DE1483625B2 - Einrichtung zum kuehlen des giessringes eines giessrades zum kontinuierlichen giessen von metallen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum der inneren Umfangsfläche des Gießringes zwang-

Kühlen des Gießringes eines Gießrades zum konti- läufig zugeleitet werden. Außerdem besteht keine

nuierlichen Gießen von Metallen mit in der Boden- richtungsmäßige Strömungssteuerung der Flüssigkeit,

fläche und den Seitenwänden parallel zur Gießnut die in das Gießrad eingeleitet wird. Die im unteren

über den ganzen Umfang des Gießringes angeordne- 5 Teil des Gießrades befindliche Flüssigkeit wird sich

ten Kühlkanälen. mit dem Gießrad bei dessen Drehung auf einer Kreis-

Im allgemeinen stehen die Kühlkanäle für die bahn bewegen. Somit wird die Flüssigkeit zum Ver-

Gießnut eines Gießrades alle auf irgendeine Weise dampfen neigen und die Wärmeableitung vom Gieß-

miteinander in Verbindung, so daß eine gesteuerte ring verringern.

Kühlung einzelner Abschnitte der Gießnut nicht mög- io In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung ist die

lieh ist (USA.-Patentschrift 2 865 067; französische Einrichtung gemäß der Erfindung gekennzeichnet

Patentschrift 1 340 770). durch Ventile für jede Kühlmittel-Zufuhrleitung.

Bei einer bekannten Einrichtung der eingangs er- Besonders vorteilhaft ist es, wenn jede Stauwähnten Art (Zusatzpatentschrift 68 731 zur scheibe mit einer kleinen Verbindungsöffnung verfranzösischen Patentschrift 1107 677) sind die Kühl- 15 sehen ist.

kanäle für die Bodenfläche und für die Seitenwände Gemäß einem weiteren Merkmal ist die Ein-

der Gießnut über den gesamten Umfang des Gieß- richtung gekennzeichnet durch eine im Gießrad an-

ringes durchgehend ausgebildet, so daß das Kühl- geordnete ringförmige Sammelleitung, an die die

mittel einen langen Durchlaufweg hat und seine Kühlmittel-Zufuhrleitungen für die einzelnen Kühl-

Temperatur an bestimmten Stellen des Umfangs des 20 kanäle angeschlossen sind.

Gießringes nicht mehr kontrollierbar ist. Eine Steue- In der Zeichnung ist die Erfindung dargestellt,

rung der Geschwindigkeit des Kühlmittelstromes zu Darin zeigt

den Kühlkanälen ist lediglich über die Steuerung Fig. 1 eine Seitenansicht einer Gießmaschine mit

der Umdrehungsgeschwindigkeit des Gießrades einer Einrichtung gemäß der Erfindung,

möglich. 25 F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Fig. 1,

vollständig unabhängige Kühlmöglichkeit für einzelne F i g. 3 eine Seitenansicht eines Teils der Einstellen der Gießnut zu schaffen, um eine gleichmäßig richtung entlang der Linie III-III in Fig. 2,
fortschreitende Abkühlung des Gußstranges und F i g. 4 einen Teilschnitt entlang der Linie IV-IV somit eine gleichmäßige Ausbildung seines Korn- 30 in F i g. 2 und
gefüges zu ermöglichen. F i g. 5 einen der F i g. 2 ähnlichen Querschnitt

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch durch eine andere Ausführungsform der Erfindung,

einen für jeden Kühlkanal getrennten Kühlmittel- Gemäß F i g. 2 wird das Gießrad 10 durch mit seit-

kreislauf, durch Stauscheiben zur Unterteilung der lichem Abstand nebeneinander angeordneten Schei-

Kühlkanäle in einzelne Abschnitte und durch jedem 35 ben gebildet, die schwalbenschwanzförmige innere

