EP3332890A1 - Zweistoff-blockdüse mit einer optimierten aussengeometrie - Google Patents

Zweistoff-blockdüse mit einer optimierten aussengeometrie Download PDF

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EP3332890A1
EP3332890A1 EP17204839.9A EP17204839A EP3332890A1 EP 3332890 A1 EP3332890 A1 EP 3332890A1 EP 17204839 A EP17204839 A EP 17204839A EP 3332890 A1 EP3332890 A1 EP 3332890A1
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EP
European Patent Office
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component block
block nozzle
nozzle according
base body
cooling
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EP17204839.9A
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EP3332890B1 (de
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Josef Guttenbrunner
Manfred Haslinger
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Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Primetals Technologies Austria GmbH
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    • 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
    • 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
    • B05B7/025—Nozzles having elongated outlets, e.g. slots, for the material to be sprayed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • 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
    • B05B7/0416—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid
    • B05B7/0483—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid with gas and liquid jets intersecting in the mixing chamber

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of continuous casting.
  • liquid metal preferably steel
  • the strand is continuously drawn out of the mold and supported in the mold following the mold guide, guided and further cooled.
  • Secondary cooling zone block nozzles are often used as spray nozzles through which at least one cooling medium - in the present case, however, a liquid and a gaseous cooling medium - are applied to the strand.
  • Spray Nozzles for Secondary Cooling in Continuous Casting Machines Fa. Lechler GmbH, Edition 04/04 are generic block nozzles known, see, for example, the product numbers 138.XXX and 148.XXX. Although these two-component block nozzles are easy to produce, a large amount of scale accumulates on the flat surfaces of the block nozzles during operation in a continuous casting machine. Since the casting speed in modern continuous casting often already over 4, 5 or 6 m / min, the distances between immediately consecutive strand guide rollers must be kept low even in billet or blooming machines, which has a negative effect on the removal of scale from the secondary cooling zone.
  • the object of the invention is to overcome the disadvantages of the prior art and to provide a two-component block nozzle of the type mentioned for cooling a strand in a continuous casting machine, so that during operation in a continuous casting machine less scale on the outer surfaces of the block nozzle can settle ,
  • Characteristic of the two-component block nozzle according to the invention is that the size of the surfaces of at least two surfaces, preferably of at least three surfaces, from the group of the end surface and the side surfaces, by a rounding or a chamfering of each edge between the end face and a side surface, be reduced by at least 10% compared to the initial cuboidal state of the body, whereby the storage areas for scale on the surfaces are also reduced.
  • the scale deposit can be significantly reduced at any orientation of the block nozzle.
  • the base body is made in one piece and preferably has a substantially rectangular base.
  • the main body is usually made of stainless steel or a brass or bronze alloy and is typically machined by milling.
  • first and / or the second connection with respect to the flange by a respective seal -.
  • an O-ring - is sealed.
  • the flow conditions in the channels can be set exactly, regardless of the cross sections of the ports, if a nozzle insert is arranged in the first channel and / or in the second channel.
  • the rounding or chamfering of an edge increases the size of a surface, preferably from both surfaces, by at least 20%, preferably by at least 40%, particularly preferably by at least 60%. , reduced.
  • the first channel or of the second channel is produced by a bore which is placed on a side surface, the end of the bore subsequently being blocked by a plug.
  • the two-component block nozzle has at least one fastening means, so that the base body can be clamped to the flange via the fastening means arranged in the groove or bore.
  • the fastening means is a screw which has a screw head at one end and a nut at the other end. This will prevent the screw or nut from being lost during assembly / disassembly.
  • liquid cooling medium is cooling water and the gaseous cooling medium is air.
  • the third connection is arranged on the end face, the end face has a projection and the third connection is arranged on the projection.
  • a convenient attachment of the fuel nozzle results when the spray nozzle has a nozzle mouthpiece and a union nut.
  • the nozzle mouthpiece In order to be able to orient the opening of the nozzle mouthpiece in the radial direction, it is favorable for the nozzle mouthpiece to be connected to the neck with a non-rotationally symmetrical opening via a form-fitting connection (for example a dovetail groove).
  • the nozzle orifice may e.g. a slot-shaped (for a flat jet nozzle) or a substantially round opening (for a full or cone jet nozzle) have.
  • a single cooling unit has a water line, an air line and a flange plate, wherein the water line to the first terminal and the air line to the second terminal are fluid-tight manner, and a two-component block nozzle according to the invention is braced at least one fastening means with the flange plate.
