Vorrichtung zum Aufsprühen eines Treib- und Kühlmittelgemisches auf einen gegossenen Stahlstrang

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.

Beschreibung

[0001] 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.

[0002] 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.

[0003] 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)

[0004] 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.

[0005] 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.

[0006] 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.

[0007] 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.

[0008] 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.

[0009] 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.

[0010] 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.

[0011] 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.

[0012] 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.

[0013] 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.

[0014] 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.

[0015] 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.

Ansprüche

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.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
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.

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.

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.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Leitbleche (12) durch einen Druckmittelzylinder über ein Führungsstück (21) schwenkbar sind.

Zeichnung