EP0167921B1 - Flachstrahldüse zum Kühlen von kontinuierlich geförderten Giessträngen in einer Stranggiessanlage - Google Patents

Flachstrahldüse zum Kühlen von kontinuierlich geförderten Giessträngen in einer Stranggiessanlage Download PDF

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EP0167921B1
EP0167921B1 EP85107858A EP85107858A EP0167921B1 EP 0167921 B1 EP0167921 B1 EP 0167921B1 EP 85107858 A EP85107858 A EP 85107858A EP 85107858 A EP85107858 A EP 85107858A EP 0167921 B1 EP0167921 B1 EP 0167921B1
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cooling
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    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/26—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets
    • B05B1/262—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets with fixed deflectors
    • B05B1/267—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets with fixed deflectors the liquid or other fluent material being deflected in determined directions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/124—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for cooling
    • B22D11/1246—Nozzles; Spray heads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/02—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape
    • B05B1/04—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape in flat form, e.g. fan-like, sheet-like

Definitions

  • the invention relates to a flat jet nozzle in a continuous casting installation for spraying a coolant onto a casting strand surface, the outlet slot of which forms a spray fan formed from a multiplicity of coolant jets, the angles of incidence associated with each coolant jet becoming smaller with respect to the side regions of the casting strand surface.
  • a coolant jet striking the side surfaces of the casting strand strikes the strand surface with less kinetic energy due to its twice as large path than a water jet striking the middle of the strand perpendicularly.
  • Both the smaller angle of incidence and the loss of energy additionally reduce the cooling effect of a certain amount of coolant, since they reduce the depth of penetration of the water drops into the vapor layer formed on the strand surface.
  • a nozzle which has a plurality of parallel nozzle channels arranged next to one another in one plane and having the same or different diameters. All nozzle channels are connected in the mouth area by a transverse channel with parallel boundary surfaces.
  • the object of the invention is to provide a simple spray nozzle for cooling casting strands in a wide spray fan formed from a plurality of coolant jets, the different heat dissipation resulting from different angles of incidence and throw lengths of the coolant jets being compensated for.
  • the outlet slot can extend in front of an impact surface in the circumferential direction of the flat jet nozzle.
  • the outlet slot can be arranged parallel to the inflow opening on the side of the flat jet nozzle.
  • a particularly inexpensive embodiment of the flat jet nozzle is seen in the fact that the outlet slot is partially formed by a cover placed on a side bore of the flat jet nozzle, which is fastened by a bolt penetrating the side bore.
  • a T-shaped mixing fitting 1 is provided with a connecting nipple 2, 3 each for an air supply line and a water supply line.
  • a nozzle tube 4, to which a flat jet nozzle 5 is connected, is screwed in on an outlet side of the mixer fitting 1.
  • the flat jet nozzle 5 is provided with an inlet opening 6 and a side bore 7 at right angles thereto, the lower wall 8 of which acts as an impact surface.
  • the side bore 7 is provided with a cover 9, which is fastened to the opposite wall of the flat jet nozzle 5 by a bolt 10 penetrating the side bore 7.
  • the lower wall 8 of the flat jet nozzle 5 is to form an outlet slot 11 on the side of the Cover 9 angularly excluded.
  • a flat jet nozzle 13 screwed to a nozzle tube 12 is provided with an outlet slot 15 in its wall immediately in front of an impact surface 14 on the end face.
  • the coolant is sprayed through the outlet slots 11, 15 of the flat jet nozzle 5 or 13 in a fan 16 onto a casting strand surface 17, with individual coolant jets of the spray fan 16 having different angles of incidence a, a 2 .
  • different amounts of coolant 0 are defined for the width regions depending on the angle of incidence a.
  • the associated area of the outlet slot 11, 15 is defined in terms of its width according to the required coolant quantities Q. It can be seen from FIGS. 1 to 4 that the width of the outlet slots 11, 15 increases from the center to the sides. In this way, the outer regions of a cast strand surface 17 are subjected to a larger quantity of coolant Q in an increasingly defined manner to the outside (FIG. 5).

