DE2401262A1

DE2401262A1 - Sec. cooling zone for continuous casting plant - using baffle plates to deflect water jets and ensure uniform cooling

Info

Publication number: DE2401262A1
Application number: DE2401262A
Authority: DE
Inventors: Horst Grothe
Original assignee: Maschinenfabrik Sack GmbH
Current assignee: Maschinenfabrik Sack GmbH
Priority date: 1974-01-11
Filing date: 1974-01-11
Publication date: 1975-07-24

Abstract

Water spraying system for the sec. cooling zone of a continuous casting plant where jets of water are directed into the gaps between the guide rolls, the height of the jets of water being controlled at the point where they come into contact with the billet. Baffle plates cover the surface of the billet and have a height (H) which is greater than the gap between the rolls through which the jets of water travel. The plates pref. extend almost to the lines of contact between the surfaces of the rolls and the billet, and are fitted with two deflector plates which direct streams of water towards the lines of contact. The baffle plates may be lightly pressed against the billet or an air gap used for the injection of a gas, e.g. a water-air mist. The system is used in the continuous casting of steel, esp. steels which are prone to cracking during cooling. Uniform distribution of the cooling water onto the billet so the latter cools evenly without temp. gradients which create thermal stress on the surface of the billet. In conventional sec. cooling zones, the area of the billet's surface on which the water impinges is reduced by the shielding effect of the rolls so that the shielded zone is hotter than the regions subjected to direct impingement from the water, thus creating thermal stresses; this system overcomes the problem.

Description

Spritzwasserkühlung für die Sekundarkühlstrecke einer Stranggießanlage Die Erfindung betrifft eine SpritzwasserkUhlung ür die SekundarkWnlstiecke einer Stranggießanlage, bei der das quer zu den Achsen der Führungsrollen gerichtete Höhenmaß der Sprühstrahlen im Auftreffbereich durch den Spalt zwischen benachbarten Führungsrollen bestimmt ist. Splash water cooling for the secondary cooling section of a continuous caster The invention relates to a spray water cooling system for the secondary components Continuous caster in which the height dimension directed transversely to the axes of the guide rollers of the spray jets in the area of impact through the gap between adjacent guide rollers is determined.

Die Stranggießanlage besteht bekanntlich aus einer Kokille für die Primär-Erstarrung, der Sekundärkühlung und einer Restkühlstrecke.The continuous caster is known to consist of a mold for the Primary solidification, secondary cooling and a residual cooling section.

In der Kokille erstarren die ersten Kristalle und bilden eine dülme Strangschale bzw. Stranghaut.The first crystals solidify in the mold and form a dull one Strand shell or strand skin.

Der Kokille nachgeordnet sind Stützelemente, zwischen die dem Strang mittels Kühlmittel (Wasser, Dampf, Wasser-Luftgemisch.Downstream of the mold are support elements, between which the strand by means of a coolant (water, steam, water-air mixture.

Luft) weitere Wärme entzogen wird. Der Wunsch, Wärme von der gesamten Flache abzuführen, ist wegen der Stützelemente nicht möglich.Air) further heat is extracted. The desire to have warmth from the whole Discharge flat is not possible because of the support elements.

Nicht nur unmittelbar unter der Kokille, sondern auch innerhalb der eigentlichen Rollenführung vertragen insbesondere empfindliche Stahl sorten die direkte Beaufschlagung mit Spritzwasser nicht gut. Das liegt an den zu grolden Verhältniswerten "Teilung" zu "Spritzfläche", d. h. zu große von den Führungsrollen abgedeckte Bereiche der Strangoberfläche. Die erforderliche Wassermenge einer Streckeneinheit trifft somit auf nur einen Teil der Strecke. Dabei kommt es dort zu einer unterkühlten Strecke, die sich aber während der Zeit des Nichtbespritzens wieder erwärmt, wodurch ein ständiger Durchlauf des Bereiches der Gefügeumwandlung unerwünscht gefördert wird.Not only directly under the mold, but also within the The actual roller guides are particularly well tolerated by sensitive types of steel direct exposure to splash water is not good. This is due to the too large ratio values "Division" to "Splash Area", d. H. too large areas covered by the guide rollers the strand surface. The required amount of water for a distance unit hits thus on only part of the route. This leads to a hypothermic Stretch that but again during the time of the non-spraying heated, which means that continuous passage through the area of structural transformation is undesirable is promoted.

