EP2512708A1 - Düsenvorrichtung und strangführungsvorrichtung mit der düsenvorrichtung - Google Patents

Düsenvorrichtung und strangführungsvorrichtung mit der düsenvorrichtung

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EP2512708A1
EP2512708A1 EP10801392A EP10801392A EP2512708A1 EP 2512708 A1 EP2512708 A1 EP 2512708A1 EP 10801392 A EP10801392 A EP 10801392A EP 10801392 A EP10801392 A EP 10801392A EP 2512708 A1 EP2512708 A1 EP 2512708A1
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EP
European Patent Office
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nozzle
pipeline
fluid
nozzle device
strand
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10801392A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Naujock
Axel Weyer
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SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Siemag AG
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Filing date
Publication date
Application filed by SMS Siemag AG filed Critical SMS Siemag AG
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Publication of EP2512708A1 publication Critical patent/EP2512708A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • B05B1/08—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 of pulsating nature, e.g. delivering liquid in successive separate quantities
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05B9/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour
    • B05B9/03—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour characterised by means for supplying liquid or other fluent material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/04—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge

Definitions

  • the invention relates to a nozzle device with a nozzle head for the evaporation of a fluid and with a pipe for supplying the fluid to the nozzle head.
  • the invention also relates to a strand guiding device with the nozzle device.
  • the strand guiding device In the strand guiding device of a slab or thin slab casting plant, single-substance and / or multi-substance nozzles, in particular two-substance nozzles, are used for cooling the strand.
  • the strand guiding device consists of a series of segments, the number of which is determined by the respective requirements of the strand. It can consist of up to 20 segments (with corresponding roller conveyor). In one segment of the strand guiding device, between 2 to 10 rolls or partial rolls (rolls with corresponding division) per segment frame (top and bottom) are present. Between each segment and each roll, so in each space, the nozzles are used to cool the strand.
  • single-fluid nozzles are operated with water and two-fluid nozzles with a mixture of compressed air and water.
  • up to 12 nozzles per space are used.
  • up to 10 rolls x 20 segments x 12 nozzles 2,400 nozzles are used.
  • the object of the invention is to provide a low-cost and low-maintenance alternative for generating a pulsation of the flowing fluid for a known nozzle device and for a strand guiding device with such a known nozzle device.
  • This object is achieved by the subject matter of claim 1.
  • This article is characterized in that the pipeline has in its interior a plurality of cross-sectional constrictions distributed over the length of the pipeline.
  • the geometry of the cross-sectional constrictions causes the fluid flow to be pulsed. Due to the pulsation, the overall flow characteristics of the nozzle device and the nozzle characteristics are improved. This results in an increase in the cooling efficiency and thus This results in a high potential for saving the consumption values of water and air. Since the cross-sectional constrictions are purely passive elements, can be dispensed with according to the invention on the use of active elements, such as controlled valves. The elimination of active elements, ie moving components, minimizes costs, leads to a considerable reduction in wear, increases the intervals of the maintenance intervals and thus leads to longer service life of the nozzle device according to the invention.
  • the cross-sectional constrictions are preferably arranged equidistant.
  • the pulsation frequency can be adjusted, via which the cooling effect can be influenced.
  • the pulsation frequency must reach such a high value that cooling interruptions must be ruled out.
  • the nozzle device is characterized in that the pipe has distributed over its length a plurality of tapered portions, the tapered ends each represent the cross-sectional constrictions.
  • the nozzle device is characterized in that the tapered sections each represent an individual part of the pipeline and can be connected to one another to form the pipeline.
  • the nozzle device is characterized in that the individual sections of the pipeline are connected in such a way. can be connected, that the outlet opening of a upstream part in the flow direction of the fluid is inserted into the inlet opening of a downstream in the flow direction of the fluid portion, wherein the outlet opening represented by the tapered end and the inlet opening by the flared end at the respective sections.
  • the nozzle device is characterized in that the cross-sectional constrictions at least partially on its side facing away from the flow direction of the fluid side have a tear-off edge.
  • an edge turbulence the so-called flow roll, sets in, which advantageously ensures that the main flow stream does not come into direct contact with the inside of the pipe wall.
