NO119695B - - Google Patents

Description

Innretning for kjøling og avstytting av støpestrenger ved strengestøping av tungmetaller eller deres legeringer.

Ved strengestøping av tungmetaller, særlig stål eller stållegeringer, er det kjent å benytte glidekokiller av kobber som gjennomløpsstøpeform, hvilke kokiller enten er fremstilt av en kobberblokk eller sammensatt av kobberplater eller kobberrør og på innsiden blir påvirket av et strømmende flytende kjølemiddel. Alt etter diameteren eller kantlengden for støpestrengen er disse glidekokiller ca. 600-1000 mm lange, hvorved de omslutter støpestrengen over denne lengden med sine på innsiden kjølte glatte kobberflater.

Ved benyttelsen av disse kobberglidekokillene har det

vist seg som ulempe at strengskallet allerede kort tid etter sin dannelse på grunn av sammenskrumpning fjerner seg fra kobberveggene

og at det følgelig i det nedre lengdeområdet av kokillen ikke mer finner sted en jevn kjøling. Man har forsøkt å ta med denne sammenskrumpning i beregningene ved at man utformer kokillen konisk, slik at de indre vegger som danner strengen følger sammenskrumpningen og på denne måten sikre et bedre anlegg mot strengskallet. Da imidlertid også et over hele lengden mot kokilleveggene anliggende streng-skall på grunn av sin naturlige overflateruhet bare muliggjør forholdsvis dårlig varmeovergang og varmebortledningsevne også derfor er begrenset, fordi den vidtgående er avhengig av varmeledningsevnen for kobbermaterialet, har det allerede i lang tid vært kjent og vanlig i tillegg å kjøle strengskallet direkte enten allerede inne i kobberkokillen, eller under-denne med et som oftest flytende kjøle-middel, særlig vann. 0

De til dette formål kjente fremgangsmåter og innretninger er imidlertid ikke tilfredsstillende. Bortsett fra at besprøytningen av støpestrengoverflaten ved hjelp av vann gjennom dyser gir en ujevn kjøling av støpestrengskallet og en ujevn kjøling kan føre såvel til gjennombrudd som også til spenningsriss, består det innenfor glidekokillen utstrømmende kjølevann i forøket gråd .den fare at kjøle-vannet, ved for stort vanntrykk når frem til nærheten av -støpespeilet og der fører til en oppkokning av stålet.

Ifølge resultater som er fremkommet ved foreliggende oppfinnelse skriver den ujevne og som oftest også utilstrekkelig kjøling av støpestrengskallet ved direkte kjøling ved hjelp av vann eller lignende seg fra at det umiddelbart under treffstedet på ytter-flaten til støpéstrengskallet vékkstrømmende kjølevann ifølge det kjente Leidenfrbst-fenomen blir isolert på grunn av dampsjiktdannelse, slik at det i disse områder - frem til høyden for den derpå følgende dyse - under visse omstendigheter til og. med kan inntre en gjenoppvarming av støpestrengskallet fra innsiden.

Denne ulempe har også en kjent glidekokille, som i sitt nedre lengdeområde er utstyrt, med lengdespor gjennom hvilke det i området. v,ed sporene mot støpestrengen sprøytede kjølevann skal bli ført bort nedover langs overflaten. Mens det herved i det umiddelbare tréffområdet for sprøytestrålen opptrer en sterk kj.øle-ef fekt, er kjøleinnvirkningen i det nedenforværende område utilfredsstillende fordi det vann 'som preller tilbake fra strengoverflaten innenfor sporet ikke mer bidrar til en videre kjøling, men delvis på grunn av Leidenfrost-fenoménet og delvis på grunn av tilbakeprellingen strømmer Nedover og ut i det fri på den bort fra strengen vendte innside av sporet. Dette betyr at det etter et kjølestøt i høyde med dyse-ringen følger en mer eller mindre stor sone i hvilken støpestreng-skallet bare blir ufullstendig kjølt. At det herved til og med kan opptre en gjenoppvarming av skallet er blitt iakttatt ved, med varm saltsyre beisede strengskiver, ved hvilke det viste seg tett nedenfor overflaten, som årringer vekslende soner med tettere og løsere struktur. I området ved strengekantene har disse soner med løsere struktur riss..r.,.