  • the Fig. 1 shows a non-inventive two-component block nozzle with a cuboid base body 1, for example made of stainless steel or a brass or bronze alloy is made.
  • the base body 1 with a base 2, an end face 3 and four side surfaces 4 is machined by milling or drilling.
  • the base 14 facing the flange 14 has a first connection 5 for the liquid cooling medium 31 cooling water and a second connection 6 for the gaseous cooling medium 32 air.
  • the two cooling media 31, 32 are from a water pipe 33 and an air line 34, which are designed as rectangular profile tubes, through holes in the flange 14 to the terminals 5, 6 fed.
  • the connections 5, 6 are sealed fluid-tight by seals.
  • the cooling media 31, 32 flow in the interior of the main body 1 via a first and a second channel to a mixing chamber 7, where they are intimately mixed together.
  • the horizontal portion of the channel from the first port 5 to the mixing chamber is created by a bore 20 resting on the side surface 4. Subsequently, the channel is closed by a plug 21.
  • nozzle inserts 18 may be used.
  • a third channel and a third terminal 10 is arranged, wherein this sits on a projection 23.
  • the projection 23 has an external thread, so that a spray nozzle 11 with a nozzle mouthpiece 24 and a cap nut 25 can be exchangeably fixed.
  • the nozzle mouthpiece 24 is designed in the illustrated case as a flat jet nozzle and has an elongated opening 26, so that the spray jet leaves the nozzle with an opening angle ⁇ .
  • the base body 1 is braced by two fastening means 13 designed as screws, which are arranged in grooves 22 in the installed state, with the flange 14 and the water 33 and the air duct 34.
  • scale can settle on the end face 3 and optionally on one or more side faces 4.
  • the Fig. 4 finally shows an alternative to the embodiment according to Fig. 2 ,
  • the originally cuboid basic body 1 is rounded by an elliptical rounding of the edges respectively between the end face 3 and an original side surface so far that the base body no longer has planar side surfaces.
  • the face is thereby reduced by more than 50%.
  • the Fig. 5 shows a section of a strand guide for a strand 30 with billet or billet format with multiple strand guide rollers 28 and multiple inventive two-component block nozzles with spray nozzles 11.
  • the coming of the mold in the extension direction R strand 30 is supported on all four sides by strand guide rollers 28 led and further cooled by the two-component block nozzles.
  • the Fig. 6 shows the arrangement of four strand guide rollers 28 to support the strand 30, wherein in each case a two-substance block nozzle an outer side of the strand 30 is assigned.
  • Each fuel nozzle 11 of a two-substance block nozzles brings a spray cone 27 for cooling an outer side of the strand 30.

Landscapes

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

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zweistoff-Blockdüse zur Kühlung eines Strangs (30), vorzugsweise mit Knüppel- oder Vorblockquerschnitt, in einer Stranggießmaschine. Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zweistoff-Blockdüse anzugeben, sodass sich während des Betriebs in einer Stranggießmaschine weniger Zunder an den Außenoberflächen der Blockdüse absetzen kann. Diese Aufgabe wird durch eine Zweistoff-Blockdüse nach Anspruch 1 gelöst, wobei die Größe der Oberflächen von zumindest zwei Flächen, bevorzugt von zumindest drei Flächen, aus der Gruppe der Stirnfläche (3) und der ebenen Seitenflächen (4), durch eine Abrundung (15) oder eine Abfasung (16) je einer Kante jeweils zwischen der Stirnfläche (3) und einer Seitenfläche (4), um zumindest 10% gegenüber dem quaderförmigen Ausgangszustand des Grundkörpers (1) reduziert werden, wodurch die Ablageflächen für Zunder auf den Oberflächen ebenfalls reduziert werden.

Description

    Gebiet der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Stranggießtechnik. Beim Stranggießen wird flüssiges Metall, vorzugsweise Stahl, in eine Kokille gegossen, wo sich ein teil- oder durcherstarrter Strang ausbildet. Der Strang wird kontinuierlich aus der Kokille ausgezogen und in der der Kokille nachfolgenden Strangführung gestützt, geführt und weiter abgekühlt. Zum Kühlen des Strangs in der Strangführung (der sog. Sekundärkühlzone) werden oftmals Blockdüsen als Spritzdüsen verwendet, durch welche zumindest ein Kühlmedium - im gegenständlichen Fall jedoch ein flüssiges und ein gasförmiges Kühlmedium - auf den Strang aufgebracht werden.
