-
Verfahren und Vorrichtungen zum Kühlen und Fuhren
-
eines umlaufenden Kokillenbandes in einer Anlage xran kontinuierlichen
Giessen von Strängen Zusatz zum Patent (Anmeldung P 27 09 540.5) Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zum KUhlen und Fuhren eines umlaufenden Kokillenbandes in einer Anlage
zum kontinuierlichen Giessen von Strängen, in der der vom Giessraum abgekehrten
Rückseite des Kokillenbandes eine Kühlflüssigkeit zugeführt wird, wobei mittels
der Kühlflüssigkeit hydrostatische Kräfte erzeugt werden, die auf die Rückseite
des Kokillenbandes wirken und ein Werfen des Kokillenbandes im Bereich des Giessraumes
verhindern und das Kokillenband in einer vorbestimmten Lage halten und fUhren, nach
Patent (Anmeldung P 27 09 540.5).
-
In mit utalaufenden Kokillenbändern arbeitenden Stranggiessanlagen
kann es wünschbar sein, den Wärmeübergang vom Giessgut auf die Kokillenbänder zu
beschränken, um eine thermische Ueberbeanspruchung der Kokillenbänder, die zu Versiehungen
der Kokillenbänder führen kann, zu vermeiden und/oder um ein zu schroffes Abkühlen
des Giessgutes zu verhindern.
-
Zu diesem Zweck ist es bekannt, die mit dem Giessgut in Berührung
stehende Seite der Kokillenbänder mit einem wärmeisolierenden Anstrich zu versehen.
-
Diese Lösung ist jedoch mit mannigfaltigen Problemen verbunden, indem
erstens der Aufwand für das Aufbringen eines genügend haftenden Anstriches relativ
gross ist, zweitens es sehr schwierig ist, einen Anstrich mit genügend gleichmässig
wirkender WErmeisolierung über die ganze Fläche des Kokillenbandes aufzutragen,
und drittens der Anstrich einem Verschleiss unterworfen ist, wobei die losgelosten
Partikel des Anstriches als Fremdkörper auf der Oberfläche des Stranges haften bleiben
und die Qualität des Fertigprodukt es beeinträchtigen können.
-
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die geschilderten Probleme
zu vermeiden und die Herab-Setzung des Wärmeüberganges in einer anderen Weise zu
bewirken, die durch die im Patent (Anmeldung P 27 09 540.5) beschriebene hydrostatische
Führung des Kokillenbandes ermöglicht worden ist.
-
Erfindungsgemäss werden mindestens in einem Teil des mit dem Giessgut
in Berührung stehenden Bereiches des Kokillenbandes mechanische Schwingungen senkrecht
zum Kokillenband erzeugt. Mit solchen Schwingungen
wird der Wärmeübergang
vom Giessgut auf das Kokillenband ohne den problematischen wärmeisolierenden Anstrich
herabgesetzt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass man die Schwingungen wahlweise
auch nur in einem Teil des mit dem Giessgut in Berührung stehenden Bereiches des
Kokillenbandes erzeugen kann, um nur in diesem Teil den Wärmeübergang herabzusetzen,
insbesondere im Bereich des Einlaufes in die Giessstrecke, wo die thermische Beanspruchung
und damit die Gefahr von Verwerfungen des Kokillenbandes am grössten sind. Natürlich
kann man auch Schwingungen erzeugen, deren Amplitude längs der Länge des Giessraumes
allmählich abnimmt. Es ist kurz gesagt jederzeit eine beliebige örtliche oder zeitliche
Steuerung des Wärmeüberganges möglich.
-
Die Schwingungen können in Abhängigkeit von der Zeit sinusförmig
oder auch in anderer Form erzeugt werden. Um den angestrebten Effekt optimal zu
erreichen, kann die Frequenz der Schwingungen zweckmässig zwischen etwa 20 und 500
sec -1 und die Schwingungsamplitude zweckmässig zwischen etwa 2,1015 5 und 2.10
4 m liegen Bei sinusförmiger Schwingung stellt sich ein besonders starker Abfall
des Wärmeüberganges ein, wenn die Beziehung h.f2> 0,5 erfüllt ist, wobei h die
Amplitude in m und f die Frequenz in sec 1 bedeutet. Bei anderen Schwingungsformen
kann das Produkt h.f2 etwas kleiner sein.
