DE10001073A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verhindern einer unerwünschten Abkühlung der Bandkantenbereiche eines Gußstranges - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Verhindern einer unerwünschten Abkühlung der Bandkantenbereiche eines GußstrangesInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verhindern einer unerwünscht intensiven Abkühlung insbesondere der Bandkantenbereiche 11 eines Gußstranges 6 durch mit diesem aus der Bodenöffnung 7 einer Sekundärkühlkammer 8 austretendes Laufwasser 9. Hierzu werden energiereiche Sprühstrahlen 10 eines Ablenkmediums erzeugt und bevorzugt quer zu den Bandkantenbereichen 11 des Gußstranges gegen den Laufwasseraustritt gerichtet und zwar derart, daß das Laufwasser 9 von den Bandkantenbereichen 11 abgelenkt und in beiderseitig vom Gußstrang 6 vorhandene Ablauföffnungen 12 der Sekundärkühlkammer 8 abgeleitet wird. Die Erfindung betrifft auch eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Verhindern einer
unerwünschten Abkühlung insbesondere der Bandkantenbereiche eines Guß
stranges durch mit diesem aus der Bodenöffnung einer Sekundärkühlkammer
austretendes Laufwasser.
Aus dem Betrieb von Stranggießanlagen für Dünnbrammen ist es bekannt, daß
beim Austritt des Gußstranges aus der Sekundärkühlkammer seitlich neben dem
Strang Laufwasser austritt und dabei eine unerwünscht intensive Unterkühlung der
Strangkanten verursacht. Dieser Effekt wird um so stärker, je breiter das Gießfor
mat und je größer die Gießgeschwindigkeit ist.
Bei einer Stranggießanlage für Brammen entsprechend der DE-OS 22 08 928, bei
welcher der Strang kontinuierlich aus einer wassergekühlten Kokille nach unten
ausgezogen wird und durch eine Stütz- und Führungseinrichtung mit Rollen ge
führt wird, ist vorgesehen, daß ein Teil der Kühlvorrichtung von Flachstrahldüsen
gebildet ist, die parallel zur Oberfläche des Stranges, das heißt zur Breitseite der
Bramme im Abstand von dieser angeordnet sind, wobei ihre Längsachse parallel
zu den Achsen der Rollen verlaufen. Weiterhin sieht die bekannte Strangießanlage
vor, daß die Flachstrahldüsen im Bereich des Brammenrandes angeordnet sind
und vorzugsweise an beiden Brammenrändern einander versetzt gegenüber lie
gen.
Bei dieser Stranggießanlage mit einer bogenförmigen Stütz- und Führungsein
richtung zur Umlenkung des Stranges aus im wesentlichen vertikaler Richtung in
im wesentlichen horizontale Richtung ist weiterhin vorgesehen, daß die Kühlvor
richtung im Bereich der Umlenkung, das heißt auf etwa 1/3 bis 2/3 der Längser
streckung der Stütz- und Führungseinrichtung aus Flachstrahldüsen besteht. Ins
besondere soll die Kühleinrichtung auch an der Unterseite der Bramme aus Flach
strahldüsen bestehen.
Die DE-AS 15 58 194 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kühlen
eines Gußstranges in einer Sekundärkühlzone. Der Gußstrang wird in Zonen ge
kühlt, die quer zur Strangachse zueinander versetzt sind, mit der Maßgabe, daß
die Kühlwirkung in den Zonen benachbarter Ebenen sich zu einer über die Stran
goberfläche quer zur Strangachse annähernd gleichmäßig verlaufenden Kühlwir
kung ergänzen.
Die DE-AS 12 89 956 offenbart eine Sekundärkühlvorrichtung für gradflächige
Stranggußerzeugnisse. Diese besteht aus mehreren quer zur Strangachse ange
ordneten Zerstäuberdüsen. Die Zerstäuberdüsen weisen eine flache Charakteristik
der auftreffenden Kühlmittelmenge auf und sind mit einem solchen Abstand von
jeder benachbarten Düse angeordnet, bei welchen die Düsenflanken sich so weit
überschneiden, daß die Kühlung im Überschneidungsbereich nur geringfügig von
der Kühlung der außerhalb der Überschneidungen liegenden Oberflächenteile ab
weicht.