Bekannt ist es daher, den spezifisch günstigsten Wert anzustreben. Je kleiner das Verhältnis "Teilung zu Spritzfläche" ist, desto günstiger ist die Kühlung. Das gebräuchlichste Külilmittel, nämlich Wasser, wird dabei durch Düsen auf die Oberfläche der gegossenen Stränge aufgespritzt.It is therefore known to aim for the specifically most favorable value. The smaller the ratio of "pitch to spray area", the cheaper it is Cooling. The most common coolant, namely water, is used through nozzles sprayed onto the surface of the cast strands.

Das auftreffende Wasser verdampft zum Teil und entzieht der Strangoberfläche Warme. Je größer die Geschwindigkeit der auftreffenden Wasserteilchen ist und je feiner sie sind, um so mehr Wärme wird entzogen. Das ablaufende oder auch stehende Wasser entzieht dem Strang unkontrolliert Wärme. Durch Konvektion, Strahlung und Kontakt mit den Stützelementen verliert der Strang weitere Wärme. Es kommt dabei zu örtlichen Unterkühlungen, die Risse begünstigen können. Durch das günstigste Verhältnis von Teilung zu Spritzfläche wird die absolute Temperaturdifferenz verkleinert, was aber dennoch nicht verhindert, daß sich bei Temperaturwechsel im Bereich der Gefügeumwandlung wegen der häufigen Umwandlungen Risse bilden.The water that hits it partially evaporates and removes it from the surface of the strand Warmth. The greater the speed of the impacting water particles and ever the finer they are, the more heat is withdrawn. The running or standing Water removes heat from the strand in an uncontrolled manner. By convection, radiation and Contact with the support elements causes the strand to lose further heat. It comes with it local hypothermia, which can lead to cracks. By the cheapest The ratio of the pitch to the spray area reduces the absolute temperature difference, However, this does not prevent that when the temperature changes in the area of Structural transformation due to the frequent transformations form cracks.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Mängel bekannter Spritzwasserkühlunglen zu vermeiden und eine KUhlvorrichtung vorzusehen, die den negativen Einfluß des Spaltes zwischen benachbarten Rollen, der den Sprühstrahl durch Ausblenden in seiner Höhe begrenzt, auf das günstigste Verhältnis "Teilung" zu "Spritzfläche" zurtlckdrängt und die Spritzfläche im Höhenmaß - quer zu den Rollenachsen - bei gegebenem Rollendurchmesser und -teilung vergrößert.The invention is based on the problem of known Spritzwasserkühlunglen to avoid and to provide a cooling device, the negative influence of the Gap between adjacent rollers, which fades the spray jet in its Height limited, pushed back to the most favorable "pitch" to "spray area" ratio and the height of the spray area - transversely to the roller axes - for a given roller diameter and division enlarged.

Erflndungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Strangoberfläche auf dem zu kühlenden Bereich zwischen Je zwei Führungsrollen durch eine vom Spritzwasser beaufschlagte Platte abgedeckt ist, deren Höhenmaß größer als dasjenige Maß der Sprühstrahlen ist.According to the invention, this object is achieved in that the strand surface on the area to be cooled between two guide rollers by one from the spray water acted upon plate is covered, the height dimension greater than that dimension of the Spray jets is.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Platte sich bis kurz vor die Berührungslinien zwischen benachbarten Führungsrollen einerseits und Strang erstreckt und daß die Platte mit mindestens einem sich entlang eines Teils der Ma telfläche einer Führungsrolle erstreckenden Bandförmiglen Steg versehen ist.Another embodiment of the invention provides that the plate until just before the contact lines between adjacent guide rollers on the one hand and strand extends and that the plate extends with at least one along one Part of the Ma telfläche provided a guide roller extending band-shaped web is.

Die Erfindung sieht noch vor, daß zwei bandförmige Halterungsstege, die von je einem Randbereich der Platte ausgehen, mit der Platte eine an beiden Seiten offene Rinne bilden. Die Platte kann unter leichtem Druck an die Strangoberfläche angedrUckt sein. Zwischen Platte und Strangoberfläche kann ein Luftspalt eingestellt werden. Zum besseren Wärmeilbergang ist die Platte mit den Spaltquerschnitt verengenden Erhebungen wie Noppen, Spitzen oder dergleichen versehen,und in den Luftspalt ist ein gasförmiges Kühlmedium einleitbar.The invention also provides that two band-shaped retaining webs, which each start from an edge area of the plate, with the plate one on both Form an open channel on the sides. The plate can be pushed onto the surface of the strand under slight pressure be pressed. An air gap can be set between the plate and the strand surface will. For better heat transfer, the plate with the gap cross-section is narrowing Elevations such as knobs, points or the like are provided and in the air gap a gaseous cooling medium can be introduced.

zein weiteres Merkmal der Erfindung ist, daß die Platte im mittlesen Bereich unterbrochen ist.Another feature of the invention is that the plate reads in the middle Area is interrupted.

