DE882479C - Fluessigkeitsgekuehlte Kokille fuer das Stranggiessen von Metallen - Google Patents

Description

• Flüssigkeitsgekühlte Kokille für das Stranggießen von Metallen Beim Stranggießen von Metallen, besonders heim Vergießen hochschmelzender Metalle, wie z. B. Eisen und Stahl, ist es notwendig, große Wärmemengen von der flüssigkeitsgekühlten äußeren Kokillenwand abzuführen. Dabei wird noch, um der Kokille gute Kühlwirkung auf den Strang zu verleihen, größter Wert darauf gelegt, .daß die Kokillentemperatur selbst so niedrig wie möglich gehalten werden kann. Dies bedeutet also, daß die Wärmeübergangszahl zwischen äußerer und der Kühlflüssigkeit sehr hoch sein muß.
• Es ist bekannt, daß die Wärmeübergangszahl zwischen einer Flüssigkeit und einer festen Wand nahezu proportional mit der Flüssigkeitsgeschwindigkeit zunimmt. So gibt z. B. A. S c h a c k (Der industrielle Wärmeübergang, 3. Aufl., Düsseldorf 1948, S. 145) an, daß die Wärmeübergangszahl a nach folgender Formel zu errechnen ist: a - 2,900 . wo,ss (1 + o,os4tft).
• Hierin bedeutet w die Wassergeschwindigkeit und tfi die Temperatur des Wassers.
• Will man also eine Wärmeübergangszahl von 20 ooo Iccal/m2, h, ° C erreichen bei einer Wassertemperatur von 1o° C, so bedeutet dies, daß eine Wassergeschw in,digkeit von etwa 8 m/s benötigt wird. Will man aber eine Wärmeühergangszahl von 50 ooo kcal/m2, h, ° C erreichen, so braucht man eine Wassergeschwindigkeit von 25 m/s. Dies hohen Wassergeschwindigkeiten ergeben einen außerordentlich hohen unwirtschaftlichen Wasserverbrauch, wenn der Strömungsquerschnitt in der Kokille nicht allzu klein ist: Die Erwärmung des Wassers ist sehr gering.
• Zur Erhöhung .der Strömungsgeschwindigkeit im Kühlmantel von Stranggießkokillen sind nun verschieden.,- Vorschläge gemacht worden. So wurde vorgeschlagen, die Stärke des Kühlmantels möglichst eng, z. B. nur o,6 mm zu wählen. Ein geringes Verziehen der metallischen Teile, das bei den Beanspruchungen der Kokille 'keineswegs ausgeschlossen ist, führt aber schon zu starken Querschnittsveränderungen, hierdurch zu weitgehenden Veränderungen des Strömungswiderstandes und zu -einer für die Durchführung des Stranggießverfahrens äußerst nachteiligen ungleichmäßigen. Kühlwirkung der Kokille.
• Nach einem anderen Vorschlag werden im Kühlmantel spiralförmig verlaufende Kühlmittelgänge angeordnet, wobei das Kühlmittel mit einer Geschwindigkeit von mehreren Metern je Sekunde durch die verschiedenen. Kühlmittel@gän e imstrom hindurchgeführt wird. Die mit dieser Vorrichtung erzielbaren Strömungsgeschwindigkeiten sind für das Stranggießen von Nichteisenmetallen vielfach ausreichend.
• Eine weitere, für nicht hochschmelzende Metalle entwickelte Vorrichtung sieht eine Kokille mit einem zweiteiligen Kühlmantel vor; wobei der äußere, die eigentliche Kühlkammer umgebende Teil als Verteilerkammer wirkt und,die Trennwand zwischen den beiden Kammern Schlitze aufweist, durch welche Wasserstrahlen tangential zur Kokille in :die Kühlkammer austreten. Die äußere Wand der Kokille ist außerdem mit Rillen versehen; durch welche das auftreffende Kühlwasser nach oben bewegt wird. Im Anschluißi an diese Kokille ist ein zweiter Wassermantel angeordnet, in welchem Mittel vorgesehen sind,: dem,direkt auf den Strang einwirkenden Kühlwasser eine.rotierende Bewegung um den Strang herum zu verleihen. Dieser zweite Wassermantel ist mit einer Gummidichtung versehern, fdie auf den Umfang des Gußstranges angedrückt wird und dadurch ein Ausfließen des Kühlwassers nach unten verhindert.
• Erfindungsgemäß wird nun eine Kokille vorgeschlagen, die bei geringem Wasserverbrauch die Erzielung sehr hoher Wärmeübergangszahlen, wie diese bei hochschmelzenden Metallen, insbesondere bei Eisen und Stahl gebraucht werden, ermöglicht.
• Die Kühlflüssigkeit wird dem Kühlmantel dieser Kokille am unteren Ende zugeführt, steigt hoch und fließt am oberen Kokillenende wieder ab. Um die Relativgeschwindigkeit zwischen Kokille und Kühlflüssigkeit zu erhöhen, wird diese aus mehreren Zuführungen tangential zugeleitet. Hierdurch wird erreicht, daß sich das Kühlmittel spiralförmig um die Kokille herum nach oben bewegt. Das Hochtreiben der Strömungsgeschwindigkeit wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, däß ein Teil der Zuleitungen die Kühlflüssigkeit mit geringem Überdruck an die Kölzille heranführt, mindestens eine Zuleitung aber Hochdruckwasser führt, wobei die Austrittsöffnung der Hochdruckwasserzuleitung die FormeinerBeschleunigungsdüseerhält. DieFlüssi;-keit tritt aus dieser Düse mit sehr hoher Gesc'hwind gkeit, also großer kinetischer Energie aus. Diese wird nun .der übrigen. Wassermenge mitgeteilt; die in eine rasche, um .die Kokille sich drehende spiralförmige Drehung versetzt wird.
• Durch diese erfindungsgemäße Einrichtung wird nicht nur der Bedarf an Druckwasser oder Druckflüssigkeit erheblich vermindert., sondern ein besonderer Vorteil ist es, daß die insgesamt verbrauchten Kühlflüssigkeitsmengen ganz erheblich ferabgesetzt werden. Dem kommt eine nicht zu übersehende technische und wirtschaftliche Bedeutung zu, da der Wasserverbrauch von Stranggießanlagen sehr ,beträchtlich ist und die Möglichkeit der Herabsetzung derselben einen wichtigen Fortschritt bedeutet.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Flüssigkeitsgekühlte Kokille für das Stranggießen von Metallen, insbesondere von Eisen und Stähl, bei welcher die Kühlflüssigkeit, z. B. Wasser, am unteren Kokillenende tangential der Kokille zugeführt wird, gekennzeichnet durch mehrere Zuleitungen für die Kühlflüssigkeit, wobei mindestens in einer am Austrittsende mit einer Hochdruckdüse versehenen Zuleitung die Kühlflüssigkeit unter höherem Druck steht als in den übrigen Zuleitungen.