Flachstrahldüse zum Kühlen von kontinuierlich geförderten Giessträngen in einer Stranggiessanlage

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Flachstrahldüse in einer Stranggießanlage zum Aufsprühen eines Kühlmittels auf eine Gießstrangoberfläche, deren Austrittsschlitz einen aus einer Vielzahl von Kühlmittelstrahlen gebildeten Sprühfächer formt, wobei die jedem Kühlmittelstrahl zugeordneten Auftreffwinkel zu den Seitenbereichen der Gießstrangoberfläche kleiner werden.

[0002] Bei einer derartigen durch die DE-A-2 401 649 bekannt gewordenen Sprühdüse ist ein gleichmäßiger Längsschlitz in einem zylindrischen Düsenkörper quer zu dessen Längsachse angeordnet, wodurch ein den Sprühfächer bestimmender Öffnungswinkel von 70°-130° gebildet ist. Mit der bekannten Sprühdüse ist eine gleichmäßige Kühlmittelbeaufschlagung und Wärmeabfuhr über eine große Strangbreite aus folgenden Gründen nicht erreichbar:

[0003] Die Auftreffwinkel der Kühlmittelstrahlen gehen von der Mitte des Gießstranges von 90° zu den Seiten des Gießstranges auf bis zu 30° zurück. Daraus folgt zunächst eine Ausdehnung des von einem Kühlmittelstrahl bestimmter Breite getroffenen Flächenbereichs mit abnehmenden Auftreffwinkeln. (Streuung)

[0004] Hinzukommt, daß ein auf die Seitenflächen des Gießstranges auftreffender Kühlmittelstrahl aufgrund seines doppelt so großen Weges mit geringerer kinetischer Energie auf die Strangoberfläche auftrifft als ein senkrecht auf die Strangmitte auftreffender Wasserstrahl. Sowohl der kleinere Auftreffwinkel als auch der Energieverlust verringern die Kühlwirkung einer bestimmten Kühlmittelmenge zusätzlich, da sie die Eindringtiefe der Wassertropfen in die auf der Strangoberfläche gebildete Dampfschicht vermindern.

[0005] Durch die DE-A-2 501 293 ist eine Düse bekannt, die mehrere in einer Ebene nebeneinander angeordnete parallele Düsenkanäle mit gleichen oder unterschiedlichen Durchmessern aufweist. Alle Düsenkanäle sind im Mündungsbereich durch einen Querkanal mit parallelen Begrenzungsflächen verbunden.

[0006] Diese Sprühdüse ist im Aufbau kompliziert und kostspielig und wegen der Verstopfungsgefahr der Düsenkanäle nicht betriebssicher. Innerhalb der zueinander parallelen Düsenkanäle werden gebündelte Kühlmittelstrahlen erzeugt, die wegen fehlender Ablenkungsflächen geradlinig durch den Querkanal gehen und ohne Fächerbildung senkrecht auf die Strangoberfläche treffen. Eine Beeinflussung der Kühlmenge innerhalb eines Sprühfächers kann auf diese Weise nicht stattfinden.

[0007] Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer einfachen Sprühdüse zum Abkühlen von Gießsträngen in einem breiten aus einer Vielzahl von Kühlmittelstrahlen gebildeten Sprühfächer, wobei sich die aus unterschiedlichen Auftreffwinkeln und Wurflängen der Kühlmittelstrahlen ergebende unterschiedliche Wärmeabfuhr ausgeglichen wird.

[0008] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Flachstrahldüse der obigen Gattung dadurch gelöst, daß die Breite des Austrittsschlitzes von seiner Mitte zu seinen Seiten hin zunimmt.

[0009] Dabei erfolgt die genaue Dimensionierung der Zunahme der Schlitzbreite zu den Seiten mittels bekannter Kontrollen wie z. B. getrenntes Auffangen und Messen von auf bestimmte Breitenbereiche niedergehenden Kühlmittelmengen und/oder Temperaturmessung der Breitenbereiche der Strangoberfläche nach Durchlaufen des Sprühbereichs der Düse.