  • the main fluid flow experiences less friction, resulting in laminarization and increasing the effectiveness of the nozzle device.
  • FIG. 1 shows a nozzle device with enlarged detail according to a first embodiment
  • Figure 2 shows a tapered portion of the pipeline
  • FIG. 3 shows a nozzle device according to a second exemplary embodiment in the form of a multi-component nozzle with a remote mixing body
  • FIG. 4 shows a nozzle device according to a third exemplary embodiment in FIG
  • Figure 5 is a continuous casting
  • Figure 6 shows an arrangement of the nozzle device in a segment.
  • FIG. 1 shows a nozzle device 100 with a pipeline 120, in which a plurality of tapering cross-sectional constrictions 240 'are formed, and a nozzle head 110, from which a fluid 220 emerges, as a single-substance nozzle.
  • An enlarged detail in FIG. 1 shows a fluid flow 200 at a spoiler lip 250 and a resulting edge turbulence, the so-called flow roller 260.
  • the pipeline 1 20 is subdivided into individual sections 11 25 tapering in the direction of flow, so-called individual sections. These individual sections are characterized, inter alia, by an upstream inlet opening 230 and downstream in the flow direction outlet opening 240. Another characteristic of the individual sections is that they are tapered in the flow direction.
  • the outlet opening 240 of a section can be inserted into the inlet opening 230 of the subsequent section.
  • the sections inserted into one another form the pipeline 120. Due to this construction of the pipeline 120, the fluid flow 200 is directed to the nozzle head 1 10.
  • the fluid stream 200 is subject to a pipe constriction (exit opening 240) and a pipe expansion (entry opening 230) through the cross-sectional constrictions 240 '.
  • the realization of the pulsation of the fluid takes place by the mechanical properties of the pipeline and requires no moving or controllable components.
  • the pulsation frequency can be adjusted by means of the number and the respective length of the tapered sections 125. In order to rule out cooling interruptions, the pulsation frequency must have a correspondingly high value.
  • each tapered portion 125 the tear-off edge 250 is formed, which, as shown in the enlarged detail, causes the formation of a flow roll 260.
  • the speed of the fluid flow is adjusted so that the flow roll is maintained and can not penetrate into the fluid flow. This ensures that the main fluid flow, which is centralized by the tapered portions 125, can not come into contact with the inside of the pipe wall, thus no friction occurs and thus no turbulent flow of the fluid.
  • FIG. 2 shows the tapered section 125 with its inlet opening 230 and the outlet opening 240.
  • the tapered end projects into the inlet opening 230 of the next section and shows the cross-sectional constriction 240 '.
  • the tear-off edge 250 is formed.
  • Figure 3 shows a nozzle device according to a second embodiment in the form of a multi-component nozzle 100 'with remote mixing body, in this case a two-fluid nozzle, in which the inventive pipeline 1 20 between the nozzle head 1 10 and mixing body 140' is arranged.
  • a first feed line 150 carries a first substance component and a second feed line 160 leads a second substance component to the mixing body 140 '.
  • pulsation and laminarization are imposed on the mixture of first and second substance components by the geometry of the pipeline 120, and the pulsating fluid is applied to the element to be cooled via the nozzle head 110.
  • the first and the second supply line may be formed in the form of the pipe according to the invention with the cross-sectional constrictions.
  • the multi-substance nozzle 100 is designed such that the mixing body 140 'is placed directly on the nozzle head.” At least one of the feed lines 170, 180 to the mixing body 140' is designed in the form of the pipeline 120 according to the invention
  • the raw material flow according to the invention is mixed in the pumping station and it introduces an inert / low-friction fluid flow.
  • FIG. 5 shows a strand guiding device 400 in a slab caster or thin slab continuous caster, which is composed of a series of segments 410, the number of which is determined by the respective requirements of the cast strand.
  • the nozzle devices according to the invention are used as single and / or dual-fluid nozzles optionally with all embodiments between the rollers, see FIG. 6.