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Nozzles (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Flachstrahldüse in einer Stranggießanlage zum Aufsprühen eines Kühlmittels auf eine Gießstrangoberfläche, deren Austrittsschlitz einen aus einer Vielzahl von Kühlmittelstrahlen gebildeten Sprühfächer formt, wobei die jedem Kühlmittelstrahl zugeordneten Auftreffwinkel zu den Seitenbereichen der Gießstrangoberfläche kleiner werden.
  • Bei einer derartigen durch die DE-A-2 401 649 bekannt gewordenen Sprühdüse ist ein gleichmäßiger Längsschlitz in einem zylindrischen Düsenkörper quer zu dessen Längsachse angeordnet, wodurch ein den Sprühfächer bestimmender Öffnungswinkel von 70°-130° gebildet ist. Mit der bekannten Sprühdüse ist eine gleichmäßige Kühlmittelbeaufschlagung und Wärmeabfuhr über eine große Strangbreite aus folgenden Gründen nicht erreichbar:
  • Die Auftreffwinkel der Kühlmittelstrahlen gehen von der Mitte des Gießstranges von 90° zu den Seiten des Gießstranges auf bis zu 30° zurück. Daraus folgt zunächst eine Ausdehnung des von einem Kühlmittelstrahl bestimmter Breite getroffenen Flächenbereichs mit abnehmenden Auftreffwinkeln. (Streuung)
  • Hinzukommt, daß ein auf die Seitenflächen des Gießstranges auftreffender Kühlmittelstrahl aufgrund seines doppelt so großen Weges mit geringerer kinetischer Energie auf die Strangoberfläche auftrifft als ein senkrecht auf die Strangmitte auftreffender Wasserstrahl. Sowohl der kleinere Auftreffwinkel als auch der Energieverlust verringern die Kühlwirkung einer bestimmten Kühlmittelmenge zusätzlich, da sie die Eindringtiefe der Wassertropfen in die auf der Strangoberfläche gebildete Dampfschicht vermindern.
  • Durch die DE-A-2 501 293 ist eine Düse bekannt, die mehrere in einer Ebene nebeneinander angeordnete parallele Düsenkanäle mit gleichen oder unterschiedlichen Durchmessern aufweist. Alle Düsenkanäle sind im Mündungsbereich durch einen Querkanal mit parallelen Begrenzungsflächen verbunden.
  • Diese Sprühdüse ist im Aufbau kompliziert und kostspielig und wegen der Verstopfungsgefahr der Düsenkanäle nicht betriebssicher. Innerhalb der zueinander parallelen Düsenkanäle werden gebündelte Kühlmittelstrahlen erzeugt, die wegen fehlender Ablenkungsflächen geradlinig durch den Querkanal gehen und ohne Fächerbildung senkrecht auf die Strangoberfläche treffen. Eine Beeinflussung der Kühlmenge innerhalb eines Sprühfächers kann auf diese Weise nicht stattfinden.
  • Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer einfachen Sprühdüse zum Abkühlen von Gießsträngen in einem breiten aus einer Vielzahl von Kühlmittelstrahlen gebildeten Sprühfächer, wobei sich die aus unterschiedlichen Auftreffwinkeln und Wurflängen der Kühlmittelstrahlen ergebende unterschiedliche Wärmeabfuhr ausgeglichen wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Flachstrahldüse der obigen Gattung dadurch gelöst, daß die Breite des Austrittsschlitzes von seiner Mitte zu seinen Seiten hin zunimmt.
  • Dabei erfolgt die genaue Dimensionierung der Zunahme der Schlitzbreite zu den Seiten mittels bekannter Kontrollen wie z. B. getrenntes Auffangen und Messen von auf bestimmte Breitenbereiche niedergehenden Kühlmittelmengen und/oder Temperaturmessung der Breitenbereiche der Strangoberfläche nach Durchlaufen des Sprühbereichs der Düse.
  • Auf diese Weise wird das Gefüge und die Oberflächenqualität des Gießstranges verbessert und eine optimale Ausnutzung des Kühlmittels erreicht.
  • Der Austrittsschlitz kann sich vor einer Prallfläche in Umfangsrichtung des Flachstrahldüse erstrecken.
  • Alternativ kann der Austrittsschlitz parallel zur Zuflußöffnung an der Seite der Flachstrahldüse angeordnet sein.
  • Eine besonders kostengünstige Ausgestaltung der Flachstrahldüse wird darin gesehen, daß der Austrittsschlitz teilweise durch einen auf eine Seitenbohrung der Flachstrahldüse aufgesetzten Deckel gebildet ist, der durch einen die Seitenbohrung durchdringenden Bolzen befestigt ist.
  • In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine aus Mischarmatur und Flachstrahldüse bestehende Kühlvorrichtung,
    • Fig. 2 die Kühlvorrichtung in Seitenansicht und im Teilschnitt,
    • Fig. 3 eine andere Flachstrahldüse von der Seite,
    • Fig. 4 einen Schnitt durch die Flachstrahldüse,
    • Fig. 5 eine Vorderansicht der Flachstrahldüse mit einem Sprühfächer und einer Kühlmengenverteilung.
  • Bei der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Zweistoffkühlvorrichtung für Gießstränge ist eine T-förmige Mischarmatur 1 mit je einem Anschlußnippel 2, 3 für eine Luftzuleitung und eine Wasserzuleitung versehen. An einer Austrittsseite der Mischarmatur 1 ist ein Düsenrohr 4 eingeschraubt, an dem eine Flachstrahldüse 5 angeschlossen ist.
  • Die Flachstrahldüse 5 ist mit einer Zulauföffnung 6 und einer dazu rechtwinkligen Seitenbohrung 7 versehen, deren untere Wandung 8 als Prallfläche wirkt. Die Seitenbohrung 7 ist mit einem Deckel 9 versehen, der mit einem die Seitenbohrung 7 durchdringenden Bolzen 10 an der gegenüberliegenden Wandung der Flachstrahldüse 5 befestigt ist. Die untere Wandung 8 der Flachstrahldüse 5 ist zur Bildung eines Austrittsschlitzes 11 an der Seite des Deckels 9 winkelförmig ausgenommen.
  • Bei der in den Figuren 3 bis 5 dargestellten Kühlvorrichtung ist eine an ein Düsenrohr 12 angeschraubte Flachstrahldüse 13 in ihrer Wandung unmittelbar vor einer stirnseitigen Prallfläche 14 mit einem Austrittsschlitz 15 versehen.
  • Das Kühlmittel wird durch die Austrittsschlitze 11, 15 der Flachstrahldüse 5 bzw. 13 in einem Fächer 16 auf eine Gießstrangoberfläche 17 gesprüht, wobei einzelne Kühlmittelstrahlen des Sprühfächers 16 unterschiedliche Auftreffwinkel a, a2 haben. Zur Erzielung einer gleichmäßigen Abkühlung über die Strangbreite b werden für die Breitenbereiche je nach Auftreffwinkel a unterschiedliche Kühlmittelmengen 0. festgelegt. Nach den erforderlichen Kühlmittelmengen Q wird der zugehörige Bereich des Austrittsschlitzes 11, 15 hinsichtlich seiner Breite festgelegt. Aus den Figuren 1 bis 4 ist zu erkennen, daß die Breite der Austrittsschlitze 11, 15 von der Mitte zu den Seiten zunimmt. Auf diese Weise werden die Außenbereiche einer Gießstrangoberfläche 17 nach außen zunehmend definiert mit größerer Kühlmittelmenge Q beaufschlagt (Fig. 5).

