DE1263228B - Device for cooling the inner surface of hollow bodies produced in vertical continuous casting plants - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. CL:Int. CL:

B22dB22d

Deutsche KL: 31 b2-11/04German KL: 31 b2-11 / 04

Nummer: 1263 228Number: 1263 228

Aktenzeichen: M 36470 VI a/31 b2File number: M 36470 VI a / 31 b2

Anmeldetag: 22. Januar 1958Filing date: January 22, 1958

Auslegetag: 14. März 1968Opening day: March 14, 1968

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen der inneren Oberfläche von in vertikalen Stranggießanlagen hergestellten Hohlkörpern. Dabei wird ein an seinem unteren Ende geschlossener Dorn mit Kühlmittelzufluß und -abfluß verwendet und eine unterhalb des Domes befindliche zusätzliche zylindrische Kühlvorrichtung, deren Kühlmittelzuleitung durch den Dorn hindurchgeführt ist.The invention relates to a device for cooling the inner surface of vertical ones Continuous casting plants produced hollow bodies. A mandrel closed at its lower end is used used with coolant inflow and outflow and an additional cylindrical one located below the dome Cooling device, the coolant supply line of which is passed through the mandrel.

Beim Stranggießen von Hohlkörpern wird das schmelzflüssige Metall in eine oben und unten offene gekühlte Kokille gegossen, in deren Hohlraum ein zumeist gekühlter Dorn hineinragt. Bei einer bekannten Kühlvorrichtung dieser Art (deutsche Patentschrift 751 355) ist im Inneren des Domes eine spiralig verlaufende Wendel vorgesehen, die von einem konzentrisch angeordneten Rohr getragen ist. Das Rohr selbst dient zur Abführung des sich im Hohlraum des Domes bildenden Wasserdampfes. Der Dorn ist unten offen, so daß das durchlaufende Kühlwasser austreten und die Innenfläche des gegossenen Hohlkörpers direkt kühlen kann. Eine derart schroffe Abkühlung läßt sich aber bei Eisen und Stahl nicht anwenden. Sie führt hierbei nämlich zu einer großen Zahl von mehr oder weniger feinen und tiefen Rissen, die — wenn überhaupt — nur durch eine tiefgreifende Nachbearbeitung entfernt werden können. Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung (deutsche Patentschrift 908 521) besteht der in den Hohlraum der Kokille eingeführte Kühldorn aus einem Hohlzylinder, dessen Innenwand durch Aufspritzen von Wasser gekühlt wird. Aus der unteren Öffnung des Domes tritt das Wasser aus und kommt mit der Innenfläche des gegossenen Hohlkörpers in Kontakt. Auch in diesem Fall ist mit einer zu schroffen Abkühlung zu rechnen, so daß diese Vorrichtung für das Hohlstranggießen von Aluminium in Frage kommen kann, nicht aber für Eisen und Stahl. Die Kühlung des Domes kann in der Weise abgeändert werden, daß der Dorn unten geschlossen und mit Anschlüssen für die Zu- und Ableitung des Kühlwassers versehen ist.During the continuous casting of hollow bodies, the molten metal is converted into an open top and bottom A cooled chill is poured into the cavity of which a mostly cooled mandrel protrudes. With a well-known Cooling device of this type (German patent specification 751 355) is a spiral running inside the dome Helix provided, which is carried by a concentrically arranged tube. The pipe itself serves to remove the water vapor that forms in the cavity of the dome. The thorn is down open, so that the cooling water flowing through can escape and the inner surface of the cast hollow body can cool directly. Such abrupt cooling cannot be applied to iron and steel. It leads to a large number of more or less fine and deep cracks, which - if at all - can only be removed through in-depth post-processing. In a further known device (German patent specification 908 521) there is in the cavity The cooling mandrel introduced into the mold consists of a hollow cylinder, the inner wall of which is molded on by Water is cooled. The water comes out of the lower opening of the dome and comes with the Inner surface of the cast hollow body in contact. In this case, too, the cooling down is too abrupt to be expected, so that this device can be used for the hollow continuous casting of aluminum can, but not for iron and steel. The cooling of the dome can be modified in such a way that that the mandrel is closed at the bottom and provided with connections for the inlet and outlet of the cooling water is.

