DE4425379A1 - Vorrichtung zur Verkleinerung des Sprühkegels einer Spritzdüse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verkleinerung des Sprühkegels einer Spritzdüse, insbesondere bei einer Stranggießanlage auf der verschiedene, gegebenenfalls mittels einer breitenverstellbaren Kokille hergestellte Formatbreiten gegossen werden, und zur Sekundärkühlung des Stranges mehreren quer zur Gießrichtung angeordneten, untereinanderliegenden Düsenreihen.

Bei der Herstellung von Blechen und Bändern in Walzwerken sowie der Produktion von Stranggußerzeugnissen, insbesondere Brammen oder Dünnbrammen bzw. endabmessungsnaher Bänder, ist es häufig notwendig, die Bleche und Bänder zu kühlen, und vor allem beim Stranggießen ist es sogar zwingend erforderlich, den gegossenen Strang gleichmäßig über die Breite zu kühlen. Es ist bekannt, in Stranggießanlagen zu diesem Zweck die Strangführungssegmente mit in Stranglaufrichtung in Kühlzonen unterteilten, an Querverteilerrohren angeschlossenen Spritzelementen, insbesondere Spritzlatten, oder quer zur Gießrichtung angeordnete Düsenreihen mit Einzeldüsen vorzusehen, die entsprechend den auf der Anlage maximal zu gießenden Strangbreiten ausgelegt sind. Die Anzahl der untereinanderliegenden - bzw. in Walzwerken hintereinanderliegenden - Düsenreihen ist speziell für jede Anlage festgelegt. Das von den Düsen aufgespritzte Kühlmittel kann Wasser oder ein Wasser-/Luftgemisch sein, wobei die Düsenreihen ein Gesamtspritzbild konstanter Breite erzeugen.

Da Stranggießanlagen mit einer breitenverstellbaren Kokille folglich zum Herstellen von Strängen unterschiedlicher Breite geeignet und ausgelegt sind, läßt es sich bei von der maximalen Breite abweichenden, geringeren Strangabmessungen nicht vermeiden, daß über die Außenseiten des Stranges hinausgespritzt wird. Das wirkt sich häufig nachteilig auf die Qualität des Stranggußerzeugnisses aus und führt zu einer teilweisen Überkühlung der Randbereiche des Stranges, wenn dieser schmaler ist als das Spritzbild. Die wechselnden Strangbreiten werden während des offenen Gießbetriebes über Schmalseitenverstellungen in der Kokille erreicht. Die Spritzelemente sind allerdings während der Betriebszeiten der Stranggießanlage für eine Bedienungsperson nicht zugänglich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine variable Einstellung des Sprühkegels einer Spritzdüse zu ermöglichen, insbesondere bei einer Stranggießanlage der eingangs genannten Art das Kühlsystem zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Düse mit einer bedarfsweise ihren Sprühkegel mindestens bereichsweise abschirmenden, verstellbaren, vorzugsweise drehbaren Blende versehen ist. Mittels der Blende, die seitlich in den Sprühkegel hineinfahren kann und sich - wenn sie als Drehblende ausgebildet ist - auf einem Kreisbogen bewegt, läßt sich durch eine definierte seitliche Einengung das Spritzbild stufenlos verändern. Bei einer ausreichend großen Blende läßt sich diese so weit in den Sprühkegel hineinbewegen, daß dieser völlig abgeschirmt ist, so daß aus der Düse kein Kühlmittel austritt.

Wenn bei einer Stranggießanlage vorteilhaft die außerhalb der minimalen Strangbreite angeordneten Düsen der Düsenreihen mit solchen Drehblenden versehen sind, wird bei zu gießenden Strängen mit kleineren Abmessungen folglich das Gesamtbild bzw. die Spritzbreite der das Gesamtspritzbild erzeugenden, in den einzelnen Düsenreihen nebeneinanderliegend angeordneten Düsen verringert, wobei die Abschirmung des Spritzbildes parallel mit den Schmalseiten der Kokille verläuft. Die Blenden lassen sich so anordnen, daß eine einer inneren Düse zugeordnete Blende genau dann beginnt, den Sprühkegel dieser Düse abzuschirmen, wenn die Blende der zu dieser inneren Düse nächstliegenden äußeren Düse den Sprühkegel dieser äußeren Düse so weit abgeschirmt hat, daß der Spritzkegel der inneren Düse vom Blendenschatten der äußeren Düse erreicht wird. Selbst wenn in untereinander angeordneten Düsenreihen die Düsen in Gießrichtung versetzt zueinander sind oder verschiedene Sprühwinkel besitzen, läßt sich dies durch Anpassen der Blendenstellung berücksichtigen.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Drehblenden mit einer gekrümmten Blendenplatte ausgebildet sind. Im Vergleich mit beispielsweise einer alternativ möglichen planen Blendenplatte, läßt sich mit einer beispielsweise konkav oder konvex gekrümmten oder in sonstiger Weise gebogenen Blendenplatte, die senkrecht betrachtet z. B. einen Kreisausschnitt darstellen kann, das Abfließen des geblockten, d. h. aufgrund der Abschirmung am Austritt aus der Düse gehinderten Kühlmediums optimieren. Somit empfiehlt sich für die hinsichtlich ihrer Länge und Breite an das den Sprühkegel in gewünschter Weise abschirmende Maß ausgelegte Blendenplatte eine Form, die das Ableiten des zurückgehaltenen Kühlmittels begünstigt. Die Neigung der in die Düse hineinragenden Blendenplatte läßt sich senkrecht oder auch mit jedem beliebigen Winkel gegen die Sprührichtung vorsehen.

