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EP 0 167 921 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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27.04.1988 Patentblatt 1988/17 |
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Anmeldetag: 25.06.1985 |
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Flachstrahldüse zum Kühlen von kontinuierlich geförderten Giessträngen in einer Stranggiessanlage
Flat spray nozzle for cooling of continuously conveyed cast strands in a continuous
casting plant
Pulvérisateur à jet plat pour la refroidissement de billettes convoyées continûment
dans une installation de coulée continue
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Benannte Vertragsstaaten: |
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AT CH DE FR GB LI LU |
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Priorität: |
07.07.1984 DE 3425092
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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15.01.1986 Patentblatt 1986/03 |
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Patentinhaber: SMS SCHLOEMANN-SIEMAG AKTIENGESELLSCHAFT |
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40237 Düsseldorf (DE) |
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Erfinder: |
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- Grothe, Horst
D-4044 Kaarst 1 (DE)
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Vertreter: Hemmerich, Friedrich Werner et al |
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Patentanwälte
HEMMERICH-MÜLLER-GROSSE-POLLMEIER-MEY
Hammerstrasse 2 57072 Siegen 57072 Siegen (DE) |
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Entgegenhaltungen: :
DE-A- 2 401 649 DE-A- 2 501 293 DE-C- 3 004 864
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DE-A- 2 500 079 DE-A- 2 816 441 US-A- 2 746 795
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- "Die Prinzipien der Sekundärkühlung für das StranggieBen von Stahl", Klepzig Fachberichte,
77. Jahrgang, Heft 3/1969
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[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, a
2 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).
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.
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 (ul, 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.
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 (al, 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.