DE2401649A1

DE2401649A1 - Verfahren zum kuehlen eines stranges und spruehduese

Info

Publication number: DE2401649A1
Application number: DE2401649A
Authority: DE
Inventors: Karl L Backhaus; Jimmy L Helms; Richard J Tegtmeier
Original assignee: Concast Inc
Current assignee: Concast Inc
Priority date: 1973-01-16
Filing date: 1974-01-15
Publication date: 1974-07-18
Also published as: FI55304C; JPS49102527A; JPS49102526A; JPS535848B2; US3877510A; JPS535849B2; GB1462642A; FR2213824B1; FR2213824A1; AU6458274A; IT1003408B; NL7400511A; ATA26574A; BE809804A; JPS49102525A; FI55304B; CH564991A5; ES422534A1; ES422533A1; AT342798B

Description

CONCAST INCORPORATED NEW YORK (USA)

Verfahren zum Kühlen eines Stranges und Sprühdüse

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Kühlen eines Stranges, insbesondere bein Stranggiessen von Stahl, wobei Kühlflüssigkeit in Form eines breiten Sprühfächers gegen die Strangoberfläche gesprüht und an Strang eine in Stranglaufrichtung relativ schnale, sich über die Strangbreite erstreckende Auftrefffläche erzeugt wird sowie auf eine Sprühdüse, wobei die Düsen einen rohrförmigen Düsenkörper mit axialen Durclif lussraum, eine Zuflussöffnung für unter Druck stehende Kühlflüssigkeit sowie eine Austrittsöffnung besitzen. ·

Es "sind Verfahren zum Kühlen beim Stranggiessen bekannt, bei denen Kühlflüssigkeit unter Druck einem rohrförmigen Düsenkörper zugeführt wird und das Sprühmedium, üblicherweise Wasser, in Form eines Sprühfächers auf die Oberfläche des Stranges gesprüht wird.

Beim Giessen von Strängen mit rechteckigem Querschnitt, z.B. von Brasünen, ist es bekannt, den Strang durch eine Vielzahl von Flachstrahlen zu beaufschlagen, wobei· sich die Sprühfächer etwas überschneiden sollen um eine möglichst gleichmässige Kühlung über die Strangbreite zu erhalten. Die Vielzahl von Sprühfächer bzw. Düsen ist notwendig, da bei relativ nur kleinem Sprühwinkel auch nur kleine Bereiche der Strangoberfläche beaufschlagt werden können. Bein Stranggiessen von breiten Brammen ist es daher notwendig, eine relativ, grosse Anzahl von Düsen über die Strangbreite vorzusehen, was nicht nur eine ungleichmässige Kühlung bewirkt, sondern auch unwirtschaftlich ist. Insbesondere ist eine beträchtliche Einstellarbeit erforderlich, um die gegenseitige Lage der Düsen und deren Lage relativ zur Strangoberfläche genau aufeinander abzustimmen. Durch die erforderliche Ueberschneidung-sind auch Unregelmässigkeiten in der Kühlung nicht zu vermeiden. Ein weiterer Nachteil eines solchen Xühlsystems ist der, dass durch Ansammlungen von kleinen Partikeln aus dem Kühlwasser in den Düsen diese verstopft werden können, wodurch eine ungleichmässige Kühlung entsteht.

Es ist auch schon bekannt, mit nur einer Düse über die gesamte Breite eines Stranges"zu sprühen, wobei jedoch aufgrund der Düsencharakteristik die Yrassermengenverteilung derart ist, dass in der

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Mitte des Stranges wesentlich mehr Warmer aufgebracht wird als am Rande. Gemäss dieser bekannten Lehre wird gefordert, dass ein Strahl von in der Mitte grösster Kühlleistung gebildet wird, dessen kinetische Energie in den Randbereichen gewollt kleiner ist.