Nach einem Vorschlag der Erfindung lassen sich die Drehblenden einzeln antreiben, jedoch können vorzugsweise die in einer Flucht angeordneten Drehblenden der Düsen untereinanderliegender Düsenreihen gemeinsam angetrieben werden. Die Kopplung der Düsen an einen gemeinsamen Antrieb führt zu einem geringeren Aufwand beim Verstellen der Drehblenden.

Durch einen vorteilhaft mit den Drehblenden verbundenen regelbaren Antrieb läßt sich die Stellbewegung der Drehblende definiert in der gewünschten Einstellage bzw. Position begrenzen.

Es wird vorgeschlagen, daß die Drehblende in einem angetriebenen, drehbar gelagerten Blendenträger angeordnet ist. Der Blendenträ­ ger läßt sich beispielsweise als eine mit dem Antrieb verbundene und in Lagern angeordnete Scheibe ausführen, die sich in der Nähe der Düse drehbar lagern läßt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der ein in den Zeichnungen sehr schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung näher erläutert ist. Es zeigen:

Fig. 1 eine hälftige Breitseite eines Strangführungssegmentes, das in Stranglaufrichtung drei quer zur Gießrichtung bzw. über die Breite eines Stranges angeordnete, untereinanderliegende Düsenreihen mit für jede Düsenreihe entsprechend den dargestellten verschiedenen Abmessungen des Stranges eingeengten Spritzbreiten eingestellte Düsen aufweist;

Fig. 2a, 2b als Einzelheit eine Düse mit voll geöffnetem (Fig. 2a) und teilweise abgeschirmtem (Fig. 2b) Sprühkegel, vergrößert dargestellt; und

Fig. 3a, 3b als Einzelheit eine den Düsen zugeordnete, auf einer angetriebenen Trägerscheibe befestigte schalenförmige Drehblende, in der Vorderansicht (Fig. 3a) und in der Seitenansicht (Fig. 3b) in vergrößertem Maßstab dargestellt.

Von einer als solchen hinlänglich bekannten Stranggießanlage ist in Fig. 1 als Einzelheit ein in seinen Umrissen strichpunktiert, schematisch angedeutetes Strangführungssegment 1 gezeigt, von denen in Stranglaufrichtung 2 mehrere hintereinander angeordnet sind und einen gegossenen Strang 3a, 3b, 3c zwischen nicht gezeigten Strangführungsrollen einschließen und führen. Das Strangführungssegment ist mit einer Kühlkammer versehen, die im Ausführungsbeispiel in Stranglaufrichtung 2 drei untereinanderliegend angeordnete Düsenreihen I, II und III aufweist. Jede Düsenreihe I bis III besitzt mehrere im Abstand nebeneinander über die Breite des Strangführungssegmentes 1 verteilt angeordnete Düsen 4 bzw. 4a, 4b, wobei mit 4a jeweils die in der jeweiligen Düsenreihe I, II bzw. III äußere und mit 4b die ihr unmittelbar benachbarte innere Düse bezeichnet ist; es versteht sich, daß die Düsenreihen I, II und III auf der in Fig. 1 nicht dargestellten zweiten Symmetriehälfte bzw. der anderen Hälfte des Strangführungssegmentes 1 eine gleiche Düsenanordnung wie in Fig. 1 aufweisen.

