EP0107831A1 - Vorrichtung zum Aufsprühen eines Treib- und Kühlmittelgemisches auf einen gegossenen Stahlstrang - Google Patents
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- B22D11/124—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for cooling
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Definitions
- the invention relates to a device for spraying a blowing agent and coolant mixture onto a steel strand cast in a continuous casting mold, in particular in slab format, consisting of a spray nozzle provided with a coolant and blowing agent supply line.
- a liquid coolant for example water
- a gaseous propellant for example air
- a known cooling device consists of a tubular mixing chamber, to the strand-side opening of which a nozzle housing is connected.
- An insert tube projects into the other opening of the mixing chamber as a cooling water inflow.
- the mixing chamber is provided on the side with a connecting piece for compressed air serving as a blowing agent.
- the nozzle housing is provided with a dome-shaped impact surface in the direction of the slab surface.
- In front of the baffle there are two prismatic outlet openings for the cooling medium in the wall of the nozzle housing.
- a swirl disk is arranged in the interior of the nozzle housing for intensive mixing of the cooling medium.
- the invention is intended to avoid the disadvantages of the known devices.
- the aim of the invention is in particular a simple, reliable cooling device with which a liquid coolant within a gaseous propellant can be evenly distributed in the finest drops and sprayed in a gapless fan at high speed between adjacent strand guide rollers on a casting strand surface.
- the invention strives for an improved setting of the mixing ratio and the fan width to the casting material, casting cross section, casting speed and strand crust growth.
- a coolant guide with an end nozzle opening opens approximately at the apex of a narrow mixing chamber which is open at an angle to the strand, and the propellant is directed at an acute angle from several sides onto the cooling liquid jet emerging from the nozzle opening.
- Eliminating a baffle on the strand side avoids gaps in the spray fan as well as disadvantageous segregation. Without a special acceleration path for the coolant mixture, the coolant can be sprayed onto the slab surface without gaps and evenly distributed in a compartment corresponding to the slab width. An improvement in operational safety results from the fact that if the propellant supply fails due to the cooling liquid spraying onto the strand surface in a fan-like manner, there is still a sufficient cooling effect.
- mixing resistors can be arranged in the mixing chamber. By changing the number and position of the mixing resistors designed as pins, it is possible to adapt to changing formats and strand qualities.
- a particularly simple embodiment of the invention consists in that a nozzle tube is arranged in a housing provided with a propellant gas connection, the nozzle tube and housing having tapered propellant passages tapering conically to the nozzle opening and the mixing chamber being formed by walls of the housing.
- the angle to one another boundary walls of the mixing chamber can be used for adjustment of the cooling fan to changing B ram wide be formed as an adjustable guide plates. Such an adjustment is advantageously achieved by mounting the guide plates on an axis, the extension of which extends / is achieved approximately through the nozzle opening.
- a pressure medium cylinder can be provided as a swivel drive.
- a cooling device for cooling a slab strand 3 guided by support rollers 1, 2 is arranged according to FIG. 1 in the projection of the roller spacing perpendicular to the strand surface.
- the cooling device consists of a housing 5 provided with a lateral compressed air supply 4, in the interior of which a nozzle pipe 7 connected to a water pipe 6 is arranged such that an annular space 8 is formed. (FIG. 2)
- the housing 5 and the nozzle tube 7 are tapered conically to the nozzle opening 9, air passages 10 directed towards the outlet region of the nozzle opening 9 being formed between the associated walls.
- the housing 5 extends with walls 13 beyond the area of the nozzle opening 9, a narrow mixing chamber 11 extending transversely to the slab strand 3 being formed in front of the nozzle opening 9. (Fig. 3)
- the mixing chamber 11 is delimited on both sides by baffles 12, the edges of which are angular to one another.
- the nozzle opening 9 is designed as a slot running parallel to the mixing chamber 11.
- Pins 14 are used in the walls 13, which bridge the mixing chamber 11 as mixing resistors.
- a narrow mixing chamber is formed which is open at an angle to the strand and from which a spray fan 15 defined by the guide plates 12 is directed precisely to the respective slab width.