So kann mit bisher bekannten Düsen über eine grössere Breite, z.B. 1500 mm, ein Sprühfächer mit nahezu gleichmässiger Yfassermengenverteilung nicht erzeugt werden. Auch ist es mit herkömmlichen Düsen nicht möglich, über den Auftreffbereich eine annähernd gleichmassige Verteilung der Auftreffkräfte zu erhalten. Der Kühleffekt über die Brammenbreite ist daher ungleichnässig. Dies gibt Nachteile in Bezug auf die Strangqualität, insbesondere durch die Entstehung von Rissen.

Bei neuzeitlichen Stranggiessanlagen werden grosse Anforderungen an die Anpassungsfähigkeit in "Hinblick auf das Vergiessen von Strängen mit unterschiedlichem Querschnitt und unterschiedlicher Zusammensetzung gestellt. Metallurgische Erfordernisse bedingen eine Anpassung der Kühlmittelmenge, die auf den Strang gesprüht wird und auf die abzuführende Wärmemenge, d.h. auch an- die jeweilige Giessgesehwandigkeit. Die Kühlwassermenge wird üblicherweise durch Aenderung des Druckes geregelt. Bei bekannten Kühlsystemen erfolgt bei einer solchen Druckänderung auch eine Aenderung der LIengenverteilung des Sprühmediums und eine Veränderung des Sprühwinkels. Beim Stranggiessen hat dies eine unterschiedliche und unkontrollierbare Kühlung zur Folge,was sich negativ auf die Qualität des Gusspröduktes auswirkt. Auch ist bei Druckänderungen, die willkürlich oder auch während des Betriebes unwillkürlich auftreten können,mit !Instabilitäten des Sprühfächers zu rechnen. Durch die Verwirbelung des Sprühmediums bei herkömmlichen Düsen tritt ausserdem .häufig eine Unscharfe in der Begrenzung des Sprühfächers auf, was, wie bei unstabilen Sprühfächern, ein Besprühen der den Strang führenden, nahe beieinander liegenden Rollen verursachen kann. Auch dadurch entsteht eine unkontrollierte Kühlung mit den bekannten Nachteilen, wie Rissbildung etc.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Kühlverfahren und eine konstruktiv einfache Sprühdüse zu schaffen, die die vorgenannten -Nachteile nicht aufweisen. Insbesondere sollte die Vielzahl derjenigen Bereiche an Strang über dessen Breite reduziert

werden, die bisher relativ kleine Kühlbereiche mit unregelmässiger

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Kühlung darstellten. Die Sprühdüse dazu sollte es erlauben, einen schmalen, stabilen Sprühfächer mit relativ grossein Sprühwinkel zu erzeugen. Ferner sollte bei Druckänderung des Kühlmittels ein kon-^ stanter Sprub.Yid.nkel über einen weiten Druckbereich beibehalten werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Kühlflüssigkeit zur Ausbildung des Fächers etwa rechtwinklig zur ursprünglichen Strönuingsrichtung umgelenkt wird, und der Strang entlang der Auftrefffläche mit annähernd gleichmässiger Wassermenge beaufschlagt und gleichfflässig gekühlt wird.

Die erfindungsgemässe Sprühdüse ist dadurch gekennzeichnet, dass die Richtungen des Kühlflüssigkeitsflusses in der Zuflussöffnung und der Austrittsöffnung etwa rechtwinklig zueinander sind, die Düse gegenüber der Zuflussöffnung ein Verschlussorgan aufweist und die Austrittsöffnung ein sieh in wesentlichen quer zur Längsachse des Düsenkörpers erstreckender Schlitz ist, dessen Oeffnungswinkel zwischen 70 und 130 beträgt.