-
Die Schwingungen des Kokillenbandes kann man, wenn dieses aus ferromagnetischem
Material besteht, beispielsweise mittels auf das Kokillenband einwirkender magnetischer
Wechselfelder erzeugen. Bei den im Patent (Anmeldung P 27 09 540.5> beschriebenen
Führungsplatten mit getrennten Kühlzellenelementen
können hiersu
die Kühlzellenelemente magnetisierbar sein und mit Magnetwicklungen versehen sein,
die elektrisch so geschaltet sind, dass das Kokillenband durch periodische Veränderung
der Stromstärke in eine erzwungene Schwingung mit bestimmter Frequenz und Amplitude
versetzt wird. Damit wird das Kokillenband von den Kühlzellenelementen periodisch
angezogen und abgestossen und schwingt daher mit gleicher Frequenz wie die elektrische
Schwingung im Stromkreis der Kühlzellenelemente. Dabei kann es zweckmässig sein,
die Magnetwicklungen in benachbarten Reihen von Kühlzellenelementen mit Wechselstrom
unterschiedlicher Phasen zu speisen, so dass die Schwingungen des Kokillenbandes
wellenförmig auf diesem fortschreiten. Die Magnet-Wicklungen können mit reinem Wechselstrom
gespeist werden. Man kann aber auch zumindest einige der Magnetwicklungen zusätzlich
oder stattdessen mit Gleichstrom speisen, um insgesamt eine Anziehung des Kokillenbandes
gegen die Führungsplatte zu bewirken, mit dem Vorteil, dass für das Abführen der
Kühlflüssigkeit ein geringerer Unterdruck erforderlich ist und trotzdem das Kokillenband
im gewünschten kleinen Abstand von der FUhrungsplatte gehalten wird.
-
Die Schwingungen des Kokillenbandes können aber z0B. auch, unabhängig
vom Material desselben, dadurch erzwungen werden, dass die Kühlflüssigkeit der RUckseite
des Kokillenbandes zumindest stellenweise pulsierend zugeführt wird. Bei den im
Patent (Anmeldung P 27 09 540.5) beschriebenen FUhrungsplatten mit getrennten Kühlzellenelementen
und Speiserohren kann in den Speiserohren eine pulsierende Strömung der Ktihlflüssigkeit
dadurch erzeugt werden dass der Durchfluss querschnitt periodisch verändert wird.
Dies kann auf einfachste Art mittels eines schwingenden Ventils
in
der Zulaufleitung der Kühlflüssigkeit erreicht werden. Zweckmässig kann dabei jedes
Speiserohr ein eigenes Ventil entsprechender Grosse aufweisen. Als Ventile können
solche verwendet werden, deren Ventilkörper durch die durchströmende Kühlflüssigkeit
in Schwingungen versetzt wird, womit sich der Durchflussquerschnitt periodisch ändert,
oder - besser - solche mit elektrischer Steuerung.
-
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus
der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. In
der Zeichnung zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch einen Teil einer Führungsplatte
für ein Kokillenband, ähnlich wie Fig. 3 des Patentes (Anmeldung P 27 09 540.5),
mit elektromagnetischen Mitteln zum Erzeugen von Schwingungen des Kokillenbandes,
Fig. 2 in einem ähnlichen Schnitt ein selbstschwingendes Ventil in einem Speiserohr
einer anderen Führungplt e und Fig. 3 in gleicher Weise ein elektrisch gesteuertes
Ventil.
-
Beschrieben werden nachstehend im wesentlichen nur die der Erzeugung
von Schwingungen im Kokillenband dienenden Mittel; andere Teile der Vorrichtung,
wie auch Abwandlungen der dargestellten, nicht der Schwingungserzeugung dienenden
Teile, können wie im genannten Patent beschrieben ausgebildet sein.
-
Die in Fig. 1 dargestellte FUhrungsplatte 13 fUr ein aus ferromagnetischei
Material bestehendes Kokillenband
20 ist aus einer Grundplatte
16 und für die Gestaltung von KUhlzallen darauf befestigten, separaten Blöcken 60,
im folgenden "Kühlzellenelemente" genannt, aufgebaut. Die Kühlzellenelemente 60
besitzen je eine Tasche 56 der im genannten Patent beschriebenen Art mit je einer
Zuflussöffnung 57 am Ende eines Kanals 157. In den Kanal 157 wird Kuhlflüssigkeit
durch eine Düse am Ende eines Speiserohres 14 eingeführt, welches an eine Kuhlflüssigkeits-Druckkammer
angeschlossen ist.