Der Erfindungsgegenstand wird im nachfolgenden an Hand von Ausführungsbeispielen in Gegenüberstellung zum Stande der Technik beschrieben. Es zeigen Fig. 1, 2 und ) bekannte Anordnungen der Düsen zur Erzielung eines günstigen VerhBltnisses von Teilung zu Spritzfläche, Fig. 4 die erfindungsgemäßge Anordnung der Platte in den Spalt zwischen zwei benachbarten Führungsrollen, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie I -I in Fig. 6 zur Darstellung der erfindungsgemäßen Erhebungen, hier Spitzen, und Fig. 6 die Wärmeabfuhr durch Platten, unterstützt durch ein zwischen Strang und l laten einleitbares Kühlmedium.The subject matter of the invention is explained below on the basis of exemplary embodiments in comparison to the state of the art. It shows Fig. 1, 2 and ) known arrangements of the nozzles to achieve a favorable ratio of Division to spray surface, Fig. 4 the arrangement of the plate according to the invention in the Gap between two adjacent guide rollers, FIG. 5 shows a section along the line I -I in Fig. 6 to illustrate the elevations according to the invention, here peaks, and Fig. 6 the heat dissipation through plates, supported by an between strand and l Laten coolant that can be introduced.

Die aus einer Kckille austretende dünne Stranghaut 1' gelangt zur weiteren Wirmeentnahme in eine Sekundärkühlstrecke. Hier wird dem Strang 1 durch Aufspritzen einer; KUhlmxttels, meist Wasser, fortlaufend Wärme entzogen, wie durch die Sprühstranlen 2 angedeutet ist. Bedingt durch die der Kokille in der Sekundärkühlstrecke nachgeordneten Stützelemente bzw. Rollen 3 ist es nicht möglich, die gesamte Strangoberfläche zu kUhlen, wobei sich der günstigste Kühleffekt dsum einstellt, wenn das Verhältnis von Teilung "4" zu Spritzflüche "5" auLerst gering gehalten wird.The thin strand skin 1 'emerging from a kckille reaches the further heat removal in a secondary cooling section. This is where strand 1 goes through Spraying one; KUhlmxttels, mostly water, continuously withdrawing heat, as if through the Sprühstranlen 2 is indicated. Due to the mold in the secondary cooling section downstream support elements or rollers 3, it is not possible to cover the entire surface of the strand to cool, the most favorable cooling effect dsum being established if the ratio from division "4" to sprayed areas "5" is kept extremely low.

In den Fig. 1, 2 und 3 sind mehrere solcher bekannter Lösungen aufgezeigt. Man erkennt, daß beim Vergleich von Fig. 2 mit Fig. 3 das kleinere Verhältnis "4" : "5" in Fig. 3 vorhanden ist und hier auch die beste Kühlwirkung vorliegt, was aber, wie schon vorher erwähnt, noch keine befriedigende Lösung ist.In Figs. 1, 2 and 3 several such known solutions are shown. It can be seen that when comparing FIG. 2 with FIG. 3, the smaller ratio "4" : "5" is present in Fig. 3 and the best cooling effect is also present here, what but, as mentioned before, is not yet a satisfactory solution.

Um dieses Verhältnis in der günstigsten Weise beeinflussen und verändern zu können, erkennt man in F1g. 4, daß der Strang 1 durch eine Platte 6 zwischen benachbarten Führungsrollen 3 abgedeckt ist. Der aus einer nicht näher bezeichneten und beschriebenen Düse oberhalb der Rollen 3 austretende, in seinem Auftreffbereich durch das Man A des Rollenabstandes der Führungsrollen 3 bestimmte und begrenzte Sprühstrahl 2 erhält durch die den Strang an der Oberflache abdeckende Platte 6 einen größeren Wirkbereich.To influence and change this relationship in the most favorable way can be seen in F1g. 4 that the strand 1 through a plate 6 between adjacent guide rollers 3 is covered. The one from an unspecified and described nozzle exiting above the rollers 3, in its area of impact determined and limited by the Man A of the roller spacing of the guide rollers 3 Spray jet 2 is received by the plate 6 covering the strand on the surface a larger effective range.