Abschnitt zugeordnete Leitungen zum Zu- und Ab- Seitenflansche 20 eines Gießringes 21 aufnehmen,

führen des Kühlmittels. Zwischen den Seitenflanschen 20 ist ein nach innen

Bei dieser Ausgestaltung wird das Kühlmittel den führender Kühlkanal 22 vorgesehen, der zur uneinzelnen ringförmigen Kühlkanälen in der Nähe mittelbaren Kühlung der in der Mitte befindlichen jeder Stauscheibe zugeführt, fließt durch das Kanal- 40 Bodenfläche 23 einer Gießnut 24 dient. Der zwischen segment hindurch und wird in der Nähe der nächsten den inneren Seitenflanschen 20 befindliche Kühl-Stauscheibe wieder herausgeleitet, wodurch eine kanal 22 wird durch eine innere ringförmige Deck-Temperatursteuerung der einzelnen Kanalsegmente platte 25 verschlossen,
ermöglicht wird. Die Seiten der Gießnut 24 divergieren von den

Die bekannte Einrichtung dagegen zeigt weder eine 45 Seiten der Bodenfläche 23 nach außen. Sie werden Unterteilung der ringförmigen Kühlkammern in von Innenflächen 29 und 30 von rechts- und linkskleinere bogenförmige Segmente noch ein zwang- seitigen Wänden 31 bzw. 32 begrenzt. Zwischen läufiges Aufbringen der Kühlflüssigkeit auf die inneren und äußeren Flanschen 36 sind rechts- und innere Umfangsfläche des Gießringes. Beispielsweise linksseitige Wandkühlkanäle 33 und 34 zusammen fließt die Kühlflüssigkeit durch seitliche Leitungen 50 mit diese Kühlkanäle abdeckenden Platten 37 und und tritt in die ringförmigen Kühlkammern ein, die 38 angeordnet.

nicht durch Dämme od. dgl. unterteilt sind. Die Kühl- Um den Kühlkanälen 22, 33 und 34 Kühlmittel flüssigkeit fließt dann durch kleine Öffnungen in unter Druck zuzuführen und dadurch der Gießnut ringförmige Kammern und wird später durch andere 24 Wärme zu entziehen, ist eine Kühlmittelquelle 40 Öffnungen abgeleitet. Diese Anordnung ist derart, 55 (Fig. 1) vorgesehen, die über eine Einlaßleitung41 daß es unmöglich wäre, eine zwangläufige Steue- und ein Ventil 42 mit einer Leitung 45 verbunden rung des Kühlflüssigkeitsstromes durch die Kanäle ist, die zum Kanal 22 führt. Aus dem Kanal 22 wird aufrechtzuerhalten, da das Kühlmittel dazu neigen das Kühlmittel dann über eine Leitung 48 (s. F i g. 4) würde, in Abwärtsrichtung um die ringförmigen durch eine in F i g. 1 gezeigte Leitung 51 abgeführt. Kanäle zu fließen und in deren oberen Abschnitten 60 Um die gewünschte Flußrichtung des Kühlmittels im zu verdampfen. Die innere Umfangsfläche des be- Kühlkanal 22, die in F i g. 4 im Uhrzeigersinn verkannten Gießringes wird gekühlt durch Leiten von läuft, d. h. in der Drehrichtung des Gießrades, Flüssigkeit durch die Hohlwelle in den inneren Teil sicherzustellen, sind im Kühlkanal 22 Stauscheiben des Gießrades. Der Kühlflüssigkeitsspiegel kann an- 54 vorgesehen, die die Flüssigkeit daran hindern, in steigen, bis er das obere Ende des Standrohres er- 65 die andere Richtung, d. h. im Gegenuhrzeigersinn, reicht hat, woraufhin dann die Kühlflüssigkeit durch zu strömen. Um jedoch sicherzustellen, daß der Kanal dieses Standrohr abgegeben wird. Bei dieser An- vollständig gefüllt wird, um Lufttaschen auszuschalordnung kann keine Kühlflüssigkeit dem oberen Teil ten und um einen gleichmäßigen Druck im ganzen

Kanal zu ermöglichen, ist jede Stauscheibe 54 mit einer Verbindungsöffnung 55 versehen.