  • Konkret betrifft die Erfindung eine Zweistoff-Blockdüse zur Kühlung eines Strangs, vorzugsweise mit Knüppel- oder Vorblockquerschnitt, in einer Stranggießmaschine, aufweisend
    • einen im wesentlichen quaderförmigen Grundkörper, der eine Grundfläche, eine Stirnfläche und mehrere Seitenflächen,
    • einen ersten Anschluss für ein flüssiges Kühlmedium,
    • einen zweiten Anschluss für ein gasförmiges Kühlmedium, und
    • einen dritten Anschluss zur lösbaren Befestigung einer Spritzdüse an dem Grundkörper,
    umfasst. Stand der Technik Aus der Broschüre
  • Spray Nozzles for Secondary Cooling in Continuous Casting Machines, Fa. Lechler GmbH, Edition 04/04 sind gattungsgemäße Blockdüsen bekannt, siehe z.B. die Produktnummern 138.XXX und 148.XXX. Obwohl diese Zweistoff-Blockdüsen einfach herstellbar sind, sammelt sich während des Betriebs in einer Stranggießmaschine eine große Menge von Zunder auf den ebenen Oberflächen der Blockdüsen an. Da die Gießgeschwindigkeit bei modernen Stranggießmaschinen schon oftmals über 4, 5 oder 6 m/min beträgt, müssen die Abstände zwischen unmittelbar aufeinanderfolgenden Strangführungsrollen auch bei Knüppel- oder Vorblockmaschinen gering gehalten werden, was sich negativ auf die Abfuhr von Zunder aus der Sekundärkühlungszone auswirkt. Somit baut sich im Betrieb eine große Menge an Zunder auf, was zu einer Blockade der Rotation der Strangführungsrollen führen kann und die Zuverlässigkeit der Stranggießmaschine beeinträchtigt. Somit besteht ein Bedarf, die Gestaltung der Zweistoff-Blockdüsen zu verbessern, sodass sich weniger Zunder an den Außenoberflächen der Blockdüsen absetzen kann. Wie dieses Problem behoben werden kann, geht aus der Veröffentlichung nicht hervor.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden und eine Zweistoff-Blockdüse der eingangs genannten Art zur Kühlung eines Strangs in einer Stranggießmaschine anzugeben, sodass sich während des Betriebs in einer Stranggießmaschine weniger Zunder an den Außenoberflächen der Blockdüse absetzen kann.
  • Diese Aufgabe wird durch die Zweistoff-Blockdüse nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die erfindungsgemäße Zweistoff-Blockdüse eignet sich besonders zur Kühlung eines Strangs mit Knüppel- oder Vorblockquerschnitt und weist
    • einen im wesentlichen quaderförmigen Grundkörper, der
      • eine Grundfläche,
      • eine Stirnfläche,
      • mehrere Seitenflächen,
      • einen ersten Anschluss für ein flüssiges Kühlmedium,
      • einen zweiten Anschluss für ein gasförmiges Kühlmedium, wobei der erste und der zweite Anschluss auf der Grundfläche angeordnet sind,
      • eine Mischkammer zur innigen Durchmischung des flüssigen Kühlmediums mit dem gasförmigen Kühlmedium, wobei die Mischkammer über einen ersten Kanal mit dem ersten Anschluss und einen zweiten Kanal mit dem zweiten Anschluss verbunden ist, und
      • einen dritten Anschluss zur lösbaren Befestigung einer Spritzdüse an dem Grundkörper, wobei der dritte Anschluss über einen dritten Kanal mit der Mischkammer verbunden ist, umfasst, sowie
    • zumindest eine Nut oder eine Bohrung zur Aufnahme eines Befestigungsmittels zur lösbaren Befestigung des Grundkörpers an einem Flansch auf.
  • Charakteristisch für die erfindungsgemäße Zweistoff-Blockdüse ist, dass die Größe der Oberflächen von zumindest zwei Flächen, bevorzugt von zumindest drei Flächen, aus der Gruppe der Stirnfläche und der Seitenflächen, durch eine Abrundung oder eine Abfasung je einer Kante zwischen der Stirnfläche und einer Seitenfläche, um zumindest 10% gegenüber dem quaderförmigen Ausgangszustand des Grundkörpers reduziert werden, wodurch die Ablageflächen für Zunder auf den Oberflächen ebenfalls reduziert werden.