Die Umlenkung der Kühlflüssigkeit innerhalb der Düsen etv;a rechtwinklig zur ursprünglichen Strömungsrichtung, d.h. zu der Richtung in der die Flüssigkeit in die Düse eingebracht und in dieser eine gewisse Strecke strömt, ergibt eine Ausbildung des Sprühfächers nit gut begrenzten Seiten« Als Folge davon wird ani Strang eine Auftreffflache mit gut ausgeprägten Konturen erzeugt. Auch die bei bisher üblichen Düsen infolge von Unebenheiten in Zufuhr leitungen auftretende Ablenkung des Sprühfächers tritt nicht auf. Dies ist z.B. wesentlich bei Anwendung des Verfahrens beim Stranggiessen in der Sekundärkühlzone, da bei den "wegen der Gefahr einer Ausbauchung relativ geringen Abständen von Führirngsrollen eine genaue Einstellung des Sprühfächers zwischen den Rollen möglich 1st. Dadurch werden Störungen des Sprühfäeners vermieden, die durch unabsichtliches Besprühen der Sollen entstehen. Durch Vermeidung der daraus resultierenden unkontrollierten KühlVerhältnisse sd Strang wird eine wesentliche Verbesserung der Oberfläehenciualität erzielt, da die Entstehung -von liissen vermieden wird.

Der Strang τ/ird entlang übt Aiuftrefffläche nit annähernd gleicner ¥assermenge beaufschlagt, Durch die gleichmässige Tiässer-" mengenvertellung ist die Kühlv/irkung am Strang über die Breite gleichmässig, wodurch ebenfalls die Entstehung von Rissen verhindert wird, '■

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reffkräfte

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Nach einem weiteren Liej'kma.'. sollen uuuh ti te Auftre über die Auftreffflache annähernd gleich sein, was eine weitere Verbesserung im Hinblick auf gleichmässige Kühlung bringt.

Der Druck des Kühlmittels, gemessen vor Eintritt in die Sprühdüse, kann je nach Schlitzdimension vorteilhaft zwischen 1,0 und 10,0' atü eingestellt werden. Unter einen Druck von 1,0 atü beginnt der Sprühfächer instabil zu werden und die Zerstäubung ungenügend.

Durch dieses Verfahren wird die bisher übliche Vielzahl von nebeneinanderliegenden Auftreffflächen mit über der Breite unregelmässiger Kühlwirkung durch eine einzige Beaufschlagungsfläche ersetzt.

Die Sprühdüse besitzt eine Zuflussöffnung für unter Druck stehende Kühlflüssigkeit, an die sich ein axialer Durchflussraum mit vorteilhaft kreisrundem Querschnitt anschliesst sowie eine Austrittsöffnung, die sich schlitzartig quer zur Längsachse des Düsenkörpers erstreckt. Gegenüber der Zuflussöffnung befindet sich ein Verschlussorgan, das nach einer Ausbildungsform eine stationäre Wand sein kann. Die Kühlflüssigkeit wird in der Düse umgelenkt und zwar derart, dass die Ausströmrichtung etwa rechtwinklig zur ursprünglichen Einströmrichtung in der Zuflussöffnung ist. Durch die Umlenkung und dem erzwungenen Austritt durch den Schlitz bildet sich ein gut begrenzter Sprühfächer, der auf dem besprühten Objekt eine klar umgrenzte Auftrefffläche ergibt und wobei die Wassermenge nver teilung über diese Fläche gleichmässig ist. Etwa gleichmassig ist auch die Auftreffkraft über die beaufschlagte Fläche. Die Oeffnüngswinkel des Schlitzes quer zur Längsachse des Düsenkörpers liegt zwischen 70 und 130 . Ueber diesem oberen Vert wird die Verteilung der Kühlflüssigkeit unregelmässig. Bei zu kleinem Oeffnüngswinkel ergeben sich nur geringe Vorteile gegenüber konventionellen Düsen in Bezug auf die Erstreckung der beaufschlagten Fläche.