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  • Nozzles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Düsenvorrichtung mit einem Düsenkopf zur Verdüsung eines Fluids und mit einer Rohrleitung zum Zuführen des Fluids zu dem Düsenkopf. Zur kostengünstigen und wartungsarmen Erzeugung einer Pulsation des strömenden Fluids weist die Rohrleitung in ihrem Inneren eine Mehrzahl von Querschnittsverengungen auf, die über die Länge der Rohrleitung verteilt angeordnet sind. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Strangführungsvorrichtung mit der Düsen-Vorrichtung.

Description

Düsenvorrichtung und Strangführungsvorhchtung mit der Düsenvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Düsenvorrichtung mit einem Düsenkopf zur Verdü- sung eines Fluids und mit einer Rohrleitung zum Zuführen des Fluids zu dem Düsenkopf. Die Erfindung betrifft außerdem eine Strangführungsvorrichtung mit der Düsenvorrichtung.
In der Strangführungsvorrichtung einer Brammen- oder Dünnbrammenstrang- gießanlage kommen Einstoff- und/oder Mehrstoffdüsen, insbesondere Zweistoffdüsen, zur Kühlung des Strangs zum Einsatz. Die Strangführungsvorrichtung besteht aus einer Reihe von Segmenten, deren Anzahl von den jeweiligen Anforderungen an den Strang bestimmt wird. Sie kann aus bis zu 20 Segmenten (mit entsprechenden Rollenbahn) bestehen. In einem Segment der Strang- führungsvorrichtung sind zwischen 2 bis 10 Rollen, bzw. Teilrollen (Rollen mit entsprechender Teilung) je Segmentrahmen (Ober- und Unterseite) vorhanden. Zwischen jedem Segment und jeder Rolle, also in jedem Zwischenraum, werden die Düsen zur Kühlung des Strangs eingesetzt. In der Regel werden Ein- stoffdüsen mit Wasser und Zweistoffdüsen mit einem Gemisch aus komprimier- ter Luft und Wasser betrieben. Je nach Breite der Strangführungsvorrichtung kommen bis zu 12 Düsen je Zwischenraum zum Einsatz. Es kommen somit je nach Anlagentyp bis zu 10 Rollen x 20 Segmente x 12 Düsen = 2.400 Düsen zum Einsatz.
Bei einem angenommenen Durchsatz je Düse von 151/min Wasser summiert sich die Gesamtwassermenge auf bis zu 36.0001/min (2.160 m3/h). Der Luftdurchsatz beläuft sich je Düse auf bis zu 25Nm3/h, was zu einem Gesamtverbrauch von bis zu 60.000Nm3/h führt. Die Höhe des möglichen Einsparpotentials wird bei diesen Verbrauchswerten sehr deutlich. Aus der Druckschrift DE 10333477 ist ein Strömungskanal für Flüssigkeiten bekannt, bei dem eine den Strömungskanal begrenzende Wand derart ausgebil- det ist, dass sich bei Durchströmen einer Flüssigkeit mindestens ein Strömungsbereich ausbildet, der eine axiale und gleichzeitig tangentiale Strömungskomponente hat. Es wird ein Strömungskanal für Flüssigkeiten oder auch Gase bereitgestellt, der so gestaltet ist, dass möglichst geringe Verluste bei der Strömung, insbesondere geringe Reibungsverluste auftreten.
Aus der Druckschrift DE 1261634 ist ein Verfahren zum Kühlen beim Stranggießen durch unmittelbares Aufbringen von Kühlmittel auf den aus der Stranggießkokille austretenden Strang, bei dem der Kühlmittelstrom in seiner Stärke verändert wird, bekannt. Die Veränderung der Stärke, das Pulsieren, erfolgt derart, dass der Kühlmittelstrom in bestimmten, verhältnismäßig kurzen Zeitintervallen ein- und ausgeschaltet wird, jedoch auch dadurch, dass die Intensität des Kühlmittelstroms periodisch verändert wird . Das Kühlwasser wird dabei durch Öffnen und Schließen eines Ventils in der Zuleitung oder durch bewegliche Ablenkbleche, die den Wasserstrahl je nach ihrer Stellung auf die Oberflä- che des Stranges auftreffen lassen, oder davon ablenken. In den Zuleitungen müssen für dieses Verfahren Ventile oder bewegliche Ablenkbleche, also aktive Elemente, eingebracht werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, für eine bekannte Düsenvorrichtung und für eine Strangführungsvorrichtung mit einer solchen bekannten Düsenvorrichtung eine kostengünstige und wartungsarme Alternative zur Erzeugung einer Pulsation des strömenden Fluids bereit zu stellen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand des Anspruchs 1 . Dieser Gegenstand ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung in ihrem Inneren eine Mehrzahl von Querschnittsverengungen, die über die Länge der Rohrleitung verteilt angeordnet sind, aufweist.