Oppfinnelsen har til hensikt å forbedre de foran beskrevne anordninger til kjøling av støpestrenger ved unngåelse av de nevnte effekter og ulemper og å fremskaffe en jevn og intensiv kjøling av støpestrengen. For løsing av denne oppgaven er innret-ningen ifølge oppfinnelsen kjennetegnet ved at støtteristen består av med smalkantene mot støpestrengoverflaten anliggende smale plater av et egnet materiale, som utstrekker seg i et vertikalt plan og parallelt med støpestrengens akse og er anordnet med liten avstand fra hverandre rundt støpestrengens omkrets, hvorved de, i spaltområdene mellom de hosliggende plater anordnede stråledyser retter flate stråler mot støpestrengoverflaten, hvilke stråler utstrekker seg i vertikal retning sammenhengende over hele kjøle-strekningens lengde, hvilke strålers, i støpestrengens omkretsretning målte bredde i treffområdet på støpestrengoverflaten er mindre enn spaltbredden mellom platene i støtteristen og hvis kinetiske treffenergi mot støpestrengoverflaten er av størrelsesorden 5-20 kpm/min cm p. Det har ved forsøk, vist seg at det på denne måten er mulig å kjøle støpestrengen på en forholdsvis kort direkte kjøle-strekning så intensivt og jevnt at de ovenfor beskrevne ulemper og effekter ikke mer kunne iakttas. Da støpestrengens overflate i de tett ved siden av hverandre liggende spaltområder i kjøleristen blir direkte truffet med, over hele lengden av kjølestrekningen seg utstrekkende flate stråler med høy kinetisk energi, kan det ikke ved noe sted i kjølestrekningen danne seg et isolerende dampsjikt, idet det på grunn av de i forhold til spaltbredden smalere flatestråler,

på den ene side blir oppnådd at disse treffer støpestrengoverflaten med full energi og på den annen side at det vann som preller bort eller bøyes bort fra støpestrengoverflaten føres forbi den flate stråle på grunn av adhesjon langs sideveggene til føringsliatene.

Det har vist seg at på denne måte kan det bli oppnådd en optimal kjølevirkning når den kinetiske treffenergien for de flate strålene beløper seg til minst ca. 5>fortrinnsvis imidlertid inntil ca.

20 kp.m/min.cm p.

Selv om det har vist seg hensiktsmessig å la de flate strålene som i spaltene mellom hver gang to hosliggende førings-lister treffer støpestrengoverflaten direkte over hele kjøle-strekningens lengde med den angitte kinetiske energi, bli frembragt av minst hver gang én, ved den side av spalten som vender bort fra støpestrengen anordnet flatestråledyse, er det også mulig for frem-bringelse av flatestråler som arbeider ifølge oppfinnelsen å benytte flere, over hele lengden av spalten fordelt anordnede flat- eller rundstråledyser, hvis stråler i treffområdet på støpestrengen danner en sammenhengende flat stråle.

Herved er det i ethvert tilfelle hensiktsmessig, hvis

de til hver spalte tilordnede dyser er slik utformet og innstilt at tettheten og/eller den kinetiske treffenergien til den over hele lengden av kjølestrekningen avtar fra den øvre til den nedre ende av kj ølestrekningen, fortrinnsvis.progressivt. Åpningstverrsnittene til dysen er derved valgt slik åt støpestrengoverflaten ved den gitte støpehastighet forblir i et temperaturområde mellom ca. 700 og maksimalt 1250°C

Ved forsøk med anordningen ifølge oppfinnelsen er det funnet at det på hver gang 100 mm omkretslengde for støpestrengen blir rettet hensiktsmessig mellom 3 og 9, fortrinnsvis 6 flatestråler.