[0010] Auf diese Weise wird das Gefüge und die Oberflächenqualität des Gießstranges verbessert und eine optimale Ausnutzung des Kühlmittels erreicht.

[0011] Der Austrittsschlitz kann sich vor einer Prallfläche in Umfangsrichtung des Flachstrahldüse erstrecken.

[0012] Alternativ kann der Austrittsschlitz parallel zur Zuflußöffnung an der Seite der Flachstrahldüse angeordnet sein.

[0013] Eine besonders kostengünstige Ausgestaltung der Flachstrahldüse wird darin gesehen, daß der Austrittsschlitz teilweise durch einen auf eine Seitenbohrung der Flachstrahldüse aufgesetzten Deckel gebildet ist, der durch einen die Seitenbohrung durchdringenden Bolzen befestigt ist.

[0014] In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine aus Mischarmatur und Flachstrahldüse bestehende Kühlvorrichtung,

Fig. 2 die Kühlvorrichtung in Seitenansicht und im Teilschnitt,

Fig. 3 eine andere Flachstrahldüse von der Seite,

Fig. 4 einen Schnitt durch die Flachstrahldüse,

Fig. 5 eine Vorderansicht der Flachstrahldüse mit einem Sprühfächer und einer Kühlmengenverteilung.

[0015] Bei der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Zweistoffkühlvorrichtung für Gießstränge ist eine T-förmige Mischarmatur 1 mit je einem Anschlußnippel 2, 3 für eine Luftzuleitung und eine Wasserzuleitung versehen. An einer Austrittsseite der Mischarmatur 1 ist ein Düsenrohr 4 eingeschraubt, an dem eine Flachstrahldüse 5 angeschlossen ist.

[0016] Die Flachstrahldüse 5 ist mit einer Zulauföffnung 6 und einer dazu rechtwinkligen Seitenbohrung 7 versehen, deren untere Wandung 8 als Prallfläche wirkt. Die Seitenbohrung 7 ist mit einem Deckel 9 versehen, der mit einem die Seitenbohrung 7 durchdringenden Bolzen 10 an der gegenüberliegenden Wandung der Flachstrahldüse 5 befestigt ist. Die untere Wandung 8 der Flachstrahldüse 5 ist zur Bildung eines Austrittsschlitzes 11 an der Seite des Deckels 9 winkelförmig ausgenommen.

[0017] Bei der in den Figuren 3 bis 5 dargestellten Kühlvorrichtung ist eine an ein Düsenrohr 12 angeschraubte Flachstrahldüse 13 in ihrer Wandung unmittelbar vor einer stirnseitigen Prallfläche 14 mit einem Austrittsschlitz 15 versehen.

[0018] Das Kühlmittel wird durch die Austrittsschlitze 11, 15 der Flachstrahldüse 5 bzw. 13 in einem Fächer 16 auf eine Gießstrangoberfläche 17 gesprüht, wobei einzelne Kühlmittelstrahlen des Sprühfächers 16 unterschiedliche Auftreffwinkel a, a₂ haben. Zur Erzielung einer gleichmäßigen Abkühlung über die Strangbreite b werden für die Breitenbereiche je nach Auftreffwinkel a unterschiedliche Kühlmittelmengen 0. festgelegt. Nach den erforderlichen Kühlmittelmengen Q wird der zugehörige Bereich des Austrittsschlitzes 11, 15 hinsichtlich seiner Breite festgelegt. Aus den Figuren 1 bis 4 ist zu erkennen, daß die Breite der Austrittsschlitze 11, 15 von der Mitte zu den Seiten zunimmt. Auf diese Weise werden die Außenbereiche einer Gießstrangoberfläche 17 nach außen zunehmend definiert mit größerer Kühlmittelmenge Q beaufschlagt (Fig. 5).