Die Geometrie der Querschnittsverengungen bewirkt, dass der Fluidstrom in Pulsation versetzt wird. Aufgrund der Pulsation werden die strömungsmechani- sehen Gesamteigenschaften der Düsenvorrichtung und die Düsenkennwerte verbessert. Es ergibt sich eine Steigerung der Kühlungseffektivität und somit ergibt sich ein hohes Einsparpotenzial der Verbrauchswerte von Wasser und Luft. Da die Querschnittsverengungen rein passive Elemente sind, kann erfindungsgemäß auf den Einsatz von aktiven Elementen, wie zum Beispiel angesteuerte Ventile, verzichtet werden. Der Verzicht auf aktive Elemente, also bewegte Bauteile, minimiert die Kosten, führt zu einer erheblichen Verschleißmin- derung, erhöht die Abstände der Wartungsintervalle und führt somit zu höheren Standzeiten der erfindungsgemäßen Düsenvorrichtung.
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Düsenvorrichtung ist dieses dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsverengungen vorzugsweise äqui- distant angeordnet sind. Durch diese äquidistante Anordnung kann vorteilhafterweise die Pulsationsfrequenz eingestellt werden, über die die Kühlwirkung beeinflussbar ist. Die Pulsationsfrequenz muss dabei einen so hohen Wert erreichen, dass Kühlungsunterbrechungen auszuschließen sind. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Düsenvorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung über ihre Länge verteilt eine Mehrzahl verjüngender Abschnitte aufweist, deren verjüngte Enden jeweils die Querschnittsverengungen repräsentieren. Durch die Verjüngung erfährt das Fluid in Strömungsrichtung vorteilhafterweise eine laminare widerstandsarme Hinfüh- rung zu den Querschnittsverengungen, ohne das die strömungsmechanischen Gesamteigenschaften des Systems negativ beeinflusst werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Düsenvorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die verjüngenden Abschnitte jeweils ein individuelles Teil- stück der Rohrleitung repräsentieren und miteinander verbindbar sind zur Ausbildung der Rohrleitung. Dadurch, dass die individuellen Teilstücke der Rohrleitung ineinander gesteckt sind, ergibt sich vorteilhafterweise eine Geometrie, die sich flexibel an örtliche Gegebenheiten anpassen lässt. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Düsenvorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die individuellen Teilstücke der Rohrleitung derart mitein- ander verbindbar sind, dass die Austrittsöffnung eines in Strömungsrichtung des Fluids vorgelagerten Teilstücks in die Eintrittsöffnung eines in Strömungsrichtung des Fluids nachgelagerten Teilstücks eingesteckt ist, wobei die Aus- trittsöffnung durch das verjüngte Ende und die Eintrittsöffnung durch das aufgeweitete Ende bei dem jeweiligen Teilstücken repräsentiert sind. Vorteil hafter- weise können durch diese Maßnahme bestehende Anlagen problemlos ange- passt werden, ohne dass Änderungen an sonstigen Anlagenteilen, wie messtechnische Ausrüstungen und Regel- und Stellorgane, vorgenommen werden müssen. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Düsenvorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsverengungen zumindest teilweise auf ihrer der Strömungsrichtung des Fluids abgewandten Seite eine Abrisskante aufweisen. An der Abrisskante stellt sich eine Randverwirbelung, die sogenannte Strömungswalze, ein, die vorteilhafterweise dafür sorgt, dass der Hauptflu- idstrom n icht mehr direkt mit der Innenseite der Rohrwandung in Kontakt kommt. Somit erfährt der Hauptfluidstrom eine geringere Reibung, was zu einer Laminarisierung führt und die Effektivität der Düsenvorrichtung erhöht.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin durch eine Strangführungsvorrichtung gemäß Anspruch 10 gelöst. Die Vorteile dieser Lösung entsprechen den oben, mit Bezug auf die Düsenvorrichtung, genannten Vorteilen. Der Beschreibung sind insgesamt sechs Figuren beigefügt, wobei
Figur 1 eine Düsenvorrichtung mit Ausschnittsvergrößerung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, Figur 2 einen verjüngenden Abschnitt der Rohrleitung, Figur 3 eine Düsenvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in Form einer Mehrstoffdüse mit abgesetztem Misch körper,
Figur 4 eine Düsenvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel in
Form einer Mehrstoffdüse mit aufgesetztem Mischkörper,
Figur 5 eine Stranggießanlage, und
Figur 6 eine Anordnung der Düsenvorrichtung in einem Segment zeigt.