  • Durch diese rückblickend betrachtet einfache Maßnahme werden die Ablageflächen für Zunder auf der Blockdüse signifikant reduziert, was sich positiv auf die Zuverlässigkeit einer Stranggießmaschine mit den erfindungsgemäßen Zweistoff-Blockdüsen auswirkt. Trotz dieser wesentlichen Vorteile soll nicht verschwiegen werden, dass die Fertigungskosten für eine erfindungsgemäße Zweistoff-Blockdüse durch die zusätzlichen Abrundungen bzw. Abfasungen wesentlich erhöht werden.
  • Besonders bevorzugt ist es, wenn nicht nur zwei oder drei Flächen durch eine Abrundung oder eine Abfasung einer Kante reduziert werden, sondern alle 5 Flächen (d.h. die Stirn- und die vier Seitenflächen) des quaderförmigen Grundkörpers. Dadurch kann die Zunderablagerung bei jeder beliebigen Orientierung der Blockdüse signifikant reduziert werden.
  • Im Sinne der Fertigungskosten ist es zweckmäßig, dass der Grundkörper einstückig ausgeführt ist und vorzugsweise eine im wesentlichen rechteckförmige Grundfläche aufweist. Der Grundkörper besteht zumeist aus Edelstahl oder einer Messing- bzw. Bronzelegierung und wird typischerweise durch Fräsen bearbeitet.
  • Zweckmäßig ist, wenn der erste und/oder der zweite Anschluss gegenüber dem Flansch durch je eine Dichtung - z.B. einen O-Ring - abgedichtet wird.
  • Die Strömungsverhältnisse in den Kanälen lassen sich unabhängig von den Querschnitten der Anschlüsse genau einstellen, wenn im ersten Kanal und/oder im zweiten Kanal ein Düseneinsatz angeordnet ist.
  • Obwohl die Fertigungskosten durch großen Radien bzw. Fasen ansteigen, ist es vorteilhaft, wenn die Abrundung oder die Abfasung einer Kante die Größe einer Oberfläche, bevorzugt von beiden Oberflächen, um zumindest 20%, bevorzugt um zumindest 40%, besonders bevorzugt um zumindest 60%, reduziert.
  • Fertigungstechnisch ist es günstig, wenn zumindest ein Abschnitt des ersten Kanals oder des zweiten Kanals durch eine auf eine Seitenfläche aufsetzende Bohrung produziert wird, wobei das Ende der Bohrung anschließend durch einen Stopfen verstopft wird.
  • Für die Montage bzw. Demontage der Zweistoff-Blockdüse in der Stranggießmaschine ist es günstig, wenn die Zweistoff-Blockdüse zumindest ein Befestigungsmittel aufweist, sodass der Grundkörper über das in der Nut oder Bohrung angeordnete Befestigungsmittel mit dem Flansch verspannt werden kann. Besonders günstig ist es, wenn das Befestigungsmittel eine Schraube ist, die an einem Ende einen Schraubenkopf und am anderen Ende eine Mutter aufweist. Dadurch wird verhindert, dass die Schraube oder die Mutter bei der Montage/Demontage verloren geht.
  • Zweckmäßig ist, wenn das flüssige Kühlmedium Kühlwasser und das gasförmige Kühlmedium Luft sind.
  • Insbesondere bei Zweistoff-Blockdüsen für Knüppel- oder Vorblock-Stranggießmaschinen ist es vorteilhaft, wenn der dritte Anschluss auf der Stirnfläche angeordnet ist, die Stirnfläche einen Ansatz aufweist und der dritte Anschluss auf dem Ansatz angeordnet ist.
  • Eine zweckmäßige Befestigung der Spritdüse ergibt sich, wenn die Spritzdüse ein Düsenmundstück und eine Überwurfmutter aufweist. Um die Öffnung des Düsenmundstücks in radialer Richtung ausrichten zu können, ist es günstig, wenn das Düsenmundstück mit einer nicht rotationssymmetrischen Öffnung über eine formschlüssige Verbindung (z.B. eine Schwalbenschwanznut) mit dem Ansatz verbunden ist. Das Düsenmundstück kann z.B. eine schlitzförmige (für eine Flachstrahldüse) oder eine im wesentlichen runde Öffnung (für eine Voll- oder Kegelstrahldüse) aufweisen.