Die Sprühdüse kann überall dort zur Anwendung kommen, wo eine gleichmässige Beaufschlagung mit Kühlflüssigkeit gefordert wird. Das kann beispielsweise zum.Kühlen von Strängen in Form von Brammen nach einer Stranggiessanlage der Fall sein..Insbesondere jedoch eignet sie sich zum Besprühen eines Stranges in einer Stranggiessanlage, wo beispielsweise in der Sekundärkühlzone eine gleichmässipre

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Beaufschlagung und Kühlung liter di-? Strang'orei te erwünscht ist. Hierbei ist es durch die Charakteristik der Düse möglich, die bisher übliche grosse Anzahl von nebeneinander über die Strangbreite angeordneten Düsen durch eine einzige zu ersetzen. Dies bringt den Vorteil der grösseren Wirtschaftlichkeit und Vereinfachung mit sich. So können beispielsweise auf einer Strangbreite von 2,0 m bisher 10 notwendige Düsen durch nur eine Düse ersetzt werden. Dies ergibt nicht nur eine konstruktive Vereinfachung in Bezug auf Zuleitungen etc. , sondern auch eine wesentliche Vereinfachung in Bezug auf die Wartung des Kühlsystems. Ausserdera tritt durch die erfindungsgemässe Düsenausbildung eine geringere Verstopfungsneigung, hervorgerufen durch im Kühlwasser befindliche Partikel, auf.

Ein weiterer Vorteil, der bei Verwendung der erfihdungsgemässen Düse auftritt, ist die Konstanz der Sprühcharakteristik über einen weiten Druckbereich. Dadurch ist es möglich, beim Strang- . giessen verschiedene Querschnitte, mit unterschiedlicher Geschwindigkeit gegossen und mit wechselnder Wassermenge besprüht, durch Kühlflüssigkeit aus nur einer Düse jeweils gleichmässig über die Strangbreite zu beaufschlagen und zu kühlen.·

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung ist der Düsenkörper durch ein verschiebbares Verschlussorgan verschlossen. Dadurch ist es möglich, die Distanz zwischen der schlitzförmigen Austrittsöffnung und dem Verschlussorgan bzw. dessen der Kühlflüssigkeit zugewandten · Fläche zu verändern, wodurch eine Neigung des Sprühfächers zur beaufschlagten Fläche eingestellt werden kann oder- gegebenenfalls eine Beeinflussung der Mengenverteilung der Kühlflüssigkeit erhalten wird.

Diese, mit" der Kühlflüssigkeit in Kontakt stehende Fläche des" Verschlussorgans'kann verschiedene Ausbildungsformen besitzen.· So kann sie beispielsweise eine zur Düsenlängsachse senkrecht stehende Ebene sein. Sie kann jedoch auch, nach einem besonderen Merkmal der Erfindung, eine gekrümmte Form aufweisen, die die Regelnässigkeit der Mengenverteilung begünstigt. Jedenfalls soll der kleinste horizontale Abstand zwischen dieser Fläche des Verschlussorgans und dem Austrittsschlitz wenigstens 1 mm betragen, da sonst die Wassermengenverteilung ungünstig beeinflusst wird.

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Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung der Düse derart, -v. dass der Düsenkörper als Hülse mit einem zylindrischen Innenkärper zusammenwirkt, der eine sich axial erstreckende Bohrung als Durch-· flussraum aufweist. Der Innenkörper besitzt eine Ausnehmung, die mit der Austrittsöffnung in der Hülse zusammenwirkt.'Der Abstand der die Ausnehmung begrenzten Flächen von der schlitzartigen Austrittsöffnung soll in axialer Richtung mindestens 1 mm betragen. Diese Lösung besitzt einige -Vorteile in Bezug auf die Einfachheit der Fabrikation.

Der Durchmesser des Durchflussraumes bzw. der inneren Bohrung soll bei einem Eingangsdruck von 1,0 - 10,0 atü zwischen 3 und 40 mn und die Breite der Austrittsöffnung zwischen 0,5 -4,5 mm betragen. Damit können befriedigende Wassermengen in der gewünschten Weise durchgesetzt werden. -"---.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand von Figuren, die Ausführungsbeispiele darstellen, beschrieben.

