EP3412377A1 - Air cooling in continuous casting plants - Google Patents

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EP3412377A1
EP3412377A1 EP18175910.1A EP18175910A EP3412377A1 EP 3412377 A1 EP3412377 A1 EP 3412377A1 EP 18175910 A EP18175910 A EP 18175910A EP 3412377 A1 EP3412377 A1 EP 3412377A1
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EP
European Patent Office
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gas
housing
strand
cooling
casting
Prior art date
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EP18175910.1A
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German (de)
French (fr)
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EP3412377B1 (en
Inventor
Axel Weyer
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SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
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Publication date
Application filed by SMS Group GmbH filed Critical SMS Group GmbH
Publication of EP3412377A1 publication Critical patent/EP3412377A1/en
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Publication of EP3412377B1 publication Critical patent/EP3412377B1/en
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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
    • B22D11/1245—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for cooling using specific cooling agents
    • 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
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/22—Controlling or regulating processes or operations for cooling cast stock or mould
    • B22D11/225—Controlling or regulating processes or operations for cooling cast stock or mould for secondary cooling

Definitions

  • the invention relates to an apparatus and a method for cooling a casting strand in a continuous casting plant.
  • the Figure 1A schematically shows a known continuous casting, the structure of which is referred to as "vertical turning plant", as the casting strand 1 by means of a strand guide 2 first led vertically down and then, usually after solidification, deflected along a bend and transported horizontally.
  • the steel to be cast is supplied from a ladle 3 optionally via an intermediate container 4 a mold 5, which can be designed as a funnel mold and brings the steel in the desired slab shape.
  • the not yet solidified strand 1 exits vertically downwards from the mold 5 and is then further guided vertically along the strand guide 2, while it cools gradually.
  • the strand 1 enters a bending region, where it is subjected to bending forces and, secondly, actively driven in the conveying direction. This is done by means of rollers 11 and / or roller pairs.
  • the strand 1 is actively cooled, whereby it gradually solidifies from outside to inside.
  • the transport, the guidance and cooling of the strand 1 can take place via successively arranged strand guide segments 10, which are of modular construction and thus enable flexible adaptation of the transport and cooling parameters.
  • the strand 1 passes between the rollers 11, with individual rollers 11 can be driven to actively advance the strand 1 in the transport direction.
  • the FIG. 1B shows the location and orientation of the strand guide segments 10 with paired rollers 11 in a schematic manner.
  • Rollers 11 and pairs of rollers which act by way of example as drive rollers, completely or partially filled drawn.
  • the middle roller pair per strand guide segment 10 can be actively driven over a certain guide distance.
  • the figure detail 1C shows such a strand guide segment 10 with rollers 11 in a schematic manner.
  • the cooling of the strand is carried out by means of a so-called secondary cooling, the nozzle according to the above DE 10 2011 003 194 A1 As seen in the transport direction between the rollers 11 are located.
  • the cooling is realized here either as a 1-material cooling, which is a pure water cooling, or as a 2-material cooling, in which a water / air mixture is injected onto the strand 1 to be cooled.
  • steam By applying the hot strand surface with water or a water / air mixture is formed steam, which is discharged, for example, fans and channels through a chimney from the continuous casting and the plant surrounding hall to the system, especially in the field of cooling and strand management to keep free of steam.
  • a targeted and flexibly adjustable heat dissipation is difficult.
  • An object of the invention is to provide an apparatus and a method by which the cooling of a casting strand in a Continuous casting can be improved, which is particularly flexible adaptable to different production conditions.
  • the device according to the invention for cooling a cast strand is intended for use in a continuous casting plant, preferably a vertical bending plant, sheet plant or vertical slab plant.
  • the apparatus comprises a housing, one or more gas supply means for introducing a gas, preferably air, into the housing and one or more gas discharge means for discharging the gas from the housing.
  • the housing is tunnel-like, so that the casting strand can be transported through the housing for cooling in a transport direction.
  • the housing surrounds the casting strand, wherein it is open at opposite end faces, so that the casting strand can enter on one side into the housing and on the opposite side.
  • a tunnel cooling chamber is created by the housing in which the gas cooling of the cast strand takes place.
  • the housing It is not important for the housing that the tunnel-like or cylindrical side cover of the cast strand is strictly airtight. Rather, the nature of the housing serves to direct the gas flow because the tunnel cooling chamber is part of the concept for creating a targeted gas flow for variable and effective cooling of the strand surface.
  • the shape and nature of the housing is preferably adapted to the desired flow behavior. A perpendicular to the transport direction rectangular cross-section of the housing, this is a preferred embodiment realized here in a structurally simple way a favorable flow behavior.
  • the gas supply means are arranged to supply the gas to at least a part of the surface of the casting string, the gas discharge means being arranged to discharge the gas from the inside of the case so that one or more directional gas flow paths can be formed inside the case impinge at least part of the surface of the cast strand and / or along at least a portion of the surface of the cast strand.
  • the gas supply and gas discharge devices are provided with openings, which may for example be nozzles, duct ends or pipe connections.
  • a directed gas flow path is to be understood as meaning a defined trajectory along which the gas flows and which is essentially stable during gas cooling over time. The trajectory passes past at least a portion of the surface of the cast strand so that the flowing air comes into contact with the surface and is subsequently discharged rapidly and in a targeted manner.
  • the above-described gas cooling is thus carried out by an interaction between the created by the housing Tunnelkühlkamme and the gas supply and gas discharge means, whereby a targeted controlled gas flow for effective cooling of the strand surface is created.
  • the cooling power at the strand surface is provided by the directed gas flow.
  • the heat transfer coefficient, which is essential for cooling, and thus the cooling capacity depend on the flow velocity and the flow rate of the gas flowing past. Both can be flexibly adapted to the process parameters, whereby the cooling performance is easily adjustable.
  • the steel quality, casting speed, any secondary cooling, the desired cooling function, location of the gas cooling along the transport path, from Basic settings, etc. can be about the gas volume, gas velocity and / or the gas pressure can be adjusted.
  • an adaptation of the cooling capacity is also possible during the cooling process.
  • gas multi-substance gas mixtures are included.
  • the gas supply means are according to the invention set up so that they exclusively gas, thus bring no gas / liquid mixture.
  • one or more nozzles of a conventional secondary cooling such as a water / air cooling, can be converted so as to introduce a gas in the above sense in the housing.
  • the remaining secondary cooling nozzles can introduce a gas / liquid mixture into the housing.
  • the gas / liquid mixture is enriched by gas from correspondingly converted secondary cooling nozzles, which are then gas supply means or part of gas supply means, to form the gas flow paths.
  • the housing is in several parts, for example, two parts, constructed, wherein the housing in this case is adjustable so that the cross section of the housing is perpendicular to the transport direction of the cast strand changeable.
  • One or more of the housing sections may be movable or displaceable relative to one another.
  • the housing is constructed in two parts according to a preferred embodiment, with a lower housing portion and an upper housing portion, both of which have a U-shaped cross-section.
  • the two housing sections form a rectangular tunnel cooling chamber cross-section and are movable into one another such that their side walls overlap at least partially.
  • the cross section of the tunnel cooling chamber and in particular the position of the gas supply and gas discharge devices can be adjusted in a simple manner.
  • the walls of the tunnel cooling chamber can be realized by partially overlapping, adjustable Gasleitbleche, resulting in In a structurally simple way, the cross section of the tunnel, thus the nature of the gas flow paths and thus the cooling power set.
  • the gas supply means and gas discharge means are arranged so that the gas flow paths have a component in the width direction of the casting strand.
  • component is meant a vector component, i. the gas flow paths do not extend completely along the transport direction of the cast strand in this case.
  • the gas flow paths are directed mainly to the side, i. they run mainly in the width direction of the strand to realize a rapid dissipation of heat from the strand surface.
  • the width direction is a direction which is perpendicular to the transport direction (longitudinal direction) of the strand and, in the case of a rectangular strand cross-section, is also perpendicular to the thickness direction of the strand.
  • main surfaces usually the upper and lower surfaces
  • minor surfaces are referred to minor surfaces.
  • openings of the gas supply devices face the main surfaces of the casting strand, while openings of the gas removal devices face the secondary surfaces of the casting strand.
  • the openings or nozzles of the gas supply means are thus preferably arranged on opposite sides in a housing with a rectangular cross section, while the openings of the gas discharge means are arranged on the other two opposite sides. In this way, can create gas flow paths that do not intersect or interfere with each other, whereby the heat can be dissipated particularly effective.
  • one or more of the gas supply means and / or gas discharge means are adjustable, so that one or more of the gas flow paths are adjustable, preferably the flow velocity and / or position of one or more of the gas flow paths is adjustable.
  • position refers, for example, to the spatial position, orientation and / or the course of the relevant trajectory.
  • the above adjustability includes, for example, a change in the position and / or orientation of gas discharge nozzles, but it may also relate, for example, to a change in the opening angle of the flow cone. As a result, the gas flow paths can be adjusted and kept stable over time.
  • the gas discharge means are adapted to suck the gas from the interior of the housing.
  • a suction device is provided which generates a negative pressure, for example by means of a compressor or Exhaustors, whereby the gas is actively sucked.
  • the apparatus further comprises a secondary cooling with secondary cooling nozzles, which is adapted to apply a liquid, preferably water, or a liquid / gas mixture, preferably water / air mixture, on the casting strand, wherein the gas discharge means are arranged so that In addition to the air from the gas supply devices, they also dissipate steam produced by the secondary cooling. Due to such secondary cooling of the strand surface, a vapor mixture is generated in the tunnel cooling chamber, which is then enriched by the described gas cooling with additional gas.
  • a special technical effect of gas cooling in this case is that the applied liquid of the secondary cooling, that is about the splash or splash water, is actively derived from the strand surface. This will be improves the cooling performance and cooling uniformity along the strand surface in a synergistic manner.
  • the pressure at the secondary cooling nozzles is preferably 1 to 5 bar, more preferably between 1 and 3 bar.
  • the device comprises rollers for transporting the cast strand, which are arranged in pairs, for example, so that the cast strand can pass between them.
  • the gas cooling can be technically compact with the leadership and the transport of the strand.
  • the gas supply means are arranged between the rollers, viewed in the transport direction, in order to improve the stability of the gas flow paths.
  • One or more rollers may be drive rollers, which are driven about an electric motor, possibly with the interposition of a transmission, a clutch, brake, etc., to transport the strand.
  • the device with or without rollers, has a modular construction, so that it forms a segment that can be extended by further segments and is flexibly applicable along the transport path of the casting strand.
  • the adjustment of the gas flow paths can be made individually for each segment or for segment groups.
  • the adjustment can be made not only in dependence on the above parameters (slab format, steel quality, casting speed, etc.), but also of process and / or state parameters of other, preferably previous segments.
  • the settings can be made in real time during the cooling process.
  • control of the described apparatus is preferably computerized, it may be implemented by means of software which, when executed on a computer, causes the steps for carrying out the method set forth below.
  • the control can be centralized or decentralized be organized, work independently or be networked using modern information and communication technologies.
  • the method according to the invention for cooling a casting strand in a continuous casting installation comprises: transporting a casting strand in a transport direction through a housing which surrounds the casting strand like a tunnel; Introducing a gas, preferably air, by means of one or more gas supply means into the housing, so that the surface of the casting strand is supplied with the gas; Discharging the gas from the interior of the housing by means of one or more gas discharge means, so that one or more directional gas flow paths are formed in the interior of the housing, which lead past the surface of the casting strand.
  • the temperature of the gas should be less than that of the strand surface, preferably less than the environment inside the casing.
  • the temperature of the supplied gas is preferably between 5 ° C and 80 ° C.
  • the pressure at the gas supply means is preferably more than 1 bar.
  • air is used for cooling, other gases or gas mixtures can be used, such as oxygen, nitrogen, hydrogen or other gases, preferably inert gases.
  • the described gas cooling is used in a continuous casting plant. This may be, for example, the following types: vertical turning machine, sheet system, vertical slab system. However, there is no restriction.
  • the gas cooling is particularly advantageous for cast slabs of the width of 1,000 mm to 4,000 mm, thickness of 40 mm up to 700 mm, casting speed from 0.1 to 10 m / min and strand guiding length from 1 to 50 m.
  • the Figure 1A schematically shows a known continuous casting, designed as a "vertical turning plant", with strand guide segments for transporting and cooling of the casting strand.
  • the FIG. 1B schematically shows the position and orientation of the strand guide segments.
  • the Figure 1C shows such a strand guide segment in an enlarged and schematic manner.
  • the FIG. 2A shows a strand guide segment through which a cast strand occurs.
  • the FIG. 2B shows the housing of the strand guide segment in a cross section perpendicular to the transport direction.
  • the Figure 2C shows the housing in cross-section with gas supply and gas discharge devices.
  • the FIG. 2D shows the directed gas flow inside the housing.
  • FIG. 3 schematically shows a strand guide segment embedded in a system for controlling the flow of gas inside the housing.
  • the FIG. 2A shows a strand guide segment 20, which, as in the Figure 1C is provided with paired rollers 21 to transport a casting strand 1 along a transport direction T.
  • the strand guide segment 20 is modular in structure in accordance with the present embodiment to allow flexible adaptation of the transport and / or cooling parameters to the desired properties of the cast steel, the environmental condition, and so on.
  • the middle roller pair - as seen along the transport direction T - is exemplified by drive rollers 21, which are about an electric motor, possibly with the interposition of a transmission, a clutch, brake, etc., driven to transport the strand 1.
  • strand guide segment 20 shown here is an example of a strand guide section or device configured to guide and cool the strand 1 on its way through the continuous casting plant.
  • the strand guide segment 20 or the device has a housing 22.
  • the housing 22 extends in the longitudinal direction, ie along the transport direction T of the strand 1, and is laterally closed, thereby surrounding the strand 1 like a tunnel. That's from the FIG. 2B showing a cross section along the dash-dotted line in FIG. 2A shows. This creates a tunnel cooling chamber through which the strand 1 passes.
  • the rollers 21 are not shown for clarity.
  • the housing 22 is constructed in two parts, with a lower housing portion 22a and an upper housing portion 22b.
  • One or both housing sections 22a, 22b may be slidable relative to one another along the thickness direction of the strand 1 in order to adjust the cross section of the tunnel cooling chamber and in particular the position of the gas supply and gas discharge devices described below.
  • the tunnel cooling chamber can be realized for example by overlapping Gasleitbleche for free movement of the housing sections 22a, 22b, which can be in a structurally simple way, the cross section of the tunnel, ie the format thickness of the cast set. It does not matter here that the tunnel-like lateral sealing of the casting strand 1 by the housing 22 is strictly airtight. Rather, the nature of the housing 22 serves to direct the flow of gas within the housing 22. This created by the housing 22 tunnel cooling chamber is part of the concept for creating a targeted gas flow for variable and effective cooling of the strand surface.
  • gas preferably air
  • the gas supply means 23 have openings, which may be, for example, channel ends, pipe connections or nozzles, and are arranged on or in the housing 22 and aligned to direct a gas flow to at least a part of the strand surface of the casting strand 1, approximately to one or both main surfaces. can muster.
  • the gas supply means 23 according to the in the Figure 2C shown embodiment on the upper side of the U-shaped upper housing portion 22b and arranged on the lower side of the U-shaped lower housing portion 22a.
  • the gas supply means 23 may be arranged regularly, for example in rows and columns, or irregularly, as long as the strand surface is specifically acted upon by a gas.
  • the gas supply means 23 adjustable be provided, adjustable about according to their position, orientation, their Gasabgabewinkels or flow cone.
  • gas discharge means 24 are provided, which are arranged according to the present embodiment on the side of the housing sections 22a, 22b.
  • the gas discharge devices 24 have openings, which may be, for example, channel ends or pipe connections.
  • the gas discharge devices 24 can be arranged regularly, for example in rows and columns, or irregularly, as long as a targeted and temporally stable gas flow is created in the interior of the housing 22 in interaction with the gas supply means 23 and the housing 22, the surface and / or in a defined manner or along the surface of the strand 1 and then discharged rapidly.
  • the gas discharge devices 24 according to a particularly preferred embodiment with a negative pressure (relative to the housing interior) acted upon, so that the gas is actively sucked.
  • the gas discharge devices 24 may be provided adjustable, adjustable about according to their position, orientation and their exit angle.
  • the surface, in particular the main surfaces, of the cast strand 1 is supplied in a targeted manner with gas from the openings of the gas supply devices 23.
  • the temperature of the gas is lower than that of the strand surface, preferably lower than the environment inside the housing 22.
  • the temperature of the gas supplied is between 5 ° C and 80 ° C.
  • the cooling power at the strand surface is provided by the directed gas flow.
  • the heat transfer coefficient, which is essential for cooling, and thus the cooling capacity depend on the flow velocity and the flow rate of the gas supplied.
  • the directed gas flow has a significant effect on the cooling of the strand surface.
  • the heat transfer coefficient and thus the cooling capacity according to the illustrated embodiments much higher (up to 60- to 125-fold) than dormant or disorderly flowing, about turbulent gases.
  • a secondary cooling by means of a liquid (preferably water), or a liquid / gas mixture (preferably water / air mixture), which is injected onto the strand 1 to be cooled. Due to such secondary cooling of the strand surface, a vapor mixture is generated in the tunnel cooling chamber, which is then enriched by the described gas cooling with additional gas.
  • the gas flow becomes, as in FIG. 2D shown, passed over the strand surface, preferably with a component in the direction of the broad side, ie transversely to the transport direction T, and discharged laterally.
  • a special technical effect of the gas cooling in this case is that the applied liquid of the secondary cooling, that is about the splash or splash water, is actively derived from the side of the strand surface. Thereby, the cooling performance and in particular the uniformity of the cooling along the strand surface can be further improved.
  • Q GasIn is the amount of gas introduced into the casing 22 by the gas supply means 23 and any secondary cooling
  • Q GasOut is the amount of gas passing through the gas supply Gas discharge means 24 is discharged from the housing 22
  • Q Ausgl Q GasIn - Q GasOut
  • the gas supply means 23 may be provided in addition to the components, such as channels and nozzles, of any secondary cooling.
  • the components of a secondary cooling may be used, at least in part, for gas cooling, for example by supplying the nozzles of a bi-fuel cooling with gas or a liquid / gas mixture, with the gas and any vapor removed to produce the directional gas flow.
  • FIG. 3 12 schematically shows the section through a strand guide segment 20 of the type described above, embedded in a system for controlling the gas flow inside the housing 22.
  • the gas supply means 23 are connected to a gas supply 33 in terms of flow, for example via a line system 36, which supplies the corresponding openings with the gas to be supplied.
  • the gas discharge devices 24 are fluidly connected to a gas discharge 34, for example via a line system 37, which realizes the removal of the gas.
  • the gas discharge 34 may be a suction device 35, such as a compressor or Exhaustor, to suck the gas and / or steam.
  • the components are controlled via a controller 40 for process automation.
  • the flow inside the tunnel cooling chamber in particular the gas velocity and gas quantity
  • the setting can be made individually for each segment or segment groups.
  • the gas quantity, gas velocity and / or gas pressure of the gas to be supplied via the gas supply means 23 can be adjusted.
  • the amount of gas to be sucked off for example the negative pressure and / or the flow cross sections of the gas discharge devices 24, can be set according to one or more of the above parameters.
  • Components that may be used to control gas supply and removal include: ducts, pipes, nozzles, valves, blowers, compressors, exhausters, gauges such as pressure gauges, volumetric meters, and / or speedometers.
  • the control is preferably computer-aided, it can be realized by means of software which, when executed on a computer, causes the corresponding method steps.
  • the controller can be centrally or decentrally organized, self-sufficient, or networked using modern information and communication technologies.
  • the above-described gas cooling which is realized by the interaction between the housing 22, the strand 1 and the gas supply and gas discharge means 23, 24 may be provided in sections along the transport path of the casting strand 1.
  • air is preferably used for cooling, other gases or gas mixtures may be used come, such as oxygen, nitrogen, hydrogen or other gases, preferably inert gases.
  • the introduction of the gas can be directed to the strand top and / or strand underside.
  • the described gas cooling is used in a continuous casting plant. This may be, for example, the following types: vertical turning machine, sheet system, vertical slab system. However, there is no restriction.
  • the gas cooling is particularly advantageous for cast slabs of the width of 1,000 mm to 4,000 mm, thickness of 40 mm to 700 mm, casting speed of 0.1 to 10 m / min and strand guide length of 1 to 50 m, wherein in the case of the segment-like guide as strand guide length, the length from the first segment below the mold to the last segment is to be understood.
  • the strand can be further processed, such as rolled and / or cut.