Ansprüche

1. Flachstrahldüse (5, 13) in einer Stranggießanlage zum Aufsprühen eines Kühlmittels auf eine Gießstrangoberfläche (17), deren Austrittsschlitz (11, 15) einen aus einer Vielzahl von Kühlmittelstrahlen gebildeten Sprühfächer formt, wobei die jedem Kühlmittelstrahl zugeordneten Auftreffwinkel (a₁, a₂...) zu den Seitenbereichen der Gießstrangoberfläche (17) kleiner werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Breite des Austrittsschlitzes (11, 15) der Flachstrahldüse (5, 13) von seiner Mitte zu seinem Seiten hin zunimmt.

2. Flachstrahldüse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Austrittsschlitz (15) sich in Umfangrichtung vor einer Prallfläche (14) der Flachstrahldüse (13) erstreckt.

3. Flachstrahldüse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Austrittsschlitz (11) parallel zur Zuflußöffnung (6) in der Wandung (8) der Flachstrahldüse (5) angeordnet ist.

4. Flachstrahldüse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Austrittsschlitz (11) teilweise durch einen auf eine Seitenbohrung (7) der Flachstrahldüse (5) aufgesetzten Deckel (9) gebildet ist.

5. Flachstrahldüse nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Deckel (9) durch einen die Seitenbohrung durchdringenden Bolzen (10) befestigt ist.

Claims

1. Flat jet nozzle (5, 13) in a continuous casting plant for the spraying of a coolant onto a cast strand surface (17), the exit slot (11, 15) of which nozzle shapes a spray fan formed of a plurality of coolant jets, wherein the angles of incidence (u_l, a₂...) associated with each coolant jet become smaller towards the side regions of the cast strand surface (17), characterised thereby, that the width of the exit slot (11, 15) of the flat jet nozzle (5, 13) increases from its centre towards its sides.

2. Flat jet nozzle according to claim 1, characterised thereby, that the exit slot (15) extends in circumferential direction before a baffle surface (14) of the flat jet nozzle (13).

3. Flat jet nozzle according to claim 1, characterised thereby, that the exit slot (11) is arranged in the wall (8) of the flat jet nozzle (5) parallelly to the inflow opening (6).

4. Flat jet nozzle according to claim 1, characterised thereby, that the exit slot (11) is formed partially by a cover (9) placed onto a side bore (7) of the flat jet nozzle (5).

5. Flat jet nozzle according to claim 4, characterised thereby, that the cover (9) is fastened by a bolt (10) penetrating the side bore.

Revendications

1. Buse à jet plat (5, 13) qui est utilisée dans une installation de coulée continue pour la pulvérisation d'un réfrigérant sur la surface (17) d'une barre de coulée continue et dont la fente de sortie réalise un éventail de pulvérisation constitué par un certain nombre de jets de réfrigérant, les angles d'incidence (a_l, a₂ ...) des différents jets de réfrigérant allant en diminuant vers les zones latérales de la surface de la barre (17) de coulée continue, caractérisée en ce que la largeur de la fente de sortie (11, 15) de la buse à jet plat (5, 13) augmente en allant de son milieu vers ses côtés.

2. Buse à jet plat selon la revendication 1, caractérisée en ce que la fente de sortie (15) s'étend en avant d'une surface d'impact (14) dans le sens de la périphérie de la buse à jet plat (13).

3. Buse à jet plat selon la revendication 1, caractérisée en ce que la fente de sortie (11) s'étend parallèlement à l'ouverture d'arrivée (6) dans la paroi (8) de la buse à jet plat.

4. Buse à jet plat selon la revendication 1, caractérisée en ce que la fente de sortie (11) est partiellement constituée par un couvercle (9) placé sur un alésage latéral (7) de la buse à jet plat (5).

5. Buse à jet plat selon la revendication 4, caractérisée en ce que le couvercle (9) est fixé par un boulon (10) qui traverse l'alésage latéral.

Zeichnung