For å muliggjøre dette med en enkel oppbygning, er føringslistene for kjøleristen dannet ikke ved hjelp av spor, men ved hjelp av i "planparallell avstand ved siden av hverandre forankrede plater av fortrinnvis herdet stål, f.eks. St.60, hvorved platen har en veggtykkelse på ca. 5-10 mm,, fortrinnsvis 6 mm, mens de av deres avstand bestemte spaltbredder ligger mellom 7,5 og 15 mm, fortrinnsvis 10 mm. Ved denne foretrukkede utførelsesform er platene ved benyttelsen av bare en til hver spalt tilordnet, i det øvre lengdeavsnitt av kjøleristen anbragt i bevegelsesretningen til støpestrengen skråttstilt flatestråledyse med en sprøytevinkel på

ca. 90°, i deres dybde for kjøleristen tilmålt så brede at lengden for flatestrålen i treffområdet mot støpestrengoverflaten omtrent tilsvarer lengden på kjøleristen.

Kobberkokillen som indirekte kjøler støpestrengen og

den til direkte kjøling tjenende kjølerist er fortrinnsvis fast,

men likevel løsbart forbundet med hverandre. Derved kan kobber-

kokillen bli så mye forkortet at den er kortere eller fortrinnsvis bare omtrent like lang som den dobbelte diameter eller den dobbelte sidelengde til støpestrengen. Lengden på den tilsluttede kjølerist kan vanligvis være omtrent like lang som kobberkokillen, imidlertid under visse omstendigheter også lenger enn denne.

Ved forsøk med kjøleanordningen ifølge oppfinnelsen

har det i forbindelse med en støpestreng med 160 mm kantlengde og ved benyttelsen av, til hver kant ni 6 mm tykke plater med et mellomrom på 10 mm og tilsammen førti flatstråledyser med et vann-forbruk på 8 m^/time vist seg at det selv ved meget store støpe-hastigheter inntrer en fullstendig jevn og intensiv kjøling. Herved kunne man kjøre med støpehastigheter på inntil 2,8 m/min., hvorved strengskallet under kjøleristen ikke på noe sted hadde en temperatur over 1000°C.

På tegningen er oppfinnelsen forklart ved hjelp av et foretrukket eksempel på utførelsen. Tegningen viser: Fig. 1 kobberkokillen og den tilsluttede kjølerist skjematisk i lengdesnitt, og

fig. 2 et tverrsnitt langs linjen II-II i fig. 1.

På tegningen er støpestrengen betegnet med 1, kobberglidekokillen med 2 og den ved den nedre ende løsbart anbragte kjølerist med 3-

Som det i fig. 1 er skjematisk antydet har den av kobber bestående glidekokille 2 i sitt indre et nett av med hverandre forbundne kjølemiddelkanaler 4, som på den ene siden er forbundet med tilkoplingsstusser 5 og på den andre side med bortledningsstusser 6 for kjølemidlet, særlig vann.

Ved 7 dannes profilformen for støpestrengen 1 ved hjelp av fra innsiden kjølte kobberglideflater som er tilpasset støpe-strengen og ligger an mot dens overflate.

Som det fremgår av fig. 1 og 2 består kjøleristen 3 av herdede stålplater 8 som ved hjelp av ankerstaver 9 og på disse påskjøvede distansehylser 10 er forankret planparallelt og i en bestemt avstand fra hverandre. Ved det viste utføreleeseksemplet har platene 8 en veggtykkelse på 6 mm, mens avstanden mellom hver av to hosliggende plater, dvs. spaltbredden, er 10 mm. Som man ser av fig. 2 tjener den fremre smalkant 8a til platen 8 som føringskant for de allerede faste støpestrengskall.

