DE2313255A1

DE2313255A1 - Vorrichtung und verfahren zur zufuhr von kuehlwasser in eine stranggusskokille

Info

Publication number: DE2313255A1
Application number: DE2313255A
Authority: DE
Inventors: Paul Markle Auman; Hugh Eugene Pry
Original assignee: USS Engineers and Consultants Inc
Current assignee: USS Engineers and Consultants Inc
Priority date: 1972-03-16
Filing date: 1973-03-16
Publication date: 1973-09-20
Also published as: AU471899B2; JPS5517669B2; IT980595B; ZA731642B; ES412717A1; PL84900B1; NL7303517A; JPS493822A; FR2176154B1; BR7301789D0; AT329209B; GB1420005A; RO63290A; CA977522A; AU5301273A; FR2176154A1; BE796928A; US3763920A; AR198407A1; ATA226173A

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Zufuhr von Kühlwasser in eine Stranggußkokille

Die Erfindung betrifft eine Stranggußkokille mit einer röhrenartigen Innenwandung und an dieser befestigten Außenwandungen sowie einer Vielzahl von sich parallel in vertikaler Richtung erstreckenden Vasser-Umlaufkanälen, die zwischen der Außenwandung und der Innenwandung wenigstens einer Frontseite der Kokille angeordnet sind, mit wenigstens einer in der Nähe des
unteren Kokillenendes angeordneten Zutrittsöffnung zu den Kanälen sowie einer die Zutrittsöffnung mit den Kanälen verbindenden Kammer, wobei eine Zutrittsöffnung eine Anzahl von Kanälen versorgt, von denen einige im wesentlichen im Bereich
der Zutrittsöffnung und andere jeweils seitlich von dieser
entfernt angeordnet sind, Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Zufuhr von Wasser in eine Vielzahl von sich parallel in vertikaler Hichtung erstreckenden Kanälen in einer Stranggußkokille aus einer Zutrittsöffnung, die mit einem in

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OfWGfNAL

der Nähe der Mitte der Kanalvielzahl angeordneten Kanal,fluchtet.

Eine herkömmliche. Stranggußkokille enthält eine röhrenförmige Innenwandung sowie äußere Wandungen, die die Innenwandung umgeben. An jeder Seite der Kokille sind sich parallel in vertikaler Richtung erstreckende Wasser-Umlaufkanäle oder -durchtritte zwischen den äußerem Wandungen und der Innenwandüng ausgebildet. Diesen Kanälen wird das Wasser durch Einlaßöffnungen oder Zutrittsoff mungen zugeführt, die in der Nähe eines Kokillenendes, üblicherweise in der Nähe des Bodens angeordnet sind. Das Wasser wird durch Auslaßöffnungen, die in der Nähe des anderen Kokilleaendes angeordnet sind, abgezogen.. Das Wasser kühlt die Innenwandung und unterstützt die Erstarrung einer äußeren Haut des Gußmaterials, während dieses die Kokille passiert. Jede Zutrittsoffnung versorgt eine Anzahl von zu beiden Seiten vom ihr angeordneten Kanälen sowie diejenigen Kanäle, die mit der Zutrittsöffnung fluchten.·

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß das Kühlwasser nicht gleichmäßig auf alle Kanäle verteilt wird, sondern daß das Wasser dazu neigt, sich in den am dichtesten bei der Zutrittsöffnung befindenden Kanälen zu konzentrieren, während die weiter von der Zutrittsoffnung entfernteren Kanäle keine gleich großen Wasseraiengen erhalten. Das führt zu einer ungleichförmigen Abkühlung; des Gußmaterials und zu einer Beeinträchtigung der Güte des Gusses.

Es sind bereits Beeühimgen bekannt geworden, das Problem der gleichmäßigen Wasserzufuhr¹ durch Wasserdurchtritte in einer Gußform zu lösen, bei der die Wassereinlaßöffnungen in der Nähe des oberen Kokilleneiades angeordnet sind. So ist der US-Patentschrift 2 86? 018 bereits eine Kokille zu entnehmen, bei der zwischen einem oberen Einlaß und einem Durchtritt für das Kühlmittel **ifei^igi/<KigÄyehr angeordnet ist.

