, sondern es ist rasist erforderlich, den gesamten Stütz- und Führungsteil auszufahren, was entsprechende Stillstandszeiten zur Folge hat,

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Schwierigkeiten und Nachteile zu überwinden. Sie besteht darin, daß bei einer Stranggießanlage der eingangs bezeichneten Art ein Teil der Kühlvorrichtung von Flachstrahldüsen gebildet ist, die parallel zur Oberfläche des Stranges, d.h. zur Breitseite der Bramme, im Abstand von dieser angeordnet ist, wobei ihre Längsachsen parallel zu den Achsen der Rollen verlaufen.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Flachstrahldüsen im Bereich des Brammenrandes angeordnet sind, vorzugsweise an beiden Brammenrändern einander versetzt gegenüber liegen_β

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Bei einer Stranggießanlage mit einer bogenförmigen Stütz- und Führungseinrichtung zur Umlenkung des Stranges aus im wesentlichen vertikaler Richtung in im wesentlichen horizontale Richtung ist es vorteilhaft, daß die Kühlvorrichtung im Bereich der Umlenkung, d.h. auf etwa I/3 bis 2/3 der Längserstreckung der Stütz- und Führungseinrichtung, aus Flachstrahldüsen besteht.

Die Erfindung ist auch bei Horizontalstranggießanlagen anwendbar. Bei Horizontalanlagen tritt der Strang aus einer wassergekühlten Kokille waagrecht oder gegebenenfalls leicht geneigt aus und wird ebenfalls durch beidseitig des Stranges angeordnete Rollen gegen den ferrostatischen Druck abgestützt bzw. durch diese Rollen geführt. Bei Horizontalanlagen sind zweckmäßigerweise mindestens die Düsen auf der Strangunterseite als Flachstrahldüsen gemäß der Erfindung ausgeführt.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Stranggießanlage zur Erzeugung breiter Stahlbrammen in schematischer Darstellung. Fig. 2 ist eine Draufsicht in Richtung des Pfeiles A der Fig. 1, welche in einem größeren Maßstab und ebenfalls schematisch gezeichnet ist. Fig. 3 ist ein Vertikalschnitt durch den Gußstrang und die 5tützeinrichtung zwecks Veranschaulichung der X/irkungsweise der erfindungsgemäßen Kühlung im Vergleich zu bekannten Kühlungen.

In Fig. 1 ist mit 1 eine wassergekühlte, in vertikaler Richtung oszillierende Kokille bezeichnet,

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aus der der noch einen flüssigen Kern aufweisende Stahlstrang (Bramme) 2 ausgezogen v/ird. Stütz- und Führungsrollen 3 sind im bogenförmigen Stützgerüst (welches im einzelnen nicht dargestellt ist) beidseitig der Bramme angeordnet. Diese Rollen 3 sind in Längsrichtung mehrteilig ausgebildet (Fig, 2) und mehrfach gelagert. Der Stütz- und Führungsbogen kann aus einem ortsfesten Teil auf der Bogenaußenseite und einem verstellbaren Teil auf der Bogeninnenseite bestehen, so daß der gegenseitige Abstand der Stütz- und Führungsrollen 3 auf unterschiedliche Dicken der Brammen einstellbar ist. Durch den Stütz- und Führungsbogen wird der Gußstrang von der Vertikalen in die Horizontale umgelenkt, wobei ein diesem nachgeschaltetes kombiniertes Treib-, Rieht- und Walzgerüst h vorgesehen ist, aus den die Bramme 2 horizontal auf Rollen ausläuft und anschließend in bekannter Weise unterteilt wird.

Der die Rollen 3 enthaltende Stütz- und Führungsbogen weist eine Kühlvorrichtung auf für die Sekundärkühlung der Bramme 2 bis zu deren völliger Durcherstarrung, welche üblicherweise im Bereich des Treib-, Rieht- und Walzgerüstes k beendet ist. Die Kühlvorrichtung umfaßt eine Vielzahl von Spritzdüsen 6, welche zwischen den Rollen 3 nebeneinander angeordnet und senkrecht zur Strangoberfläche gerichtet sind. Das aus den Spritzdüsen 6 mit einem Druck von 3 bis 8 atü austretende Wasser kühlt nicht nur den Strang 2, sondern auch die Rollen 3» Am Ende des Stütz- und Führungebogens, d.h. beim Übergang in die Horizontale, ist es vorteilhaft, die Rollen 3 auf der Bogeninnenseite mit gegen deren Mantelfläche gerichteten Hebeldüsen 7» die mit einem Wasser-Druckluft-Gemisch betrieben werden, zu kühlen.

