DE2511748C3 - Vorrichtung zum direkten Kühlen eines Stranges - Google Patents
Vorrichtung zum direkten Kühlen eines StrangesInfo
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Description
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Segment mindestens
eine drehbare Düsenhalterung (9) besitzt, die Dusenhalterung (9) mit Düsen (1 bis 4) bestück! ist, die
jeweils die ganze Strangbreite besprühen, und sich nur eine der Düsen (1 bis 4) der Halterung |9) in
Sprühstellung befindet
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Segment mindestens
eine drehbare Düsenhalterung (13) besitzt, die Düsenhalterung (13) mit Düsen (40 bis 45) bestückt ist,
mindestens zwei Düsen der Halterung (13) zusammen die ganze Strangbreite besprühen und sich
mindestens zwei Düsen der Halterung (13) in Sprühstellung befinden.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß pro Segment ein
Schrittschaltantrieb (60,61.62) eine der Düsenhalterangen (9 bzw. 13) antreibt und diese direkt angetriebene Halterung (9 bzw. 13) übeF einen Kettentrieb (15, 16) mit den anderen Düsenhalterungen
(10.11 bzw. 12,14) des Abschnitts verbunden isi-
45
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum direkten Kühlen eines Strangs, insbesondere beim
Stranggießen von Stahl, die Segmente mit Sprühdüsen zum Aufbringen von Kühlmittel auf den Strang und
Einrichtungen zum Zuführen und Einstellen der Menge des Kühlmittels umfaßt
Bei einer bekannten Vorrichtung zum Kühlen von Strängen sind feste Halterungen in Form von Düsenstöcken in der Kühlzone angeordnet, wobei diese Düeenstöcke mehrere Zufuhrleitungen für das Kühlmittel,
normalerweise Wasser, aufweisen. Die Düsen sind gruppenweise an den Zufuhrleitungen angeschlossen, *°
so daß die Kühlung den wechselnden Parametern, wie Format, Stahlqualität, Gießgeschwindigkeit usw., durch
Zu- oder Abschalten von Gruppen angepaßt werden kann.
Diese bekannte Vorrichtung ist bezüglich Verroh- 6s
rung sehr aufwendig. Das Stillsetzen von Düsen während des Betriebs weist den Nachteil des Zugehens der
zum heißen Strang hin gerichteten Düsenöffnungen
auf so daß Unregelmäßigkeiten in der Kühlung auftreten! Um diese Unregelmäßigkeiten bzw. Störungen
möglichst zu vermeiden, sind weitgehende Unterhaltungsarbeiten in der schwer zugänglichen Kühlzone erforderlich. Will die Zugängüchkeit verbessert werden,
so müssen die Düsenstöcke demontiert werden, was sehr zeitaufwendig ist und längere Stillstandzeiten der
Anlage bedingen. Um die Kühlung den wechselnden Parametern anpassen zu können, ist in vielen Fällen
eine Änderung des Drucks des Kühlmittels notwendig. Da der Sprühwinkel und die Sprühcharakteristik der
einzelnen Düsen bei Druckveränderungen nur in einem kleinen Änderungsbereich konstant gehalten werden
können, entspricht auch die tatsächliche Kühlung nur in einem kleinen Bereich den Vorgabewerten. Bei Anlagen mit großen Änderungen in Format und Stranggeschwindigkeit ist die Anpassung der Kühlung an die
geänderten Verhältnisse nur mit sehr großem Aufwand möglich.