Die erfindungsgemäße Düsenvorrichtung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren detailliert beschrieben. In allen Figuren sind gleiche technische Merkmale mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
In Figur 1 ist eine Düsenvorrichtung 100 mit einer Rohrleitung 120, in der eine Mehrzahl verjüngender Querschnittsverengungen 240' ausgebildet sind und einem Düsenkopf 1 10, aus dem ein Fluid 220 austritt, als Einstoffdüse darge- stellt. Eine Ausschnittsvergrößerung in Figur 1 zeigt einen Fluidstrom 200 an einer Abrisskante 250 und eine daraus entstehende Randverwirbelung, die sogenannte Strömungswalze 260. Die Rohrleitung 1 20 ist in einzelne sich in Strömungsrichtung verjüngende Abschn itte 1 25, sogenannte ind ividuelle Teilstücke, unterteilt. Diese individuellen Teilstücke sind unter anderem durch eine in Strömungsrichtung vorgelagerte Eintrittsöffnung 230 und eine in Strömungsrichtung nachfolgende Austrittsöffnung 240 gekennzeichnet. Ein weiteres Kennzeichen der individuellen Teilstücke ist, dass sie in Strömungsrichtung verjüngend ausgebildet sind. Dadurch lässt sich die Austrittsöffnung 240 eines Teilstücks in die Eintrittsöffnung 230 des darauffolgenden Teilstücks stecken. Die so ineinander gesteckten Teilstücke bilden die Rohrleitung 120. Durch diesen konstruktiven Aufbau der Rohrleitung 120 wird der Fluidstrom 200 zum Düsenkopf 1 10 geleitet. Der Fluidstrom 200 unterliegt durch die Querschnittsverengungen 240' einer, in gewissen Abständen erfolgenden, Rohrverengung (Austrittsöffnung 240) und einer Rohraufweitung (Eintrittsöffnung 230). Dadurch ergibt sich eine wiederholende Geschwindigkeitsänderung des Flu- idstroms, die zu einem Pulsieren des Fluidstroms führt. Die Realisierung der Pulsation des Fluids erfolgt durch die mechanischen Eigenschaften der Rohrleitung und bedarf keiner bewegten oder ansteuerbaren Bauteile. Die Pulsati- onsfrequenz lässt sich mit Hilfe der Anzahl und der jeweiligen Länge der sich verjüngenden Abschnitte 125 einstellen. Um Kühlungsunterbrechungen auszu- schließen, muss die Pulsationsfrequenz einen entsprechend hohen Wert besitzen.
Am Ende eines jeden verjüngten Abschnitts 125 ist die Abrisskante 250 ausgebildet, die, wie in der Ausschnittsvergrößerung gezeigt, die Bildung einer Strömungswalze 260 bewirkt. Die Geschwindigkeit des Fluidstroms wird so einge- stellt, dass die Strömungswalze erhalten bleibt und nicht in den Fluidstrom eindringen kann. Damit wird erreicht, dass der Hauptfluidstrom, der durch die sich verjüngenden Abschnitte 125 zentralisiert wird, nicht mit der Innenseite der Rohrwandung in Kontakt treten kann, somit keine Reibung entsteht und somit auch keine turbulente Strömung des Fluids.