Fig. 1 zeigt die Anwendung der Vorrichtung zum Kühlen

eines Stranges beim Stranggiessverfahren, Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 ist eine- seitliche Ansicht mit verstellbarem Sammelrohr,

Fig. 4 ist ein Schnitt durch eine Düse, Fig. 5 ist ein Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4, Fig. 6 ist eine Ansicht der in Fig. 4 dargestellten Düse, Fig. 7 zeigt eine andere Ausbildungsform der Düse, Fig. 8 zeigt eine weitere Ausbildungsform der Düse und Fig. 9 ebenfalls eine weitere Ausbildungsform der Düse. Die Fig. 1, 2 und 3 stellen die erfindungsgemässe Sprühdüse in Verbindung mit dem Stranggiessen als ein Beispiel dar. Dabei wird ein kontinuierlich gegossener Strang 2 durch Rollen 1 in einer Sekundärkühlzone geführt. Ueber eine Sammelleitung 9 und Leitungen 8 wird Kühlflüssigkeit, üblicherweise Wasser, zu Düsen 5 zugeleitet. Dieses Kühlwasser tritt aus den Düsen 5 in Form eines schmalen Sprühfächers 3, einem sogenannten Flachstrahl, aus und beaufschlagt den Strang, wobei eine Beaufschlagungsfläche 37 auf der Strangoberfläche entsteht. Sie reicht quer über diöP gesamte Strangbreite 7

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und wird durch gerade und zueinander parallele Linien begrenzt.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, befindet sich die Düse 5 im Abstand 12. von der Strangoberfläche; der entstehende Sprühfächer 3 bat einen Sprühwinkel 13. Die Wassermengenverteilung 14 ist, wie strichliert angedeutet, über die Länge der Beaufschlagungsfläche etwa gleichmässig, wie auch die Auftreffkraft. Es besteht eine gleichmassige Kühlung über die .Strangbreite. Bei, einer gewünschten Aende-■ rung der Strangbreite 7 auf eine kleinere Breite 7* und einer üblicherweise damit verbundenen Erhöhung der Giessgeschwindigkeit sowie; des Wasserdruckes bzw, der Wassermenge bleibt mit der erfindungsgemässen Vorrichtung die Gleiehmässigkeit der Wasserverteilung, /wie strichliert durch 14?· angedeutet, bestehen. So kann beispielsweise^ .dea.VvW.a-ss er druck über einen Bereich von 1,0 bis 10 atü variiert werden. Es ist ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemässen Düse; dass; diese Gleiehmässigkeit über einen weiten Druckbereich erhalten toleäbt. Auch die Verteilung der Auftreffkräfte bleibt gleichmässig über die beaufschlagte Fläche. Wie in Fig. 3 durch den Doppelpfeil 15 angedeutet, kann.die Sammelleitung 9 in Richtung zum und vom Strang verstellt werden, wobei die Distanz 12 in Funktion des Sprühwinkels 13 so eingestellt wird, dass die,Auftrefffläche mit der Dicke 36 über die gesamte Brammenbreite reicht, ohne dass der Sprühfächer durch die Rollen gestört wird. Bei e iner Brammenbreite von 2 m wird daher beispielsweise eine Düse mit einem Sprühwinkel von 120 in einem Abstand von etwa 60 cm angeordnet. Die Fig. 4 bis 9 stellen verschiedene Ausführungsformen der Sprühdüsen dar. Die Düse 5 besteht aus ££nem.jpüsenkörper 20 der z.B. als rohrförmiger Teil 21 ausgebildet ist. Dieser ist an einem Ende durch die Wand 22 als Verschlussorgan, verschlossen und am anderen Ende mit einem Gewinde 23 zum Anschluss an eine Kühlmittel führende Leitung 8 versehen, die wiederum aus einer Sammelleitung 9 gespeist wird. Gegenüber der Wand 22 befindet sich die Zuflussöffnung 24 für das Sprühmedium, ühter Druck stehendes Kühlwasser wird durch

, diese. Zuflussöffnung eingepresst und fliesst zunächst axial durch, den Durchflussraum.26_# der von der inneren Wandfläche 38 des Düsenkörpers 20 gebildet wird. Die Düse 5 weist ferner eine schlitzförmige. Austrittsöffnung 29 im rohrförmigen Teil 21 auf, die sieh quer zur Längsachse des Düsenkörpers 20 erstreckt. Die Kühlflüssigkeit wird im Düsenkörper sodann zur Bildung eines Sprühfächers etwa