Bei Veränderung der erwähnten Parameter genügen Druckveränderungen und die dadurch bedingte Veränderung der Wassermenge oftmals nicht zur Anpassung
der Kühlverhältnisse. Düsen mit anderen Nennwassermengen sind notwendig. Dieses Auswechseln von Düsen ist normalerweise bei den bekanntet· Anlagen zu
zeitaufwendig, so daß nur ein beschränkiier Wechsel in
den Parametern möglich ist
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu
schaffen, die das Kühlen des Strangs über den gesamten Bereich der Änderung von Parametern, wie Format Gießgeschwindigkeit Stahlqualität usw. in gewünschter Weise zuläßt nicht stöningsanfällig ist und
die Inspektion der Düsen ohne großen Aufwand und Zeitverlust ermöglicht
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst daß die Düsen an drehbaren Halterungen angeordnet sind, jede Halterung mit mindestens zwei Düsen bestückt ist, eine Antriebseinrichtung zur schrittweisen Drehung dieser
Halterangen vorhanden ist und Zuführmittel für das Kühlmittel zu den Düsen angeordnet sind.
Mit dieser Vorrichtung kann der Strang ohne großen Aufwand und Zeitverlust über den ganzen Betriebsbereich der Anlage ohne Abweichungen von den vorgegebenen Werten gekühlt werden. Die Kühlung kann
ohne Schwierigkeiten den Parameteranderangen angepaßt werden. Bei Inspektions- und Wartungsarbeiten
bereitet es auch keine Schwierigkeiten, die Düsen zu kontrollieren. Durch Drehen der Halterang können
diese in eine Lage gebracht werden, in der sie von außen beobachtet und inspiziert werden können. Daraus ergibt sich eine bessere Ausnutzung der Betriebszeit der Anlage und geringere Wartungskosten. Die
Rohrleitungen werden auf ein Minimum nxluziert
An den drehbaren Halterangen sind Düsen mit unterschiedlicher Durchflußmenge und unterschiedlichen
Sprühwinkeln sowie Sprühcharakteristiken befestigt Die Düsen sind sternförmig um die Drehachse der Halterang angeordnet und können durch Drehen der Halterang in ihre Sprühstellung gebracht werden. Nur in
dieser Stellung wird den Düsen Wasser zugeleitet Da die außer Betrieb befindlichen DQsenöffriuhgen nichtmehr dem heißen Strang zugekehrt sind, ist die Gefahr
des Zugehens bedeutend verringert
Soll z. B. bei gleichem Format ein Stahl vergossen
werden, der eine höhere Gießgeschwindigkeit zuläßt d.h. eine höhere spezifische Kühlwassermenge wird
von Düsen verlangt, so werden durch Drehen der Halterangen Düsen in Sprühstellung gebracht, die einen
höheren Kühlwasserdurchsatz bei gleichem SprühwinfceJ
und gleicher Sprühcharakteristik aufweisen.
Vorteilhaft sind die Zuführmittel als Bohrungen ausgebildet,
die die Düsen in ihrer Sprühstellung mit einer Einrichtung zum Zuführen des Kühlmittels verbinden.
Normalerweise ist der Kühlbereich in Abschnitte
fczw- Segmente unterteilt, wobei cür die einzelnen Segmente
verschiedene Vorgabewerte für die Kühlung •elten können. Wird in den einzelnen Segmenten ein
Kühlsystem angewendet, bei welcliem ü,e ganze
$trangb«ite jeweils von einer einzelnen Düse besprüht
wird, so ergibt sich eine vorteilhafte Lösung, wenn je-Jg5
Segment mindestens eine drehbare Düsenhalterung besitzt, die Düsenhalterung mit Düsen bestückt ist, die
jeweils die ganze Strangbreite besprühen und sich nur eine der Düsen der Halterung in Sprühstellung befindet
Wird ein System angewendet, bei welchem mehrere Düsen gemeinsam die ganze Strancbreite besprühen,
so ergibt sich eine weitere vorteilhafte Lösung dadurch, daß jedes Segment mindestens eine drehbare Düsenhalterung
besitzt, die Düsenhalterung mit Düsen bestückt ist. mindestens zwei Düsen der Halterung zusammen
die ganze Strangbreite besprühen und sich mindestens zwei Düsen der Halterung in Sprühstellung
befinden.
