DE882479C

DE882479C - Liquid-cooled mold for the continuous casting of metals

Info

Publication number: DE882479C
Application number: DEB15636A
Authority: DE
Original assignee: Gebrueder Boehler and Co AG
Current assignee: Gebrueder Boehler and Co AG
Priority date: 1951-07-01
Filing date: 1951-07-01
Publication date: 1953-07-09

Description

Flüssigkeitsgekühlte Kokille für das Stranggießen von Metallen Beim Stranggießen von Metallen, besonders heim Vergießen hochschmelzender Metalle, wie z. B. Eisen und Stahl, ist es notwendig, große Wärmemengen von der flüssigkeitsgekühlten äußeren Kokillenwand abzuführen. Dabei wird noch, um der Kokille gute Kühlwirkung auf den Strang zu verleihen, größter Wert darauf gelegt, .daß die Kokillentemperatur selbst so niedrig wie möglich gehalten werden kann. Dies bedeutet also, daß die Wärmeübergangszahl zwischen äußerer und der Kühlflüssigkeit sehr hoch sein muß.Liquid-cooled mold for the continuous casting of metals Continuous casting of metals, especially in the casting of refractory metals such as z. B. iron and steel, it is necessary to remove large amounts of heat from the liquid-cooled discharge outer mold wall. It still has a good cooling effect around the mold To give the strand, the greatest importance was attached to .that the mold temperature itself can be kept as low as possible. So this means that the Heat transfer coefficient between the external and the cooling liquid must be very high.

Es ist bekannt, daß die Wärmeübergangszahl zwischen einer Flüssigkeit und einer festen Wand nahezu proportional mit der Flüssigkeitsgeschwindigkeit zunimmt. So gibt z. B. A. S c h a c k (Der industrielle Wärmeübergang, 3. Aufl., Düsseldorf 1948, S. 145) an, daß die Wärmeübergangszahl a nach folgender Formel zu errechnen ist: a - 2,900 . wo,ss (1 + o,os4tft).It is known that the heat transfer coefficient between a liquid and a solid wall increases almost proportionally with the speed of the liquid. So there are z. BA S chack (Der industrial heat transfer, 3rd edition, Düsseldorf 1948, p. 145) states that the heat transfer coefficient a can be calculated using the following formula: a - 2,900 . where, ss (1 + o, os4tft).

Hierin bedeutet w die Wassergeschwindigkeit und tfi die Temperatur des Wassers.Here w is the water velocity and tfi is the temperature of the water.

Will man also eine Wärmeübergangszahl von 20 ooo Iccal/m2, h, ° C erreichen bei einer Wassertemperatur von 1o° C, so bedeutet dies, daß eine Wassergeschw in,digkeit von etwa 8 m/s benötigt wird. Will man aber eine Wärmeühergangszahl von 50 ooo kcal/m2, h, ° C erreichen, so braucht man eine Wassergeschwindigkeit von 25 m/s. Dies hohen Wassergeschwindigkeiten ergeben einen außerordentlich hohen unwirtschaftlichen Wasserverbrauch, wenn der Strömungsquerschnitt in der Kokille nicht allzu klein ist: Die Erwärmung des Wassers ist sehr gering.So if you want a heat transfer coefficient of 20,000 Iccal / m2, h, ° C reach at a water temperature of 1o ° C, this means that a water speed at a speed of about 8 m / s is required. But if you want a heat transfer coefficient of To reach 50,000 kcal / m2, h, ° C, you need a water speed of 25 m / s. These high water velocities result in an extremely high uneconomical Water consumption, if the flow cross-section in the mold is not is too small: The warming of the water is very little.

Zur Erhöhung .der Strömungsgeschwindigkeit im Kühlmantel von Stranggießkokillen sind nun verschieden.,- Vorschläge gemacht worden. So wurde vorgeschlagen, die Stärke des Kühlmantels möglichst eng, z. B. nur o,6 mm zu wählen. Ein geringes Verziehen der metallischen Teile, das bei den Beanspruchungen der Kokille 'keineswegs ausgeschlossen ist, führt aber schon zu starken Querschnittsveränderungen, hierdurch zu weitgehenden Veränderungen des Strömungswiderstandes und zu -einer für die Durchführung des Stranggießverfahrens äußerst nachteiligen ungleichmäßigen. Kühlwirkung der Kokille.To increase the flow rate in the cooling jacket of continuous casting molds are now different., - Suggestions have been made. So it was suggested the strength the cooling jacket as tight as possible, z. B. to choose only o, 6 mm. A little warping the metallic parts, which are by no means excluded when the mold is exposed to stress is, but already leads to strong changes in the cross-section, which in turn lead to far-reaching changes Changes in flow resistance and one for the implementation of the continuous casting process extremely disadvantageous uneven. Cooling effect of the mold.

Nach einem anderen Vorschlag werden im Kühlmantel spiralförmig verlaufende Kühlmittelgänge angeordnet, wobei das Kühlmittel mit einer Geschwindigkeit von mehreren Metern je Sekunde durch die verschiedenen. Kühlmittel@gän e imstrom hindurchgeführt wird. Die mit dieser Vorrichtung erzielbaren Strömungsgeschwindigkeiten sind für das Stranggießen von Nichteisenmetallen vielfach ausreichend.According to another proposal, spiral-shaped coolant passages are arranged in the cooling jacket, with the coolant passing through the various channels at a speed of several meters per second. Coolant is passed imstrom @ gan e. The flow speeds that can be achieved with this device are often sufficient for the continuous casting of non-ferrous metals.