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rechtwinklig zur ursprünglichen Strömungsrichtung umgelenkt und tritt als Sprühfächer durch den Scnlitz 29 aus. Die Fliessrichtung des austretenden, umgelenkten Sprühmeidums, durch den Pfeil 30 gekennzeichnet, ist im wesentlichen senkrecht zu der durch den Pfeil 25 angedeuteten Fliessrichtung des axial durch die Bohrung strömenden Wassers und radial in Bezug auf den rohrförmigen Teil 21 der Düse 5.

Die Oeffnung 29 hat einen rechteckigen Querschnitt und weist Breitseiten 31 und Schmalseiten 32 auf, wobei der kleinste Abstand 33, wie aus Fig. 5 ersichtlich, den Oeffnungswinkel 13, der dem Sprühwinkel 13 des Sprühfächers entspricht, bestimmt. Der Abstand zwischen den beiden Breitseiten 31 ergibt die Dicke 36 (Fig. 3) der Auftrefffläche 37 (Fig. 1) des Sprühfächers auf der Strangoberfläche bei gegebenem Abstand zu dieser. Der Querschnitt der Austrittsöffnung 29 ist kleiner als der der Zuflussöffnung 24. Die Auftreffkraft des Sprühwassers ist im wesentlichen entlang der Auftrefffläche gleich gross und da die Wassermengenverteilung gleichmässig ist, wird auch der Strang über die Breite gleichmässig gekühlt.

Beim Kühlen von Strängen auf Stranggiessanlagen wird die Lage der Düse so eingestellt, dass sich die schlitzförmige Oeffnung quer zur Längsachse des Stranges erstreckt und die Breitseiten in senkrecht zur Stranglängsachse stehenden Ebenen liegen. Die geradlinige Begrenzung des Sprühfächers ermöglicht es, genau zwischen den Rollen 1 hindurchzusprühen, wodurch ein möglichst geringer Rollenabstand gewählt werden kann, ohne dass eine unkontrollierte Kühlung auftritt. Um einen solchen Sprühfächer zu erhalten, muss-eine scharfe Schnittkante 27 zwischen den Begrenzungsflächen und der Innenfläche 38 des rohrförmigen Teiles 21 vorhanden und durch einen spitzen Winkel 32' gebildet sein.

Der Düsenkörper 20 weist an einem Ende ein Verschlussorgan auf. Dieses kann eine Wand 22 oder, wie in Fig. 7 gezeigt, eine mit Schraubgewinde versehene Kappe 44 sein. Die mit der Kühlflüssigkeit in Kontakt befindliche Oberfläche des Verschlussorgans befindet sich in einem Abstand 43 von der Austrittsöffnung, so dass zwischen der Begrenzungswand 22 und dem Schlitz ein Stauraum gebildet wird. Bei der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform ist es möglich, den Abstand 43 zwischen der Fläche 42 und der Oeffnung 29 durch axiale

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Bewegung des Verschlussorgans zu·verändern.

Fig. 8 zeigt eine Düse, bei der das Verschlussorgan durch einen in axialer Richtung verstellbaren Stöpsel oder Stopfen 44' gebildet ist, der in der Oeffnung 40 des rohrförmigen Teiles 21 eingesetzt ist und in seiner Lage durch die Schraube 45 gehalten wird. Die der Kühlflüssigkeit zugewandte Fläche 42 kann unter gewissen Bedingungen zur Erhöhung der Gleichmässigkeit der Wassermengenverteilung speziell geformt sein, wobei diese Form empirisch bestimmt v/erden muss.