Bei keiner der bekannten Vorrichtungen sind wirksame Mittel vorhanden, welche
einen Austritt von Laufwasser seitlich neben dem Strang und eine damit einherge
hende unerwünscht intensive Abkühlung der Bandkantenbereiche verhindert.
Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, ein Verfahren und eine zu deren Durchführung geeignete Vorrichtung
anzugeben, durch welche der Austritt von Laufwasser aus der Sekundärkühlkam
mer einer Stranggießanlage seitlich neben dem Strang und eine damit einherge
hende unerwünscht intensive Unterkühlung der Strangkanten verhindert werden
kann.
Zur Lösung der Aufgabe wird bei einem im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten
Verfahren mit der Erfindung vorgeschlagen, daß energiereiche Sprühstrahlen ei
nes Ablenkmediums erzeugt und bevorzugt quer zu den Bandkantenbereichen
gegen den Laufwasseraustritt gerichtet werden, derart, daß das Laufwasser von
den Bandkantenbereichen abgelenkt und in beiderseitig vom Gußstrang vorhan
dene Ablauföffnungen der Sekundärkühlkammer abgeleitet wird.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung der Aufgabe wird mit großem Vorteil erreicht,
daß eine unerwünscht intensive Abkühlung der Bandkantenbereiche durch Lauf
wasser unterdrückt wird.
Durch Anpassung der Verfahrensparameter, beispielsweise Einstellen von Rich
tung, Energiegehalt sowie Anzahl und Durchsatzmenge der einzelnen Düsen wird
die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens in erforderlichem Maße opti
miert und es werden die jeweiligen Verhältnisse der Strangproduktion einer Dünn
brammen-Gießanlage optimal berücksichtigt.
Eine Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung sieht vor, daß als Ablenk
medium Wasser oder Luft oder ein Wasser-/Luftgemisch verwendet wird. Damit
wird eine noch bessere Anpassung der Verfahrensparameter an die jeweiligen
Produktionsbedingungen einer Stranggießanlage erreicht.
Weiterhin sieht das Verfahren nach der Erfindung vor, daß Sprühstrahlen mit fla
chen Sprühkegeln erzeugt werden. Ein Sprühstrahl dieser Form entzieht dem
Strang ein Minimum an Wärme, obwohl es sich nicht vermeiden läßt, daß auch
der Strang durch das Ablenkmedium teilweise besprüht wird.
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung sieht vor, daß quer
zu jeder Seite einer Kante des Gußstranges sich teilweise überschneidende Rei
hen von Sprühkegeln erzeugt werden. Damit wird eine vollständige Abdeckung
jeder Seite einer Kante des Gußstranges mit Sprühstrahlen des Ablenkmediums
erreicht.
Mit einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung ist vorgese
hen, daß Sprühstrahlen bevorzugt in einem Winkel α gegen die Laufrichtung des
Laufwassers gesprüht werden. Dadurch, daß die Düsen nach oben, entgegen der
Richtung des Laufwassers sprühen, wird die Ablenkung des Laufwassers opti
miert.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht weiterhin vor, daß die Kan
tenbereiche des Gußstranges in vergleichsweise geringem Abstand stromaufwärts
der Bodenöffnung der Sekundärkühlkammer besprüht werden. Damit werden be
sonders günstige Verfahrensparameter für die Ablenkung des Laufwasser aus den
Bandkantenbereichen erzielt.
Und weiter sieht das Verfahren nach der Erfindung vor, daß bei einer die Breite
des Stranges überbrückenden Anordnung jeweils mehrerer Düsen in Reihe, an
den Schmalseiten eines Stranges nach Maßgabe wechselnder Strangbreite einzelne
Düsenpaare der Düsenreihen zu- oder abgeschaltet werden. Damit ergeben
sich in unkomplizierter und vorteilhafter Weise veränderbare Zonen zu besprü
hender Bandkantenbereiche quer zur Strangachse, und zwar nach Maßgabe der
jeweiligen Breite des Stranges.
Und schließlich sieht die Erfindung vor, daß Sprühstrahlen annähernd senkrecht
zur Oberfläche gegen Bandkantenbereiche gesprüht werden. Damit wird ein opti
maler Sperreffekt gegen austretendes Laufwasser erzeugt, ohne daß die Breit
seiten des Stranges in unerwünschter Weise von den Sprühstrahlen getroffen
werden und die Strangkanten einer unerwünschten Kühlwirkung ausgesetzt wer
den.