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

Abstract

Vorrichtung und Verfahren zum Kühlen eines Gießstrangs (1) in einer Stranggießanlage. Die Vorrichtung weist ein Gehäuse (22), eine oder mehrere Gaszufuhreinrichtungen (23) zum Einbringen eines Gases, vorzugsweise Luft, in das Gehäuse (22) und eine oder mehrere Gasabfuhreinrichtungen (24) zum Abführen des Gases aus dem Gehäuse (22) auf, wobei das Gehäuse (22) tunnelartig ausgebildet ist, so dass der Gießstrang (1) zur Abkühlung in einer Transportrichtung (T) durch das Gehäuse (22) transportierbar ist, und die Gaszufuhreinrichtungen (23) eingerichtet sind, um zumindest einen Teil der Oberfläche des Gießstrangs (1) mit dem Gas zu beaufschlagen, und die Gasabfuhreinrichtungen (24) eingerichtet sind, um das Gas aus dem Innern des Gehäuses (22) abzuführen, so dass ein oder mehrere gerichtete Gasströmungswege im Innern des Gehäuses (22) ausbildbar sind, die auf zumindest einen Teil der Oberfläche des Gießstrangs (1) auftreffen und/oder an zumindest einem Teil der Oberfläche des Gießstrangs (1) entlangführen.Apparatus and method for cooling a casting strand (1) in a continuous casting plant. The apparatus comprises a housing (22), one or more gas supply means (23) for introducing a gas, preferably air, into the housing (22) and one or more gas discharge means (24) for discharging the gas from the housing (22), wherein the housing (22) is tunnel-shaped, so that the casting strand (1) can be transported through the housing (22) for cooling in a transport direction (T), and the gas supply devices (23) are arranged to form at least part of the surface of the housing Casting strand (1) to act on the gas, and the Gasabfuhreinrichtungen (24) are adapted to discharge the gas from the interior of the housing (22) so that one or more directional gas flow paths are formed in the interior of the housing (22) impact on at least part of the surface of the casting strand (1) and / or along at least a part of the surface of the casting strand (1) along.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Kühlen eines Gießstrangs in einer Stranggießanlage.The invention relates to an apparatus and a method for cooling a casting strand in a continuous casting plant.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Die Figur 1A zeigt schematisch eine bekannte Stranggießanlage, deren Aufbau als "Senkrecht-Abbiegeanlage" bezeichnet wird, da der Gießstrang 1 mittels einer Strangführung 2 zunächst vertikal nach unten geführt und anschließend, üblicherweise nach der Durcherstarrung, entlang eines Bogens umgelenkt und horizontal transportiert wird.The Figure 1A schematically shows a known continuous casting, the structure of which is referred to as "vertical turning plant", as the casting strand 1 by means of a strand guide 2 first led vertically down and then, usually after solidification, deflected along a bend and transported horizontally.