In der Ausbildungsform nach Fig. 9 besteht die Düse 5 aus einem Innenkörper 45, der mit einer axialen Bohrung 47, einer Ausnehmung 52 und einer Endwand 22 versehen ist. Ein solcher Körper kann aus einem Rohrteil oder aus einem runden Bolzen, in dem eine Bohrung vorgesehen wird, hergestellt sein. Dieser Innenkörper v/ird von einer Hülse 21 umschlossen, die die schlitzförmige Oeffnung aufweist, wobei die Breite 35 dieser Oeffnung 29 in axialer Richtung des Düsenkörpers kleiner ist als die Breite 53 der Ausnehmung Beide Öeffnungen erstrecken sich quer zur Längsachse der Düse, wobei die Länge der Ausnehmung 52 in Umfangsrichtung grosser ist als die des Schlitzes 29 im Teil 21, d.h. dass der Oeffnungswinkel des-Schlitzes 29 kleiner ist als derjenige der Ausnehmung 52. Dadurch -ist gewährleistet, dass der entstehende Sprühfächer nur von den Flächen bzw. Kanten des Schlitzes 29 bestimmt wird,wodurch die klare Begrenzung des Fächers und gleichmässige Wassermengenverteilung erzielt wird. Der Abstand 43 zwischen der Fläche 42 und dem Schlitz 29 soll wenigstens 1 mm betragen. Gleiches gilt auch für die gegenüberliegende Fläche der Ausnehmung. Relative Lageveränderungen der beiden Öeffnungen zueinander sind z.B. durch Verschieben des Teiles 21 in axialer Richtung auf dem Innenkörper möglich, wodurch eine Ablenkung des Sprühfächers möglich ist, beispielsweise zur genauen Einstellung des Sprühfächers zwischen zwei Führungsrollen hindurch. Es kann jedoch auch eine Verschiebung des Einsatzstückes 46 bei feststehendem äusseren Rohrstück 21 erfolgen.

Ferner kann mit dieser Düse durch Verdrehen des hülsenartigen Rohrstückes 21 auf dem Innenkörper 46 der entstehende Sprühfächer in gewissen Grenzen seitlich eingestellt werden. Dadurch besteht z.B. beim Kühlen eines Stranges die Möglichkeit, die Beaufschlagungsfläche des Kühlmittels über die Strangbreite zu verändern. Die

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gewünschte Lage der Hülse 21 zum Einsatzstück 46 kann z.B. durch eine Schraube 45 fixiert werden.

Bei einem Beispiel zum Kühlen einer Bramme von 220 mm Dicke und 900 mm Breite wurde eine Düse 5, gemäss der Fig. 7, im Abstand von, 450 mm zur Brammenoberfläche angeordnet. Der Durchmesser des axialen Durchflussraumes im Düsenkörper betrug 15,3 mm, die Schlitztiefe 39 der Oeffnung 29, gemessen von der Aussenflache des Düsenkörpers war 6,5 mm und die Schlitzbreite d.h. der Abstand der Breitseiten 31 war 1,7 mm. Der Sprühwinkel der Düse war 90°. Die Auftre-fffläche hatte eine Dicke 36 von 19 mm. Die Wasserverteilung und die Verteilung der Auftreffkräfte war im wesentlichen über diese Strangbreite gleichmässig. So ergab sich bei einem Viasserdruck, gemessen vor der Düse, von 1,5 atü, entsprechend einer Durchflussnienge von etwa 25 Liter Wasser pro Minute, eine Auf treff kraft von et τ/a 0,014 Kp gleichmässig über die Auftrefffläche. Bei einem Wasserdruck von 3 atü, entsprechend einer Wassermenge von 33 Liter pro Minute, ergab sich eine Auftreffkraft von 0,02 Kp, die nur in den äussersten Randbereichen der Auftrefffläche abfiel. Bei 4,5 atü Wasserdruck, entsprechend einer Durchflussmenge von 42 Liter pro Minute, betrug die gemessene Auftreffkraft 0,036 Kp über den grössten Teil der Auftrefffläche bis zu den äussersten Randbereichen.