Die Pulsation in Verbindung mit der Laminarisierung des Fluidstroms bewirkt eine Verbesserung der Düsenkennwerte und somit eine Steigerung der Kühlungseffektivität. Diese Effektivitätserhöhung ermöglicht, ohne Einschränkung der Küh lwirkung, eine Einsparung der einzusetzenden Fluide. Da die Verbrauchswerte in einer Strangführungsvorrichtung sehr hoch sein können, ist dadurch ein enormes Einsparpotential gegeben. In Figur 2 ist der verjüngte Abschnitt 125 mit seiner Eintrittsöffnung 230 und der Austrittsöffnung 240 dargestellt. Das verjüngte Ende ragt in die Eintrittsöffnung 230 des nächsten Teilstücks und zeigt die Querschnittsverengung 240'. Am Ende des Teilstücks ist die Abrisskante 250 ausgebildet. Figur 3 zeigt eine Düsenvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in Form einer Mehrstoffdüse 100' mit abgesetztem Misch körper, in diesem Fall eine Zweistoffdüse, bei welcher die erfindungsmäßige Rohrleitung 1 20 zwischen Düsenkopf 1 10 und Mischkörper 140' angeordnet ist. Eine erste Zuleitung 150 führt eine erste Stoffkomponente und eine zweite Zuleitung 160 führt eine zweite Stoffkomponente zu dem Mischkörper 140'. Anschließend wird dem Gemisch aus erster und zweiter Stoffkomponente durch die Geometrie der Rohrleitung 120 eine Pulsation und eine Laminarisierung aufgezwungen und das pulsierende Fluid wird über den Düsenkopf 1 10 auf das zu kühlende Element aufgebracht. Die erste und die zweite Zuleitung können in Form der erfindungsgemäßen Rohrleitung mit den Querschnittsverengungen ausgebildet sein.
In Figur 4 ist die Mehrstoffdüse 100" derart ausgebildet, dass der Mischkörper 140' direkt auf dem Düsenkopf aufgesetzt ist. Zumindest eine der Zuleitungen 170, 180 zu dem Mischkörper 140' ist in Form der erfindungsgemäßen Rohrleitung 120 ausgebildet. Das Fluid 220 wird jeweils in der erfindungsgemäßen Roh rleitu ng 1 20 in Pu l sation versetzt u nd es stel lt s ich ei ne l am inare/reibungsarme Fluidströmung ein.
Figur 5 stellt eine Strangführungsvorrichtung 400 in einer Brammen- oder Dünn- brammenstranggießanlage dar, die aus einer Reihe von Segmenten 410, deren Anzahl von den jeweiligen Anforderungen an den gegossenen Strang bestimmt wird, zusammengesetzt ist. Zwischen den Rollen werden zur Kühlung des Strangs 430 die erfindungsgemäßen Düsenvorrichtungen als Ein- und/oder Zweistoffdüsen optional mit allen Ausführungsbeispielen eingesetzt, siehe Figur 6. Bezugszeichen:
100 Düsenvorrichtung
1 10 Düsenkopf
120 Rohrleitung
25 verjüngender Abschnitt
100' Mehrstoffdüse mit von dem Düsenkopf abgesetzten Mischkörper
100" Mehrstoffdüse mit auf den Düsenkopf aufgesetzten Mischkörper
140' Mischkörper
150 Zuleitung 1
160 Zuleitung 2
170 Zuleitung 3
180 Zuleitung 4
200 Fluidstrom
210 Strömungsrichtung des Fluids
220 Fluid
230 Eintrittsöffnung
240 Austrittsöffnung
240' Querschnittsverengung
250 Abrisskante
260 Strömungswalze
Strangführungsvorrichtung
Segment 420 Kokille
430 Strang
440 Strangführungsrollen
450 Oberseite
460 Unterseite

Claims

Patentansprüche
1 . Düsenvorrichtung (100)
mit einem Düsenkopf (1 10) zur Verdüsung eines Fluids (220); und mit mindestens einer Rohrleitung (120) zum Zuführen des Fluids (220) zu dem Düsenkopf (1 10)
dadurch gekennzeichnet, dass
die Rohrleitung (120) in ihrem Inneren eine Mehrzahl von Querschnittsverengungen (240'), die über die Länge der Rohrleitung (120) verteilt angeordnete sind, aufweist.