Eine Vorrichtung zum Verhindern einer unerwünscht intensiven Abkühlung der
Bandkantenbereiche eines Gußstrahles durch mit diesem aus der Bodenöffnung
einer Sekundärkammer austretendes Laufwasser, umfaßt in Reihe angeordnete
Sprühdüsen zum Erzeugen energiereicher, gegen den Laufwasseraustritt gerich
teter Sprühstrahlen, wobei die Sprühdüsen in vergleichsweise geringem Abstand
stromaufwärts der dem Gußstrang an der Sekundärkühlkammer zugeordneten
Bodenöffnung angeordnet sind, und wobei ferner die Sprühdüsen zu mehreren in
jeweils einer Reihe in Richtung der Strangbreite zusammengefaßt und je einzeln
über Drosselvorrichtungen an eine Speiseleitung angeschlossen sind.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind entsprechend den Unteransprü
chen vorgesehen.
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachste
henden Erläuterung einiger in Zeichnungen schematisch dargestellter Ausfüh
rungsbeispiele. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Stranggießanlage umfassend eine
Sprühvorrichtung nach der Erfindung in schematischer Dar
stellung;
Fig. 2 im Schnitt einer Schnittebene II.-II. in Fig. 1 die Draufsicht
auf einen Kühlkammerboden;
Fig. 3 eine Seitenansicht eines aus der Kühlkammer austretenden
Stranges mit einer erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung;
Fig. 4 im Schnitt der Ebene II.-II. in Fig. 1 eine Draufsicht auf den
Kühlkammerboden mit einer Anordnung von mehreren
Sprühdüsen und deren Verrohrung;
Fig. 5. im Schnitt der Ebene II.-II. in Figr. 1 eine weitere Draufsicht
auf einen Kühlkammerboden mit in Reihen angeordneten
Sprühdüsen.
Der in Fig. 1 gezeigte Anlagenbereich einer Stranggießanlage mit Mitteln zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Seitenansicht so darge
stellt, daß der Betrachter auf die Schmalseite des Gußstranges 6 sieht.
Die rein schematische Darstellung dieses Anlagenbereiches zeigt oben die Kokille
22, aus welcher ein Gußstrang 6 entsprechend dem Pfeil 21 nach unten ausgezo
gen wird. Dabei durchläuft er eine lediglich als Black-Box angedeutete Strangfüh
rung 23 innerhalb einer ebenfalls als Black-Box dargestellten Sekundärkühlkam
mer 8. Die rein schematische Darstellung von Strangführung 23 und Kühlkammer
8 ohne Angabe von konstruktiven Details wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit
gewählt, weil davon auszugehen ist, daß ein Fachmann mit der Ausgestaltung
konstruktiver Details dieser Elemente vertraut ist. Im unteren Bereich der Sekundärkühlkammer
8 befindet sich deren Boden 20 mit der Bodenöffnung 7, durch
welche der Strang 6 zusammen mit einem Strom von Laufwasser 9 nach unten zu
austritt. Im Bereich dieses Austritts befindet sich eine Zufuhrleitung 24 für ein aus
der Sprühdüse 17 in Form von Sprühstrahlen 10 emitiertes Ablenkmedium. Bei
diesem kann es sich um Wasser oder Luft oder ein Wasser-/Luftgemisch handeln.
Wie hierzu aus der Fig. 2 hervorgeht, gliedert sich - in der Draufsicht auf den
Kühlkammerboden 20 betrachtet - die neben der Bodenöffnung 7 der Kühlkam
mer 8 zur sehende Anordnung von Sprühdüsen 17 in eine obere Düsenreihe 25
und eine untere Düsenreihe 26. Die von diesen erzeugten Sprühstrahlen 10 aus
einzelnen sich teilweise überlappenden Sprühkegeln 13 sind schräg zur Laufrich
tung 21 des Gußstranges 6 im Bereich dicht oberhalb des Kühlkammerbodens 20
ausgerichtet.
In Folge der Ausrichtung in Reihen 15 findet eine wenigstens teilweise Überlap
pung der Sprühstrahlen 10 der oberen und unteren Düsenreihen 25, 26 statt.