Um den besonderen bei der Erstarrung von Gußeisen durch eine vorübergehende Volumenvermehrung auftretenden Verhältnissen Rechnung zu tragen, ist ein bekannter Kühldorn (deutsche Patentschrift 892 502) um einen abgesetzten und im Durchmesser verringerten Dornfortsatz verlängert. Dieser Dornfortsatz ist so ausgebildet, daß er als Innenführung für das an der Absatzstelle austretende Kühlwasser dient. Auf diese Weise soll das Kühlwasser mit der Innenoberfläche des Stranges zwangläufig in Berührung gehalten werden. Schließlich ist Vorrichtung zum Kühlen der inneren Oberfläche von in vertikalen Stranggießanlagen
hergestellten HohlkörpernIn order to take into account the special conditions that occur during the solidification of cast iron due to a temporary increase in volume, a known cooling mandrel (German patent specification 892 502) is lengthened by a stepped spinous process with a reduced diameter. This spinous process is designed so that it serves as an internal guide for the cooling water exiting at the point of sale. In this way, the cooling water should necessarily be kept in contact with the inner surface of the strand. Finally, there is a device for cooling the inner surface of vertical continuous casting plants
manufactured hollow bodies

Anmelder:Applicant:

Mannesmann Aktiengesellschaft,Mannesmann Aktiengesellschaft,

4100 Düsseldorf, Mannesmannufer 1 b4100 Düsseldorf, Mannesmannufer 1 b

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Dr. Adolf Bungeroth,Dr. Adolf Bungeroth,

Dr. Erwin Scheufeie, 4100 Duisburg-Huckingen; Hans Schrewe, 4100 Duisburg-UngelsheimDr. Erwin Scheufeie, 4100 Duisburg-Huckingen; Hans Schrewe, 4100 Duisburg-Ungelsheim

eine Kokille für den Hohlstrangguß bekannt (deutsches Gebrauchsmuster 1758 908), bei der ein wassergekühltes Zentrierstück in den Hohlraum der Außenkokille hineinragt. Auf das Zentrierstück ist von unten ein als eigentlicher Dorn wirkender und mit einer eigenen Kühlwasserleitung versehener Ring aufgeschoben. Das Zentrierstück reicht mit seinem unteren, im Durchmesser stark verringerten Teil tiefer in den Hohlraum der Außenkokille hinein als der aufgeschobene Ring. Von einer nennenswerten Kühlwirkung des Zentrierstückes kann bei dieser Anordnung keine Rede sein.a mold for the hollow continuous casting known (German utility model 1758 908), in which a water-cooled centering piece protrudes into the cavity of the outer mold. On the centering piece is from below a ring acting as an actual mandrel and provided with its own cooling water pipe postponed. The centering piece is sufficient with its lower part, which is greatly reduced in diameter deeper into the cavity of the outer mold than the pushed-on ring. From a notable one With this arrangement, there is no question of the cooling effect of the centering piece.

Umfangreiche Untersuchungen haben gezeigt, daß der Kühlung des Stranginnern beim Stranggießen von Hohlkörpern aus Eisen und Stahl eine besondere Bedeutung zukommt. So hat sich — wie schon ausgeführt — herausgestellt, daß jede direkte Kühlung die Gefahr einer Rißbildung einschließt, daß die Menge des Kühlmittels unter Umständen in engen Grenzen gehalten werden muß, daß eine gleichmäßige Verteilung zur Vermeidung örtlich begrenzter Abkühlungszonen notwendig ist u. dgl. mehr. Das Abkühlungsverhalten der jeweiligen Legierung und die Art des Kühlmittels sind ebenso zu beachten wie die Querschnittsabmessung des zu gießenden Stranges, die Absenk- bzw. Gießgeschwindigkeit, die Gießtemperatur des Werkstoffes usw. Die Vielzahl der aufeinander abzustimmenden Faktoren bereitet nicht nur erhebliche Schwierigkeiten, sondern ihre Einhaltung im praktischen Betrieb ist nicht immer möglich und auch nicht gewährleistet.Extensive studies have shown that the cooling of the interior of the strand during continuous casting of Hollow bodies made of iron and steel are of particular importance. So it turned out - as already stated - It has been found that any direct cooling involves the risk of cracking that the amount the coolant must be kept within narrow limits under certain circumstances, so that an even distribution To avoid locally limited cooling zones, and the like, more is necessary. The cooling behavior the respective alloy and the type of coolant are to be observed as well as the Cross-sectional dimension of the strand to be cast, the lowering or casting speed, the casting temperature of the material, etc. The multitude of factors to be coordinated is not just a preparation considerable difficulties, but their compliance in practical operation is not always possible and also not guaranteed.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kühlvorrichtung unterhalb des Kühldornes zu schaffen, die eine regelbare und gleichmäßige Kühlung der Innenfläche des gegossenen Hohlkörpers gestattet. The invention is therefore based on the object of providing a cooling device below the cooling mandrel create, which allows a controllable and uniform cooling of the inner surface of the cast hollow body.