2. Düsenvorrichtung (100) nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, dass
die Querschnittsverengungen (240') vorzugsweise äquidistant angeordnet sind.
3. Düsenvorrichtung (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
die Rohrleitung (120) über ihre Länge verteilt eine Mehrzahl verjüngender Abschnitte (125) aufweist, deren verjüngte Enden jeweils die Querschnittsverengungen (240') repräsentieren.
4. Düsenvorrichtung (100) nach Anspruch 3
dadurch gekennzeichnet, dass
die verjüngenden Abschnitte (125) jeweils ein individuelles Teilstück der Rohrleitung (120) repräsentieren und miteinander verbindbar sind zur Ausbildung der Rohrleitung (120).
5. Düsenvorrichtung (100) nach Anspruch 4
dadurch gekennzeichnet, dass
die individuellen Teilstücke der Rohrleitung (120) derart miteinander ver- bindbar sind, dass die Austrittsöffnung (240) eines in Strömungsrichtung des Fluids (210) vorgelagerten Teilstücks in die Eintrittsöffnung eines in Strömungsrichtung des Fluids (210) nachgelagerten Teilstücks eingesteckt ist, wobei die Austrittsöffnung (240) durch das verjüngte Ende und die Eintrittsöffnung durch ein aufgeweitetes Ende bei dem jeweiligen Teilstück repräsentiert sind.
6. Düsenvorrichtung (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
die Querschnittsverengungen (240') zumindest teilweise auf ihrer der Strömungsrichtung des Fluids (210) abgewandten Seite eine Abrisskante (250) aufweisen.
7. Düsenvorrichtung (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
die Düsenvorrichtung (100) als Mehrstoffdüse (100'), insbesondere Zwei- stoffdüse, mit einem abgesetzten Mischkörper (140') ausgebildet ist, wobei der Mischkörper (140') durch die Rohrleitung (120) mit dem Düsenkopf (1 10) verbunden ist.
8. Düsenvorrichtung (100) nach Anspruch 1 bis 6
dadurch gekennzeichnet, dass
die Düsenvorrichtung (100) als Mehrstoffdüse (100"), insbesondere Zwei stoffdüse, ausgebildet ist, wobei zwischen dem düsenkopfseitigen Ende der Rohrleitung (120) und dem Düsenkopf (1 10) ein Mischkörper (140') angeordnet ist, wobei an dem Mischkörper (140') neben der Rohrleitung (120) zum Zuführen eines ersten Fluids mindestens eine weitere Zuleitung zum Zuführen mindestens eines zweiten Fluids angeschlossen ist.
9. Düsenvorrichtung (100) nach Anspruch 8
dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitung gemäß der Rohrleitung (120) ausgebildet ist.
10. Strangführungsvorrichtung (400) in einer Stranggießanlage zum Führen eines gegossenen Strangs nach Verlassen einer Kokille, mit
oberen und unteren Strangführungsrollen (440) zwischen welchen der Strang geführt ist; und
einer Kühleinrichtung mit einer Mehrzahl von Düsenvorrichtungen (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, welche zwischen den Strangführungsrollen (440) angeordnet sind zum Kühlen des Strangs während seiner Führung durch die Strangführungsvorrichtung (400)
dadurch gekennzeichnet, dass
die Rohrleitungen (120) der Düsenvorrichtungen (100) in ihrem Inneren eine Mehrzahl von über die Länge der Rohrleitung (120) verteilt angeordnete Querschnittsverengungen aufweisen.
EP10801392A 2009-12-15 2010-11-30 Düsenvorrichtung und strangführungsvorrichtung mit der düsenvorrichtung Withdrawn EP2512708A1 (de)

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