Wie weiterhin die Fig. 3 in einer Seitenansicht mit Blick auf die Schmalseite 16
eines Gußstranges 6 zeigt, sind die Sprühstrahlen 10 der oberen bzw. unteren
Düsenreihe 25, 26 in einem Winkel α gegen die Richtung des Laufwassers 9 ge
richtet. Dadurch wird die Ablenkung des Laufwassers 9 optimiert.
Die Darstellung zeigt weiter den zum Gußstrang 6 und zur Bodenöffnung 7 hin
schräg nach oben ansteigenden Kühlkammerboden 20, welcher neben dem
Strang 6 die Bodenöffnung 7 offen hält, wobei insbesondere in deren Bereich ein
Durchströmen von Laufwasser 9 mit Hilfe der Erfindung vermieden werden soll.
Dies wird erreicht durch die Wirkung der energiereichen Sprühstrahlen 10, und
durch deren Auftreffen auf den Laufwasserstrom 9, wobei das Laufwasser in die
beiderseitig vom Gußstrang 6 vorhandenen Ablauföffnungen 12 der Sekundär
kühlkammer 8 abgeleitet wird.
Fig. 4 zeigt eine weitere Schnittdarstellung der Kühlkammer 8 in den Schnittebe
nen II.-II, von Fig. 1 und zwar eine Anordnung von Sprühdüsen 17 in Reihen 15
zur Ausbildung energiereicher Sprühstrahlen 10 an den Bandkantenbereichen 11
des Gußstranges 6.
Die Verrohrung der Sprühdüsen 17 ist durch Zufuhrleitungen 24 ausgebildet, wel
che seitwärts der Düsenreihen 15 je einzeln an Drosselvorrichtungen 1 bis 5 an
geschlossen sind und diese wiederum von einer gemeinsamen Speiseleitung 18
ausgehen.
Dieser Darstellung ist im Einzelnen zu entnehmen, daß bei einer die Breite des
Stranges 6 überbrückenden Anordnung, mit mehreren Düsenreihen 15 an
Schmalseitenbereichen 16 des Stranges 6, einzelne Düsenpaare 1, 1'; 2, 2'; 3, 3';
etc. der Düsenreihen 15 nach Maßgabe wechselnder Strangbreiten 19 zu- oder
abgeschaltet werden.
Zur Kenntlichmachung unterschiedlicher Strangbreiten sind rein schematisch in
Fig. 4 die kleinste Strangbreite mit b und die größte Strangbreite mit B angege
ben. Dazwischen können die Bandkantenbereiche 11 stufenweise den jeweiligen
Gegebenheiten angepaßt sein.
Auch bei dieser Darstellung sind die Düsenreihen mit den Bezugsziffern 15,
Sprühstrahlen mit 10 und Bandkantenbereiche mit 16 bezeichnet. Auftretendes
Laufwasser an den Schmalseiten des Stranges 6 ist mit Bezugsziffer 9 bezeich
net. Die Verrohrung der Zufuhrleitungen ist mit der Bezugsziffer 24 bezeichnet.
Weiterhin ist erkennbar, daß einzelne Leitungen 24 mit ausgezogenen Strichen
und andere mit Strichpunkt-Linien gekennzeichnet sind. Damit soll gezeigt werden,
daß je nach kleinster Breite b oder größter Breite B des Gußstranges 6
Rohrleitungen 24 bzw. Sprühdüsen 17 zu- und abgeschaltet werden können.
Schließlich zeigt die Darstellung auch noch die Bodenöffnung 7 im Kühlkammer
boden 20. Mit 19 sind die variablen Breitenabschnitte des Gußstranges 6 bezeich
net, die eine stufenweise Änderung der Strangbreite andeuten.
Und schließlich zeigt Fig. 5 in vergrößerter Darstellung und ebenfalls in Drauf
sicht auf einen Schnitt entlang der Ebene II.-II. in Fig. 1 weitere Funktionsele
mente, und zwar den Strang 6, die Bodenkammer 7, den Kühlkammerboden 20,
den zu verhindernden Laufwasseraustritt 9 im Bereich der Bandkanten 11, sowie
die Anordnung von Düsenreihen 15 mit Sprühdüsen 17. Die Zufuhrleitungen zu
den Düsen 17 sind insgesamt mit der Bezugsziffer 24 gekennzeichnet.