Der zu gießende Stahl wird aus einer Gießpfanne 3 gegebenenfalls über einen Zwischenbehälter 4 einer Kokille 5 zugeführt, die als Trichterkokille ausgeführt sein kann und den Stahl in die gewünschte Brammenform bringt. Der noch nicht durcherstarrte Strang 1 tritt vertikal nach unten aus der Kokille 5 aus und wird anschließend entlang der Strangführung 2 weiterhin vertikal nach unten geführt, während er nach und nach abkühlt. Am Ende der vertikalen Führung gelangt der Strang 1 in einen Biegebereich, wo er zum einen Biegekräften ausgesetzt und zum anderen aktiv in Förderrichtung getrieben wird. Dies geschieht mittels Rollen 11 und/oder Rollenpaaren. Während des Transports wird der Strang 1 aktiv gekühlt, wodurch er allmählich von außen nach innen erstarrt.The steel to be cast is supplied from a ladle 3 optionally via an intermediate container 4 a mold 5, which can be designed as a funnel mold and brings the steel in the desired slab shape. The not yet solidified strand 1 exits vertically downwards from the mold 5 and is then further guided vertically along the strand guide 2, while it cools gradually. At the end of the vertical guide, the strand 1 enters a bending region, where it is subjected to bending forces and, secondly, actively driven in the conveying direction. This is done by means of rollers 11 and / or roller pairs. During transport, the strand 1 is actively cooled, whereby it gradually solidifies from outside to inside.

Der Transport, die Führung und Kühlung des Strangs 1 kann über hintereinander angeordnete Strangführungssegmente 10 erfolgen, die modular aufgebaut sind und somit eine flexible Anpassung der Transport- und Kühlparameter ermöglichen. Der Strang 1 tritt zwischen den Rollen 11 hindurch, wobei einzelne Rollen 11 angetrieben sein können, um den Strang 1 aktiv in Transportrichtung vorzuschieben. Die Figur 1B zeigt die Lage und Ausrichtung der Strangführungssegmente 10 mit paarweise angeordneten Rollen 11 auf eine schematische Weise. In den Figuren 1A bis 1C sind Rollen 11 und Rollenpaare, die beispielhaft als Antriebsrollen fungieren, vollständig oder teilweise gefüllt eingezeichnet. So kann beispielsweise über eine gewisse Führungsstrecke jeweils das mittlere Rollenpaar pro Strangführungssegment 10 aktiv angetrieben werden. Der Figurenausschnitt 1C zeigt ein solches Strangführungssegment 10 mit Rollen 11 auf schematische Weise.The transport, the guidance and cooling of the strand 1 can take place via successively arranged strand guide segments 10, which are of modular construction and thus enable flexible adaptation of the transport and cooling parameters. The strand 1 passes between the rollers 11, with individual rollers 11 can be driven to actively advance the strand 1 in the transport direction. The FIG. 1B shows the location and orientation of the strand guide segments 10 with paired rollers 11 in a schematic manner. In the FIGS. 1A to 1C Rollers 11 and pairs of rollers, which act by way of example as drive rollers, completely or partially filled drawn. Thus, for example, the middle roller pair per strand guide segment 10 can be actively driven over a certain guide distance. The figure detail 1C shows such a strand guide segment 10 with rollers 11 in a schematic manner.

Wie ein Strangführungssegment 10 im Detail aufgebaut sein kann, beschreibt die DE 10 2011 003 194 A1 .How a strand guide segment 10 can be constructed in detail, describes the DE 10 2011 003 194 A1 ,

Die Abkühlung des Strangs erfolgt mittels einer sogenannten Sekundärkühlung, deren Düsen sich gemäß der obigen DE 10 2011 003 194 A1 in Transportrichtung gesehen zwischen den Rollen 11 befinden. Die Kühlung wird hierbei entweder als 1-Stoff Kühlung, die eine reine Wasserkühlung ist, oder als 2-Stoff Kühlung realisiert, bei der ein Wasser/Luft-Gemisch auf den zu kühlenden Strang 1 gespritzt wird.The cooling of the strand is carried out by means of a so-called secondary cooling, the nozzle according to the above DE 10 2011 003 194 A1 As seen in the transport direction between the rollers 11 are located. The cooling is realized here either as a 1-material cooling, which is a pure water cooling, or as a 2-material cooling, in which a water / air mixture is injected onto the strand 1 to be cooled.

Durch das Beaufschlagen der heißen Strangoberfläche mit Wasser oder einem Wasser/Luft-Gemisch entsteht Dampf, der beispielsweise über Ventilatoren und Kanäle durch einen Kamin aus der Stranggießanlage und der die Anlage umgebenden Halle abgeführt wird, um die Anlage, insbesondere im Bereich der Kühlung und Strangführung, frei von Dampf zu halten. Hierbei ist eine gezielte und flexibel einstellbare Wärmeabfuhr schwierig.By applying the hot strand surface with water or a water / air mixture is formed steam, which is discharged, for example, fans and channels through a chimney from the continuous casting and the plant surrounding hall to the system, especially in the field of cooling and strand management to keep free of steam. Here, a targeted and flexibly adjustable heat dissipation is difficult.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mit denen die Kühlung eines Gießstrangs in einer Stranggießanlage verbessert werden kann, die insbesondere flexibel auf unterschiedliche Produktionsbedingungen anpassbar ist.An object of the invention is to provide an apparatus and a method by which the cooling of a casting strand in a Continuous casting can be improved, which is particularly flexible adaptable to different production conditions.

Gelöst wird die Aufgabe mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Vorteilhafte Weiterbildungen folgen aus den Unteransprüchen, der folgenden Darstellung der Erfindung sowie der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele.The object is achieved with a device having the features of claim 1 and a method with the features of claim 10. Advantageous developments follow from the subclaims, the following description of the invention and the description of preferred embodiments.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Kühlen eines Gießstrangs ist zur Anwendung in einer Stranggießanlage, vorzugsweise einer Senkrecht-Abbiegeanlage, Bogenanlage oder Vertikalbrammenanlage, vorgesehen. Die Vorrichtung weist ein Gehäuse, eine oder mehrere Gaszufuhreinrichtungen zum Einbringen eines Gases, vorzugsweise Luft, in das Gehäuse und eine oder mehrere Gasabfuhreinrichtungen zum Abführen des Gases aus dem Gehäuse auf.The device according to the invention for cooling a cast strand is intended for use in a continuous casting plant, preferably a vertical bending plant, sheet plant or vertical slab plant. The apparatus comprises a housing, one or more gas supply means for introducing a gas, preferably air, into the housing and one or more gas discharge means for discharging the gas from the housing.

Das Gehäuse ist tunnelartig ausgebildet, so dass der Gießstrang zur Abkühlung in einer Transportrichtung durch das Gehäuse transportierbar ist. In anderen Worten: Das Gehäuse umgibt den Gießstrang, wobei es an gegenüberliegenden Stirnseiten offen ist, damit der Gießstrang an einer Seite in das Gehäuse ein- und an der gegenüberliegenden Seite austreten kann. Auf diese Weise wird durch das Gehäuse eine Tunnelkühlkammer geschaffen, in der die Gaskühlung des Gießstrangs stattfindet. Es kommt beim Gehäuse nicht darauf an, dass die tunnelartige oder zylindrische seitliche Abdeckung des Gießstrangs streng luftdicht erfolgt. Vielmehr dient die Beschaffenheit des Gehäuses dazu, den Gasstrom zu lenken, denn die Tunnelkühlkammer ist Teil des Konzepts zur Schaffung eines gezielt gerichteten Gasstroms zur variablen und effektiven Abkühlung der Strangoberfläche. Aus diesem Grund ist die Form und Beschaffenheit des Gehäuses vorzugsweise an das gewünschte Strömungsverhalten angepasst. Ein senkrecht zur Transportrichtung rechteckförmiger Querschnitt des Gehäuses, dies ist eine bevorzugte Ausführungsform, realisiert hierbei auf baulich einfache Weise ein günstiges Strömungsverhalten.The housing is tunnel-like, so that the casting strand can be transported through the housing for cooling in a transport direction. In other words, the housing surrounds the casting strand, wherein it is open at opposite end faces, so that the casting strand can enter on one side into the housing and on the opposite side. In this way, a tunnel cooling chamber is created by the housing in which the gas cooling of the cast strand takes place. It is not important for the housing that the tunnel-like or cylindrical side cover of the cast strand is strictly airtight. Rather, the nature of the housing serves to direct the gas flow because the tunnel cooling chamber is part of the concept for creating a targeted gas flow for variable and effective cooling of the strand surface. For this reason, the shape and nature of the housing is preferably adapted to the desired flow behavior. A perpendicular to the transport direction rectangular cross-section of the housing, this is a preferred embodiment realized here in a structurally simple way a favorable flow behavior.

Die Gaszufuhreinrichtungen sind eingerichtet, um zumindest einen Teil der Oberfläche des Gießstrangs mit dem Gas zu beaufschlagen, die Gasabfuhreinrichtungen sind eingerichtet, um das Gas aus dem Innern des Gehäuses abzuführen, so dass ein oder mehrere gerichtete Gasströmungswege im Innern des Gehäuses ausbildbar sind, die auf zumindest einen Teil der Oberfläche des Gießstrangs auftreffen und/oder an zumindest einem Teil der Oberfläche des Gießstrangs entlangführen. Zu diesem Zweck sind die Gaszufuhrund Gasabfuhreinrichtungen mit Öffnungen ausgestattet, die beispielsweise Düsen, Kanalenden oder Rohranschlüsse sein können. Unter einem gerichteten Gasströmungsweg ist eine definierte Trajektorie zu verstehen, entlang der das Gas strömt und die während der Gaskühlung im zeitlichen Verlauf im Wesentlichen stabil ist. Die Trajektorie führt an zumindest einem Teil der Oberfläche des Gießstrangs vorbei, so dass die strömende Luft mit der Oberfläche in Kontakt kommt und anschließend rasch und auf zielgerichtete Weise abgeführt wird.The gas supply means are arranged to supply the gas to at least a part of the surface of the casting string, the gas discharge means being arranged to discharge the gas from the inside of the case so that one or more directional gas flow paths can be formed inside the case impinge at least part of the surface of the cast strand and / or along at least a portion of the surface of the cast strand. For this purpose, the gas supply and gas discharge devices are provided with openings, which may for example be nozzles, duct ends or pipe connections. A directed gas flow path is to be understood as meaning a defined trajectory along which the gas flows and which is essentially stable during gas cooling over time. The trajectory passes past at least a portion of the surface of the cast strand so that the flowing air comes into contact with the surface and is subsequently discharged rapidly and in a targeted manner.