Zur Zufuhr von Kühlmittel zum linksseitigen Kühlkanal 34 ist in der linksseitigen Lagerwelle des Gießrades ein getrennter Mitteldurchlaß 56 vorgesehen, dem von der Kühlmittelquelle 40 durch eine mittlere Rohrleitung 56', deren Durchfluß durch ein Ventil 57 gesteuert wird, Kühlflüssigkeit zugeführt wird. Vom Mitteldurchlaß 56 strömt die Kühlflüssigkeit über eine Leitung 60 durch die linksseitige Platte 38 des Kanals 34. Vom Kanal 34 aus wird die Kühlflüssigkeit durch Leitungen 62 abgeleitet. Im Kanal 34 sind Stauscheiben 60 α in der Art der Stauscheiben 54 von F i g. 4 angeordnet, wodurch die Strömungsrichtung gesteuert und Luftblasen im Kanal 34 vermieden werden.

In ähnlicher Weise wird dem rechtsseitigen Kühlkanal 33 von einem äußeren Durchlaß 70 der linksseitigen Lagerwelle Kühlflüssigkeit zugeführt, wobei der äußere Durchlaß 70 seinerseits von der Kühlmittelquelle 40 durch eine Leitung 71, in der sich ein Ventil 72 befindet, mit unter Druck stehender Kühlflüssigkeit gespeist wird. Vom Durchlaß 70 gelangt die Kühlflüssigkeit über eine Leitung 75 durch die Platte 37 in den rechtsseitigen Kanal 33, den sie über eine Leitung 82 verläßt.

Bei der Gießnut 24 gemäß F i g. 1 bis 4 erkennt man, daß die Bodenfläche 23 und die Wände 31 und 32 nicht nur durch getrennte Kühlkanäle 22, 33 bzw. 34 gekühlt werden, sondern daß auch jeder Kanal mit einem unabhängig gesteuerten Ventil versehen ist. Durch diese unabhängige Steuerung kann die Strömungsgeschwindigkeit in jedem Kanal eingestellt werden. Bei Wärmeaustauschsystemen des vorliegenden Typs ist es allgemein bekannt, daß die Geschwindigkeit des Kühlmittels ein bedeutender Faktor ist, der gemeinsam mit der Kühlmittelmenge und der Ausgangstemperatur des Kühlmittels in Betracht gezogen werden muß. Deshalb können bei der neuartigen Anordnung die Ventile 42, 57 und 72 getrennt eingestellt werden, wodurch die gewünschte Durchflußgeschwindigkeit, die den speziellen Erfordernissen jeder Wand bezüglich der Anforderung, die die Wärmeabfuhr an sie stellt, sicher angepaßt werden kann.

In der in F i g. 5 gezeigten abgewandelten Ausführungsform ist der Grundaufbau der linken Seite des Gießrades 100 im wesentlichen dem Aufbau des Gießrades von F i g. 2 gleich, jedoch ist an Stelle der rechtsseitigen Scheibe von F i g. 2 ein senkrecht angeordneter Rückhaltering vorgesehen. Auch der Gießring 101 weicht von der beschriebenen Konstruktion des Gießrings 21 von F i g. 2 in sofern ab, als er einen zusammengesetzten Aufbau aufweist, der aus einem Ringkörper 102 besteht, der auf ein Futter 103, das die Gießnut 104 begrenzt, aufgegossen ist.

Die Anordnung zur Zuführung und Abführung der Kühlflüssigkeit unterscheidet sich von der Anordnung von F i g. 2 insofern, als das Kühlmittel, das durch eine durch ein Ventil gesteuerte Leitung von einer Kühlmittelquelle, z. B. der Kühlmittelquelle 40 von Fig. 1, zugeführt wird, nach rechts bis zu einem ersten mit der Vorrichtung aus einem Teil bestehenden Querträger 108 geleitet wird, der mit einer radialen Leitung 109 ausgerüstet ist. Auch weist der Querträger eine ringförmige Sammelleitung 110 auf, die sich am äußeren Ende des Querträgers 108 befindet und sich mit ihm dreht. Die Sammelleitung 110 liefert die Kühlflüssigkeit an die verschiedenen Kühlflüssigkeitszuf ührleitungen des Gießrades 100. An einem zweiten Querträger 112 befindet sich eine hohle, ringförmige Kühlfüssigkeits-Ausgangssammelleitung 113, die mit einer Leitung 114 in Verbindung steht, wodurch eine Ausgangsöffnung geschaffen wird, die dazu dient, die Kühlflüssigkeit aus der Sammelleitung 113 abzuführen.