Das Spritzwasser trifft auf die sich fast bis an die Berünrungslinien B von Führungsrollen 3 und Strang 1 erstreckende Platte 6 und verteilt sich innerhalb einer mit der Platte 6 an beiden Seiten offenen Rinne, die durch zwei bandförmige, von je einem Randbereich der Platte 6 in Achsrichtung der Führungsrollen 3 ausgehende Halterungsstege 6a gebildet ist. Das quer zu den Achsen der Führungsrollen 3 gerichtete Höhenmaß H der Sprtlhstrahlen 2 ist somit im Auftreffbereich um soviel vergrößert, wie die Platte 6 an die Berührungslinien B herangeführt ist. Daraus resultiert ein immer kleiner werdendes Verhältnis "Teilung 4" zu"Spritzfläche 5". Eine gleichmäßige Wärmeabfuhr ohne schroffe Temperaturwechsel auf fastder gesamten Kühlstrecke ist damit erreicht.The splash water hits the almost up to the rutting lines B of guide rollers 3 and strand 1 extending plate 6 and is distributed within a channel open to the plate 6 on both sides, which is formed by two band-shaped, proceeding from one edge area of the plate 6 in the axial direction of the guide rollers 3 Holding webs 6a is formed. That directed transversely to the axes of the guide rollers 3 The height dimension H of the spray jets 2 is thus increased in the area of impact by so much how the plate 6 is brought up to the contact lines B. This results in a the ratio of "pitch 4" to "spray area 5" is getting smaller and smaller. A steady one Heat dissipation without abrupt temperature changes over almost the entire cooling section thus achieved.

Platte 6 kann dabei leicht an die Strangoberfläche angedrückt sein oder, wie in Fit 4 dargestellt, einen Spalt s ur Strang oberfl Uche einhalten.Plate 6 can be pressed lightly against the surface of the strand or, as shown in Fit 4, keep a gap on the surface of the strand.

weitere Möglichkeiten zum gedrosseltlen Wärmeentzug sind in den Fi-. 5 und 6 aufgezeigt. Hier sind den Platten 6 außerdem Spitzen 7 oder Noppen 6 zugeordnet, um eine größere Fläche zum gesteuerten Wärmeentzug zu erhalten.further possibilities for throttled heat extraction are in the fi. 5 and 6 shown. Here, the plates 6 are also assigned tips 7 or knobs 6, to get a larger area for controlled heat extraction.

Für Bereiche geringer Wärmeleitung und bei den schon angesprochenen empfindlichen Ojualit::tsst:thlen wird zwischen Strang 1 und Platte 6 ein Medium 9 (Fig. 6), z. B. Luft oder Gas-Luftgemisch, geblasen, um den Wärmeübergang über Konvektion zu vergrößern. Die Medienströme können längs, quer, schräg oder senkrecht zur Strangoberfläche strömen.For areas of low heat conduction and for those already mentioned sensitive Ojualit :: tsst: thlen is a medium between strand 1 and plate 6 9 (Fig. 6), e.g. B. air or gas-air mixture, blown to the heat transfer Increase convection. The media flows can be lengthways, crossways, diagonally or vertically flow to the strand surface.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E

1. Splash water cooling for the secondary cooling section of a continuous caster, in which the height of the spray jets directed transversely to the arms of the guide rollers determined in the area of impact by the gap between adjacent guide rollers is, characterized in that the strand surface on the area to be cooled between two guide rollers (3) by a plate exposed to the spray water (6) is covered, the height of which (H) is greater than that of MalJ (A) of the spray jets (2) is.

2. splash water cooling according to claim 1, characterized in that the plate (6) extends until just before the contact lines (B) between adjacent ones Guide rollers (3) on the one hand and strand (1) extends.

3. Splash water cooling according to claim 1 and 2, characterized in that that the plate (6) with at least one extends along part of the lateral surface a guide roller (3) - extending band-shaped web (6a) is connected.

4. splash water cooling according to claim 3, characterized by two band-shaped retaining webs (Ga), which each start from an edge area of the plate and with the plate (6) form a groove that is open on both sides.

5. Spritzwasaerkühlung according to claim 1, characterized in that the plate (6) is pressed against the strand surface under slight pressure.

6. splash water cooling according to claim 1, characterized in that an air gap (s) is set between the plate (6) and the strand surface.

7. splash water cooling according to claim 6, characterized in that the plate (6) with elevations (15) such as knobs narrowing the gap cross-section, Tips (8, 7) or the like. Is provided.

8. Splash water cooling according to claim 6 and 7, characterized in that that a gaseous cooling medium (9) can be introduced into the air gap (s).

9. Spritzwasserkühlun according to claim 1, characterized in that the plate (6) is interrupted in the central region of its length dimension.

L e r s e i t e