Eine weitere, für nicht hochschmelzende Metalle entwickelte Vorrichtung sieht eine Kokille mit einem zweiteiligen Kühlmantel vor; wobei der äußere, die eigentliche Kühlkammer umgebende Teil als Verteilerkammer wirkt und,die Trennwand zwischen den beiden Kammern Schlitze aufweist, durch welche Wasserstrahlen tangential zur Kokille in :die Kühlkammer austreten. Die äußere Wand der Kokille ist außerdem mit Rillen versehen; durch welche das auftreffende Kühlwasser nach oben bewegt wird. Im Anschluißi an diese Kokille ist ein zweiter Wassermantel angeordnet, in welchem Mittel vorgesehen sind,: dem,direkt auf den Strang einwirkenden Kühlwasser eine.rotierende Bewegung um den Strang herum zu verleihen. Dieser zweite Wassermantel ist mit einer Gummidichtung versehern, fdie auf den Umfang des Gußstranges angedrückt wird und dadurch ein Ausfließen des Kühlwassers nach unten verhindert.Another device developed for non-refractory metals provides a mold with a two-part cooling jacket; being the outer, the actual cooling chamber surrounding part acts as a distribution chamber and, the partition wall has slots between the two chambers through which water jets tangentially to the mold in: exit the cooling chamber. The outer wall of the mold is also grooved; through which the impinging cooling water is moved upwards. In connection with this mold a second water jacket is arranged in which Means are provided: a rotating cooling water acting directly on the strand To give movement around the strand. This second water jacket is with one Provide a rubber seal that is pressed onto the circumference of the cast strand and this prevents the cooling water from flowing out downwards.

Erfindungsgemäß wird nun eine Kokille vorgeschlagen, die bei geringem Wasserverbrauch die Erzielung sehr hoher Wärmeübergangszahlen, wie diese bei hochschmelzenden Metallen, insbesondere bei Eisen und Stahl gebraucht werden, ermöglicht.According to the invention, a mold is now proposed that at low Water consumption enables very high heat transfer coefficients to be achieved, as is the case with high-melting points Metals, especially when iron and steel are used, allows.

Die Kühlflüssigkeit wird dem Kühlmantel dieser Kokille am unteren Ende zugeführt, steigt hoch und fließt am oberen Kokillenende wieder ab. Um die Relativgeschwindigkeit zwischen Kokille und Kühlflüssigkeit zu erhöhen, wird diese aus mehreren Zuführungen tangential zugeleitet. Hierdurch wird erreicht, daß sich das Kühlmittel spiralförmig um die Kokille herum nach oben bewegt. Das Hochtreiben der Strömungsgeschwindigkeit wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, däß ein Teil der Zuleitungen die Kühlflüssigkeit mit geringem Überdruck an die Kölzille heranführt, mindestens eine Zuleitung aber Hochdruckwasser führt, wobei die Austrittsöffnung der Hochdruckwasserzuleitung die FormeinerBeschleunigungsdüseerhält. DieFlüssi;-keit tritt aus dieser Düse mit sehr hoher Gesc'hwind gkeit, also großer kinetischer Energie aus. Diese wird nun .der übrigen. Wassermenge mitgeteilt; die in eine rasche, um .die Kokille sich drehende spiralförmige Drehung versetzt wird.The cooling liquid is the cooling jacket of this mold at the bottom At the end, rises up and flows out again at the upper end of the mold. To the This will increase the relative speed between the mold and the cooling liquid supplied tangentially from several feeders. This ensures that the coolant spirals upwards around the mold. The driving up the flow rate is achieved according to the invention in that a part the supply lines bring the coolant to the Kölzille with a slight overpressure, at least one supply line but leads high pressure water, the outlet opening the high pressure water supply takes the form of an acceleration nozzle. The liquid emerges from this nozzle with very high speed, i.e. high kinetic energy the end. This now becomes .the rest. Amount of water communicated; which in a quick order .the mold rotating spiral-shaped rotation is displaced.

Durch diese erfindungsgemäße Einrichtung wird nicht nur der Bedarf an Druckwasser oder Druckflüssigkeit erheblich vermindert., sondern ein besonderer Vorteil ist es, daß die insgesamt verbrauchten Kühlflüssigkeitsmengen ganz erheblich ferabgesetzt werden. Dem kommt eine nicht zu übersehende technische und wirtschaftliche Bedeutung zu, da der Wasserverbrauch von Stranggießanlagen sehr ,beträchtlich ist und die Möglichkeit der Herabsetzung derselben einen wichtigen Fortschritt bedeutet.This device according to the invention not only increases the need of pressurized water or hydraulic fluid considerably reduced., but a special one The advantage is that the total amount of coolant consumed is quite considerable be sold. This is accompanied by a technical and economic one that cannot be overlooked Significant because the water consumption of continuous casting plants is very, considerable and the possibility of reducing them represents an important advance.

Claims

PATENT CLAIM: Liquid-cooled mold for continuous casting of metals, especially iron and steel, in which the coolant, z. B. water, is supplied tangentially to the mold at the lower end of the mold, marked through several supply lines for the cooling liquid, with at least one am Outlet end with a high pressure nozzle provided supply line under the cooling liquid higher pressure than in the other supply lines.