Den im einzelnen in den Fig. 2a, 2b gezeigten Düsen 4 bzw. 4a, 4b sind drehbare Blenden, d. h. Drehblenden 5 zugeordnet, die eine schalenartig gekrümmte bzw. gebogene Blendenplatte 6 aus einem geeigneten Material, beispielsweise Aluminium oder Edelstahl, aufweisen. Diese gemäß den Fig. 3a, 3b an einer von einem regelbaren Motor 7 angetriebenen Trägerscheibe 8 befestigten Drehblenden 5 bzw. Blendenplatten 6 werden, um den Sprühkegel 9 - oder in der Anwendung gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bei einer Stranggießanlage das Spritzbild bzw. die Spritzbreite der Düsenreihen I, II und III - zu verändern, in den Sprühkegel 9 der Düsen 4a bzw. 4b hineingedreht, so daß die Düsenöffnung entweder völlig oder teilweise abgedeckt wird; bei teilweiser Abdeckung der Düsenaustrittsöffnung verkleinert sich - wie aus Fig. 2b ersichtlich - der Sprühkegel 9 entsprechend.

Während - am Beispiel des Betriebs einer Stranggießanlage - beim Gießen eines Stranges 3a mit maximaler Strangbreite sämtliche Düsen 4 bzw. 4a, 4b voll geöffnet sind, wie in Fig. 1 für die Düsenreihe 1 gezeigt, brauchen beim Gießen von Strängen 3b bzw. 3c mit demgegenüber kleineren Strangbreiten lediglich die Düsen von außen nach innen durch entsprechendes Verdrehen der Drehblenden 5 entweder völlig oder teilweise abgeschirmt zu werden, so daß sich auf diese Weise das Spritzbild exakt an die jeweilige Strangbreite anpassen läßt. Beim Gießen des in Fig. 1 gezeigten, gegenüber der maximalen Strangbreite schmaleren Stranges 3b ist in der Düsenreihe II die Blendenplatte 6 der Drehblende 5 der äußeren Düse 4a so weit über die Düsenöffnung verdreht worden, daß sich im Zusammenspiel mit den Düsen 4b bzw. 4 das dieser Strangbreite entsprechende Spritzbild einstellt und eine Überkühlung der Randbereiche des Stranges 3b vermieden wird.

Anhand der Düsenreihe III ist das Spritzbild für einen gegenüber dem Strang 3b in seiner Breite weiter verkleinerten Strang 3c gezeigt, und beim Gießen des Stranges 3c wird die Düsenaustrittsöffnung der äußeren Düse 4a von der Blendenplatte 6 völlig und die der inneren Düse 4b teilweise abgeschirmt. In Abhängigkeit von der jeweiligen Drehlage der Drehblende 5 bzw. der Blendenplatten 6 läßt sich somit eine stufenlose Anpassung an variierende Strangbreiten erreichen. Die drehbaren Blendenplatten 6 sind dabei so angeordnet, daß die Blendenplatte 6 der jeweils inneren Düse 4b dann beginnt, den Spritzkegel 9 abzuschirmen, wenn die Blendenplatte 6 der ihr benachbarten äußeren Düse 4a den Spritzkegel 9 dieser äußeren Düse 4a so weit abgeschirmt hat, daß der Spritzkegel der inneren Düse 4b vom Blendenschatten der äußeren Düse 4a erreicht wird; diese Ausgangslage ist für die Düsen 4a, 4b der Düsenreihe II in Fig. 1 gezeigt.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Verkleinerung des Sprühkegels einer Spritzdüse, insbesondere bei einer Stranggießanlage auf der verschiedene, gegebenenfalls mittels einer breitenverstellbaren Kokille hergestellte Formatbreiten gegossen werden, und zur Sekundärkühlung des Stranges mehreren quer zur Gießrichtung angeordneten, untereinanderliegenden Düsenreihen, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (4a, 4b) mit einer bedarfsweise ihren Sprühkegel (9) mindestens bereichsweise abschirmenden, verstellbaren Blende (5, 6) versehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch drehbare Blenden (5).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehblenden (5) mit einer gekrümmten Blendenplatte (6) ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die bei einer Stranggießanlage außerhalb der minimalen Breite eines Stranges (3a, 3b, 3c) angeordneten Düsen (4a, 4b) der Düsenreihen (I, II, III) mit den Drehblenden (5, 6) versehen sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehblenden (5) einzeln angetrieben sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in einer Flucht angeordneten Drehblenden (5) der Düsen (4a, 4b) untereinanderliegender Düsenreihen (I, II, III) gemeinsam angetrieben sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen mit den Drehblenden (5) verbundenen regelbaren Antrieb (7).

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehblende (5) in einem angetriebenen, drehbar gelagerten Blendenträger (8) angeordnet ist.