1
Drosselvorrichtung
2
Drosselvorrichtung
3
Drosselvorrichtung
4
Drosselvorrichtung
5
Drosselvorrichtung
6
Gußstrang
7
Bodenöffnung
8
Sekundärkühlkammer
9
Laufwasser
10
Sprühstrahlen
11
Bandkantenbereich
12
Ablauföffnung
13
Sprühkegel
14
Kante
15
Reihe
16
Schmalseite
17
Sprühdüsen
18
Speiseleitung
19
Breitenabschnitte, variabel
20
Kühlkammerboden
21
Strangabzugsrichtung
22
Kokille
23
Strangführung
24
Zufuhrleitung
25
obere Düsenreihe
26
untere Düsenreihe
Claims (12)
1. Verfahren zum Verhindern einer unerwünschten Abkühlung insbesondere
der Bandkantenbereiche (11) eines Gußstranges (6) durch mit diesem aus
der Bodenöffnung (7) einer Sekundarkühlkammer (8) austretendes Laufwas
ser (9),
dadurch gekennzeichnet,
daß energiereiche Sprühstrahlen (10) eines Ablenkmediums erzeugt und
bevorzugt quer zu den Bandkantenbereichen (11) gegen den Laufwasser
austritt gerichtet werden, derart, daß das Laufwasser (9) von den Bandkan
tenbereichen (11) abgelenkt und in beiderseitig vom Gußstrang (6) vorhan
dene Ablauföffnungen (12) der Sekundärkühlkammer (8) abgeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Ablenkmedium Wasser oder Luft oder ein Wasser-/Luftgemisch ver
wendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß Sprühstrahlen (10) mit flachen Sprühkegeln (13) erzeugt werden.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß quer zu jeder Seite einer Kante (14) des Gußstranges (6) sich teilweise
überschneidende Reihen (15) von Sprühkegeln (13) erzeugt werden.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß Sprühstrahlen (10) bevorzugt in einem Winkel (α) gegen die Laufrich
tung des Laufwassers (9) gesprüht werden.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kantenbereiche (11) des Gußstranges (6) in vergleichsweise gerin
gem Abstand stromaufwärts der Bodenöffnung (7) der Sekundärkühlkammer
(8) besprüht werden.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einer die Breite aus Stranges (6) überbrückenden Anordnung jeweils
mehrerer Düsen in Reihe (15), an den Schmalseiten (16) eines Stranges (6)
nach Maßgabe wechselnder Strangbreite (b bzw. B) einzelne Düsenpaare (1,
1'; 2, 2'; 3, 3'; ect.) der Düsenreihen (15) zu- oder abgeschaltet werden.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß Sprühstrahlen (10) annähernd senkrecht zur Strangoberfläche gegen
Bandkantenbereiche (11) gesprüht werden.
9. Vorrichtung zum Verhindern einer unerwünschten Abkühlung der Bandkan
tenbereiche (11) eines Gußstranges (6) durch mit diesem aus der Bodenöff
nung (7) einer Sekundärkühlkammer (8) austretendes Laufwasser (9), insbe
sondere zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß in Reihe angeordnete Sprühdüsen (17) zum Erzeugen energiereicher,
gegen den Laufwasseraustritt gerichteter Sprühstrahlen (10) vorgesehen
sind,
- - daß die Sprühdüsen (17) in vergleichsweise geringem Abstand stromauf wärts der dem Gußstrang (6) an der Sekundärkühlkammer (8) zugeord neten Bodenöffnung (7) angeordnet sind, und
- - daß die Sprühdüsen zu mehreren in jeweils einer Reihe (15) in Richtung der Strangbreite zusammengefaßt und je einzeln über Drosselvorrichtun gen (1 bis 5) an eine Speiseleitung (18) angeschlossen sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Sprühdüsen (17) mit senkrecht zu den Flächen des Gußstranges (6)
ausgerichteten Achsen angeordnet sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Sprühdüsen (17) zur Erzeugung senkrecht zum Gußstrang (6) ge
richteter Sprühstrahlen (10) mit entsprechend richtungseinstellbaren Achsen
(x-x) angeordnet sind.
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Sprühdüsen (17) zur Erzeugung eines flachen und breiten Sprühke
gels (13) mit schmalen Austrittsschlitzen ausgebildet sind.
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