Wird ein schmales Format vergossen, so genügen quer zum Strang beispielsweise zwei Düsen, um die
ganze Strangbreite zu besprühen. Wenn auf der gleichen Anlage zusätzlich wesentlich größere Formate
vergossen werden sollen, so können durch Drehen der Halterung Düsen mit größerem Sprühwinkel oder zusätzliche
Düsen in die Sprühstellung gebracht und mit der Wasserzuf'ihrung verbunden werden. Es ist in jedem
Falle möglich, die Kühlung so einzustellen, daß am Strang die vorgegebenen Kühlwirkungen auftreten.
Die Erzeugung der Drehbewegungen für die Halterung erfolgt in vorteilhafter Weise so, daß pro Segment
ein Schrittschaltantrieb eine der Düsenhalterung antreibt und diese direkt angetriebene Halterung über
einen Kettentrieb mit den anderen Düsenhalterungen des Abschnitts verbunden ist.
An Stelle des Kettentriebs können auch andere Einrichtungen zur Übertragung der Drehbewegungen vorgesehen
werden. Diese müssen jedoch den rauhen Betriebsbedinfeungen
einer Stranggießai.lage widerstehen
können.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend an Hand von Figuren, die Ausführungsbeispiele
darstellen, beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 eine vereinfachte Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Kühlbereich einer Stranggießanlage,
wobei eine einzelne Düse jeweils die ganze Strangbreite besprüht,
F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie U-Il in F i g. 1,
Fig.3 einen Teilschnitt entlang der Linie Hl-III in Fig.4 durch ein Strangführungssegment im Kühlbereich
mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei quer zum Strang mehrere Düsen nebeneinander angeordnet
sind und ^
Fig.4 einen Teilschnitt entlang der Linie IV-IV in
Fig.3.
Die F i g. 1 und 2 zeigen die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung für eine Anlage, bei der die
ganze Breite eines Strangs 20 von einem einzigen Sprühfächer 7 beaufschlagt wird. In Stranglaufrichtung
6 folgen sich mehrere solche Sprühfächer 7, die die Oberfläche des Strangs 20 durch die Räume zwischen
Führungsrollen 2i fur den Strang mit Kühlwasser beaufschlagen. An aer Strangunterseite befinden sich entsprechende
Rollen 22 (F i g. 3), die mit den Rollen 21 in einem Segment angeordnet sind. Auf Düsenhalterungen
9, 10 und 11 sind je mindestens zwei Düsen, im gezeichneten Beispiel aber die Düsen 1, 2, 3 und 4, angeordnet.
Die Halterungen 9,10 und 11 sind jeweils um
eine Achse 8 drehbar. Die Achsen der Düsen 1 bis 4 verlaufen etwa rechtwinklig zu der Drehachse 8 und
schließen gegenseitig einen Winkel von 90° ein. In der in F i g. 1 gezeigten Stellung der Düsenhalterungen 9,
10 und 11 wird nur den Düsen 1 Kühlwasser zugeführt.
Wird das Format des Strangs 20 oder dessen Durchlaufgeschwindigkeit geändert, so muß auch die auf den
Strang 20 aufgebrachte Wassermenge oder die Form der Sprühfächer 7 geändert werden, was ein Anpassen
der vom Kühlwasser beaufschlagten Oberfläche des Strangs bedingt. Dies geschieht dadurch, daß die Düsenhalterungen
9, 10 und 11 soweit gedreht werden, bis diejenige Düse in Sprüfntellung steht, die die gewünschte
Wassermenge liefert und die gewünschte Größe der beaufschlagten Flache auf dem Strang auf
weist.