  • Eine einzelne Kühleinheit weist eine Wasserleitung, eine Luftleitung und eine Flanschplatte auf, wobei die Wasserleitung mit dem ersten Anschluss und die Luftleitung mit dem zweiten Anschluss fluiddicht verbunden sind, und eine erfindungsgemäße Zweistoff-Blockdüse über zumindest ein Befestigungsmittel mit der Flanschplatte verspannt ist.
  • Bei einem Strang mit Knüppel- oder Vorblockquerschnitt ist es günstig vier Kühleinheiten um den Strang herum anzuordnen, wobei jeweils eine Kühleinheit zur Kühlung einer Außenseite des Strangs zugeordnet ist.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsbeispiele, wobei die folgenden Figuren zeigen:
    • Fig 1 eine Darstellung in drei Rissen einer nicht erfindungsgemäßen Zweistoff-Blockdüse
    • Fig 2 eine Darstellung in drei Rissen einer erfindungsgemäßen Zweistoff-Blockdüse, bei der vier Kanten zwischen der Stirn- und den Seitenflächen abgerundet sind
    • Fig 3 eine Darstellung in drei Rissen einer erfindungsgemäßen Zweistoff-Blockdüse, bei der vier Kanten zwischen der Stirn- und den Seitenflächen abgefast sind
    • Fig 4 eine Darstellung einer alternativen Ausführungsform zu Fig 2, bei der die Kanten zwischen der Stirn- und den Seitenflächen soweit abgerundet sind, dass der Grundkörper keine ebenen Seitenflächen mehr aufweist
    • Fig 5 eine Ansicht einer Strangführung für eine Stranggießmaschine für Knüppel- oder Vorblockformate
    • Fig 6 ein Schnitt quer zur Auszugsrichtung R von Fig 5
    Beschreibung der Ausführungsformen
  • Die Fig 1 zeigt eine nicht erfindungsgemäße Zweistoff-Blockdüse mit einem quaderförmigen Grundkörper 1, die z.B. aus rostfreiem Stahl oder einer Messing- oder Bronzelegierung hergestellt ist. Der Grundkörper 1 mit einer Grundfläche 2, einer Stirnfläche 3 und vier Seitenflächen 4 wird durch Fräsen bzw. Bohren bearbeitet. Die dem Flansch 14 zugewandte Grundfläche 2 weist einen ersten Anschluss 5 für das flüssige Kühlmedium 31 Kühlwasser und einen zweiten Anschluss 6 für das gasförmige Kühlmedium 32 Luft auf. Die beiden Kühlmedien 31, 32 werden von einer Wasserleitung 33 und einer Luftleitung 34, welche als rechteckige Profilrohre ausgeführt sind, durch Löcher im Flansch 14 den Anschlüssen 5, 6 zugeleitet. Die Anschlüsse 5, 6 sind durch Dichtungen fluiddicht abgedichtet. Die Kühlmedien 31, 32 strömen im Inneren des Grundkörpers 1 über einen ersten und einen zweiten Kanal zu einer Mischkammer 7, wo sie innig miteinander vermischt werden. Der horizontale Abschnitt des Kanals vom ersten Anschluss 5 zur Mischkammer wird durch eine Bohrung 20 erzeugt, die auf die Seitenfläche 4 aufsetzt. Anschließend wird der Kanal durch einen Stopfen 21 verschlossen. Zur Einstellung der Strömungsverhältnisse in dem ersten und zweiten Kanal können Düseneinsätze 18 verwendet werden. In Strömungsrichtung hinter der Mischkammer 7 ist ein dritter Kanal und ein dritter Anschluss 10 angeordnet, wobei dieser auf einem Ansatz 23 sitzt. Der Ansatz 23 weist ein Außengewinde auf, sodass eine Spritzdüse 11 mit einem Düsenmundstück 24 und einer Überwurfmutter 25 wechselbar befestigt werden können. Das Düsenmundstück 24 ist im dargestellten Fall als Flachstrahldüse ausgeführt und weist einen längliche Öffnung 26 auf, sodass der Sprühstrahl die Düse mit einem Öffnungswinkel α verlässt. Der Grundkörper 1 wird über zwei als Schrauben ausgeführte Befestigungsmittel 13, die im montierten Zustand in Nuten 22 angeordnet sind, mit dem Flansch 14 sowie der Wasser- 33 und der Luftleitung 34 verspannt.