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Dieser Damin dient dem Zweck, das Kühlmittel gleichmäßig über den Durchtritt zu verteilen. Eine entsprechende Maßnahme an einem am unteren Kokillenende angeordneten Wasserzutritt mag zwar die Wasserverteilung verbessern, führt jedoch noch nicht zu einer vollständigen Gleichmäßigkeit des Wasserzuflusses zu allen Kanälen, wie im folgenen dargelegt werden wird.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, an einer Stranggußkokille der oben angegebenen Gattung eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, mit deren Hilfe alle Kühlwasserkanäle gleichmäßig mit Wasser versorgbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß -dadurch gelöst, daß zwischen der Innenwandung und der Außenwandung entlang der Oberseite der Kammer ein Ablenkblech angeordnet ist, welches Unterkanten besitzt, die sich von einem im wesentlichen mit der Mittellinie.der Zutrittsöffnung fluchtenden Scheitelpunkt aus in jeder Richtung nach oben weisend erstrecken, um das Wasser gleichmäßig auf die Kanäle zu verteilen.

Das Verfahren zur Zufuhr von Wasser in eine Vielzahl von sich parallel in vertikaler Richtung erstreckenden Kanälen in einer Stranggußkokille aus einer Zutrittsöffnung, die mit einem in der Mitte der Kammervielzahl angeordneten Kanal fluchtet, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß das Wasser aus der Zutrittsöffnung zunächst in eine Kammer geleitet wird, die mit den unteren Enden der Kanäle in Verbindung steht, und daß das Wasser dann aus der Kammel über einen relativ verengten Bereich auf die Kanäle in der Nähe der Mitte der Kanalvielzahl und über einen sich erweiternden Bereich auf die von dieser Mitte entfernteren Kanäle verteilt wird, um das Wasser im wesentlichen gleichmäßig auf alle Kanäle zu verteilen.

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Ein Aucfünrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen ■ ■

Fig. 1 eine Aufsicht auf eine Seite des unteren Teiles einer Stranggußkokille nach der Erfindung,

Fig. 2-einen Horizontalschnitt entlang der Linie II - II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Vertikalschnitt entlang der Linie III - III in Fig. 2, ' ■

Fig. 4- einen Vertikalschnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3 und

Fig. 5 eine Anzahl von Kurvenzügen, die den Wasserdurchfluß über die Breite eine Kokille bei Verwendung unterschiedlicher Zutrittsöffnungskonstruktionen in vergleichender Darstellung zeigen. .

Die Figuren 1, 2 und 4 zeigen den unteren Abschnitt einer Stranggußkokille, die eine .röhrenartige Innenwandung 10 sowie äußere Wandungen 12 enthält, Vielehe, an der Innenwandung mittels Bolzen 13 und Muttern 14- befestigt sind. Jede Außenwandung besitzt eine eigene Wasser-Zutrittsöffnung 15, deren Mitte in der Nähe der vertikalen Mittellinie der Wandung in der Mähe des Bodens oder des Kokillenunterteils angeordnet ist. Jede äußere Frontseite der Innenwandung besitzt eine Vielzahl von sich parallel in vertikaler Richtung erstreckenden Wasser-Umlaufkanälen 16. Die mit den Mittellinien der Zutrittsöffnungen fluchtenden Kanäle sind mit 16a bezeichnet, während die weiter entfernt angeordneten Kanäle das Bezugszeichen 16b tragen. Jede Zu-