Die oben dargelegte Gaskühlung erfolgt demnach aus einem Zusammenspiel zwischen der durch das Gehäuse geschaffenen Tunnelkühlkamme und den Gaszufuhr- und Gasabfuhreinrichtungen, wodurch ein gezielt gelenkter Gasstrom zur effektiven Abkühlung der Strangoberfläche geschaffen wird. Die Kühlleistung an der Strangoberfläche wird über den gerichteten Gasstrom erbracht. Hierbei gilt, dass der zur Kühlung wesentliche Wärmeübergangskoeffizient und somit die Kühlleistung von der Strömungsgeschwindigkeit und der Strömungsmenge des vorbeiströmenden Gases abhängen. Beides lässt sich flexibel an die Prozessparameter anpassen, wodurch die Kühlleistung auf einfache Weise einstellbar ist. In Abhängigkeit beispielsweise vom Brammenformat, der Stahlqualität, Gießgeschwindigkeit, einer etwaigen Sekundärkühlung, der angestrebten Kühlfunktion, Lage der Gaskühlung entlang des Transportwegs, von Grundeinstellungen usw. können etwa die Gasmenge, Gasgeschwindigkeit und/oder der Gasdruck eingestellt werden. Insbesondere ist eine Anpassung der Kühlleistung auch während des Kühlvorgangs möglich.The above-described gas cooling is thus carried out by an interaction between the created by the housing Tunnelkühlkamme and the gas supply and gas discharge means, whereby a targeted controlled gas flow for effective cooling of the strand surface is created. The cooling power at the strand surface is provided by the directed gas flow. In this case, it is true that the heat transfer coefficient, which is essential for cooling, and thus the cooling capacity depend on the flow velocity and the flow rate of the gas flowing past. Both can be flexibly adapted to the process parameters, whereby the cooling performance is easily adjustable. Depending, for example, on the slab format, the steel quality, casting speed, any secondary cooling, the desired cooling function, location of the gas cooling along the transport path, from Basic settings, etc. can be about the gas volume, gas velocity and / or the gas pressure can be adjusted. In particular, an adaptation of the cooling capacity is also possible during the cooling process.

In der Bezeichnung "Gas" sind Mehrstoffgasgemische umfasst. Die Gaszufuhreinrichtungen sind gemäß der Erfindung so eingerichtet, dass sie ausschließlich Gas, somit kein Gas/Flüssigkeit-Gemisch, einbringen. Dies schließt nicht aus, dass eine oder mehrere Düsen einer herkömmlichen Sekundärkühlung, etwa einer Wasser/Luft-Kühlung, so umgerüstet werden können, dass sie ein Gas im obigen Sinne in das Gehäuse einbringen. Die übrigen Düsen der Sekundärkühlung können ein Gas/Flüssigkeit-Gemisch in das Gehäuse einbringen. In diesem Fall, der eine besondere weiter unten im Detail beschriebene Ausführungsform betrifft, wird das Gas/Flüssigkeit-Gemisch durch Gas aus entsprechend umgerüsteten Düsen der Sekundärkühlung, die dann Gaszufuhreinrichtungen oder Teil von Gaszufuhreinrichtungen sind, angereichert, um die Gasströmungswege auszubilden.In the term "gas" multi-substance gas mixtures are included. The gas supply means are according to the invention set up so that they exclusively gas, thus bring no gas / liquid mixture. This does not exclude that one or more nozzles of a conventional secondary cooling, such as a water / air cooling, can be converted so as to introduce a gas in the above sense in the housing. The remaining secondary cooling nozzles can introduce a gas / liquid mixture into the housing. In this case, which relates to a particular embodiment described in detail below, the gas / liquid mixture is enriched by gas from correspondingly converted secondary cooling nozzles, which are then gas supply means or part of gas supply means, to form the gas flow paths.

Vorzugsweise ist das Gehäuse mehrteilig, beispielsweise zweigeteilt, aufgebaut, wobei das Gehäuse in diesem Fall so verstellbar ist, dass der Querschnitt des Gehäuses senkrecht zur Transportrichtung des Gießstrangs veränderbar ist. Einer oder mehrere der Gehäuseabschnitte können relativ zueinander verfahrbar oder verschiebbar sein. So ist das Gehäuse gemäß einer bevorzugten Ausführungsform zweiteilig aufgebaut, mit einem unteren Gehäuseabschnitt und einem oberen Gehäuseabschnitt, die beide einen U-förmigen Querschnitt aufweisen. Die beiden Gehäuseabschnitte bilden einen rechteckigen Tunnelkühlkammerquerschnitt und sind so ineinander verfahrbar, dass ihre Seitenwände sich zumindest teilweise überlappen. Auf diese Weise lassen sich der Querschnitt der Tunnelkühlkammer und insbesondere die Lage der Gaszufuhr- und Gasabfuhreinrichtungen auf einfache Weise einstellen. Allgemeiner gesprochen können die Wände der Tunnelkühlkammer durch teilweise überlappende, verstellbare Gasleitbleche realisiert werden, wodurch sich auf baulich einfache Weise der Querschnitt des Tunnels, somit die Beschaffenheit der Gasströmungswege und damit die Kühlleistung, einstellen lässt.Preferably, the housing is in several parts, for example, two parts, constructed, wherein the housing in this case is adjustable so that the cross section of the housing is perpendicular to the transport direction of the cast strand changeable. One or more of the housing sections may be movable or displaceable relative to one another. Thus, the housing is constructed in two parts according to a preferred embodiment, with a lower housing portion and an upper housing portion, both of which have a U-shaped cross-section. The two housing sections form a rectangular tunnel cooling chamber cross-section and are movable into one another such that their side walls overlap at least partially. In this way, the cross section of the tunnel cooling chamber and in particular the position of the gas supply and gas discharge devices can be adjusted in a simple manner. More generally, the walls of the tunnel cooling chamber can be realized by partially overlapping, adjustable Gasleitbleche, resulting in In a structurally simple way, the cross section of the tunnel, thus the nature of the gas flow paths and thus the cooling power set.

Vorzugsweise sind die Gaszufuhreinrichtungen und Gasabfuhreinrichtungen so eingerichtet, dass die Gasströmungswege eine Komponente in Breitenrichtung des Gießstrangs aufweisen. Mit "Komponente" ist eine Vektorkomponente gemeint, d.h. die Gasströmungswege verlaufen in diesem Fall nicht vollständig entlang der Transportrichtung des Gießstrangs. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Gasströmungswege hauptsächlich zur Seite gerichtet, d.h. sie verlaufen hauptsächlich in der Breitenrichtung des Strangs, um ein rasches Abführen der Wärme von der Strangoberfläche zu realisieren. Als Breitenrichtung wird hierbei eine Richtung bezeichnet, die senkrecht zur Transportrichtung (Längsrichtung) des Strangs verläuft und im Fall eines rechteckigen Strangquerschnitts außerdem senkrecht auf der Dickenrichtung des Strangs steht. In diesem Fall werden die Flächen der beiden längeren Seiten des Strangquerschnitts, in der Regel die obere und untere Fläche, im Folgenden als Hauptflächen bezeichnet, während die beiden Flächen entlang der Dickenrichtung, in der Regel die Seitenflächen, als Nebenflächen bezeichnet werden.Preferably, the gas supply means and gas discharge means are arranged so that the gas flow paths have a component in the width direction of the casting strand. By "component" is meant a vector component, i. the gas flow paths do not extend completely along the transport direction of the cast strand in this case. According to a particularly preferred embodiment, the gas flow paths are directed mainly to the side, i. they run mainly in the width direction of the strand to realize a rapid dissipation of heat from the strand surface. In this case, the width direction is a direction which is perpendicular to the transport direction (longitudinal direction) of the strand and, in the case of a rectangular strand cross-section, is also perpendicular to the thickness direction of the strand. In this case, the areas of the two longer sides of the strand cross-section, usually the upper and lower surfaces, hereinafter referred to as main surfaces, while the two surfaces along the thickness direction, usually the side surfaces, are referred to as minor surfaces.

Vorzugsweise liegen Öffnungen der Gaszufuhreinrichtungen den Hauptflächen des Gießstrangs gegenüber, während Öffnungen der Gasabfuhreinrichtungen den Nebenflächen des Gießstrangs gegenüberliegen. Die Öffnungen oder Düsen der Gaszufuhreinrichtungen sind bei einem Gehäuse mit einem rechteckigen Querschnitt somit vorzugsweise an gegenüberliegenden Seiten angeordnet, während die Öffnungen der Gasabfuhreinrichtungen an den beiden anderen gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind. Auf diese Weise lassen sich Gasströmungswege erzeugen, die sich nicht schneiden oder gegenseitig stören, wodurch die Wärme besonders effektiv abgeführt werden kann.Preferably, openings of the gas supply devices face the main surfaces of the casting strand, while openings of the gas removal devices face the secondary surfaces of the casting strand. The openings or nozzles of the gas supply means are thus preferably arranged on opposite sides in a housing with a rectangular cross section, while the openings of the gas discharge means are arranged on the other two opposite sides. In this way, can create gas flow paths that do not intersect or interfere with each other, whereby the heat can be dissipated particularly effective.

Vorzugsweise sind eine oder mehrere der Gaszufuhreinrichtungen und/oder Gasabfuhreinrichtungen verstellbar, so dass einer oder mehrere der Gasströmungswege einstellbar sind, vorzugsweise ist die Strömungsgeschwindigkeit und/oder Lage eines oder mehrerer der Gasströmungswege einstellbar. "Lage" bezeichnet hierbei etwa die räumliche Position, Ausrichtung und/oder den Verlauf der betreffenden Trajektorie. Die oben genannte Verstellbarkeit umfasst beispielsweise eine Änderung der Position und/oder Ausrichtung von Gasabgabedüsen, sie kann sich aber auch beispielsweise auf eine Änderung des Öffnungswinkels des Strömungskegels beziehen. Dadurch lassen sich die Gasströmungswege einstellen und im zeitlichen Verlauf stabil halten.Preferably, one or more of the gas supply means and / or gas discharge means are adjustable, so that one or more of the gas flow paths are adjustable, preferably the flow velocity and / or position of one or more of the gas flow paths is adjustable. In this case, "position" refers, for example, to the spatial position, orientation and / or the course of the relevant trajectory. The above adjustability includes, for example, a change in the position and / or orientation of gas discharge nozzles, but it may also relate, for example, to a change in the opening angle of the flow cone. As a result, the gas flow paths can be adjusted and kept stable over time.

Vorzugsweise sind die Gasabfuhreinrichtungen eingerichtet, um das Gas aus dem Innern des Gehäuses abzusaugen. In diesem Fall ist eine Absaugvorrichtung vorgesehen, die einen Unterdruck erzeugt, beispielsweise mittels eines Kompressors oder Exhaustors, wodurch das Gas aktiv abgesaugt wird. Dadurch lässt sich zum einen die Geschwindigkeit der Gasströmung erhöhen und steuern, zum anderen kann die Stabilität der Gasströmungswege verbessert werden.Preferably, the gas discharge means are adapted to suck the gas from the interior of the housing. In this case, a suction device is provided which generates a negative pressure, for example by means of a compressor or Exhaustors, whereby the gas is actively sucked. As a result, on the one hand the speed of the gas flow can be increased and controlled, on the other hand the stability of the gas flow paths can be improved.