Für das in F i g. 1 und 2 gezeigte Beispiel wird angenommen,
daß vier verschiedene Strangformate vergossen werden, wobei die Gießgeschwirdigkeiten dieser
vier Formate vorbestimmt sind. Um die vier verschiedenen Breiten des Strangs 20 besprühen zu können,
weisen die Sprühfächer 7 der Düsen 1 bis 4 verschiedene Sprühwinkel auf. Beispielsweise wird für eine
Strangbreite von 1000 mm ein Sprühwinkel von 49C, für
1500 mm einen solchen von 74°, für 1700 mm ein Win kel von 80° und für 2200 mm einen solchen von 90
benötigt. Mit diesen Sprühwinkeln der Sprühfächer 7 kann mit jeweils einer Düse die ganze Strangbreite besprüht
werden. Die Düsenhalterungen 9, 10 und 11 bilden zusammen eine Gruppe, die über einen Kettentrieb
16 und Kettenräder 15 synchrone Bewegungen ausführen. Die Antriebseinrichtung für den Kettentrieb, welche
auf die Düsenhalterung 9 wirkt, wird später beschrieben. Eine der drei Düsenhalterungen 9. 10 oder
11 ist mit einem nicht gezeichneten Schrittschaltantrieb
verbunden, der auf einen Steuerbefehl hin diese Halterung jeweils um 90° dreht. Diese Bewegung wird von
dieser direkt angetriebenen Halterung über den Kettentrieb 15, 16 auf die beiden anderen Halterungen
übertragen.
Die Zuleitung des Kühlwassers sowie die Düsenhalterung 9 ist in F i g. 2 im Detail dargestellt. Die Halterung
9 ist mit Bohrungen 30 versehen. Jeweils eine Bohrung steht mit einer der Düsen 1 bis 4 in Verbindung.
Fest mit der Halterung 9 verbunden ist das Kettenrad 15, das der Übertragung der Drehbewegungen
zu oder von den anderen Halterungen 10, U der Gruppe dient. Mittels Federn 25 wird die Halterung 9 gegen
einen Anschlußblock 28 gepreßt. Dieser Anschlußblock 28 ist über eine Befestigung 32 am Rahmen eines nicht
gezeichneten Strangführungssegments angebracht. Im Anschlußblock 28 ist eine Einrichtung 29 zum Zuführen
des Kühlmittels vorgesehen. Diese Einrichtung 29 setzt sich aus einer Hauptzuleitung 31 und einem Dichtkörper
27 mit einer Bohrung 33 zusammen. Während des Drehens der Halterung 9 wird der Dichtkörper 27 mit
einer Feder 34 gegen die Halterung 9 mit ihrer Dichtung 36 gepreßt. Während des Sprühens wird der mit
einer weiteren Dichtung 35 versehene Dichtkörper zusätzlich durch den Wasserdruck gegen die Halterung
9 gepreßt. In der Sprühstellung wird demzufolge das
Kühlwasser der Düse 1 über die Wasserzuführung 29 und die Bohrungen 30 zugeführt. Bei der Düse 1 tritt
das Kühlwasser durch die der Strangoberfläche zugekehrten Düsenöffnung 5 aus. Durch Drehen der Halterung
9 um jeweils 90° wird die Düse 1 aus der Sprühstellung weggedreht und eine der anderen Düsen 2, 3
oder 4 in die Sprühstellung gebracht. Wenn die Halterung nur um etwa 45° gedreht wird, so ist es auch möglich,
die Bohrung 33 im Dichtkörper 27 zu verschließen und damit einen Teil der Kühlung eines Kühlbereichsabschnitts
außer Betrieb zu setzen. Dies kann dann notwendig sein, wenn durch irgendwelche Störungen mit
wesentlich verminderter Gießgeschwindigkeit gegossen oder die Anlage stillgesetzt werden muß.
Die Achsen 8 der Halterungen 9,10 und 11 verlaufen
in F i g. 1 und 2 parallel zur Strangoberfläche und rechtwinklig zur Stranglaufrichtung 6. Der Verlauf der
Achsen 8 wird durch die konstruktiven Gegebenheiten bestimmt. Die Achsen 8 könnten z. B. gleich verlaufen
wie die Stranglaufrichtung, d. h. die Düsenhalter können um 90° zu der in F i g. 1 gezeigten Lage versetzt
sein.