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Auf der Bogeninnenseite treten bei der Kühlung der Rollen 3 keine Probleme auf, da diese ständig vom Kühlmittel beaufschlagt werden, welches infolge der Schwerkraft an der Oberfläche des Stranges 2 zu den tieferliegenden Rollen abläuft.

Auf der Bogenaußenseite ist es jedoch anders: Während in der an die Kokille 1 anschließenden Zone 8 die Kühlung mit herkömmlichen Spritzdüsen 6 noch ausreichend ist, ist dies in den anschließenden Zonen 9 und 10, wo das senkrecht gegen die Strangoberfläche gespritzte Kühlwasser reflektiert wird und infolge der Schwerkraft abtropft, nicht mehr der Fall. Erfindungsgemäß sind daher in diesen Zonen seitlich des Stranges 2 und parallel zu dessen Oberfläche (Außenseite) Flachstrahldüsen 11 vorgesehen. Diese Flachstrahldüsen können in einfacher Weise durch Zusammenquetschen eines Wasserzufuhrrohres hergestellt werden; es ergibt sich dann ein rechteckiger oder ovaler Austrittsquerschnitt von etwa 10 χ h mm, welcher nicht leicht verstopft werden kann. In der Zone 9 können vorteilhaft sowohl Spritzdüsen 6, die senkrecht zur Strangoberfläche gerichtet sind, als auch Flachstrahldüsen 11, die parallel zur Oberfläche der Bramme arbeiten, vorgesehen sein, wie dies aus Fig, 1 hervorgeht, Boi einer Bogenstranggießanlage für breite Stahlbrammen beträgt zweckmäßigerweise die Längserstreckung der Zonen 9 und 10 je l/3 der gesamten Stütz- und Führungsbogen-Außenseite, Bei Stranggießanlagen mit hoher Gießleistung erstreckt sich der Stütz- und Führungsteil bis mehrere Meter in die Horizontale, weshalb bei einer solchen Anlage auch unterhalb des horizontalen Strangteiles Flachstrahldüsen 11 angeordnet sein sollen.

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Die Anordnung der Düsen ist aus Fig. 2 au ersehen. Zwischen den z.B. dreiteilig ausgeführten Stütz- und Führungsrollen 3 und parallel zu deren Längsachse sind die Flachstrahldüsen 11 zueinander versetzt gegenüberliegend angeordnet. Diese Düsen werden nit einem Druck von etwa IO atü beaufschlagt, so daß ein breiter, flacher Wasserstrahl 12 entsteht; seine Strömungsrichtung ist durch. Pfeile angedeutet. Der flache Hochdruck-Wasserstrahl bedeckt den gesamten Bereich zwischen zwei nebeneinander liegenden Hollen 3» wobei aber nur ein Teil des Kühlwassers aktiv an der Strangkühlung teilnimmt; <=»" tritt also keine übermäßige Kühlung an der Strangoberflache ein, wie dies beispielsweise der Pail wäre, wenn man die gleiche Wassernenge durch eine Vielzahl von senkrecht sur Strangoberfläche gerichteten Düsen aufspritzen würde. Der breite Wasserstrahl 12 hat auch die Aufgabe, Sunder, Schlacke und andere Verunreinigungen von der Strangoberfläche zu entfernen, wie dies schematisch auch aus Fig. 3 ersichtlich ist.