Vorzugsweise weist die Vorrichtung ferner eine Sekundärkühlung mit Sekundärkühldüsen auf, die eingerichtet ist, um eine Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, oder ein Flüssigkeit/Gas-Gemisch, vorzugsweise Wasser/Luft-Gemisch, auf den Gießstrang aufzubringen, wobei die Gasabfuhreinrichtungen so eingerichtet sind, dass sie neben der Luft aus den Gaszufuhreinrichtungen auch durch die Sekundärkühlung entstandenen Dampf abführen. Bedingt durch eine solche Sekundärkühlung der Strangoberfläche wird ein Dampfgemisch in der Tunnelkühlkammer erzeugt, das anschließend durch die beschriebene Gaskühlung mit zusätzlichem Gas angereichert wird. Eine besondere technische Wirkung der Gaskühlung besteht in diesem Fall darin, dass die aufgebrachte Flüssigkeit der Sekundärkühlung, also etwa das Spritzwasser oder Schwallwasser, aktiv von der Strangoberfläche abgeleitet wird. Dadurch werden die Kühlleistung und Gleichförmigkeit der Kühlung entlang der Strangoberfläche auf synergetische Weise verbessert. Der Druck an den Sekundärkühldüsen beträgt vorzugsweise 1 bis 5 bar, noch bevorzugter liegt er zwischen 1 und 3 bar.Preferably, the apparatus further comprises a secondary cooling with secondary cooling nozzles, which is adapted to apply a liquid, preferably water, or a liquid / gas mixture, preferably water / air mixture, on the casting strand, wherein the gas discharge means are arranged so that In addition to the air from the gas supply devices, they also dissipate steam produced by the secondary cooling. Due to such secondary cooling of the strand surface, a vapor mixture is generated in the tunnel cooling chamber, which is then enriched by the described gas cooling with additional gas. A special technical effect of gas cooling in this case is that the applied liquid of the secondary cooling, that is about the splash or splash water, is actively derived from the strand surface. This will be improves the cooling performance and cooling uniformity along the strand surface in a synergistic manner. The pressure at the secondary cooling nozzles is preferably 1 to 5 bar, more preferably between 1 and 3 bar.

Vorzugsweise weist die Vorrichtung Rollen zum Transport des Gießstrangs auf, die beispielsweise paarweise angeordnet sind, so dass der Gießstrang zwischen ihnen hindurchtreten kann. Auf diese Weise lässt sich die Gaskühlung mit der Führung und dem Transport des Strangs technisch kompakt verbinden. Vorzugsweise sind die Gaszufuhreinrichtungen zwischen den Rollen angeordnet, in Transportrichtung gesehen, um die Stabilität der Gasströmungswege zu verbessern. Eine oder mehrere Rollen können Antriebsrollen sein, die etwa über einen Elektromotor, ggf. unter Zwischenschaltung eines Getriebes, einer Kupplung, Bremse usw., angetrieben werden, um den Strang zu transportieren.Preferably, the device comprises rollers for transporting the cast strand, which are arranged in pairs, for example, so that the cast strand can pass between them. In this way, the gas cooling can be technically compact with the leadership and the transport of the strand. Preferably, the gas supply means are arranged between the rollers, viewed in the transport direction, in order to improve the stability of the gas flow paths. One or more rollers may be drive rollers, which are driven about an electric motor, possibly with the interposition of a transmission, a clutch, brake, etc., to transport the strand.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Vorrichtung, mit oder ohne Rollen, modular aufgebaut, so dass sie ein Segment bildet, das um weitere Segmente erweiterbar und flexibel entlang des Transportwegs des Gießstrangs anwendbar ist. Somit ist eine technisch einfache Anpassung der Transport- und/oder Kühlparameter an die gewünschten Eigenschaften des gegossenen Stahls, die Umgebungsbedingung usw. möglich. Insbesondere kann die Einstellung der Gasströmungswege für jedes Segment oder für Segmentgruppen individuell erfolgen. Hierbei kann die Einstellung nicht nur in Abhängigkeit der oben genannten Parameter (Brammenformat, Stahlqualität, Gießgeschwindigkeit usw.) erfolgen, sondern auch von Prozess- und/oder Zustandsparametern anderer, vorzugsweise vorangegangener Segmente. Die Einstellungen können in Echtzeit während des Kühlvorgangs erfolgen.According to a further advantageous embodiment, the device, with or without rollers, has a modular construction, so that it forms a segment that can be extended by further segments and is flexibly applicable along the transport path of the casting strand. Thus, a technically simple adaptation of the transport and / or cooling parameters to the desired properties of the cast steel, the environmental conditions, etc. is possible. In particular, the adjustment of the gas flow paths can be made individually for each segment or for segment groups. Here, the adjustment can be made not only in dependence on the above parameters (slab format, steel quality, casting speed, etc.), but also of process and / or state parameters of other, preferably previous segments. The settings can be made in real time during the cooling process.

Die Steuerung der beschriebenen Vorrichtung erfolgt vorzugsweise rechnergestützt, sie kann mittels einer Software realisiert werden, die, wenn sie auf einem Computer ausgeführt wird, die Schritte zur Durchführung des unten dargelegten Verfahrens veranlasst. Die Steuerung kann zentral oder dezentral organisiert sein, autark arbeiten oder mittels moderner Informations- und Kommunikationstechniken vernetzt sein.The control of the described apparatus is preferably computerized, it may be implemented by means of software which, when executed on a computer, causes the steps for carrying out the method set forth below. The control can be centralized or decentralized be organized, work independently or be networked using modern information and communication technologies.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Kühlen eines Gießstrangs in einer Stranggießanlage weist auf: Transportieren eines Gießstrangs in einer Transportrichtung durch ein Gehäuse, das den Gießstrang tunnelartig umgibt; Einbringen eines Gases, vorzugsweise Luft, mittels einer oder mehrerer Gaszufuhreinrichtungen in das Gehäuse, so dass die Oberfläche des Gießstrangs mit dem Gas beaufschlagt wird; Abführen des Gases aus dem Innern des Gehäuses mittels einer oder mehrerer Gasabfuhreinrichtungen, so dass ein oder mehrere gerichtete Gasströmungswege im Innern des Gehäuses ausgebildet werden, die an der Oberfläche des Gießstrangs vorbeiführen.The method according to the invention for cooling a casting strand in a continuous casting installation comprises: transporting a casting strand in a transport direction through a housing which surrounds the casting strand like a tunnel; Introducing a gas, preferably air, by means of one or more gas supply means into the housing, so that the surface of the casting strand is supplied with the gas; Discharging the gas from the interior of the housing by means of one or more gas discharge means, so that one or more directional gas flow paths are formed in the interior of the housing, which lead past the surface of the casting strand.

Die technischen Wirkungen, bevorzugten Ausführungsformen und Beiträge zum Stand der Technik, die in Bezug auf die Vorrichtung beschrieben wurden, gelten analog für das Verfahren zum Kühlen des Gießstrangs.The technical effects, preferred embodiments and contributions to the prior art described with respect to the apparatus apply analogously to the method for cooling the cast strand.

Die Temperatur des Gases sollte geringer sein als das der Strangoberfläche, vorzugsweise geringer als die Umgebung im Inneren des Gehäuses. Die Temperatur des zugeführten Gases liegt vorzugsweise zwischen 5 °C und 80 °C. Der Druck an den Gaszufuhreinrichtungen beträgt vorzugsweise mehr als 1 bar. Auch wenn vorzugsweise Luft zur Kühlung verwendet wird, können auch andere Gase oder Gasgemische zum Einsatz kommen, so etwa Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff oder andere Gase, vorzugsweise Inertgase.The temperature of the gas should be less than that of the strand surface, preferably less than the environment inside the casing. The temperature of the supplied gas is preferably between 5 ° C and 80 ° C. The pressure at the gas supply means is preferably more than 1 bar. Although preferably air is used for cooling, other gases or gas mixtures can be used, such as oxygen, nitrogen, hydrogen or other gases, preferably inert gases.

Die beschriebene Gaskühlung kommt in einer Stranggießanlage zur Anwendung. Hierbei kann es sich beispielsweise um folgende Bauformen handeln: Senkrecht-Abbiegeanlage, Bogenanlage, Vertikalbrammenanlage. Eine Beschränkung darauf besteht jedoch nicht. Die Gaskühlung ist besonders vorteilhaft anwendbar für gegossene Brammen der Breite von 1.000 mm bis 4.000 mm, Dicke von 40 mm bis 700 mm, Gießgeschwindigkeit von 0,1 bis 10 m/min und Strangführungslänge von 1 bis 50 m.The described gas cooling is used in a continuous casting plant. This may be, for example, the following types: vertical turning machine, sheet system, vertical slab system. However, there is no restriction. The gas cooling is particularly advantageous for cast slabs of the width of 1,000 mm to 4,000 mm, thickness of 40 mm up to 700 mm, casting speed from 0.1 to 10 m / min and strand guiding length from 1 to 50 m.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele ersichtlich. Die dort beschriebenen Merkmale können alleinstehend oder in Kombination mit einem oder mehreren der oben dargelegten Merkmale realisiert werden, insofern sich die Merkmale nicht widersprechen. Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele erfolgt mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen.Further advantages and features of the present invention will be apparent from the following description of preferred embodiments. The features described therein may be implemented alone or in combination with one or more of the features set forth above insofar as the features do not conflict. The following description of the preferred embodiments will be made with reference to the accompanying drawings.

Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures

Die Figur 1A zeigt schematisch eine bekannte Stranggießanlage, konzipiert als "Senkrecht-Abbiegeanlage", mit Strangführungssegmenten zum Transportieren und Kühlen des Gießstrangs. Die Figur 1B zeigt schematisch die Lage und Ausrichtung der Strangführungssegmente. Die Figur 1C zeigt ein solches Strangführungssegment auf vergrößerte und schematische Weise.The Figure 1A schematically shows a known continuous casting, designed as a "vertical turning plant", with strand guide segments for transporting and cooling of the casting strand. The FIG. 1B schematically shows the position and orientation of the strand guide segments. The Figure 1C shows such a strand guide segment in an enlarged and schematic manner.

Die Figur 2A zeigt ein Strangführungssegment durch das ein Gießstrang tritt. Die Figur 2B zeigt das Gehäuse des Strangführungssegments in einem Querschnitt senkrecht zur Transportrichtung. Die Figur 2C zeigt das Gehäuse im Querschnitt mit Gaszufuhreinrichtungen und Gasabfuhreinrichtungen. Die Figur 2D zeigt die gerichtete Gasströmung im Innern des Gehäuses.The FIG. 2A shows a strand guide segment through which a cast strand occurs. The FIG. 2B shows the housing of the strand guide segment in a cross section perpendicular to the transport direction. The Figure 2C shows the housing in cross-section with gas supply and gas discharge devices. The FIG. 2D shows the directed gas flow inside the housing.

Die Figur 3 zeigt schematisch ein Strangführungssegment, eingebettet in ein System zur Steuerung der Gasströmung im Innern des Gehäuses.The FIG. 3 schematically shows a strand guide segment embedded in a system for controlling the flow of gas inside the housing.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter AusführungsbeispieleDetailed description of preferred embodiments

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei sind gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholende Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden.In the following, preferred embodiments will be described with reference to the figures. Here are the same, similar or equivalent elements with provided with identical reference numerals, and a repetitive description of these elements is partially omitted in order to avoid redundancies.