Die Kühlrohre, die sich im Ringkörper 102 und in

ίο Berührung mit dem Futter 103 befinden, sind gebogene Rohrzweigsegmente, wobei jeder Zweig aus der Zufuhrsammelleitung 110 unabhängig mit Kühlmittel gespeist wird. Bei der hier gezeigten Ausführungsform bilden vier aufeinanderfolgende Zweige in Vierteilbögen von annähernd 90° eine aufeinanderfolgende, ringförmige Reihe von Zweigen. Ferner sind bei dieser Ausführungsform zwei ringförmige Reihen vorgesehen, die mit jeder Seitenwand des Futters 103 in Berührung stehen, und weitere zwei ringförmige Reihen, die an der inneren Querwand des Futters anliegen. Wie oben schon erwähnt wurde, stehen die Bogensegmente der Kühlrohre in direkter Berührung mit dem Futter 103, wodurch ein maximaler Wärmeaustausch erreicht werden soll. Da der Wirkungsgrad und die Leistungsfähigkeit einer solchen Wärmeaustauschanordnung groß sind, kann das Material des Ringkörpers so gewählt werden, daß es im Vergleich zu Materialien, die große Wärmeaustauschanforderungen erfüllen müssen, ein Maximum an Festigkeit aufweist. Es wird ferner darauf hingewiesen, daß der Ringkörper 102, wenn eine Vielzahl von Kühlrohrsegmenten vorgesehen wird, nicht den üblichen starken Temperaturwechseln ausgesetzt ist.

In der in F i g. 5 dargestellten Ausführungsform wird einem äußeren, linksseitigen Viertelkreisrohrzweig, der mit dem Futter 103 in Berührung steht, von der Zufuhrsammelleitung 110 durch eine Kühlmittel-Zufuhrleitung 120 Kühlflüssigkeit zugeführt.

Darauf wird ein Leitungszweig an der Innenseite, der mit dem Futter 103 auf der rechten Seite des Gießrades 100 in Berührung steht, aus der Zufuhr-Sammelleitung 110 durch eine Leitung 121 mit Kühlflüssigkeit versorgt. In gleicher Weise wird einem linksseitigen Bodenkühlrohr, das mit dem Boden des Futters 103 in Berührung steht, aus. der Sammelleitung 110 über eine Leitung 122 Kühlflüssigkeit zugeführt. Aus dem in F i g. 5 gezeigten Schnitt ist zu ersehen, daß die Kühlmittel-Zufuhrleitungen 120,121 und 122 sich im wesentlichen in der senkrechten Ebene des Schnittes befinden. Andere Kühlrohre als die soeben beschriebenen sind im Schnitt gezeigt, wobei das Bezugszeichen 123 das äußere, rechtsseitige Kühlrohr, das Bezugszeichen 124 das rechtsseitige Bodenkühlrohr und das Bezugszeichen 125 das untere, linksseitige Kühlrohr bezeichnen. Aus der Zeichnung wird deutlich, daß die inneren und äußeren, mit Abstand voneinander angeordneten Rohrzweige des Kühlsystems für jedes Paar von Kühlmittelkreisläufen für die Seitenwände und den Boden eine relativ gestaffelte Anordnung mit sich bringen. Die Kühlmittelaustragsöffnung von jedem Rohrzweig führt die Kühlflüssigkeit zur Ausgangssammelleitung 113 zurück. So geht, wie es im oberen Teil von F i g. 5 gezeigt ist, von dem Austragsende des Rohres 123 eine Austragsleitung 126 ab, durch die die Kühlflüssigkeit aus dem Kühlrohr 123 in die Sammelleitung 113 abgeführt wird. Eine Leitung 127 führt

das Kühlmittel von einem Austragsende des Kühlrohres 124 zu der Sammelleitung 113. Schließlich wird das Kühlmittel aus dem Kühlrohr 124 über die Leitung 127 ausgetragen, während eine Leitung 128 die Kühlflüssigkeit aus der Leitung 125 abtransportiert. In ähnlicher Weise führen die durch die Leitungen 120,121 und 122 gespeisten Rohre das Kühlmittel durch Austragsleitungen 129,130 und 131 zur Austragssammelleitung 113 ab. Die Kühlrohre, Zufuhrleitungen und Austragsleitungen sind in ähnlicher Weise angeordnet, wobei die Kühlflüssigkeit aus der Zufuhrsammelleitung 110 in einer versetzten Anordnung von Vierteilbogenrohrpaaren für jede Seitenwand und den Boden des Futters 103 zirkuliert.

