DE2500079A1

DE2500079A1 - Vorrichtung zum kuehlen von stranggiessprodukten

Info

Publication number: DE2500079A1
Application number: DE19752500079
Authority: DE
Inventors: Alain Chielens
Original assignee: Fives Cail Babcock SA
Current assignee: Fives Cail Babcock SA
Priority date: 1974-01-04
Filing date: 1975-01-02
Publication date: 1975-07-17
Also published as: ES433123A1; JPS5914296B2; LU71487A1; DE2500079C2; JPS50117637A; BR7500051A; GB1489471A

Description

PATENTANWÄLTE OIPL.-INC. A. WEDDE DIPU-INQ. K. EMPL

Banken: OeutscheBankNr.es/22eoi _ M l"j N Τ^^Ι-ί* W TsI" T-i Ω

Bayer. Hypothekenbank Nr. 172/28ΟΟ2 Sohumannetr. 2 _ Tel. (O8O) 471S

Poetecheck München Nr. 47 3Ο2-8Ο3 Telegramme, Patentwed.de-München

2. Januar 1975

Akte; PGm 7795

SocietS Fives-Cail Babcock Parie/Prankreich

Vorrichtung zum Kühlen von Stranggießprodukten

Die Erfindung betrifft das Kühlen des in einer Stranggießanlage für Metall, insbesondere Stahl erzeugten Gießproduktes.

Bei diesen Anlagen wird das Metall in flüssigem Zustand kontinuierlich in eine durch strömendes Wasser gekühlte

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Auskünfte am Fernsprecher sind unverbindlich.

Kokille eingeführt und in Form einer zusammenhängenden Stange herausgezogen, deren Kern noch flüssig ist und die im allgemeinen in dieser sekundären Abkühlungszone durch Pührungselemente abgestützt wird, wo die progressive Abkühlung und das vollständige Erstarren des Metalls erfolgt.

Beim Stranggießen von Metallen mit hohem Schmelzpunkt wie Eisen und seinen Legierungen hat dieses Kühlen eine sehr große Bedeutung und muß progressiv und so gleichmäßig wie möglich durchgeführt werden, um die Bildung von Rissen zu vermeiden und ein Produkt von guter metallurgischer Qualität zu erhalten, wobei auf erstarrte Außenwandungen von ausreichender Stärke zu achten ist, um den Zug- und Führungskräften widerstehen zu können.

Zu diesem Zweck werden im allgemeinen Vorrichtungen verwendet, bei denen durch um das Gießprodukt herum zwischen den Puhrungselementen verteilte Düsen Wasser zerstäubt wird. Durch diese Vorrichtungen kann keine gleichmäßige Kühlung einer großen Oberfläche erzielt werden; insbesondere, wenn es sich um Brammen handelt, ist es unmöglich, dieselbe Kühlintensität auf der ganzen Breite der Brammen zu erhalten.

Außerdem ist jeder Düsentyp für genau festgelegte Fördermengen und -drücke ausgelegt, und es ist erforderlich,

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die Düsen zu wechseln oder sie nachzustellen, soweit dies möglich ist, wenn die Kühlintensität geändert werden soll, beispielsweise beim Gießen eines Stahles mit anderen Eigenschaften. Die Einstellung oder das Auswechseln der Düsen erfordert einen Stillstand der Maschine über eine Zeit, die um so langer ist, je größer die Anzahl der Düsen ist. Pur die Durchführung dieser Operationen müssen übrigens die Düsen zwischen den führungselementen zugänglich sein. Ist dies nicht möglich, muß die ganze Kühlvorrichtung demontiert werden, was noch mehr Zeit erfordert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gleichmäßige Kühlung auf einer großen Oberfläche unabhängig von ihrem Profil und ihren Abmessungen zu erreichen, sowie eine Einstellmöglichkeit der Kühlintensität in einem weiten Bereich, ohne den Aufbau der Kühlvorrichtung ändern zu müssen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kühlvorrichtung zum Aufsprühen von zerstäubtem Wasser auf die Oberflächen des zu kühleaden Produktes zu diesem parallel angeordnete Bühnen (Rampen) aufweist und sich dadurch kennzeichnet, daß jede Bühne aus einen rohrförmigen Körper mit einer zur Oberfläche de« zu kühlenden Produktes annähernd senkrechten Längs-Symmetrieebene besteht, daß die Vorderseite des rohrförmigen Körpers zwei

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Reihen von öffnungen, welche entlang zwei zur Symmetrieebene parallelen Linien miteinander fluchtend und symmetrisch zu dieser angeordnet sind, dergestalt, daß die Mittellinien zweier entsprechender Öffnungen dieser Reihen sich vor der Bühne in der Symmetrieebene schneiden, und wenigstens eine dritte Reihe von Öffnungen aufweist, welche zwischen den beiden anderen Reihen angeordnet ist, wobei die Mittellinien dieser Öffnungen parallel zur Symmetrieebene der Bühne verlaufen oder sie vor der Bühne schneiden und die öffnungen der beiden ersten Reihen in eine erste, im rohrförmigen Körper ausgebildete Kammer münden, während die öffnungen der anderen Reihe in eine zweite Kammer des rohrförmigen Körpers einmünden, welche von der ersten isoliert ist, und wobei die eine der Kammern mit Druckwasser, während die andere mit Druckluft versorgt ist.

Die Fläche, die von den durch die Bühnen erzeugten Strahlen von Luft und zerstäubtem Wasser erfaßt wird, hängt von den Luft- und Wasserdrücken und der Zahl und den Abmessungen der öffnungen am Austritt der Luft- und Wasserstrahlen ab. Die Strahlen können dicht nebeneinander angeordnet sein oder sich gegenseitig durchdringen.

Die Luftstrahlen treffen auf den Wässerstrahl oder die Wasserstrahlen in kurzen Abstand von ihrem Austrittspunkt, dergestalt, daß sie im Treffpunkt eine ausreichende

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kinetische Energie aufweisen, um die Zerstäubung des Wassers hervorzurufen. Der Winkel zwischen den Luft- und den Wasserstrahlen ist klein und in jedem Pail kleiner als 90°.

Sie Demontage der Bühnen kann von hinten oder der Seite erfolgen. Dies ergibt die Möglichkeit, die Bühnen sehr nahe an der zu kühlenden Fläche anzuordnen und erleichtert Kontroll- und Austauscharbeiten.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorderseite der Bühnen konkav ausgebildet.

Die Bühnen können aus Walzprofilen oder Rohren zusammengefügt sein.

Im sekundären Kühlbereich einer Stranggießanlage, in dem die Oberflächen des Gießproduktes von Trag- und Führungselementen getragen werden, sind die Bühnen zwischen diesen Elementen und in der Weise angeordnet, daß die Luftstrahlen und die Strahlen des zerstäubten Wassers in jedem Zwischenraum zwischen den Tragelementen die Oberfläche des Gießproduktes erreichen können; diese Elemente können als Walzen, Kufen, Stäbe, Platten oder Roste ausgebildet sein.

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Einige nicht beschränkende Ausführungsbeiepiele sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Pig. 1 einen Querschnitt durch eine Zerstäubungsbühne für die Durchführung der Erfindung;

Pig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles P der Bühne der Pig. 1;

Pig. 3 einen Querschnitt durch eine andere für die Durchführung der Erfindung verwendbare Bühne;

Pig. 4 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles P der Bühne der Pig. 3;

Pig. 5 und 6 Querschnitte durch zwei Abwandlungen der Bühne der Pig. 3;

Pig. 7 eine andere Ausfünrungsform der Bühne; und

Pig. 8 bis 11 verschiedene gemäß der Erfindung ausgeführte Vorrichtungen.

Die in den Figuren 1 und 2 veranschaulichte Zerstäubungsbühne besteht aus drei hohlen, und offenen Walzprofilen, die zusammengeschweißt sind, so daß sie eine mittlere Kammer 7 und eine Außenkammer 6 bilden.

Die Vorderwand der Bühne ist als ein Walzprofil 1 ausgebildet, welches an seinem Mittelteil eine in Längsrichtung

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verlaufende Rinne aufweist. Im Boden dieser Rinne sind Bohrungen 3 angeordnet, die das Innere der Kammer 7 mit dem Außenraum in Verbindung bringen. In den Planken der Rinne befinden sich Bohrungen 2, die das Innere der Kammer 6 mit dem Außenraum verbinden. Diese öffnungen sind in Ebenen gruppiert, die senkrecht zur Längs-Synmetrieebene 12 der Bühne stehen, und zu dieser Ebene symmetrisch angeordnet} sie befinden sich in gleichmäßigen Abständen entlang der ganzen Bühne. Die Öffnungen der verschiedenen Gruppen fluchten miteinander in zur Symmetrieebene parallelen Reihen. Die Mittellinien der beiden Löcher 2 ein und derselben Gruppe schneiden sich in einem in der Symmetrieebene gelegenen Punkt in geringem Abstand von der Vorderseite der Bühne. Die Mittellinien der beiden öffnungen 3 sind parallel zur Symmetrieebene. Im Querschnitt sind die Walzprofile 4 und 5 kreisförmig, wobei das zweite innerhalb des ersten angeordnet ist. Die Enden der Kammern 6 und 7 sind abgeschlossen; die Kammer 6 ist an eine Druckluftquelle, die Kammer 7 an eine Druckwasserquelle angeschlossen.

Infolge der Konvergenz der Mittellinien der öffnungen 2 und 3 ein und derselben Gruppe treffen eich die aus diesen öffnungen austretenden Luft- und Wasserstrahlen, und das Wasser wird in feine Tröpfchen zerstäubt, die im Luftstrahl schweben. Auf diese Weise werden zwei Strahlen 8 und 9 erzeugt, die sich treffen und dadurch einen einzigen

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Strahl 10 von Luft und zerstäubtem Wasser bilden.

Die von den benachbarten Gruppen der Öffnungen austretenden Strahlen durchdringen einander, wie es in Pig. 2 dargestellt ist, so daß ein prismatischer Strahl mit dreieckigem, praktisch gleichmäßigem Querschnitt über die ganze Länge der Bühne gebildet wird.

Der Durchmesser der Öffnungen 2 und 3, der zwischen 0,5 und 5 mm variieren kann, der Abstand dieser öffnungen in Quer- wie in Längsrichtung, der zwischen 5 und 100 mm variieren kann, ebenso wie ihre Neigung zur Mittelebene der Bühne werden gewählt in Abhängigkeit von der Menge des zu zerstäubenden Wassers, vom Verhältnis der Wasserzur Luftmenge, welches zwischen 1 und 30 variieren kann, von der Luftgeschwindigkeit in den öffnungen 2, die zwischen 75 m/sec und der Schallgeschwindigkeit änderbar ist, und ggf. vom Abstand der Fläche, auf die das zerstäubte Wasser aufgesprüht wird, welcher zwischen 5 nun und 3 m betragen kann.

Die in den Figuren 3 und 4 dargestellte Bühne unterscheidet sich von der im vorstehenden beschriebenen dadurch, daß sie nur eine einzige Reihe von öffnungen 3 zum Aussprühen der Wasserstrahlen aufweist, deren Mittellinien in ider Längs-Symmetrieebene der Bühne angeordnet sind, während die öffnungen 2 für den Luftstrahlaustritt»wie

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im vorhergehenden Ausführungsbeispiel, symmetrisch zu dieser Ebene angeordnet sind.

Diese Bühne besteht aus drei aus Rohrabschnitten gebildeten Walzprofilen 1, 4 und 5, die zusammengeschweißt sind, wobei die Walzprofile 4 und 5 konzentrisch angeordnet sind.

Die in Pig. 5 veranschaulichte Bühne unterscheidet sich von der Bühne der Pig. 3 dadurch, daß sie zwei Reihen von Öffnungen 3 aufweist, deren Hittellinien parallel zur Längs-Symmetrieebene der Bühne verlaufen. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 schneiden sich die Hittellinien der öffnungen 3 in der Längs-Symmetrieebene der Bühne.

In der vorstehenden Beschreibung wurde angegeben, daß die Kammer 6 mit Druckluft und die Kammer 7 mit Druckwasser versorgt wird. Die Versorgung der beiden Kammern kann auch umgekehrt werden, so daß die Kammer 6 mit Druckwasser und die Kammer 7 mit Druckluft beliefert wird; die Wasserstrahlen treten dann aus den öffnungen 2 und die Luftstrahlen aus den öffnungen 3 aus.

In Fig. 7 ist eine andere Ausführungsform der Bühne veranschaulicht. In diesem Fall ist jede Bühne als ein Satz von drei runden oder vieleckigen Rohren 20, 22 und 24

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ausgebildet, die durch Bänder oder öurte gehalten sind, wobei eine Ausdehnung der Rohre ermöglicht ist. Das mittlere Rohr 20 wird mit Druekwasser und die beiden seitlichen 22 und 24 mit Druckluft beschickt.

In den Figuren 8 bis 11 sind verschiedene Möglichkeiten der Verwendung der Bühnen für eine Stranggießanlage dargestellt. In Fig. 8 ist die gegossene Bramme 26 in regelmäßigen Abständen von Walzen 28 mit horizontaler Achse geführt und getragen. Zwischen den Walzen ist wenigstens eine Bühne 30 der vorstehend beschriebenen Art angeordnet. Der Winkel des von der Bühne erzeugten Strahles und sein Abstand zur Oberfläche der Bramme sind so gewählt, daß die ganze zwischen den Berührungslinien der beiden Walzen liegende Oberfläche der Bramme von diesem Strahl erfaßt ist. Die Bühne ist parallel zur Oberfläche der Bramme angeordnet und erstreckt sich über ihre ganze Breite. Nötigenfalls können Bühnen auch vor den schmalen Flächen der Bramme angeordnet werden, parallel oder senkrecht zur Gießrichtung.

In Figo 9 ist die Bramme von rostähnlichen Elementen 32 geführt und getragen. Zwischen den "Stäben" dieser Roste sind Zerstäubungsbühnen 34 angeordnet, dergestalt, daß die Flächenabschnitte der Bramme, die vor den "Öffnungen" der Roste vorbeilaufen, der direkten Einwirkung der Strahlen von Luft und zerstäubtem Wasser ausgesetzt sind.

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fiel der Ausführungsform gemäß Flg. 10 1st die Bramme von einem Satz von Kufen oder Platten 36 geführt und getragen, welche durch zirkulierendes oder zerstäubtes Wasser gekühlt werden oder auch nicht gekühlt werden. Zwischen den Kufen werden Bühnen 38 angeordnet, die Wasserstrahlen oder zerstäubtes Wasser auf die Oberfläche der Bramme In jedem von den Kufen freigelassenen Raum sprühen. Die Kufen oder Platten können auf die Bramme mündende öffnungen aufweisen und es können In diesem Falle hinter den Platten oder Kufen Zerstäubungsbühnen angeordnet werden, um die Bramme durch diese öffnungen hindurch zu kühlen.

In Pig. 11 ist eine Ausführungsform veranschaulicht, bei der die Bramme von hohlen Kufen 40 geführt und getragen ist und Zerstäubungsbühnen 42 zwischen den Kufen und in ihrem Inneren angeordnet sind.

Die Zerstäubungsbühnen können kombiniert mit herkömmlichen Spritz- oder Zerstäubungsdüsen verwendet werden· Entsprechend ihrer größeren Wirksamkeit sollten die Zerstäubungsbühnen vorzugsweise unmittelbar unterhalb der Kokille und die herkömmlichen Kühlvorrichtungen in der Zone angeordnet werden, in der das Erstarren der Bramme weiter fortgeschritten ist. Zerstäubungsbühnen können auch am Boden der Kokille fest angebracht sein.

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Palls das Gießprodukt nicht eben ist, können die Bühnen in ihrer Porm dessen Profil angepaßt sein.

Erforderlichenfalls können die Bühnen durch seitliche Abschirmungen vor der Wärmestrahlung geschützt oder durch ein in einem die Bühne teilweise umgebenden Schacht zirkulierendes Pluid gekühlt werden.

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Claims

2. Januar 1975

Akte: PQm 7793

Patentansprüche

ο) Vorrichtung zum Kühlen des Gießproduktes in einer Stranggießanlage mit zu den Oberflächen des zu kühlenden Produktes in einem bestimmten Abstand parallel angeordneten Bühnen (Rampen), dadurch gekennzeichnet, daß jede Bühne aus einem rohrförmigen Körper mit einer zur Oberfläche des zu kühlenden Produktes annähernd senkrechten Längs-Symmetrieebene besteht, daß die Vorderseite des rohrförmigen Körpers zwei Reihen von öffnungen, welche entlang zwei zur Symmetrieebene parallelen Linien»

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miteinander fluchtend und symmetrisch zu dieser angeordnet sind, dergestalt, daß die Mittellinien zweier entsprechender öffnungen dieser Reihen sich vor der Bühne in der Symmetrieebene schneiden, und wenigstens eine dritte Reihe von Öffnungen aufweist, welche zwischen den beiden anderen Reihen angeordnet ist, wobei die Mittellinien dieser öffnungen parallel zur Symmetrieebene der Bühne verlaufen oder sie vor der Bühne schneiden und die öffnungen der beiden ersten Reihen in eine erste, im rohrförmigen Körper ausgebildete Kammer münden, während die Öffnungen der anderen Reihe in eine zweite Kammer des rohrförmigen Körpers einmünden, welche von der ersten isoliert ist, und wobei die eine der Kammern mit Lruckwasser, während die andere mit Druckluft versorgt ist.

2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die dritte Reihe der öffnungen der Bühne in demselben Abstand von den beiden anderen Reihen der öffnungen angeordnet ist, wobei sich die Mittellinien der öffnungen der dritten Reihe in der Symmetrieebene der Bühne befinden.

3o) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Bühne zwei andere Reihen von öffnungen aufweist, welche beiderseits der Symmetrieebene der Bühne symmetrisch angeordnet sind.

- III -

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4.) Vorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorderseite der Bühne konkav ausgebildet ist.

5.) Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4» dadurch gekennzeichnet , daß die Bühne aus einem die Vorderseite der Bühne bildenden Walzprofil mit konkavem Querschnitt und aus zwei anderen hohlen und offenen Walzprofilen besteht, welche am Rücken des ersten Walzprofiles angeschweißt sind, wobei das eine dieser beiden Walzprofile im Inneren des anderen angeordnet ist, dergestalt, daß eine äußere und eine innere Kammer ausgebildet ist, welche die erste bzw. die zweite Kammer darstellen.

6·) Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Walzprofile einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.

7.) Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorderseite der Bühne eine längsverlaufende Vertiefung aufweist und die Öffnungen der beiden ersten leihen in den Flanken dieser Vertiefung und die anderen öffnungen im Boden der Vertiefung angebracht sind.

- IV -

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8.) Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet , daß die Bühne aus drei Rohren zusammengefügt ist: aus zwei seitlichen Rohren und einem zentralen Rohr, welche die erste bzw. die zweite Kammer darstellen, wobei die Rohre durch Bänder oder Gurte zusammengefaßt sind, welche die relative Ausdehnung der Rohre ermöglichen·

9o) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Bühnen zwischen Trag- und Führungselementen für das Gießprodukt angeordnet sind, dergestalt, daß die Luftstrahlen und die Strahlen zerstäubten Wassers, die von den Bühnen erzeugt werden, das Gießprodukt im ganzen Zwischenraum zwischen den Tragelementen erfassen.

10.) Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet , daß die Tragelemente aus hohlen, auf der dem Gießprodukt zugewendeten Seite offenen Kufen bestehen und die Bühnen innerhalb der Kufen angeordnet sind.

11·) Vorrichtung nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet , daß die Tragelemente einen Rost bilden und die Bühnen hinter den Öffnungen des Rostes angeordnet sind, dergestalt, daß die von ihnen

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erzeugten. Luftstrahlen und die Strahlen zerstäubten Wassers auf die Oberfläche des vor diesen Öffnungen vorbeilaufenden Gießproduktes gesprüht werden.

12.) Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet , daß der Querschnitt der öffnungen für den Luftaustritt und der Bühnen so bemessen ist, daß die Luftgeschwindigkeit an der Austrittsseite der öffnungen zwischen 75 m/sec und der Schallgeschwindigkeit variieren kann.

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