  • Problematisch an dieser Ausführungsform ist, dass sich je nach räumlicher Orientierung der Zweistoff-Blockdüse Zunder an der Stirnfläche 3 und ggf. an einer oder mehreren Seitenflächen 4 absetzen kann.
  • Dieses Problem wird durch die gegenständliche Erfindung gemäß den Ausführungsformen der Figuren 2 bis 4 gelöst. Nachfolgend wird lediglich auf die Unterschiede zwischen der nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform nach Fig 1 und den erfindungsgemäßen Ausführungsform eingegangen.
  • In der Ausführungsform gemäß Figur 2 werden vier Kanten zwischen der Stirnfläche 3 und den Seitenflächen 4 des im wesentlichen quaderförmigen Grundkörpers 1 abgerundet. Dadurch verringert sich der Flächeninhalt der Stirnfläche 3 um 48% und der Flächeninhalt der Seitenflächen 4 um 25% (breite Seite) bzw. um 20% (schmale Seite).
  • In der Ausführungsform gemäß Figur 3 werden vier Kanten zwischen der Stirnfläche 3 und den Seitenflächen 4 des im wesentlichen quaderförmigen Grundkörpers 1 abgefast. Auch dadurch verringert sich der Flächeninhalt der Stirnfläche 3 um 48% und der Flächeninhalt der Seitenflächen 4 um 25% bzw. 20%.
  • Die Fig 4 zeigt schließlich eine Alternative zur Ausführungsform gemäß Fig 2. Dabei wird der ursprünglich quaderförmige Grundkörper 1 durch eine elliptische Abrundung der Kanten jeweils zwischen der Stirnfläche 3 und einer ursprünglichen Seitenfläche soweit abgerundet, dass der Grundkörper keine ebenen Seitenflächen mehr aufweist. Die Stirnfläche wird dadurch um mehr als 50% verkleinert.
  • Die Fig 5 zeigt einen Ausschnitt aus einer Strangführung für einen Strang 30 mit Knüppel- oder Vorblockformat mit mehreren Strangführungsrollen 28 und mehreren erfindungsgemäßen Zweistoff-Blockdüsen mit Spritzdüsen 11. Hierbei wird der von der Kokille in Auszugsrichtung R kommende Strang 30 auf allen vier Seiten durch Strangführungsrollen 28 gestützt, geführt und durch die Zweistoff-Blockdüsen weiter abgekühlt.
  • Die Fig 6 zeigt die Anordnung von vier Strangführungsrollen 28 zur Stützung des Strangs 30, wobei jeweils eine Zweistoff-Blockdüse einer Außenseite des Strangs 30 zugeordnet ist. Jede Spritdüse 11 einer Zweistoff-Blockdüsen bringt einen Spritzkegel 27 zur Kühlung einer Außenseite des Strangs 30 auf.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Grundkörper
    2
    Grundfläche
    3
    Stirnfläche
    4
    Seitenfläche
    5
    erster Anschluss
    6
    zweiter Anschluss
    7
    Mischkammer
    10
    dritter Anschluss
    11
    Spritzdüse
    13
    Befestigungsmittel
    14
    Flansch
    15
    Abrundung
    16
    Abfasung
    17
    Dichtung
    18
    Düseneinsatz
    20
    Bohrung
    21
    Stopfen
    22
    Nut
    23
    Ansatz
    24
    Düsenmundstück
    25
    Überwurfmutter
    26
    Öffnung
    27
    Spritzkegel
    28
    Strangführungsrolle
    30
    Strang
    31
    flüssiges Kühlmedium
    32
    gasförmiges Kühlmedium
    33
    Wasserleitung
    34
    Luftleitung
    α
    Spritzwinkel
    R
    Auszugsrichtung des Strangs

Claims (14)

  1. Zweistoff-Blockdüse zur Kühlung eines Strangs (30), vorzugsweise mit Knüppel- oder Vorblockquerschnitt, in einer Stranggießmaschine, aufweisend
    - einen im wesentlichen quaderförmigen Grundkörper (1), wobei der Grundkörper (1)
    - eine Grundfläche (2),
    - eine Stirnfläche (3),
    - mehrere Seitenflächen (4),
    - einen ersten Anschluss (5) für ein flüssiges Kühlmedium (31),
    - einen zweiten Anschluss (6) für ein gasförmiges Kühlmedium (32), wobei der erste und der zweite Anschluss (5, 6) auf der Grundfläche (2) angeordnet sind,
    - eine Mischkammer (7) zur innigen Durchmischung des flüssigen Kühlmediums (31) mit dem gasförmigen Kühlmedium (32), wobei die Mischkammer (7) über einen ersten Kanal mit dem ersten Anschluss (5) und einen zweiten Kanal mit dem zweiten Anschluss (6) verbunden ist, und
    - einen dritten Anschluss (10) zur lösbaren Befestigung einer Spritzdüse (11) an dem Grundkörper (2), wobei der dritte Anschluss (10) über einen dritten Kanal mit der Mischkammer (7) verbunden ist, umfasst, sowie
    - zumindest eine Nut (22) oder eine Bohrung zur Aufnahme eines Befestigungsmittels (13) zur lösbaren Befestigung des Grundkörpers (1) an einem Flansch (14),
    wobei die Größe der Oberflächen von zumindest zwei Flächen, bevorzugt von zumindest drei Flächen, aus der Gruppe der Stirnfläche (3) und der ebenen Seitenflächen (4), durch eine Abrundung (15) oder eine Abfasung (16) je einer Kante jeweils zwischen der Stirnfläche (3) und einer Seitenfläche (4), um zumindest 10% gegenüber dem quaderförmigen Ausgangszustand des Grundkörpers (1) reduziert werden, wodurch die Ablageflächen für Zunder auf den Oberflächen ebenfalls reduziert werden.
  2. Zweistoff-Blockdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1) einstückig ausgeführt ist und vorzugsweise eine im wesentlichen rechteckförmige Grundfläche (2) aufweist.
  3. Zweistoff-Blockdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Anschluss (5, 6) gegenüber dem Flansch (14) durch je eine Dichtung (17) abgedichtet wird.
  4. Zweistoff-Blockdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Kanal und/oder im zweiten Kanal ein Düseneinsatz (18) angeordnet ist.
  5. Zweistoff-Blockdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abrundung (15) oder die Abfasung (16) einer Kante die Größe einer Oberfläche um zumindest 20%, bevorzugt um zumindest 40%, besonders bevorzugt um zumindest 60%, reduziert.
  6. Zweistoff-Blockdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Abschnitt des ersten Kanals oder des zweiten Kanals durch eine auf eine Seitenfläche (4) aufsetzende Bohrung (20) produziert wird, wobei das Ende der Bohrung (20) anschließend durch einen Stopfen (21) verstopft wird.
  7. Zweistoff-Blockdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zweistoff-Blockdüse zumindest ein Befestigungsmittel (13) aufweist, sodass der Grundkörper (1) über das in der Nut angeordnete Befestigungsmittel (13) mit dem Flansch (14) verspannt werden kann.
  8. Zweistoff-Blockdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Kühlmedium (31) Kühlwasser und das gasförmige Kühlmedium (32) Luft sind.
  9. Zweistoff-Blockdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Anschluss (10) auf der Stirnfläche (3) angeordnet ist, die Stirnfläche (3) einen Ansatz (23) aufweist und der dritte Anschluss (10) auf dem Ansatz (23) angeordnet ist.
  10. Zweistoff-Blockdüse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzdüse ein Düsenmundstück (24) und eine Überwurfmutter (25) aufweist.
  11. Zweistoff-Blockdüse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Düsenmundstück (24) mit einer nicht rotationssymmetrischen Öffnung (26) über eine formschlüssige Verbindung mit dem Ansatz (23) verbunden ist.
  12. Zweistoff-Blockdüse nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Düsenmundstück (24) eine schlitzförmige oder eine im wesentlichen runde Öffnung (26) aufweist.
  13. Kühleinheit mit einer Wasserleitung (33), einer Luftleitung (34) und einem Flansch (14), wobei die Wasserleitung (33) mit dem ersten Anschluss (5) und die Luftleitung (34) mit dem zweiten Anschluss (6) fluiddicht verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zweistoff-Blockdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche über zumindest ein Befestigungsmittel (13) mit dem Flansch (14) verspannt ist.
  14. Sekundärkühlung zur Kühlung eines Strang (30) mit Knüppel- oder Vorblockquerschnitt mit vier Kühleinheiten nach Anspruch 13, wobei jeweils eine Kühleinheit zur Kühlung einer Außenseite des Strangs (30) zugeordnet ist.
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