Med 11 er betegnet et, kjøleristen 3 i det øvre lengde-

område utvendig omgivende, som ringledning utformet vannkammer,

til hvilket det under høyt trykk stående kjølemiddel blir ledet over tilkoplingsstussen lia. På innsiden av vannkammeret er i en viss vinkel i bevegelsesretningen av støpestrengen 1 anordnet skråttstilte flatestråledyser 12 slik at de med en i vertikalplanet målt sprøytevinkel på ca. 90° frembringer en i treffområdet på

overflaten til støpestrengen over hele lengden av kjøleristen seg utstrekkende flatestråle 13 med høy kinetisk energi, hvis bredde -

som det fremgår av fig. 2 - er vesentlig smalere enn spaltbredden.

På grunn av helningen til flatestråledysene 12 i bevegelsesretningen

til støpestrengen bevirker sprøytevinkelen på 90°C, at den ved den øvre ende av kjøleristen innenfor spalten på støpestrengoverflaten treffende stråle har en større tetthet og kinetisk treffenergi enn i det nedre området.

Claims (7)

1. Innretning for kjøling og avstøtting av støpestrengen ved strengstøpingsanlegg for tungmetaller eller deres legeringer, særlig stål, hvilken innretning består av en som gjennomløpsform tjenende glidekokille av kobber, hvis indre vegger, som former støpestrengen, på utsiden påvirkes av et kjølemiddel, og til hvilke det på undersiden slutter seg en faststående støtterist som omslutter støpestrengen på alle sider og i hvis mellomrom det er rettet sprøyte- dyser som tilfører kjølemiddel mot støpestrengoverflaten, karak terisert ved at støtteristen (3) består av med smalkantene (8a) mot støpestrengoverflaten anliggende smale plater (8) av et egnet materiale som utstrekker seg i et vertikalt plan og parallelt med støpestrengens akse og er anordnet med liten avstand fra hver andre rundt støpestrengens omkrets, hvorved de, i spaltområdene mellom de hosliggende plater anordnede stråledyser (12) retter flate stråler (13) mot støpestrengoverflaten, hvilke stråler utstrekker seg i vertikal retning sammenhengende over hele kjølestrekningens lengde, hvilke strålers, i støpestrengens omkretsretning målte bredde i treffområdet på støpestrengoverflaten er mindre enn spaltbredden mellom platene (8) i støtteristen (3) og hvis kinetiske treffenergi mot støpestrengoverflaten er av størrelsesorden 5 - 20 kp.m/min cm .

2. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at de flate strålers (13) kinetiske treffenergi avtar fra den øvre til den nedre ende, men også ved den nedre ende minst ligger pa 5 kp/mm cm 2.

3. Innretning ifølge krav 2, karakterisert ved at det i den øvre del av støtteristen (3) mellom hver av de hosliggende plater (8) er anordnet én i vertikalplanet skråttstilt flatstråledyse (12), hvis flate stråle har en spredningsvinkel på ca. 90°.

4. Innretning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det over lengden til hver av spaltene mellom platene (8) til støtteristen på i og for seg kjent måte er fordelt anordnet flere flat- eller rundstråledyser, hvis stråler i treffområdet på støpestrengen danner en sammenhengende flat stråle.

5. Innretning ifølge krav 1 eller et av de følgende krav, karakterisert ved at det for hver 100 mm av støpe-strengens omkretslengde er anordnet 3~9 , fortrinnsvis 6 dyser (12) som tilveiebringer flate stråler (13).

6. Innretning ifølge krav 1 eller et av de følgende krav, karakterisert ved at de av herdet stål bestående plater (8) i støtteristen (3) har en veggtykkelse på ca. 5-10 mm, fortrinnsvis 6 mm og har en ved smalkantene (8a) målt innbyrdes avstand på 7,5 - 15 mm, fortrinnsvis 10 mm.

7. Innretning ifølge krav 1 eller et av de følgende krav, karakterisert ved at støtteristen (3) er omtrent like lang som kobberkokillen (2) og at kobberkokillen (2) er kortere enn, eller fortrinnsvis omtrent like stor som den dobbelte diameter henholdsvis den dobbelte sidelengde til støpestrengen.