In den F i g. 3 und 4 wird ein Segment als Ausführungsbeispiel
der Vorrichtung gezeigt, bei dem die Strangoberfläche quer zum Strang durch mehrere Düsen
mit Kühlwasser beaufschlagt wird. Als Düsenhaltcrungen 12. 13 und 14 werden 6kantige Hohlprofile verwendet,
deren Hohlräume in je sechs voneinander getrennte Räume aufgeteilt sind, jede Seite dieser Mehrkantprofile
ist so mit Düsen bestückt, daß die von Kühlwasser beaufschlagte Strangoberfläche die Kühlung
des Strangs 20 mit bestimmter Breite und Gießgeschwindigkeit in optimaler Weise gewährleistet. Die
Halterungen 12. 13 und 14 sind über einen Kettentrieb 48 und Kettenrädern 49 miteinander verbunden. Dem
mittleren Düsenträger 13 werden über einen Schalthebel 61 von einem pneumatischen Schaltzylinder 62
Drehbewegungen von jeweils 60° erteilt. Diese Bewegungen werden über den Kettentrieb 48 an die Düsenträger
12 und 14 übertragen. Der Schaltzylinder 62 ist über eine Abstützung 63 am rechten Teil 24 des Strangführungssegments
befestigt. Zwischen dem Schalthebel 61 und dem Düsenträger 13 ist eine Freilaufkupplung
60 und eine nicht gezeichnete Feststelleinrichtung eingeschaltet. Der Schaltvorgang erfolgt so, daß zuerst die
Feststelleinrichtung pneumatisch gelöst, dann die Halterung 13 um 60° gedreht, die Feststelleinrichtung wieder eingefahren und der Schalthebel 61 über den Freilauf der Kupplung 60 wieder in die Ausgangsstellung
zurückgezogen wird. Die Kupplung 60 und die Halterung 13 sind auf der einen Seite über ein Lager 55 an
der Strangführungssegmentwand 24 abgestützt. Am anderen Ende der Halterung 13 berindet sich ein Anschlußblock 57, der an der Strangführungssegmentwand 23 befestigt ist. Auf dieser Seite ist die Halterung
13 in einem Lager 56 gelagert, das Teil des Ansehlußbiocks 57 ist. Der Anschlußblock 57 ist im Prinzip
gleich ausgebildet wie der in F i g. 2 gezeigte Ansehlußblock 28. Die Wasserzuführung im Anschlußblock
sorgt dafür, daß das Kühlwasser über den entsprechenden Hohlraum des Düsenträgers denjenigen Düsen zugeleitet wird, deren Austrittsöffnungen der Strangoberfläche zugewandt sind. Dem Anschlußblock 57 wird das
Kühlwasser über eine Hauptzuleitung 58 zugeführt.
In F i g. 4 belinden sich die Düsen 40 in Sprühstellung.
Der Sprühwinkel 46 ist dabei so gewählt, daß bei einem gegebenen Abstand der Düsenhalterung 12, 13,
14 von der Strangoberfläche 19 die ganze Strangbreite mit drei Düsen besprüht wird. Im gezeigten Beispiel
weisen alle drei Düsen 40 an der Düsenhallerung 13 die gleichen Sprühwinkel auf. Abhängig von der gewünschten
Verteilung der Kühlwirkung über die Oberfläche 19 des Strangs 2Oi können auch Düsen mit unlerschiedlichen
Sprühwinkeln 46 und unterschiedlichen spezifischen Wassermengen eingesetzt werden.
Werden die Halterungen 12, 13 und 14 um 60° gedreht,
so befinden sich die Düsen 41 in Sprühstcllung. Pro Halterung sind zwei Düsen 41 vorgesehen, wobei
diese den gleichen Sprühwinkel wie die Düsen 40. jedoch eine andere Sprühcharakteristik und eine andere
spezifische Wassermenge aufweisen. Wenn sich diese Düsen 41 in der Sprühstellung befinden, so wird ein
kleineres Format gekühlt, das bei gleicher Qualität normalerweise mit einer größeren Gießgeschwindigkeit
vergossen wird.