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trittsÖffnung führt zu einer eigenen Kammer 17, die mit allen Kanälen 16 auf der betreffenden Kokillenfrontseite in Verbindung steht. Die Kanäle führen zu nicht dargestellten Auslassen, welche in der Nähe des oberen Kokillenendes angeordnet sind. Der bisher beschriebene Aufbau entspricht dem Aufbau herkömmlicher Stranggußkokillen. Die in der Zeichnung dargestellte Kokille besitzt einen quadratischen Querschnitt und ist für die Erzeugung von Knüppeln oder Vorblöcken bestimmt. Kokillen mit anderen Abmessungen, die beispielsweise zur Erzeugung von Brammen bestimmt sind, sind jedoch im wesentlichen in der gleichen Weise aufgebaut. In einer zur Erzeugung von Brammen bestimmten Kokille entsprechen die schmalseitigen Wandungen den Wandungen der in der Zeichnung dargestellten Kokille, während die breitseitigen Wandungen eine Vielzahl von Einlassen aufweisen, die zu getrennten Wasserumläufen führen.

Wie am besten den 3?ig* 3 und 4- zu entnehmen, ist gemäß der Erfindung an der inneren Oberfläche einer jeden W&ndung 12 jeweils ein Ablenkblech 20 angeordnet. Dieses Ablenkblech ist an der Ausgangsseite der Kammer 17 entlang deren Oberseite angeordnet, wo es sich zwischen der jeweiligen Zutrittsöffnung 15 und den Kanälen 16 befindet. Ein wichtiges Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das Ablenkblech mit unteren Kanten 21 versehen ist, welche sich in beiden Richtungen von der vertikalen Mittellinie des Ablenkbleches aus unter einem Winkel zwischen 5 tmd 15° gegenüber der Waagerechten nach oben weisend erstrecken. Die vertikale Mittellinie des Ablenkbleches oder deren Scheitelpunkt liegt etwa in der Mitte der Zutrittsöffnung 15· Bei Betrachtung aus dem Kokilleninneren, wie in Fig. 3, überdeckt das Ablenkblech 20 im wesentlichen die Zutrittsöffnung. Die Wirkung des Ablenkbleches 20 besteht darin, denjenigen Bereich zu verkleinern, durch welchen das V/asser in den Kanal 16a gelangen kann, der dem Scheitelpunkt des Ablenkbleches gegenüberliegend angeordnet isu, und anteilmäßig denjenigen

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Bereich zu vergrößern, durch welchen das Wasser zu den am weitesten entfernt angeordneten Kanälen 16b gelangt* Da die Unterkanten des Ablenkbleches geneigt oder nach oben weisend ausgebildet sind,.ist die Fläche, durch welche das Wasser aus der Kammer 17 zu den Kanälen fließt, im Bereich der am weite*- · sten entfernt angeordneten Kanäle am größten. Der Heigungswinkel der Unterkanten 21 spielt zum Erreichen einer gleichförmigen Verteilung eine bedeutende Rolle* Ist der Winkel zu klein, so erhalten die entfernteren Kanäle nicht genügend Wasser, während ein. zu großen Neigungswinkel dazu führt, daß die entfernteren Kanäle zu viel Wasser erhalten.

Fig. 5 zeigt eine Anzahl von Kurven zügen, die bei Versuchen mit einer Kokille nach den Fig. 1 und 2 erhalten wurden. Die Abszisse stellt die Kokillenbreite dar, während auf der Ordinate die Wassergeschwindigkeit in (m/sek)·aufgetragen ist. Die Meßpunkte auf den Kurven wurden in jedem.der Kanäle 16 ermitteilt, von denen bei der untersuchten Kokille neun an jeder Seite vorhanden waren. Dabei entspricht die Kurve A einer Wasserverteilung ohne Verwendung eines Ablenkbleches, die Kurve B der Wasserverteilung mit Hilfe eines. Ablenkbleches, welches jedoch eine gerade untere Kante besitzt, und die Kurve C einer Wasserverteilung mit Hilfe eines"Ablenkbleches, dessen untere Kanten sich unter einem Winkel von 11° gegenüber der Waagerechten nach oben weisend erstrecken. Bei jedem Versuch wurden 378 Liter Wasser je Minute durch die Zutrittsöffnung zugeführt. Mit jeder der genannten Bauweisen wurde eine Anzahl von Versuchen ausgeführt, von denen in den Kurvenzügen in Fig. 5 diejenigen, welche die besten Versuchsergebnisse brachten, dargestellt sind. Kurve A zeigt in dem Mittelkanal eine Wassergeschwindigkeit von etwa 4,95 m/sek gegenüber etwa 5»9 und 3,45 m/sek in den beiden entferntesten Kanälen* Kurve B zeigt in dem Mittelkanal eine Wassergeschwindigkeit von etwa 3*9 m/sek gegenüber etwa 3,15 und iveniger als 3,0 m/sek in den beiden am weitesten entfernten Kanälen.