Claims (5)

1. Flachstrahldüse (5, 13) in einer Stranggießanlage zum Aufsprühen eines Kühlmittels auf eine Gießstrangoberfläche (17), deren Austrittsschlitz (11, 15) einen aus einer Vielzahl von Kühlmittelstrahlen gebildeten Sprühfächer formt, wobei die jedem Kühlmittelstrahl zugeordneten Auftreffwinkel (a1, a2...) zu den Seitenbereichen der Gießstrangoberfläche (17) kleiner werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Breite des Austrittsschlitzes (11, 15) der Flachstrahldüse (5, 13) von seiner Mitte zu seinem Seiten hin zunimmt.
2. Flachstrahldüse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Austrittsschlitz (15) sich in Umfangrichtung vor einer Prallfläche (14) der Flachstrahldüse (13) erstreckt.
3. Flachstrahldüse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Austrittsschlitz (11) parallel zur Zuflußöffnung (6) in der Wandung (8) der Flachstrahldüse (5) angeordnet ist.
4. Flachstrahldüse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Austrittsschlitz (11) teilweise durch einen auf eine Seitenbohrung (7) der Flachstrahldüse (5) aufgesetzten Deckel (9) gebildet ist.
5. Flachstrahldüse nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Deckel (9) durch einen die Seitenbohrung durchdringenden Bolzen (10) befestigt ist.
EP85107858A 1984-07-07 1985-06-25 Flachstrahldüse zum Kühlen von kontinuierlich geförderten Giessträngen in einer Stranggiessanlage Expired EP0167921B1 (de)

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EP0167921A3 EP0167921A3 (en) 1986-10-08
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