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Claims

P A T E N T A N S I? K Ii E C H Έ

1. Verfahren zum Kühlen eines Stranges, insbesondere beim Stranggiessen von Stahl, wobei Kühlflüssigkeit in Form eines breiten Sprühfächers gegen die Strangoberfläche gesprüht und am Strang eine in Stranglaufrichtung relativ schmale sich über die Strangbreite erstreckende Auftrefffläche erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlflüssigkeit zur Ausbildung des Fächers etwa rechtwinklig zui' ursprünglichen ,Strömungsrichtung umgelenkt wird, und der Strang entlang der Auftrefffläche mit annähernd gleichmässiger Y.'assermenge beaufschlagt und gleichnässig gekühlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strang durch die vom Sprühfächer erzeugten Auftreffkräfte über die Auftrefffläche annähernd gleichmässig beaufschlagt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck der Kühlflüssigkeit zwischen 1,0 bis 10,0 atü gehalten wird.

4. Sprühdüse zum Kühlen von Strängen, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei die Düse einen rohrförmigen Düsenkörper mit axialem Durchflussraum, eine Zuflussöffnung für unter Druck stehende Kühlflüssigkeit sowie eine Austrittsöffnung besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtungen des Kühlflüssigkeitsflusses in der ZuflussÖffnung (24) und der Austrittsöffnung (29) etwa rechtwinklig zueinander sind, die Düse (5) gegenüber der ZuflussÖffnung (24) ein Verschlussorgan (22, 44) aufweist und die Austrittsöffnung (29) ein sich im wesentlichen quer zur Längsachse des Düsenkörpers (20) erstreckender Schlitz ist, dessen Oeffnungswinkel (13) zwischen 70 und 130° beträgt.

5. Sprühdüse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussorgan (22) eine stationäre Wand ist.

6. Sprühdüse nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungsflächen (32) und die Innenfläche (38) einen .spitzen Winkel (32') bilden.

7. Sprühdüse nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des axialen Durchflussraumes (26, 47) '-reisrund ist.

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8. Sprühdüse nach Anspruch 4. dad>irch gekonnzeichnet, datis -die eine Seite des Lüsenkörpers (20) durch ein in Längsrichtung des Düsenkörpers (20) verschiebbares Verschlussorgan. (44, -1-1') verschlossen ist, und die Distanz (43) zwischen dem Schlitz (29) und der dem Sprühmedium zugewandten Fläche (42) des Ycrsehlusskörpers (44, 44') veränderlich ist.

9. Spi-ühdüse nach einen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussorgan (22, 44, 44') eine der.; Sprühnedi.-:.. im Büsenkörper (20) zugewandte, gekrümmte Fläche (42) besitzt.

10. Sprühdüse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, ccjs der Düsenkörper (20) als Hülse (21) mit einer Austrittsöfinuiig (2C) ausgebildet ist, die Hülse (21) mit einem zylindrischen, eine Ausnehmung (52) und einen Durchflussraum (47) aufweisenden Innenkorpv/r (4G) zusammenwirkt.

11. Sprühdüse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (35) und Länge in Unfangsrichtung der Austrittsöifnung (29) kleiner ist als die Breite (53) und Länge der Ausnehmung (52).

12. Sprühdüse nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (43) zwischen der Austrittsüffnung (29) und der der Kühlflüssigkeit zugewandten Seite (42) des Verschlussorgans (22, 44, 44') wenigstens 1 mm betrugt.

13. Sprühdüse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungsflächen der Ausnehmung (52) in axialer Dichtung von der Austrittsöffnung (29) mindestens einen Ab si: an c von 1 .-.τ. auf v/eisen.,

14. Sprühdüse nach einem der Ansprüche 4 bis IC, dadurch gekennzeichnet, dass'der Durchmesser des Durchflussregler (23, 47) zwischen 3 und 40 mm und die Breite der Austrittsöffnung 0,5 - 4,5 ::;.: beträgt.

15. Sprühdüse nach Anspruch S, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussorgan (44') als verstellbarer Stopfen ausgebildet ist.

COIICAST INCORPOIiATLD

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