Die Figur 2A zeigt ein Strangführungssegment 20, das wie in der Figur 1C mit paarweise angeordneten Rollen 21 ausgestattet ist, um einen Gießstrang 1 entlang einer Transportrichtung T zu transportieren. Das Strangführungssegment 20 ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform modular aufgebaut, um eine flexible Anpassung der Transport- und/oder Kühlparameter an die gewünschten Eigenschaften des gegossenen Stahls, die Umgebungsbedingung usw. zu ermöglichen. Das mittlere Rollenpaar - entlang der Transportrichtung T gesehen - ist beispielhaft durch Antriebsrollen 21 realisiert, die etwa über einen Elektromotor, ggf. unter Zwischenschaltung eines Getriebes, einer Kupplung, Bremse usw., angetrieben werden, um den Strang 1 zu transportieren.The FIG. 2A shows a strand guide segment 20, which, as in the Figure 1C is provided with paired rollers 21 to transport a casting strand 1 along a transport direction T. The strand guide segment 20 is modular in structure in accordance with the present embodiment to allow flexible adaptation of the transport and / or cooling parameters to the desired properties of the cast steel, the environmental condition, and so on. The middle roller pair - as seen along the transport direction T - is exemplified by drive rollers 21, which are about an electric motor, possibly with the interposition of a transmission, a clutch, brake, etc., driven to transport the strand 1.

Es sei darauf hingewiesen, dass eine modulare Ausführung der Strangführungssegmente 20, zur unabhängigen Anwendung jeweils mit Rollen 21 und Kühlvorrichtungen ausgestattet, zwar eine besondere Ausführungsform realisiert, jedoch nicht unbedingt erforderlich ist. Vielmehr ist das hier dargestellte Strangführungssegment 20 ein Beispiel eines Strangführungsabschnitts oder einer Vorrichtung, der bzw. die eingerichtet ist, um den Strang 1 auf seinem Weg durch die Stranggießanlage zu führen und zu kühlen.It should be noted that a modular design of the strand guide segments 20, each equipped with rollers 21 and cooling devices for independent use, although a particular embodiment is realized, but not essential. Rather, the strand guide segment 20 shown here is an example of a strand guide section or device configured to guide and cool the strand 1 on its way through the continuous casting plant.

Das Strangführungssegment 20 bzw. die Vorrichtung weist ein Gehäuse 22 auf. Das Gehäuse 22 erstreckt sich in Längsrichtung, d.h. entlang der Transportrichtung T des Strangs 1, und ist seitlich geschlossen, um dadurch den Strang 1 tunnelartig zu umgeben. Das geht aus der Figur 2B hervor, die einen Querschnitt entlang der Strich-Punkt-Linie in Figur 2A zeigt. Dadurch wird eine Tunnelkühlkammer geschaffen, durch die der Strang 1 tritt. In der Figur 2B und den nachfolgenden Figuren sind die Rollen 21 der Übersichtlichkeit halber nicht eingezeichnet.The strand guide segment 20 or the device has a housing 22. The housing 22 extends in the longitudinal direction, ie along the transport direction T of the strand 1, and is laterally closed, thereby surrounding the strand 1 like a tunnel. That's from the FIG. 2B showing a cross section along the dash-dotted line in FIG. 2A shows. This creates a tunnel cooling chamber through which the strand 1 passes. In the FIG. 2B and the following figures, the rollers 21 are not shown for clarity.

Im Ausführungsbeispiel der Figur 2B ist das Gehäuse 22 zweiteilig aufgebaut, mit einem unteren Gehäuseabschnitt 22a und einem oberen Gehäuseabschnitt 22b. Ein oder beide Gehäuseabschnitte 22a, 22b können entlang der Dickenrichtung des Strangs 1 relativ zueinander verschiebbar vorgesehen sein, um den Querschnitt der Tunnelkühlkammer und insbesondere die Lage der weiter unten beschriebenen Gaszufuhr- und Gasabfuhreinrichtungen einzustellen. Die Tunnelkühlkammer kann beispielsweise durch überlappende Gasleitbleche realisiert werden, zur freien Bewegung der Gehäuseabschnitte 22a, 22b, wodurch sich auf baulich einfache Weise der Querschnitt des Tunnels, d.h. die Formatdicke des Gießprodukts, einstellen lässt. Es kommt hierbei nicht darauf an, dass die tunnelartige seitliche Abdichtung des Gießstrangs 1 durch das Gehäuse 22 streng luftdicht erfolgt. Vielmehr dient die Beschaffenheit des Gehäuses 22 dazu, den Gasstrom im Innern des Gehäuses 22 zu lenken. Diese mittels des Gehäuses 22 geschaffene Tunnelkühlkammer ist Teil des Konzepts zur Schaffung eines gezielt gerichteten Gasstroms zur variablen und effektiven Abkühlung der Strangoberfläche.In the embodiment of FIG. 2B the housing 22 is constructed in two parts, with a lower housing portion 22a and an upper housing portion 22b. One or both housing sections 22a, 22b may be slidable relative to one another along the thickness direction of the strand 1 in order to adjust the cross section of the tunnel cooling chamber and in particular the position of the gas supply and gas discharge devices described below. The tunnel cooling chamber can be realized for example by overlapping Gasleitbleche for free movement of the housing sections 22a, 22b, which can be in a structurally simple way, the cross section of the tunnel, ie the format thickness of the cast set. It does not matter here that the tunnel-like lateral sealing of the casting strand 1 by the housing 22 is strictly airtight. Rather, the nature of the housing 22 serves to direct the flow of gas within the housing 22. This created by the housing 22 tunnel cooling chamber is part of the concept for creating a targeted gas flow for variable and effective cooling of the strand surface.

Dazu wird Gas, vorzugsweise Luft, über Gaszufuhreinrichtungen 23 in das Gehäuse 22 eingebracht. Die Gaszufuhreinrichtungen 23 weisen Öffnungen auf, die beispielsweise Kanalenden, Rohranschlüsse oder Düsen sein können, und sind so am oder im Gehäuse 22 angeordnet und ausgerichtet, dass sie einen Gasstrom auf zumindest einen Teil der Strangoberfläche des Gießstrangs 1, etwa auf eine oder beide Hauptflächen, aufbringen können.For this purpose, gas, preferably air, is introduced into the housing 22 via gas supply devices 23. The gas supply means 23 have openings, which may be, for example, channel ends, pipe connections or nozzles, and are arranged on or in the housing 22 and aligned to direct a gas flow to at least a part of the strand surface of the casting strand 1, approximately to one or both main surfaces. can muster.

Konkret sind die Gaszufuhreinrichtungen 23 gemäß der in der Figur 2C gezeigten Ausführungsform an der oberen Seite des U-förmig ausgebildeten oberen Gehäuseabschnitts 22b und an der unteren Seite des U-förmig ausgebildeten unteren Gehäuseabschnitts 22a angeordnet. Die Gaszufuhreinrichtungen 23 können regelmäßig, etwa in Reihen und Spalten, oder unregelmäßig angeordnet sein, solange die Strangoberfläche durch diese gezielt mit einem Gas beaufschlagt wird. Dazu können die Gaszufuhreinrichtungen 23 verstellbar vorgesehen sein, verstellbar etwa gemäß ihrer Position, Ausrichtung, ihres Gasabgabewinkels bzw. Strömungskegels.Specifically, the gas supply means 23 according to the in the Figure 2C shown embodiment on the upper side of the U-shaped upper housing portion 22b and arranged on the lower side of the U-shaped lower housing portion 22a. The gas supply means 23 may be arranged regularly, for example in rows and columns, or irregularly, as long as the strand surface is specifically acted upon by a gas. For this purpose, the gas supply means 23 adjustable be provided, adjustable about according to their position, orientation, their Gasabgabewinkels or flow cone.

Um das Gas aus dem Innern des Gehäuses 22 abzuführen, sind Gasabfuhreinrichtungen 24 vorgesehen, die gemäß der vorliegenden Ausführungsform an den Seite der Gehäuseabschnitte 22a, 22b angeordnet sind. Die Gasabfuhreinrichtungen 24 weisen Öffnungen auf, die beispielsweise Kanalenden oder Rohranschlüsse sein können. Die Gasabfuhreinrichtungen 24 können regelmäßig, etwa in Reihen und Spalten, oder unregelmäßig angeordnet sein, solange im Zusammenspiel mit den Gaszufuhreinrichtungen 23 und dem Gehäuse 22 ein gezielter und zeitlich stabiler Gasstrom im Innern des Gehäuses 22 geschaffen wird, der auf definierte Weise zur Oberfläche und/oder entlang der Oberfläche des Strangs 1 verläuft und anschließend rasch abgeführt wird. Dazu werden die Gasabfuhreinrichtungen 24 gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform mit einem Unterdruck (relativ zum Gehäuseinneren) beaufschlagt, so dass das Gas aktiv abgesaugt wird. Die Gasabfuhreinrichtungen 24 können verstellbar vorgesehen sein, verstellbar etwa gemäß ihrer Position, Ausrichtung und ihres Austrittswinkels.In order to discharge the gas from the interior of the housing 22, gas discharge means 24 are provided, which are arranged according to the present embodiment on the side of the housing sections 22a, 22b. The gas discharge devices 24 have openings, which may be, for example, channel ends or pipe connections. The gas discharge devices 24 can be arranged regularly, for example in rows and columns, or irregularly, as long as a targeted and temporally stable gas flow is created in the interior of the housing 22 in interaction with the gas supply means 23 and the housing 22, the surface and / or in a defined manner or along the surface of the strand 1 and then discharged rapidly. For this purpose, the gas discharge devices 24 according to a particularly preferred embodiment with a negative pressure (relative to the housing interior) acted upon, so that the gas is actively sucked. The gas discharge devices 24 may be provided adjustable, adjustable about according to their position, orientation and their exit angle.

Wie eine aus dem Zusammenspiel aus dem Gehäuse 22, dem Strang 1 und den Gaszufuhr- und Gasabfuhreinrichtungen 23, 24 resultierende gerichtete Strömung aussehen kann, ist in der Figur 2D gezeigt. Die Oberfläche, insbesondere die Hauptflächen, des Gießstrangs 1 wird gezielt mit Gas aus den Öffnungen der Gaszufuhreinrichtungen 23 beaufschlagt. Hierbei ist die Temperatur des Gases geringer als das der Strangoberfläche, vorzugsweise geringer als die Umgebung im Inneren des Gehäuses 22. Vorzugsweise liegt die Temperatur des zugeführten Gases zwischen 5 °C und 80 °C. An den Seitenwänden der Tunnelkühlkammer erfolgt anschließend die gezielte Abfuhr des Gases durch die Öffnungen der Gasabfuhreinrichtungen 24.What may look like resulting from the interaction of the housing 22, the strand 1 and the gas supply and gas discharge means 23, 24 directional flow is in the FIG. 2D shown. The surface, in particular the main surfaces, of the cast strand 1 is supplied in a targeted manner with gas from the openings of the gas supply devices 23. Here, the temperature of the gas is lower than that of the strand surface, preferably lower than the environment inside the housing 22. Preferably, the temperature of the gas supplied is between 5 ° C and 80 ° C. The targeted removal of the gas through the openings of the gas discharge devices 24 then takes place on the side walls of the tunnel cooling chamber.