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Das geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß eine Sprühdüse in den oberen Teil der zusätzlichen zylindrischen, unterhalb des Domes befindlichen Kühlvorrichtung hineinragt, deren Ende offen ist und deren Innenwandung mit Vorsprüngen versehen ist, die rinnenartig oder taschenförmig ausgebildet sind.This is done according to the invention in that a spray nozzle in the upper part of the additional cylindrical, protrudes below the dome cooling device, the end of which is open and the inner wall of which is provided with projections which are designed like troughs or pockets.

Durch das Aufspritzen von Wasser auf die Innenfläche der Kühlvorrichtung wird eine indirekte Kühlung der Innenfläche des Hohlstranges erreicht. Die Vorsprünge auf der Innenwand der Kühlvorrichtung verzögern den Kühlmittelablauf und sorgen dafür, daß die Kühlwirkung über eine größere Fläche gleichmäßig verteilt wird. Die Zuführung von Wasser zu der Sprühdüse kann ohne Schwierigkeiten bewirkt werden, und man kann so viel Wasser zuführen, daß der Strang zunächst indirekt gekühlt werden und dann durch den austretenden Wasserdampf in milder Form direkt gekühlt werden kann. Die erzielbare Kühlwirkung richtet sich nach dem Abkühlungsverhalten des betreffenden Werkstoffes, nach dem zu gießenden Querschnitt, nach der Absenk- bzw. Gießgeschwindigkeit, nach der Gießtemperatur des Werkstoffes usw. und kann in relativ weiten Grenzen durch die pro Zeiteinheit durchfließende Kühlmittelmenge geregelt werden.Splashing water onto the inner surface of the cooling device creates indirect cooling reached the inner surface of the hollow strand. The protrusions on the inner wall of the cooling device delay the coolant flow and ensure that the cooling effect over a larger area is evenly distributed. The supply of water to the spray nozzle can be effected without difficulty and so much water can be added that the strand can initially be cooled indirectly and can then be cooled directly in a mild form by the escaping water vapor. The achievable The cooling effect depends on the cooling behavior of the material in question casting cross-section, according to the lowering or casting speed, according to the casting temperature of the material etc. and can be controlled within relatively wide limits by the amount of coolant flowing through per unit of time be managed.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für die Vorrichtung dargestellt, in dem die Kokille mit 1, der Dom mit 2 und der Hohlstrang mit 3 bezeichnet sind. Die Abbildung zeigt weiter den in einem Stranghohlraum angeordneten Kühlkörper 4 in Form eines unten offenen Rohres, in das das Kühlmittel durch eine getrennt angeordnete und regelbare Leitung 5 eingeführt und am oberen Ende des Rohres mittels einer Düse 6 zersprüht wird.In the drawing, an embodiment of the device is shown in which the mold with 1, the dome is designated with 2 and the hollow strand with 3. The illustration also shows the in one Strand cavity arranged heat sink 4 in the form of a tube open at the bottom, into which the coolant introduced through a separately arranged and controllable line 5 and at the upper end of the tube is sprayed by means of a nozzle 6.

.Die versetzt zueinander angeordneten und den Kühlmittelablauf der Stranginnenwand verzögernden Vorsprünge, die gegebenenfalls rinnenartig oder taschenförmig ausgebildet werden können, sind mit 7 bezeichnet..The offset to one another and delay the coolant drainage of the strand inner wall Projections, which can optionally be designed in the shape of a channel or pocket, are indicated by 7 designated.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Vorrichtung zur Kühlung der inneren Oberfläche von in vertikalen Stranggießverfahren hergestellten Hohlkörpern aus Eisen und Stahl unter Verwendung eines an seinem unteren Ende geschlossenen Doms mit Kühlmittelzu- und -abfluß und einer unterhalb des Domes befindlichen zusätzlichen zylindrischen Kühlvorrichtung, deren Kühlmittelzuleitung durch den Dorn hindurchgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sprühdüse (6) in den oberen Teil der zusätzlichen Kühlvorrichtung (4) hineinragt, deren unteres Ende offen ist und deren Innenwandung mit Vorsprüngen (7) versehen ist, die rinnenartig oder taschenförmig ausgebildet sind.Device for cooling the inner surface of manufactured in vertical continuous casting processes Hollow bodies made of iron and steel using a closed at its lower end Doms with coolant inflow and outflow and an additional one below the dome cylindrical cooling device, the coolant feed line of which is passed through the mandrel is, characterized in that a spray nozzle (6) in the upper part of the additional Cooling device (4) protrudes, the lower end of which is open and the inner wall of which is provided with projections (7) which are channel-like or pocket-shaped. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 908 521, 844 802;
deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 759 908;
britische Patentschrift Nr. 702 719.Considered publications:
German Patent Nos. 908 521, 844 802;
German utility model No. 1 759 908;
British Patent No. 702 719. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 809 518/559 3.68 © Bundesdruckerei Berlin809 518/559 3.68 © Bundesdruckerei Berlin