In Fig. 3 ist die Wirkungsweise der erfindungs· gemäßen Kühlung im Vez*gleich zu einer bekannten Kühlung schematisch veranschaulicht. Mit 3» 3^!» 3" sind drei nebeneinander, auf der Bogenaußenseite der Bramme 2 angeordnete Stütz- und Führungsrollen bezeichnet, wobei sich die Holle 3 durch die BerUkrung nit dem Strang dreht, während zwischen den Rollen 3', 3" und der Strangoberflache ein Spiel entstanden ist, so daß diese Rollen infolge der durch Schrumpfung bedingten Abhebung des Stranges 2 stillstehen. Bisher hat man die mit 7 bezeichneten Hebel« düsen auch auf der Bogenaußexiseite sur Rollenkühlttng vorwendet, wie in Pig, 3 eiiigeEoieluiGt ist. Diese

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Kühlung war jedoch erfolglos, weil der Kühlmittelstrahl aus diesen Düsen, der mit 13 bezeichnet ist, nur gegen die von der Ctrangoberfläche abgekehrte Mantelfläche gerichtet war, so daß die wärmebeaufechlagte, der Strangoberfläche zugekehrte Mantelfläche überhitzt und die Rollenlager blockiert wurden. Lediglich bei der Rolle 3» die sich noch dreht, wird ein Xühlmittelfilm lh in Pfeilrichtung nach oben mitgenommen; bei dieser Rolle funktioniert die Kühlung noch zufriedenstellend, solange kein Abheben des Stranges 2 eintritt. Mit 15 1st seheraatisch ein Aufbau bzw, ein Ansatz von Zunder und Schlacke an der stillstehenden und einseitig überhitzten Rolle 3" bezeichnet, welcher eine Schleifwirkung auf die Strangoberfläche ausübt. Demgegenüber funktioniert die erfindungsgemäße Kühlung, wie ebenfalls aus Fig, 3 ersichtlich, auch bei den zum Stillstand gekommenen Rollen, Die erfindungsgemäßen Flachstrahldüsen 11 und der aus diesen austretende, breite Wasserstrahl 12 sind in Fig. 3 eingezeichnet; die Querströraung innerhalb des Wasserstrahles parallel zur Strangoberfläche und in Richtung zu den Rollen wird durch Pfeile gekennzeichnet. Es ist ersichtlich, daß ein solcher breiter Wasserstrahl, der mit hohem Druck quer zur Längsachse des Stranges 2 und parallel zu dessen Breitseite aufgebracht wird, nicht nur die erforderliche Strangkühlung und die Kühlung der Rollen bewirkt, sondern auch Zunder- und Schlackenreste wegzuspülen vermag; ein Abheben des Stranges von den Rollen kann also nicht zu einem Festfressen der Rollenlager oder zum Anbacken von Feststoffen führen.

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Claims

Patentansprüche :

1. Stranggießanlage für Brammen mit einer wassergekühlten Kokille, aus der der Strang kontinuierlich ausgezogen wird, einer Stütz- und Führungselnrichtung mit Rollen, zwischen denen der Strang geführt wird, und einer Kühlvorrichtung mit Düsen, durch die ein Kühlmittel, insbesondere Wasser, auf den Strang und die Rollen aufgespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Kühlvorrichtung von Flachstrahldüsen (ll) gebildet ist, die parallel zur Oberfläche des Stranges, d.h. zur Breitseite der Bramme (2), im Abstand von dieser angeordnet sind, wobei ihre Längsachsen parallel zu den Achsen der Rollen (3) verlaufen.

Stranggießanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachstrahldüsen (ll) im Bereich des Brammenrandes angeordnet sind, vorzugsweise an beiden Brasinenrändern einander versetzt gegenüber liegen,

Stranggießanlage nach den Ansprüchen 1 oder mit einer bogenförmigen Stütz- und Führungseinrichtung zur Umlenkung des Stranges aus im wesentlichen vertikaler Richtung in im v/es entlichen horizontale Richtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung im Bereich der Umlenkung, d.h. auf etwa I/3 bis 2/3 der Längserstreckung der Stütz- und Führungseinrichtung, aus Flachstrahldüsen (ll) besteht.

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k, Stranggießanlage nach den Ansprüchen 1 oder 2 nit einer horizontalen Ctüta- und Führungseinrichtung, dadurch gekonnzeichnet, daß die Kühlvorrichtung an der Unterseite der Bramme aus Flachstrahldüssn (ll) besteht.

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