Die Kühlleistung an der Strangoberfläche wird über den gerichteten Gasstrom erbracht. Hierbei gilt, dass der zur Kühlung wesentliche Wärmeübergangskoeffizient und somit die Kühlleistung von der Strömungsgeschwindigkeit und der Strömungsmenge des zugeführten Gases abhängen. Die gerichtete Gasströmung hat eine erhebliche Wirkung auf die Abkühlung der Strangoberfläche. So sind der Wärmeübergangskoeffizient und damit die Kühlleistung gemäß der dargestellten Ausführungsformen wesentlich höher (bis um das 60- bis 125-fache) als bei ruhenden oder ungeordnet strömenden, etwa turbulenten Gasen.The cooling power at the strand surface is provided by the directed gas flow. In this case, the heat transfer coefficient, which is essential for cooling, and thus the cooling capacity depend on the flow velocity and the flow rate of the gas supplied. The directed gas flow has a significant effect on the cooling of the strand surface. Thus, the heat transfer coefficient and thus the cooling capacity according to the illustrated embodiments, much higher (up to 60- to 125-fold) than dormant or disorderly flowing, about turbulent gases.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt zusätzlich zur beschriebenen Gaskühlung eine Sekundärkühlung mittels einer Flüssigkeit (vorzugsweise Wasser), oder einem Flüssig/Gas-Gemisch (vorzugsweise Wasser/Luft-Gemisch), die/das auf den zu kühlenden Strang 1 gespritzt wird. Bedingt durch eine solche Sekundärkühlung der Strangoberfläche wird ein Dampfgemisch in der Tunnelkühlkammer erzeugt, das anschließend durch die beschriebene Gaskühlung mit zusätzlichem Gas angereichert wird. Der Gasstrom wird, wie in Figur 2D gezeigt, über die Strangoberfläche geleitet, vorzugsweise mit einer Komponente in Richtung der Breitseite, d.h. quer zur Transportrichtung T, und seitlich abgeführt.According to a preferred embodiment, in addition to the described gas cooling, a secondary cooling by means of a liquid (preferably water), or a liquid / gas mixture (preferably water / air mixture), which is injected onto the strand 1 to be cooled. Due to such secondary cooling of the strand surface, a vapor mixture is generated in the tunnel cooling chamber, which is then enriched by the described gas cooling with additional gas. The gas flow becomes, as in FIG. 2D shown, passed over the strand surface, preferably with a component in the direction of the broad side, ie transversely to the transport direction T, and discharged laterally.

Eine besondere technische Wirkung der Gaskühlung besteht in diesem Fall darin, dass die aufgebrachte Flüssigkeit der Sekundärkühlung, also etwa das Spritzwasser oder Schwallwasser, aktiv von der Strangoberfläche seitlich abgeleitet wird. Dadurch können die Kühlleistung und insbesondere die Gleichförmigkeit der Kühlung entlang der Strangoberfläche weiter verbessert werden.A special technical effect of the gas cooling in this case is that the applied liquid of the secondary cooling, that is about the splash or splash water, is actively derived from the side of the strand surface. Thereby, the cooling performance and in particular the uniformity of the cooling along the strand surface can be further improved.

Wenn mit QGasIn die Gasmenge bezeichnet wird, die durch die Gaszufuhreinrichtungen 23 und die etwaige Sekundärkühlung in das Gehäuse 22 eingebracht wird, und mit QGasOut die Gasmenge bezeichnet wird, die über die Gasabfuhreinrichtungen 24 aus dem Gehäuse 22 abgeführt wird, dann sollte gelten: QGasIn ≤ QGasOut. Damit ist sichergestellt, dass auch der Dampf der Sekundärkühlung über die Gasabfuhreinrichtungen 24 abgeführt wird. Aus diesem Grund wird zur Gasmenge QGasIn auch die Gasmenge einer etwaigen Sekundärkühlung hinzugerechnet. Ferner kann eine Ausgleichsmenge, QAusgl = QGasIn - QGasOut, durch sogenanntes Falschgas entstehen, das eine Gas- oder Luftmenge ist, die über nicht zu schließende Konstruktionsstellen ins Gehäuse 22 eingeleitet wird.If Q GasIn is the amount of gas introduced into the casing 22 by the gas supply means 23 and any secondary cooling , and Q GasOut is the amount of gas passing through the gas supply Gas discharge means 24 is discharged from the housing 22, then should apply: Q GasIn ≤ Q GasOut . This ensures that the steam of the secondary cooling is discharged via the gas discharge devices 24. For this reason, the amount of gas Q GasIn also the amount of gas is added to any secondary cooling. Further, a compensation amount , Q Ausgl = Q GasIn - Q GasOut , by so-called false gas arise, which is a gas or air amount that is introduced via non-closing construction sites in the housing 22.

Die Gaszufuhreinrichtungen 23 können zusätzlich zu den Komponenten, etwa Kanälen und Düsen, einer etwaigen Sekundärkühlung vorgesehen sein. Alternativ können die Komponenten einer Sekundärkühlung zumindest Teilweise zur Gaskühlung genutzt werden, beispielsweise indem die Düsen einer Zweistoffkühlung mit Gas oder einem Flüssig/Gas-Gemisch versorgt werden, wobei das Gas und etwaiger Dampf abgeführt werden, um den gerichteten Gasstrom zu erzeugen.The gas supply means 23 may be provided in addition to the components, such as channels and nozzles, of any secondary cooling. Alternatively, the components of a secondary cooling may be used, at least in part, for gas cooling, for example by supplying the nozzles of a bi-fuel cooling with gas or a liquid / gas mixture, with the gas and any vapor removed to produce the directional gas flow.

Die Figur 3 zeigt schematisch den Schnitt durch ein Strangführungssegment 20 der oben beschriebenen Art, eingebettet in ein System zur Steuerung der Gasströmung im Innern des Gehäuses 22. Die Details des Strangführungssegments 20, wie etwa die Zweiteilung des Gehäuses 22 und die Gaszufuhr- und Gasabfuhreinrichtungen 23, 24, werden nicht nochmals im Detail beschrieben, da in der Figur 3 das Prinzip der Steuerung des betreffenden Segments oder Abschnitts im Vordergrund steht.The FIG. 3 12 schematically shows the section through a strand guide segment 20 of the type described above, embedded in a system for controlling the gas flow inside the housing 22. The details of the strand guide segment 20, such as the division of the housing 22 and the gas supply and gas discharge devices 23, 24, will not be described again in detail since in the FIG. 3 the principle of control of the segment or section in question is in the foreground.

Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind die Gaszufuhreinrichtungen 23 mit einer Gaszufuhr 33 strömungstechnisch, etwa über ein Leitungssystem 36, verbunden, welche die entsprechenden Öffnungen mit dem zuzuführenden Gas versorgt. Die Gasabfuhreinrichtungen 24 sind mit einer Gasabfuhr 34 strömungstechnisch, etwa über ein Leitungssystem 37, verbunden, die den Abtransport des Gases realisiert. Die Gasabfuhr 34 kann eine Absaugvorrichtung 35, etwa einen Kompressor oder Exhaustor, zum Absaugen des Gases und/oder Dampfes aufweisen. Gesteuert werden die Komponenten über eine Steuerung 40 zur Prozessautomation.According to the present embodiment, the gas supply means 23 are connected to a gas supply 33 in terms of flow, for example via a line system 36, which supplies the corresponding openings with the gas to be supplied. The gas discharge devices 24 are fluidly connected to a gas discharge 34, for example via a line system 37, which realizes the removal of the gas. The gas discharge 34 may be a suction device 35, such as a compressor or Exhaustor, to suck the gas and / or steam. The components are controlled via a controller 40 for process automation.

So kann die Strömung im Inneren der Tunnelkühlkammer, insbesondere die Gasgeschwindigkeit und Gasmenge, flexibel auf die Prozessparameter eingestellt werden. Insbesondere kann die Einstellung für jedes Segment oder Segmentgruppen individuell erfolgen. In Abhängigkeit beispielsweise vom Brammenformat, der Stahlqualität, Gießgeschwindigkeit, Sekundärkühlung, angestrebten Abkühlfunktion und Lage entlang des Transportwegs, von Grundeinstellungen usw. können die Gasmenge, Gasgeschwindigkeit und/oder der Gasdruck des über die Gaszufuhreinrichtungen 23 zuzuführenden Gases eingestellt werden. Analog kann die abzusaugende Gasmenge, etwa der Unterdruck und/oder der Strömungsquerschnitte der Gasabfuhreinrichtungen 24, gemäß einem oder mehreren der obigen Parameter eingestellt werden. Komponenten, die zur Steuerung der Gaszufuhr und Gasabfuhr in Frage kommen, sind beispielsweise: Kanäle, Rohre, Düsen, Ventile, Gebläse, Kompressoren, Exhaustor, Messgeräte, wie etwa Druckmesser, Volumenmesser und/oder Geschwindigkeitsmesser.Thus, the flow inside the tunnel cooling chamber, in particular the gas velocity and gas quantity, can be flexibly adjusted to the process parameters. In particular, the setting can be made individually for each segment or segment groups. Depending on, for example, the slab format, the steel quality, casting speed, secondary cooling, desired cooling function and position along the transport path, basic settings, etc., the gas quantity, gas velocity and / or gas pressure of the gas to be supplied via the gas supply means 23 can be adjusted. Analogously, the amount of gas to be sucked off, for example the negative pressure and / or the flow cross sections of the gas discharge devices 24, can be set according to one or more of the above parameters. Components that may be used to control gas supply and removal include: ducts, pipes, nozzles, valves, blowers, compressors, exhausters, gauges such as pressure gauges, volumetric meters, and / or speedometers.

Die Steuerung erfolgt vorzugsweise rechnergestützt, sie kann mittels einer Software realisiert werden, die, wenn sie auf einem Computer ausgeführt wird, die entsprechenden Verfahrensschritte veranlasst. Die Steuerung kann zentral oder dezentral organisiert sein, autark arbeiten oder mittels moderner Informations- und Kommunikationstechniken vernetzt sein.The control is preferably computer-aided, it can be realized by means of software which, when executed on a computer, causes the corresponding method steps. The controller can be centrally or decentrally organized, self-sufficient, or networked using modern information and communication technologies.

Die oben dargelegte Gaskühlung, die durch das Zusammenspiel zwischen dem Gehäuse 22, dem Strang 1 und den Gaszufuhr- und Gasabfuhreinrichtungen 23, 24 realisiert wird, kann abschnittsweise entlang des Transportwegs des Gießstrangs 1 vorgesehen sein. Auch wenn vorzugsweise Luft zur Kühlung verwendet wird, können auch andere Gase oder Gasgemische zum Einsatz kommen, so etwa Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff oder andere Gase, vorzugsweise Inertgase. Das Einbringen des Gases kann auf die Strangoberseite und/oder Strangunterseite gerichtet erfolgen.The above-described gas cooling, which is realized by the interaction between the housing 22, the strand 1 and the gas supply and gas discharge means 23, 24 may be provided in sections along the transport path of the casting strand 1. Although air is preferably used for cooling, other gases or gas mixtures may be used come, such as oxygen, nitrogen, hydrogen or other gases, preferably inert gases. The introduction of the gas can be directed to the strand top and / or strand underside.