- the guide plates 12 are on an axis 16 attached to the side of the nozzle opening 9 in the housing 5 for change of the spray fan angle pivoted.
- a pressure medium cylinder 17 is attached to the housing 5 as a swivel drive, the piston 19 acting against the pressure of a spring 18 is connected via its piston rod 20 to a guide piece 21.
- the guide piece 21 is laterally provided with open grooves 22 for receiving bolts 23 arranged on the guide plates 12.
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Abstract
Bei einer Vorrichtung zum Aufsprühen eines Treib- und Kühlmittelgemisches auf einen gegossenen Stahlstrang (3) ist zur Verbesserung der Kühlmittelverteiling eine Kühlflüssigkeitsführung mit einer stirnseitigen Düsenöffnung (9) versehen, die etwa im Scheitelpunkt einer schmalen quer zum Strang winkelförmig geöffneten Mischkammer mündet, wobei das gasförmige Treibmittel von mehreren Seiten auf den aus der Düsenöffnung austretenden Kühlflüssigkeitsstrahl im spitzen Winkel zu dessen Richtung geleitet wird.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufsprühen eines Treib- und Kühlmittelgemisches auf einen in einer Stranggießkokille gegossenen Stahlstrang, insbesondere im Brammenformat bestehend aus einer mit Kühlmittel- und Treibmittelzuleitung versehenen Sprühdüse.
- Zur Abkühlung von Gießsträngen ist es bekannt, ein flüssiges Kühlmittel, z.B. Wasser, in einem gasförmigen Treibmittel, z.B. Luft, zu verteilen, das Gemisch über eine Strecke von mindestens 100 mm zu beschleunigen und durch eine Düse in einem breiten Fächer auf die Strangoberfläche aufzusprühen.
- Eine bekannte Kühlvorrichtung gemäß obiger Art und Wirkungsweise besteht aus einer rohrförmigen Mischkammer, an deren strangseitiger öffnung ein Düsengehäuse angeschlossen ist. In die andere öffnung der Mischkammer ragt als Kühlwasserzufluß ein Einsatzrohr. Die Mischkammer ist seitlich mit einem Anschlußstutzen für als Treibmittel dienende Druckluft versehen. Das Düsengehäuse ist in Richtung der Brammenoberfläche mit einer kalottenförmigen Prallfläche versehen. Vor der Prallfläche befinden sich gegenüberliegend in der Wandung des Düsengehäuses zwei prismatische Austrittsöffnungen für das Kühlmedium. Zur intensiven Vermischung des Kühlmediums ist im Inneren des Düsengehäuses eine Wirbelscheibe angeordnet. (DE-OS 30 04 864)
- Bei dieser Vorrichtung kommt es infolge Zentrifugalwirkung an der kalottenförmigen Prallfläche zu einer Entmischung, so daß die durch die vorgeordnete Wirbelscheibe erzielte Verteilung der Kühlflüssigkeit im Treibgas beim Austritt des Gemisches aus den Düsenöffnungen und damit eine gleichmäßige Beaufschlagung der Brammenoberfläche nicht mehr im vollen Umfang gewährleistet ist. Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtung ist ein Sprühschatten vor der Düsenstirnseite wodurch die Ausbildung eines lückenlosen Sprühfächers über die gesamte Brammenbreite verhindert wird. Zum Ausgleich dieses Sprühfehlers sind daher aufeinanderfolgende Düsen seitlich versetzt angeordnet. Hierdurch wird aber eine genaue Einstellung der Sprühfächerbreite auf die jeweilige Strangbreite und damit eine rationelle Ausnutzung des Kühlmittelgemisches verhindert.
- Mit der Erfindung sollen die Nachteile der bekannten Vorrichtungen vermieden werden. Ziel der Erfindung ist insbesondere eine einfache, betriebssichere Kühlvorrichtung, mit der ein flüssiges Kühlmittel innerhalb eines gasförmigen Treibmittels in feinsten Tropfen gleichmäßig verteilt und in einem lückenlosen Fächer mit hoher Geschwindigkeit zwischen benachbarte Strangführungsrollen auf eine Gießstrangoberfläche gesprüht werden kann. Darüber hinaus wird mit der Erfindung eine verbesserte Einstellung des Mischungsverhältnisses und der Fächerbreite auf Gießwerkstoff, Gießquerschnitt, Gießgeschwindigkeit und Strangkrustenwachstum angestrebt.
- Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß eine Kühlflüssigkeitsführung mit einer stirnseitigen Düsenöffnung etwa im Scheitelpunkt einer schmalen quer zum Strang winkelförmig geöffneten Mischkammer mündet und das Treibmittel in spitzem Winkel von mehreren Seiten auf den aus der Düsenöffnung austretenden Kühlflüssigkeitsstrahl gerichtet ist.
- Durch den Fortfall einer strangseitigen Prallfläche werden sowohl Lücken im Sprühfächer als auch eine nachteilige Entmischung vermieden. Ohne eine besondere Beschleunigungsstrecke für das Kühlmittelgemisch kann bei der neuen Vorrichtung das Kühlmittel fein und gleichmäßig verteilt in einem der Brammenbreite entsprechenden Fächer lückenlos auf die Brammenoberfläche gesprüht werden. Eine Verbesserung der Betriebssicherheit ergibt sich daraus, daß beim Ausfall der Treibmittelzufuhr durch die fächerartig auf die Strangoberfläche sprühende Kühlflüssigkeit noch eine ausreichende Kühlwirkung gegeben ist.
- Zur Verbesserung der Kühlmittelverteilung und zur Erzielung einer für einen Gießstrang optimalen Kühlmittelbeaufschlagung können in der Mischkammer mehrere Mischwiderstände angeordnet sein. Dabei ist durch Veränderung von Anzahl und Position der als Stifte ausgebildeten Mischwiderstände eine Anpassung an wechselnde Formate und Strangqualitäten möglich.
- Eine besonders einfache Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß ein Düsenrohr in einem mit Treibgasanschluß versehenen Gehäuse angeordnet ist, wobei Düsenrohr und Gehäuse mit zwischengeordneten Treibmitteldurchlässen konisch zur Düsenöffnung verjüngt sind und die Mischkammer durch Wandungen des Gehäuses gebildet ist.
- Die winklig zueinander stehenden Begrenzungswandungen der Mischkammer können zur Anpassung des Kühlfächers an wechselnde Brammenbreiten als verstellbare Leitbleche ausgebildet sein. Eine derartige Verstellung wird vorteilhaft durch Lagerung der Leitbleche auf einer Achse, deren Verlängerung etwa durch die Düsenöffnung verläuft/erreicht. Als Schwenkantrieb kann ein Druckmittelzylinder vorgesehen sein.
- In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen
- Fig. 1 die Anordnung einer Kühlvorrichtung über einem Gießstrang,
- Fig. 2 die Kühlvorrichtung im Längsschnitt,
- Fig. 3 einen Schwenkantrieb für die Leitbleche im Schnitt und
- Fig. 4 die Zuordnung von Kühlvorrichtung und Schwenkantrieb.
- Eine Kühlvorrichtung zum Abkühlen eines durch Stützrollen 1, 2 geführten Brammenstranges 3 ist gemäß Fig. 1 in der Projektion des Rollenabstandes senkrecht zur Strangoberfläche angeordnet. Die Kühlvorrichtung besteht aus einem mit einer seitlichen Druckluftzuführung 4 versehenen Gehäuse 5 in dessen Innenraum ein an eine Wasserleitung 6 angeschlossenes Düsenrohr 7 derart angeordnet ist, daß ein Ringraum 8 gebildet wird. (Fig. 2) Gehäuse 5 und Düsenrohr 7 sind konisch zur Düsenöffnung 9 verjüngt, wobei zwischen den zugeordneten Wandungen auf den Austrittsbereich der Düsenöffnung 9 gerichtete Luftdurchlässe 10 gebildet sind.
- Das Gehäuse 5 erstreckt sich mit Wandungen 13 über den Bereich der Düsenöffnung 9 hinaus,wobei vor der Düsenöffnung 9 eine quer zum Brammenstrang 3 verlaufende schmale Mischkammer 11 gebildet wird. (Fig. 3) Die Mischkammer 11 ist beidseits durch Leitbleche 12 begrenzt, deren Kanten winkelförmig zueinander stehen. Die Düsenöffnung 9 ist als parallel zur Mischkammer 11 verlaufender Schlitz ausgebildet.