Durch Drehen um weitere 60° gelangen die Düsen 42 in Sprühstellung. Mit den Düsen 42 kann das gleiche
Format gekühlt werden, wie mit den Düsen 40. Die Durchsatzmenge von Kühlwasser ist jedoch größer,
d. h. die Düsen 42 gelangen beim Vergießen einer Slahlqualität zum Einsatz, die eine höhere Gießgeschwindigkeit
zuläßt.
Auch die Düsen 43,44 und 45 sind für ganz bestimmte Gießformate und Gießgeschwindigkeiten ausgewählt
und in entsprechender Bestückung auf den Düsenhaltern 12. 13 und 14 angeordnet. Zusätzlich zur
Verstellmöglichkeit der Kühlung durch Verdrehen der Düsenhalterungen ist in der Hauptzuleitung 58 ein
Mengenrcgelventil eingebaut. Mit diesem Ventil können Anpassungen der Kühlwassermenge innerhalb
eines Bereichs vorgenommen werden, bei dem sich Sprühcharakteristik und Sprühwinkel bei Mengenänderungen
unwesentlich verändern. Gleichzeitig wird dieses Ventil aber auch vorgesehen, um bei Betriebsunterbrechungen.
Reparaturarbeiten und anderen Störungen den Wasserzufluß absperren zu können.
Wenn im Verlauf von Wartungsarbeiten kontrolliert werden soll, ob z. B. die Düsen 40 mechanisch noch in
Ordnung sind, so werden die Düsenhalter 12,13 und 14
um 180° gedreht. Dadurch werden die Düsenaustrittsöffnungensichtbar und können von außen begutachtet
werden. Soll bei dieser Inspektion der Düsen nicht nur der mechanische Zustand sondern auch das Sprühbild
beurteilt werden, so ist der Anschlußblock 57 so auszugestalten, daß den Düsen 40 in dieser Stellung ebenfalls
Wasser zugeführt werden kann.
Der Schaltvorgang des Schrittschaltantriebs, im gezeigten Beispiel des pneumatischen Zylinders 62 in
Fig.3, wird durch Betätigen von Ventilen ausgelöst.
Dabei handelt es sich um Magnetventile, die die Steuersignale über Steuerleitungen erhalten. Das Steuerpult
kann sich im Steuerraum der Stranggießanlage befinden und weist Anzeigegeräte auf. die zeigen, welche
Düsen sich in Sprühstellung befinden.
In den angeführten Beispielen sind die Düsenhalterungen in Segmenten angeordnet. Der erfindungsgemäße Gegenstand kann auch auf Anlagen ohne Segmentunterteilung Anwendung fi iden.
Claims (2)
1. Vorrichtung zum direkten Kühlen eines Strangs, insbesondere beim Stranggießen von Stahl.
die Segmente mit Sprühdüsen zum Aufbringen von Kühlmittel auf den Strang und Einrichtungen zum
Zuführen und Einstellen der Menge des Kühlmittels umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die
Düsen (1 bis 4 bzw. 40 bis 45) an drehbaren Halte- ·<
> Ringen (9 bis 11 bzw. 12 bis 14) angeordnet sind, jede Halterung mit mindestens zwei Düsen bestückt
ist, eine Antriebseinrichtung (60,61, 62) zur schrittweisen Drehung dieser Halterungen (9 bis 11 bzw.
12 bis 14) vorhanden ist und Zuführmittel (30) für >5
das Kühlmittel zu den Düsen (1 bis 4 bzw. 40 bis 45) angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführmittel als Bohrungen (30)
ausgebildet sind, die die Düsen (1 bis 4 bzw. 410 bis *°
45) in ihrer Sprühstellung mit einer Einrichtung (29) zum Zuführen des Kühlmittels verbinden.
Applications Claiming Priority (2)
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Publications (3)
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DE2511748B2 DE2511748B2 (de) | 1976-01-22 |
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