-
wischen den Kühlzellenelementen sind an der Oberfl§-che der Fuhrungsplatte
Schlitze 58 vorhanden, welche als Abflussöfthungen dienen. FUr den weiteren Abfluss
der KühlflUssigkeit weist die Grundplatte 16 die erforderlichen, mit den Schlitzen
58 korraRpondierenden Scher 21 auf.
-
In den Taschen 56 der Kühlzellenelemente 60 breitet sich die durch
die Zuflussöffnung 57 strömende Kühlflüssigkeit auf dem Kokillenband 20 aus und
fliesst anschliessend in die Schlitze 58 und von da durch die Austrittsöfnungen
21 in eine Niederdruckkammer. Dabei werden in den Kühlzellen inbezug auf die umgebende
Atmosphäre positive und negative hydrostatische Druckfelder erzeugt, durch deren
Wirkung das Kokillenband 20 im Bereich Jeder KUlilzefle automatisch eine bestimmte
Distanz von der FUbrungsplatte 13 einnimmt und damit über der ganzen Fläche des
Giessraumes gehalten und geführt wird.
-
Die KUhlsellenelemente 60 bestehen aus sagnetisierbarem Material,
und mindestens auf einem Teil der F1&-che der FUhg'p latte 13 sind mindestens
einige der Kühlazellenelement. 60 mit Magnetwicklungen 160 versehen. Die Magnetwicklungen
160 sind elektrisch so geschaltet, dass das Kokillenband 20 durch periodisch.
-
Veränderung der Stromstärke in eine erzwungene mechanische
Schwingung
mit bestimmter Frequenz und Amplitude senkrecht zu seiner Ebene versetzt wird. Durch
solche Schwingungen wird der Wrmoübergang vom Giessgut auf das Kokillenband 20 herabgesetzt.
Man kann die Magnetwicklungen 160 mit Wechselströmen speisen, deren Stärken über
die Länge der Gieesstrecke vom Einlauf in dieselbe aus allmählich abnehmen, um Schwingungen
des Kokillenbandes 20 mit in gleicher Weise abnehmenden Amplituden zu erzeugen.
Die Wechselströme können allen Magnetwicklungen mit gleicher Phase zugeführt werden;
es kann aber auch vorteilhaft sein, die Magnetwicklungen benachbarter Reihen von
Kühlzellenelementen 60 mit unterschiedlichen Phasen zu speisen, z.B. in abwechselnden
Reihen jeweils gegenphasig, so dass die erzeugten Schwingungen wellenförmig über
das Kokillenband laufen (vorzugsweise längs, d.h. in dessen Bewegungsrichtung, möglicherweise
aber auch quer oder schrei).
-
Gleichartige Schwingungen des Kokillenbandes 20 kann man auch dadurch
erzeugen, dass man mindestens einigen der Kühlzellenelemente 60 die Kühlflüssigkeit
pulsierend zuführt. Hierzu kann zweckmässig, wie in Fig. 2 und 3 dargestellt, in
jedem Speiserohr 14 ein eigenes schwingendes Ventil angeordnet werden.
-
Fig. 2 zeigt ein einfaches, selbstschihgendes Ventil mit einem Gehäuse
114, in welchem ein beweglicher Ventilkörper 115 von einem Feder 116 gegen einen
Ventilsitz 117 gedrückt wird. Die Feder 116 ist so dimensioniert, dass der Druck
der zugeführten KUhlflüssigkeit den Ventilkörper 115 vom Sitz 117 abhebt, wenn der
Druck im Speiserohr 14 unter einen bestimmten Wert gesunken ist. Damit steigt dann
der Druck im Speiserohr wieder, und das Ventil wird wieder geschlossein.
Mit
solchen Ventilen ist allerdings eine genaue Steuerung der Schwingungsfrequenzen
in den verschiedenen Kühlzellenelementen nur schwer zu erreichen, eine Steuerung
der Schwingungsphasen praktisch überhaupt nicht.
-
Beliebig steuerbar ist hingegen ein elektrisch gesteuertes Ventil
gemäss Fig. 3. In diesem besteht der Ventilkörper 115' aus ferromagnetischem Material
und wird durch die von einer Magnetwicklung 118 erzeugten Magnetfelder bewegt. Den
Magnetwicklungen 118 der verschi eden en Kühlzellenelemente können unterschiedliche
Wechselströme ähnlich zugeführt werden wie den Magnetwicklungen 160 in Fig. 1 Im
übrigen wird bezüglich der Offenbarung, auch zu bevorzugten Ausgestaltungen, auf
die Hauptanmeldung Bezug genommen, deren Inhalt als hier eingefügt gelten soll.
-
Leerseite