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Kurve C zeigt für den Mittelkanal eine Vassergescliwinaigkeit von- 3»9 m/sek gegenüber 4-,2 und 3,9 m/sek in den "beiden am weitesten entfernten Kanälen. Der Kurve B liegt eine Anordnung zugrunde, die im wesentlichen dem Damm oder Wehr der bereits genannten US-Patentschrift 2 867 018 entspricht, jedoch an einem bodenseitigen Wassereintritt angeordnet wurde.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß die Vorrichtung und das Verfahren nach der Erfindung auf einfache Weise zu einer gleichförmigeren Wasserverteilung über eine Kokillenfrontseite führt. Mit Hilfe der Erfindung kann ein in der Kokille gebildetes Gußstück gleichförmiger abgekühlt werden, was der Ausbildung von Fehlern vorbeugt.

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Claims

Pat entan. spräche

1. Stranggußkokille init einer röhrenartigen Innenwandung und an dieser befestigten Außenwandungen sowie einer Vielzahl * von sich parallel in vertikaler Richtung erstreckenden Wasser-Umlaufkanälen, die zwischen der Außenwandung und der Innenwandung wenigstens einer Frontseite der Kokille angeordnet sind, mit wenigstens einer in der Nähe des unteren Kokillenendes angeordneten Zutrittsöffnung zu den Kanälen sowie einer die Zutrittsöffnung mit den Kanälen verbindenden Kammer, wobei eine Zutrittsöffnung eine Anzahl von Kanälen versorgt, von denen einige im wesentlichen im Bereich der Zutrittsöffnung und andere jeweils seitlich von dieser entfernt angeordnet sind, dadurch g e k. e η η zeichnet , daß zwischen der Innenwandung (10) und der Außenwandung (12) entlang der Oberseite der Kammer (17) ein Ablenkblech (20) angeordnet ist, welches Unterkanten (21) besitzt, die sich von einem im wesentlichen mit der Mittellinie der Zutrittsöffnung'(15) fluchtenden Scheitelpunkt aus in ö^e<ler Richtung nach oben weisend erstrecken, um das Wasser gleichmäßig auf die Kanäle (16a bis 16b) zu verteilen.

2. Kokille nach Anspruch 1, dadurch ge k e η η ζ e i c h η et, daß die Unterkanten (21) einen Winkel zwischen 5 und 15° mit der Waagerechten bilden.

3. Verfahren zur Zufuhr von Wasser aus einer Vielzahl von sich parallel in vertikaler Richtung erstreckenden Kanälen in einer Stranggußkokille aus einer Zutrittsöffnung, die mit einem in der Nähe der Mitte der Kanalvielzahl angeordneten Kanal fluchtet, dadurch gekennzeichnet , daß das Wasser aus der Zutrittsöffnung (15) zunächst in eine Kammer (1?) geleitet wird, die mit den unteren Enden

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der Kanäle (16) in Verbindung süeht, und daß das Wasser dann aus der Kammer (17) über einen relativ verengten Bereich auf die Kanäle (16a) in der Nähe der Mitte der Kanalvielzahl und über einen sieh erweiternden Bereich auf die von dieser Mitte entfernteren Kanäle (16b) verteilt wird, um das Wasser im wesentlichen gleichmäßig auf die Kanäle (16a bis 16b) zu verteilen.

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