- In den Wandungen 13 sind Stifte 14 eingesetzt, die als Mischwiderstände die Mischkammer 11 überbrücken. Vor der Düsenöffnung 9 wird so eine schmale winkelförmig zum Strang geöffnete Mischkammer gebildet aus der ein durch die Leitbleche 12 definierter Sprühfächer 15 genau auf die jeweilige Brammenbreite gerichtet ist.
- Zur Anpassung des Sprühfächers 15 an wechselnde Brammenbreiten sind die Leitbleche 12 auf einer seitlich der Düsenöffnung 9 im Gehäuse 5 befestigten Achse 16 zur Änderung des Sprühfächerwinkels schwenkbar gelagert. Als Schwenkantrieb ist am Gehäuse 5 ein Druckmittelzylinder 17 befestigt, dessen gegen den Druck einer Feder 18 wirkender Kolben 19 über seine Kolbenstange 20 mit einem Führungsstück 21 verbunden ist. Das Führungsstück 21 ist seitlich mit offenen Nuten 22 zur Aufnahme von an den Leitblechen 12 angeordneten Bolzen 23 versehen.
Claims (8)
1. Vorrichtung zum Aufsprühen eines Treib- und Kühlmittelgemisches auf einen in einer Stranggießkokille gegossenen Stahlstrang, insbesondere im Brammenformat, bestehend aus einer mit je einer Kühlflüssigkeits- und Treibgaszuleitung versehenen Sprühdüse,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Kühlflüssigkeitsleitung mit einer Düsenöffnung (9) im Scheitel einer schmalen quer zum Strang (3) win kelförmig geöffneten Mischkammer mündet und das Treibgas in spitzem Winkel von mehreren Seiten auf den aus der Düsenöffnung (9) austretenden Kühlflüssigkeitsstrahl gerichtet ist.
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Kühlflüssigkeitsleitung mit einer Düsenöffnung (9) im Scheitel einer schmalen quer zum Strang (3) win kelförmig geöffneten Mischkammer mündet und das Treibgas in spitzem Winkel von mehreren Seiten auf den aus der Düsenöffnung (9) austretenden Kühlflüssigkeitsstrahl gerichtet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Mischkammer mehrere Mischwiderstände angeordnet sind.
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Mischkammer mehrere Mischwiderstände angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Mischwiderstände Stifte (14) vorgesehen sind, die nach Anzahl und Position veränderlich sind.
dadurch gekennzeichnet,
daß als Mischwiderstände Stifte (14) vorgesehen sind, die nach Anzahl und Position veränderlich sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Düsenrohr (7) in einem mit Treibgasanschluß (4) versehenen Gehäuse (5) angeordnet ist, Düsenrohr (7) und Gehäuse (5) mit zwischengeordneten Treibmitteldurchlässen (10) konisch zur Düsenöffnung (9) verjüngt sind und die
winkelförmige Mischkammer durch Wandungen (13) des Gehäuses (5) gebildet ist.
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Düsenrohr (7) in einem mit Treibgasanschluß (4) versehenen Gehäuse (5) angeordnet ist, Düsenrohr (7) und Gehäuse (5) mit zwischengeordneten Treibmitteldurchlässen (10) konisch zur Düsenöffnung (9) verjüngt sind und die
winkelförmige Mischkammer durch Wandungen (13) des Gehäuses (5) gebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die winkelförmigen Begrenzungen der Mischkammer als verstellbare Leitbleche (12) ausgebildet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Leitbleche (12) um eine Achse (16) schwenkbar sind, deren Verlängerung etwa durch die Düsenöffnung (9] verläuft.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Leitbleche (12) um eine Achse (16) schwenkbar sind, deren Verlängerung etwa durch die Düsenöffnung (9] verläuft.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Leitbleche (12) durch einen Druckmittelzylinder über ein Führungsstück (21) schwenkbar sind.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Leitbleche (12) durch einen Druckmittelzylinder über ein Führungsstück (21) schwenkbar sind.
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