Die beschriebene Gaskühlung kommt in einer Stranggießanlage zur Anwendung. Hierbei kann es sich beispielsweise um folgende Bauformen handeln: Senkrecht-Abbiegeanlage, Bogenanlage, Vertikalbrammenanlage. Eine Beschränkung darauf besteht jedoch nicht. Die Gaskühlung ist besonders vorteilhaft anwendbar für gegossene Brammen der Breite von 1.000 mm bis 4.000 mm, Dicke von 40 mm bis 700 mm, Gießgeschwindigkeit von 0,1 bis 10 m/min und Strangführungslänge von 1 bis 50 m, wobei im Falle der segmentartigen Führung als Strangführungslänge die Länge vom ersten Segment unterhalb der Kokille bis zum letzten Segment zu verstehen ist. Nach Durchlaufen des letzten Segments oder allgemeiner der Stranggießanlage, kann der Strang weiterverarbeitet werden, etwa gewalzt und/oder geschnitten werden.The described gas cooling is used in a continuous casting plant. This may be, for example, the following types: vertical turning machine, sheet system, vertical slab system. However, there is no restriction. The gas cooling is particularly advantageous for cast slabs of the width of 1,000 mm to 4,000 mm, thickness of 40 mm to 700 mm, casting speed of 0.1 to 10 m / min and strand guide length of 1 to 50 m, wherein in the case of the segment-like guide as strand guide length, the length from the first segment below the mold to the last segment is to be understood. After passing through the last segment or more generally the continuous casting, the strand can be further processed, such as rolled and / or cut.

Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.Where applicable, all individual features illustrated in the embodiments may be combined and / or interchanged without departing from the scope of the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Gießstrangcast strand
22
Strangführungstrand guide
33
Gießpfanneladle
44
Zwischenbehälterintermediate container
55
Kokillemold
1010
StrangführungssegmentStrand guide segment
1111
Rollenroll
2020
StrangführungssegmentStrand guide segment
2121
Rollenroll
2222
Gehäusecasing
22a22a
unterer Gehäuseabschnittlower housing section
22b22b
oberer GehäuseabschnittUpper housing section
2323
GaszufuhreinrichtungGas supply means
2424
GasabfuhreinrichtungGas discharge device
3333
Gaszufuhrgas supply
3434
Gasabfuhrgas discharge
3535
Absaugvorrichtungsuction
3636
Leitungssystem für die GaszufuhrPiping system for gas supply
3737
Leitungssystem für die GasabfuhrPiping system for gas removal
4040
Steuerungcontrol
TT
Transportrichtung des StrangsTransport direction of the strand

Claims (14)

Vorrichtung zum Kühlen eines Gießstrangs (1) in einer Stranggießanlage, die ein Gehäuse (22), eine oder mehrere Gaszufuhreinrichtungen (23) zum Einbringen eines Gases, vorzugsweise Luft, in das Gehäuse (22) und eine oder mehrere Gasabfuhreinrichtungen (24) zum Abführen des Gases aus dem Gehäuse (22) aufweist, wobei
das Gehäuse (22) tunnelartig ausgebildet ist, so dass der Gießstrang (1) zur Abkühlung in einer Transportrichtung (T) durch das Gehäuse (22) transportierbar ist, und
die Gaszufuhreinrichtungen (23) eingerichtet sind, um zumindest einen Teil der Oberfläche des Gießstrangs (1) mit dem Gas zu beaufschlagen, und die Gasabfuhreinrichtungen (24) eingerichtet sind, um das Gas aus dem Innern des Gehäuses (22) abzuführen, so dass ein oder mehrere gerichtete Gasströmungswege im Innern des Gehäuses (22) ausbildbar sind, die auf zumindest einen Teil der Oberfläche des Gießstrangs (1) auftreffen und/oder an zumindest einem Teil der Oberfläche des Gießstrangs (1) entlangführen.Apparatus for cooling a cast strand (1) in a continuous casting plant comprising a housing (22), one or more gas supply means (23) for introducing a gas, preferably air, into the housing (22) and one or more gas discharge means (24) for removal of the gas from the housing (22), wherein
the housing (22) is formed tunnel-like, so that the cast strand (1) for cooling in a transport direction (T) through the housing (22) is transportable, and
the gas supply means (23) are arranged to pressurize at least a part of the surface of the casting strand (1) with the gas, and the gas discharge means (24) are arranged to discharge the gas from the inside of the housing (22), so that or a plurality of directed gas flow paths can be formed in the interior of the housing (22), which impinge on at least part of the surface of the cast strand (1) and / or run along at least part of the surface of the cast strand (1). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (22) mehrteilig, vorzugsweise zweigeteilt, aufgebaut ist, wodurch das Gehäuse (22) mehrere Gehäuseabschnitte (22a, 22b) aufweist, und zumindest ein Gehäuseabschnitt (22b) so verstellbar ist, dass der Querschnitt des Gehäuses (22) senkrecht zur Transportrichtung (T) veränderbar ist.Device according to claim 1, characterized in that the housing (22) is constructed in several parts, preferably in two parts, whereby the housing (22) has a plurality of housing sections (22a, 22b), and at least one housing section (22b) is adjustable such that the housing Cross-section of the housing (22) perpendicular to the transport direction (T) is variable. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaszufuhreinrichtungen (23) und Gasabfuhreinrichtungen (24) so eingerichtet sind, dass die Gasströmungswege eine Komponente in der Breitenrichtung des Gießstrangs (1) aufweisen.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the gas supply means (23) and gas discharge means (24) so are arranged such that the gas flow paths have a component in the width direction of the casting strand (1). Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Gießstrang (1) einen rechteckigen Querschnitt aufweist, wobei die Oberflächen der beiden längeren Seiten des Strangquerschnitts Hauptflächen sind, während die beiden Oberflächen entlang der Dickenrichtung des Gießstrangs (1) Nebenflächen sind, und
die Gaszufuhreinrichtungen (23) Öffnungen, die den Hauptflächen des Gießstrangs (1) gegenüberliegen, und die Gasabfuhreinrichtungen (24) Öffnungen aufweisen, die den Nebenflächen des Gießstrangs (1) gegenüberliegen.Device according to one of the preceding claims, characterized in that
the casting strand (1) has a rectangular cross section, wherein the surfaces of the two longer sides of the strand cross section are major surfaces, while the two surfaces along the thickness direction of the casting strand (1) are minor surfaces, and
the gas supply means (23) have openings facing the main surfaces of the cast strand (1) and the gas discharge means (24) have openings facing the side surfaces of the cast strand (1). Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere der Gaszufuhreinrichtungen (23) und/oder Gasabfuhreinrichtungen (24) verstellbar sind, so dass einer oder mehrere der Gasströmungswege einstellbar sind, vorzugsweise ist die Strömungsgeschwindigkeit und/oder Lage eines oder mehrerer der Gasströmungswege einstellbar.Device according to one of the preceding claims, characterized in that one or more of the gas supply means (23) and / or gas discharge means (24) are adjustable so that one or more of the gas flow paths are adjustable, preferably the flow velocity and / or position of one or more the gas flow paths adjustable. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere der Gasabfuhreinrichtungen (24) eingerichtet sind, um das Gas aus dem Innern des Gehäuses (22) abzusaugen.Device according to one of the preceding claims, characterized in that one or more of the gas discharge means (24) are adapted to suck the gas from the interior of the housing (22). Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese ferner eine Sekundärkühlung mit Sekundärkühldüsen aufweist, die eingerichtet ist, um eine Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, oder ein Flüssigkeit/Gas-Gemisch, vorzugsweise Wasser/Luft-Gemisch, auf den Gießstrang (1) aufzubringen, wobei die Gasabfuhreinrichtungen (24) eingerichtet sind, um neben der Luft aus den Gaszufuhreinrichtungen (23) auch durch die Sekundärkühlung entstandenen Dampf abzuführen.Device according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises a secondary cooling with secondary cooling nozzles, which is adapted to a liquid, preferably water, or a liquid / gas mixture, preferably water / air mixture, on the casting strand (1 ), wherein the gas removal devices (24) are arranged to dissipate in addition to the air from the gas supply means (23) also formed by the secondary cooling steam. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie Rollen (21) zum Transport des Gießstrangs (1) aufweist, wobei die Gaszufuhreinrichtungen (23) vorzugsweise in Transportrichtung gesehen zwischen den Rollen (21) angeordnet sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises rollers (21) for transporting the cast strand (1), wherein the gas supply means (23) are preferably arranged between the rollers (21) as seen in the transport direction. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie modular aufgebaut ist, so dass sie ein Segment (20) bildet, das um weitere Segmente (20) erweiterbar und flexibel entlang des Transportwegs des Gießstrangs (1) anwendbar ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that it is of modular design, so that it forms a segment (20) which can be extended and flexibly applied to further segments (20) along the transport path of the cast strand (1). Verfahren zum Kühlen eines Gießstrangs (1) in einer Stranggießanlage, das aufweist: Transportieren eines Gießstrangs in einer Transportrichtung (T) durch ein Gehäuse (22), das den Gießstrang (1) tunnelartig umgibt; Einbringen eines Gases, vorzugsweise Luft, mittels einer oder mehrerer Gaszufuhreinrichtungen (23) in das Gehäuse (22), so dass zumindest ein Teil der Oberfläche des Gießstrangs (1) mit dem Gas beaufschlagt wird; Abführen des Gases aus dem Innern des Gehäuses (22) mittels einer oder mehrerer Gasabfuhreinrichtungen (24), so dass ein oder mehrere gerichtete Gasströmungswege im Innern des Gehäuses (22) ausgebildet werden, die auf zumindest einen Teil der Oberfläche des Gießstrangs (1) auftreffen und/oder an zumindest einem Teil der Oberfläche des Gießstrangs (1) entlangführen. Method for cooling a casting strand (1) in a continuous casting plant, comprising: Transporting a cast strand in a transport direction (T) by a housing (22) surrounding the casting strand (1) tunnel-like; Introducing a gas, preferably air, by means of one or more gas supply means (23) in the housing (22), so that at least a part of the surface of the casting strand (1) is acted upon with the gas; Discharging the gas from the interior of the housing (22) by means of one or more gas discharge means (24) such that one or more directional gas flow paths are formed in the interior of the housing (22) impinging on at least a portion of the surface of the casting strand (1) and / or along at least part of the surface of the casting strand (1). Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas eine Temperatur zwischen 5 °C und 80 °C aufweist.A method according to claim 10, characterized in that the gas has a temperature between 5 ° C and 80 ° C. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere der Gaszufuhreinrichtungen (23) und/oder Gasabfuhreinrichtungen (24) verstellt werden, um einen oder mehrere der Gasströmungswege einzustellen, wobei vorzugsweise die Strömungsgeschwindigkeit und/oder Lage eines oder mehrerer der Gasströmungswege eingestellt wird.A method according to claim 10 or 11, characterized in that one or more of the gas supply means (23) and / or gas discharge means (24) are adjusted to adjust one or more of the gas flow paths, preferably the flow velocity and / or position of one or more of the gas flow paths is set. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (22) mehrteilig, vorzugsweise zweigeteilt, aufgebaut ist, wodurch das Gehäuse (22) mehrere Gehäuseabschnitte (22a, 22b) aufweist, und zumindest ein Gehäuseabschnitt (22b) verstellt wird, so dass der Querschnitt des Gehäuses (22) senkrecht zur Transportrichtung (T) geändert wird.Method according to one of claims 10 to 12, characterized in that the housing (22) in several parts, preferably two parts, constructed, whereby the housing (22) has a plurality of housing sections (22a, 22b), and at least one housing portion (22b) is adjusted such that the cross-section of the housing (22) is changed perpendicular to the transport direction (T). Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchgeführt wird.Method according to one of claims 10 to 13, characterized in that the method is carried out with a device according to one of claims 1 to 9.
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