Ein wesentliches Merkmal der in F i g. 5 gezeigten Anordnung besteht darin, daß mit Hilfe von Ventilen 132 die Kühlmittelmenge, die jedem Rohrzweig zuströmt, schnell eingestellt werden kann. Auf diese Weise läßt sich im Betrieb, falls sich die Wärmeaustauscherfordernisse beispielsweise zwischen den Rohrbogen irgendeiner Reihe oder zwischen den Reihen der Rohrbögenzweige ändern, der Kühlmittelstrom regeln, was sich nicht nur auf die Qualität des gegossenen Strangs, sondern auch auf die Wirtschaftlichkeit des Betriebs günstig auswirkt.

Wenn das Gießverfahren mit der ersten Ausführungsform durchgeführt wird, wird die Metallschmelze, sobald das Gießrad 10 rotiert, in die Gießnut 24 eingefüllt, die durch das Gießband geschlossen wird, und das Kühlmittel wird durch die Kühlkanäle 22, 33 und 34 gepumpt, wobei der Durchfluß durch die Ventile 42, 57 und 72 gesteuert wird. Mit Hilfe der Stauscheiben 54 und 60 α wird die Kühlflüssigkeit so gelenkt, daß sie durch die Leitungen 48, 62 und 82 aus den Kühlkanälen austritt und das Gießrad 10 verläßt. Mit Hilfe der Ventile 42, 57 und 72 läßt sich jede gewünschte Durchflußgeschwindigkeit durch die Kühlkanäle 22, 33 und 34 unabhängig einstellen, wodurch auf jeder Oberfläche, an jedem Punkt längs der Gießnut 24 die gewünschte Abkühlungsgeschwindigkeit erzielt werden kann. Sobald sich die Metallschmelze mit der Drehung des Rades weiterbewegt, bewirkt die gesteuerte Abkühlung die Verfestigung des Metalls, wodurch ein durchlaufender Gußstrang mit gleichmäßigen physikalischen Eigenschaften erzeugt wird.

Bei der zweiten Ausführungsform wird den Rohrzweigen neben dem Futter 103 Kühlmittel zugeführt, das durch die Ventile 132 geregelt wird. Das Kühlmittel tritt in die Rohrzweige ein und strömt in ihnen entlang, wobei es die durch das Futter 103 durch Leitung hindurchgetretene Wärmemenge durch erzwungene Konvektion von den Wänden der Rohrzweige abführt. Durch Einstellung der Ventile 132 läßt sich der Kühlmittelstrom in jedem Rohrzweig unabhängig regulieren, so daß gewünschte Änderungen bezüglich der Abkühlgeschwindigkeit ausgeglichen werden können.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Kühlen des Gießringes eines Gießrades zum kontinuierlichen Gießen von Metallen mit in der Bodenfläche und den Seitenwänden parallel zur Gießnut über den ganzen Umfang des Gießringes angeordneten Kühlkanälen, gekennzeichnet durch einen für jeden Kühlkanal getrennten Kühlmittelkreislauf, durch Stauscheiben (54, 60 d) zur Unterteilung der Kühlkanäle in einzelne Abschnitte und durch jedem Abschnitt zugeordnete Leitungen (45, 48, 60, 62, 75, 82) zum Zu- und Abführen des Kühlmittels.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Ventile (42, 57, 72) für jede Kühlmittel-Zufuhrleitung.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stauscheibe (54; 60 d) mit einer kleinen Verbindungsöffnung (55) versehen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine im Gießrad angeordnete ringförmige Sammelleitung (110), an die die Kühlmittel-Zufuhrleitungen (120,121,122) für die einzelnen Kühlkanäle angeschlossen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen