Распылительный аппарат и способ охлаждения металлической непрерывной заготовки в машине непрерывного литья заготовок Российский патент 2019 года по МПК B22D11/124 B05B1/30 B05B13/02 B05B12/04 

Изобретение относится к распылительному аппарату и к способу охлаждения металлической непрерывной заготовки в машине непрерывного литья заготовок.

Из описания европейского патента ЕР 2714304 В1 известен способ охлаждения металлической непрерывной заготовки в машине непрерывного литья заготовок, при котором на металлическую непрерывную заготовку с помощью нескольких распылительных сопел наносится распыляемая струя. Для того чтобы количество распыляемой жидкости можно было варьировать по возможности в более широком диапазоне, распылительные сопла рассчитаны на максимально выводимое количество воды и для того, чтобы снизить количество распыляемой жидкости, за счет применения переключающих клапанов загружаются периодически. За счет этого для настройки заданного количества распыляемой жидкости, которое находится ниже максимально выводимого количества распыляемой жидкости, распылительные сопла длительное время работают периодически. Вследствие периодического подвода к металлической непрерывной заготовке ее охлаждение неизбежно осуществляется тоже не непрерывно.

С помощью этого изобретения должны быть усовершенствованы распылительный аппарат и способ охлаждения металлической непрерывной заготовки в машине непрерывного литья заготовок.

Для решения этой задачи предложен распылительный аппарат для охлаждения металлической непрерывной заготовки в машине непрерывного литья заготовок, содержащий по меньшей мере одну многосопловую головку и по меньшей мере один переключающий клапан, причем многосопловая головка имеет по меньшей мере одно первое и одно второе сопло, а переключающий клапан расположен выше по потоку от многосопловой головки и находится в гидродинамическом соединении со всеми вторыми соплами многосопловой головки для отпирания или перекрывания подвода распыляемой жидкости ко всем вторым соплам. Первые и вторые сопла в многосопловой головке выполнены и расположены с обеспечением перекрытия распыляемых соплами струй таким образом, что каждое сопло по отдельности, а также любая комбинация сопел обеспечивает равномерное распределение распыляемой жидкости по ширине металлической непрерывной заготовки и тем самым однородное охлаждение непрерывной заготовки

Предпочтительно предусмотрено более одной многосопловой головки, т.е. несколько многосопловых головок, и эти многосопловые головки расположены на пространственном удалении друг от друга.

За счет этого в распылительном аппарате согласно изобретению достигается варьирование выводимого количества распыляемой жидкости за счет подключения и отключения сопел в многосопловых головках. Однако при заданном или постоянном количестве распыляемой жидкости осуществляется не периодический подвод, а постоянный подвод к избранным соплам с выбранным давлением распыляемой жидкости. За счет этого могут быть достигнуты непрерывный режим работы сопел и вместе с тем также непрерывное охлаждение металлической непрерывной заготовки. При этом сопла в многосопловой головке выполнены и расположены так, что каждое сопло по отдельности, а также любая комбинация сопел вызывает соответственно равномерное распределение распыляемой жидкости по ширине металлической непрерывной заготовки и вместе с тем однородное охлаждение непрерывной заготовки. Это достигается среди прочего за счет перекрывания распыляемых струй сопел. При этом переключающие клапаны могут быть выполнены, например, в виде пневматических переключающих клапанов и управляться, например, с помощью величины давления подведенного сжатого воздуха. Если в каждой из многосопловых головок имеется, например, по три сопла, то тогда имеющиеся два или три переключающих клапана могут быть выполнены в этом случае так, что при первом давлении, например 6 бар, распыляемой жидкостью снабжаются только первые сопла. Если затем давление подводимого сжатого воздуха снижается, например до 3 бар, то открываются переключающие клапаны не только первых сопел, но и вторых сопел, так что тогда распыляемая жидкость выводится из первых сопел и из вторых сопел. Если давление подводимого сжатого воздуха снижается далее, например до 0 бар, то открываются все три переключающих клапана, так что распыляемая жидкость выводится тогда через первые сопла, через вторые сопла и третьи сопла. Альтернативно, управление переключающими клапанами может быть также электрическим или же электронным за счет того, что в качестве переключающих клапанов применяются, например, магнитные клапаны. Возможна также комбинация переключающих клапанов, которые выполнены в виде пневматических клапанов, с магнитными клапанами, которые тогда выборочно подают сжатый воздух на переключающие клапаны, чтобы изменять их коммутационное состояние. Большое преимущество распылительного аппарата согласно изобретению состоит в том, что выводимое количество распыляемой жидкости может варьироваться в очень широком диапазоне и, тем не менее, осуществляется непрерывный вывод распыляемой жидкости. Выводимые количества распыляемой жидкости могут варьироваться также за счет простой замены сопловых насадок в многосопловых головках. Тогда варьирование выводимого количества распыляемой жидкости может осуществляться, во-первых, за счет давления подведенной распыляемой жидкости и, во-вторых, за счет подключения или же отключения отдельных сопел в многосопловых головках. За счет этого может быть достигнут очень большой диапазон варьирования количества распыляемой жидкости, например 1:15. Первое сопло может снабжаться распыляемой жидкостью постоянно, или первому соплу тоже может быть придан переключающий клапан. Переключающие клапаны могут быть выполнены так, что сопла, подвод распыляемой жидкости к которым перекрыт, постоянно или частично продуваются сжатым воздухом, чтобы предотвратить образование отложений в соплах и трубопроводах и их загрязнение. Для этого переключающие клапаны могут быть снабжены ответвлением для сжатого воздуха и при необходимости дросселем для сжатого воздуха в ответвлении. Каждая многосопловая головка может быть снабжена одним или несколькими переключающими клапанами, или несколько многосопловых головок придаются одному или нескольким переключающим клапанам.

В одном усовершенствовании изобретения каждая многосопловая головка имеет n сопел, причем все вторые сопла и, при необходимости, все третьи, четвертые и до n-ых сопел состоят соответственно в гидродинамическом соединении с одним переключающим клапаном для отпирания или перекрывания подвода распыляемой жидкости ко всем вторым соплам и, при необходимости, ко всем третьим, четвертым и до n-ых сопел, причем n является натуральным числом и имеет значение между 2 и 10.

Количество сопел в многосопловых головках является, в принципе, любым, причем n выгодным образом равно 3, так что, следовательно, в каждой многосопловой головке имеется три сопла и первый переключающий клапан предназначен для всех первых сопел, второй переключающий клапан – для всех вторых сопел и третий переключающий клапан – для всех третьих сопел. Особенно выгодные значения для n находятся в диапазоне между 2 и 10. Если первые сопла должны снабжаться распыляемой жидкостью постоянно, то необходимость в первом переключающем клапане может отпасть.

В одном усовершенствовании изобретения предусмотрены, по меньшей мере, первый трубопровод и второй трубопровод для подвода распыляемой жидкости, причем первый трубопровод соединен со всеми первыми соплами, а второй трубопровод – со всеми вторыми соплами. Первый переключающий клапан может быть предусмотрен в первом трубопроводе выше по потоку от многосопловых головок а второй переключающий клапан – во втором трубопроводе выше по потоку, чем многосопловые головки.

За счет того, что предусмотрены трубопроводы и все первые сопла в многосопловых головках снабжаются через общий первый трубопровод, а все вторые сопла в многосопловых головках снабжаются через общий второй трубопровод, может быть достигнута занимающая очень мало места конструкция распылительного аппарата согласно изобретению. В машинах непрерывного литья заготовок сопла для охлаждения металлической непрерывной заготовки должны располагаться, как правило, между опорными валиками для металлической непрерывной заготовки, так что для расположения сопел, как правило, имеется лишь очень мало места. Другое существенное преимущество общих трубопроводов состоит в том, что каждому трубопроводу должен быть придан соответственно лишь один переключающий клапан. За счет этого могут быть существенно снижены конструктивные затраты. Первый трубопровод может снабжаться распыляемой жидкостью непрерывно, так что в этом случае необходимость в первом переключающем клапане может отпасть. Если в каждой многосопловой головке предусмотрено n сопел, то имеется также n трубопроводов, причем для всех первых, вторых, третьих или же n-ых сопел предназначено соответственно по одному трубопроводу. В одном усовершенствовании изобретения во втором трубопроводе и, при необходимости, в третьем, четвертом и до n-ого трубопровода выше по потоку от многосопловых головок предусмотрен соответственно один переключающий клапан, причем n является натуральным числом и имеет значение между 2 и 10. В первом трубопроводе выше по потоку от многосопловых головок тоже может быть предусмотрен переключающий клапан.

Например, n = 3, так что, следовательно, предусмотрено три трубопровода и соответственно по три сопла во всех многосопловых головках. По меньшей мере двум из трех трубопроводов придано соответственно по одному переключающему клапану, так что подвод распыляемой жидкости через первый трубопровод или постоянно отперт, или может перекрываться и отпираться с помощью первого переключающих клапана, подвод распыляемой жидкости через второй трубопровод может перекрываться и отпираться с помощью второго переключающих клапана и подвод распыляемой жидкости через третий трубопровод может перекрываться и отпираться с помощью третьего переключающих клапана. Если в первом трубопроводе имеется переключающий клапан, то таким образом все первые сопла в многосопловых головках могут вместе включаться и отключаться, точно также как все вторые сопла или же все третьи сопла в многосопловых головках. Особенно выгодные значения для n находятся в диапазоне между 2 и 10.

В одном усовершенствовании изобретения сопла по меньшей мере одной многосопловой головки являются разными в том отношении, что при заранее заданном давлении распыляемой жидкости они выдают соответственно разное количество распыляемой жидкости.

За счет такой градации параметров сопел в многосопловых головках может быть достигнут еще более широкий диапазон регулирования количества распыляемой жидкости, которое может быть выведено распылительным аппаратом согласно изобретению, чем при одинаковых соплах.

В одном усовершенствовании изобретения сопла многосопловой головки подогнаны между собой в отношении выводимого количества распыляемой жидкости таким образом, что в пределах заранее заданного диапазона давления между низким давлением и высоким давлением распыляемой жидкости первое сопло выводит количество распыляемой жидкости в пределах первого количественного диапазона и что количественный диапазон суммы выводимого первым соплом и вторым соплом между низким давлением и высоким давлением количества распыляемой жидкости перекрывает первый количественный диапазон.

За счет этого может быть покрыт очень большой диапазон количества распыляемой жидкости без возможности того, что определенные значения в этом диапазоне могли бы быть не перекрыты или же не выведены. Другими словами, второй количественный диапазон, который определен выведенным первым соплом и вторым соплом вместе между низким давлением и высоким давлением количеством распыляемой жидкости, по меньшей мере при высоком давлении перекрывает первый количественный диапазон.

В одном усовершенствовании изобретения каждая многосопловая головка имеет n сопел, причем, при необходимости, первое сопло до третьего, первое сопло до четвертого или первое сопло до n-ого в пределах заранее заданного диапазона давления между низким давлением и высоким давлением распыляемой жидкости выдают количество распыляемой жидкости в пределах третьего, четвертого или же n-ого количественного диапазона и эти количественные диапазоны перекрываются.

В этом случае n выгодным образом тоже равно 3, причем другие выгодные значения n находятся в диапазоне между 2 и 10. То есть второй количественный диапазон и третий количественный диапазон перекрываются, как и третий и четвертый или же (n-1)-ый и n-ый количественный диапазон.

В одном усовершенствовании изобретения многосопловые головки расположены на пространственном удалении друг от друга вдоль трубопроводов.

За счет этого может быть достигнута компактная, занимающая мало места конструкция распылительного аппарата согласно изобретению. Трубопроводы выгодным образом проходят параллельно друг другу. Тогда для сопел многосопловых головок необходимы лишь короткие подающие каналы от проходящих параллельно друг другу трубопроводов.

В одном усовершенствовании изобретения трубопроводы проходят параллельно направлению литья машины непрерывного литья заготовок, и многосопловые головки расположены друг за другом вдоль трубопроводов в направлении литья. Если предусмотрено несколько расположенных рядом, при рассмотрении в направлении литья, распылительных аппаратов согласно изобретению, то за счет отключения отдельных распылительных аппаратов может быть достигнуто варьирование ширины, которая охватывается распылительными аппаратами согласно изобретению, соответственно ширине только что отлитой непрерывной заготовки металлической непрерывной заготовки.

В одном усовершенствовании изобретения трубопроводы расположены поперек направления литья машины непрерывного литья заготовок, и многосопловые головки расположены друг за другом вдоль трубопроводов поперек направления литья.

В зависимости от предусмотренного случая применения также может быть выгодной прокладка трубопроводов поперек направления литья. При этом под направлением литья понимается направление подачи металлической непрерывной заготовки.

В одном усовершенствовании изобретения переключающие клапаны выполнены в виде пневматических клапанов и каждому переключающему клапану придан магнитный клапан для отпирания и перекрывания подачи сжатого воздуха к соответственно одному переключающему клапану.

За счет этого может быть достигнуто кажущееся на первый взгляд конструктивно затратным расположение, которое, тем не менее, является очень надежным в эксплуатации. Пневматические клапаны могут надежно выполнять свою функцию даже в жестких условиях окружающей среды. Напротив, магнитными клапанами можно просто управлять с помощью электроники, и их можно также простым образом вводить в управление процессом более высокого уровня. Поэтому комбинация управляемых электроникой магнитных клапанов с пневматическими клапанами способствует беспроблемно вводимому и очень надежному в эксплуатации выполнению распылительного аппарата согласно изобретению.

В одном усовершенствовании изобретения несколько магнитных клапанов скомбинированы в блоке магнитных клапанов, причем блок магнитных клапанов имеет общее основание и общее электронное средство управления для магнитных клапанов.

За счет этого можно достичь компактной конструкции. Блок магнитных клапанов или же общее электронное средство управления блока магнитных клапанов может быть пригодным для подключения к однопроводной информационной шине, так что может быть достигнута также очень простая прокладка кабельной сети для электронных устройств.

В одном усовершенствовании изобретения по меньшей мере один из трубопроводов выполнен в виде профиля по меньшей мере с одной проходящей в продольном направлении профиля полой камерой.

Например, может быть применен тянутый в виде непрерывной заготовки или прессованный в виде непрерывной заготовки профиль, который состоит, например, из алюминия, латуни или также из стали, прежде всего высококачественной стали. За счет этого трубопроводы могут быть выполнены очень прочными, и, например, профили могут предоставлять уже возможности крепления для многосопловых головок.

В одном усовершенствовании изобретения несколько трубопроводов выполнены посредством профиля с несколькими проходящими в продольном направлении полыми камерами.

За счет этого можно достичь очень компактного выполнения распылительного аппарата согласно изобретению.

В одном усовершенствовании изобретения несколько профилей соединены в держатель.

В одном усовершенствовании изобретения многосопловые головки расположены на профиле или на имеющем несколько профилей держателе.

За счет выполнения держателя трубопроводы тем самым могут быть одновременно выполнены в виде механических несущих частей.

Лежащая в основе изобретения проблема решена также посредством способа охлаждения металлической непрерывной заготовки в машине непрерывного литья заготовок с распылительным аппаратом согласно изобретению, причем в зависимости от необходимого количества распыляемой жидкости предусмотрены шаги отпирания подвода распыляемой жидкости и/или перекрывания подвода распыляемой жидкости ко всем первым соплам, ко всем вторым соплам и/или ко всем n-ым соплам многосопловых головок, причем отпирание и/или перекрытие подвода распыляемой жидкости предпринимают исключительно при изменении необходимого количества распыляемой жидкости. За счет этого посредством способа согласно изобретению можно достичь очень большого варьирования выводимого с помощью сопел количества распыляемой жидкости, причем одновременно при постоянном количестве распыляемой жидкости достигается непрерывная подача распыляемой жидкости на металлическую непрерывную заготовку и, следовательно, также непрерывное охлаждение. Тогда отдельные сопла могут подключаться или отключаться только при изменении количества распыляемой жидкости.

Другие признаки и преимущества изобретения следуют из формулы изобретения и последующего описания предпочтительных форм выполнения изобретения во взаимосвязи с чертежами. При этом отдельные признаки различных, показанных на чертежах и описанных в описании форм выполнения изобретения могут быть любым образом скомбинированы между собой, не выходя за рамки изобретения. Это относится также к комбинации отдельных признаков без других признаков, во взаимосвязи с которыми описаны или показаны эти отдельные признаки. На чертежах показано:

Фиг. 1 схематическое изображение распылительного аппарата согласно изобретению согласно первой форме выполнения,

Фиг. 2 схематическое изображение многосоплового модуля с многосопловой головкой распылительного аппарата согласно фиг. 1,

Фиг. 3 диаграмма для разъяснения покрываемого распылительным аппаратом согласно фиг. 1 диапазона выводимого количества распыляемой жидкости,

Фиг. 4 схематическое изображение профиля для образования нескольких трубопроводов в распылительном аппарате согласно изобретению, и

Фиг. 5 схематическое изображение распылительного аппарата согласно изобретению согласно второй форме выполнения.

В изображении на фиг. 1 показан распылительный аппарат 10 согласно изображению, который предусмотрен для расположения в машине непрерывного литья заготовок, в которой образуется металлическая непрерывная заготовка. Направление литья металлической непрерывной заготовки изображено стрелкой 12. Направление 12 литья соответствует направлению подачи металлической непрерывной заготовки. Металлическая непрерывная заготовка отливается, например, из жидкой стали и затем транспортируется далее между опорными валиками в направлении стрелки 12. Тогда распылительный аппарат согласно изобретению расположен над металлической непрерывной заготовкой, другой, распылительный аппарат согласно изобретению 10 может быть расположен под металлической непрерывной заготовкой, чтобы иметь возможность охлаждать ее с верхней стороны и с нижней стороны. Несколько распылительных аппаратов 10 согласно изобретению может быть расположено рядом, чтобы иметь возможность охлаждать, например, также очень широкие металлические непрерывные заготовки по всей их поверхности.

Распылительный аппарат согласно изобретению 10 имеет держатель 14 сопел, который простирается параллельно направлению 12 литья. На этом держателе 14 сопел расположено несколько многосопловых модулей 16, которые подробнее разъясняются на фиг. 2. В представленной форме выполнения на держателе 14 сопел расположено в целом пять многосопловых модулей 16. При этом количество расположенных на держателе сопел многосопловых модулей 16 является по существу любым, как и расположение на держателе 14 сопел. В представленной форме выполнения три многосопловых модуля 16 расположены на правой стороне держателя 14 сопел и два многосопловых модуля 16 – на левой стороне держателя 14 сопел. Такое расположение является лишь примерным и по существу может быть выбрано любым. Многосопловые модули 16 могут быть соединены с держателем 14 постоянно или соединены с держателем 14 разъемно.

Держатель 14 сопел расположен в машине непрерывного литья заготовок над опорными валиками для металлической непрерывной заготовки. Тогда многосопловые модули 16 простираются от держателя 14 сопел вниз, то есть на фиг. 1 в плоскость чертежа, так что распылительные сопла могут быть расположены в этом случае, например, между опорными валиками для металлической непрерывной заготовки.

В держателе 14 сопел предусмотрены первый трубопровод 18а, второй трубопровод 20а и третий трубопровод 22а, которые проходят параллельно друг другу и параллельно держателю 14 сопел. Первый трубопровод 18а изображен с помощью сплошной линии, второй трубопровод 20а – с помощью штриховой линии и третий трубопровод 22а – с помощью штрихпунктирной линии. Это служит лишь для целей изображения и для того, чтобы различать три трубопровода 18а, 20а, 22а. Каждый многосопловой модуль 16 имеет три распылительных сопла, подача на каждое из которых осуществляется с помощью отдельной водяной трубы сопла. Для того чтобы это можно было показать в схематическом изображении на фиг. 1, в каждом многосопловом модуле 16 изображены три водяных трубы 18b, 20b и 22b сопла. Водяные трубы 18b сопла всех многосопловых модулей 16 через короткие подающие каналы соединены с трубопроводом 18а. Водяные трубы 20b сопла всех многосопловых модулей 16 через короткие подающие каналы соединены со вторым трубопроводом 20а и водяные трубы 22b сопла всех многосопловых модулей 16 через короткие подающие каналы соединены с третьим трубопроводом 22а. При подходящем конструктивном оформлении трубопроводов 18а, 20а, 22а и держателя 14 необходимость в подающих каналах может отпасть.

Выше по потоку, чем многосопловые модули 16, предусмотрен клапанный блок 24 сопел, содержащий в целом три переключающих клапана 26, 28 и 30. Первый переключающий клапан 26 соединен с первым трубопроводом 18а, второй переключающий клапан 28 соединен со вторым трубопроводом 20а и третий переключающий клапан 30 соединен с третьим трубопроводом 22а. С помощью этих трех переключающих клапанов 26, 28, 30 может отпираться (деблокироваться) или перекрываться подвод распыляемой жидкости, например подвод воды, который обозначен стрелкой 32, к трубопроводам 18а, 20а, 22а. При этом переключающие клапана 26, 28, 30 выгодным образом выполнены в виде шланговых пережимных клапанов с пневматическим управлением. Пневматическое управление каждым из переключающих клапанов 26, 28, 30 осуществляется соответственно с помощью одного из магнитных клапанов, которые расположены в блоке 34 магнитных клапанов, который изображен над клапанным блоком 24 сопел. Как обозначено с помощью стрелки 36, к этому блоку 34 магнитных клапанов подводится сжатый воздух. Помимо этого, блок 34 магнитных клапанов имеет общее электронное средство управления, которое может быть подключен к информационной шине. Такая информационная шина и вместе с тем подвод электрических сигналов обозначены с помощью стрелки 38. Если первый трубопровод 18а и вместе с тем все первые сопла многосоплового модуля 16 должны снабжаться распыляемой жидкостью непрерывно, то в рамках изобретения необходимость в первом переключающем клапане 26 может отпасть. Тем не менее, разумеется, может быть предусмотрено устройство более высокого уровня для подключения и отключения снабжения распыляемой водой для всего распылительного аппарата 10.

В зависимости от того, какие командные сигналы подаются на магнитные клапаны в блоке 34 магнитных клапанов, они отпирают подвод сжатого воздуха к переключающим клапанам 26, 28, 30 или перекрывают подвод сжатого воздуха, и тогда вследствие этого выборочно отпирается или перекрывается также подвод распыляемой жидкости к трубопроводам 18а, 20а, 22а.

На фиг. 2 показано схематическое изображение многосоплового модуля 16. Каждый многосопловой модуль 16 имеет монтажный блок 40, в котором расположено начало каждой из водяных труб 18b, 20b и 22b сопла. Водяные трубы 18b, 20b и 22b сопла ведут затем через держатель 42 к многосопловой головке 44. В этой многосопловой головке 44 предусмотрено три сопла 46, 48, 50, каждое из которых может создавать обозначенную схематически на фиг. 2 распыляемую струю. Если в работе находятся все три сопла 46, 48, 50, то распыляемые струи сопел 46, 48, 50 перекрываются. Независимо от того, находится ли в работе только одно из сопел 46, 48, 50, или в работе находятся любые комбинации сопел 46, 48, 50, всегда достигается однородное распределение распыляемой жидкости и однородное охлаждение по все ширине металлической непрерывной заготовки. С помощью монтажного блока 40 многосопловой модуль 16 постоянно или разъемно соединяется с держателем 14.

При этом многосопловая головка 44 выполнена настолько компактно, что она может быть расположена между двумя опорными валиками для металлической непрерывной заготовки. В любом случае многосопловая головка 44 выполнена и расположена так, что образованные соплами 46, 48, 50 распыляемые струи могут беспрепятственно проникать между опорными валиками.

Первое сопло 46 снабжается распыляемой жидкостью с помощью первой водяной трубы 18b сопла, второе сопло 48 снабжается распыляемой жидкостью с помощью второй водяной трубы 20b сопла и третье сопло 50 снабжается распыляемой жидкостью с помощью третьей водяной трубы 22b сопла. За счет этого в конечном итоге все первые сопла 46 в многосопловых модулях 16 находятся в гидродинамическом соединении с первым трубопроводом 18а, однако все первые сопла 46 не находятся в гидродинамическом соединении со вторым трубопроводом 20а и с третьим трубопроводом 22а. Таким же образом все вторые сопла 48 многосопловых модулей 16 находятся в гидродинамическом соединении только со вторым трубопроводом 20а. Все третьи сопла 50 многосопловых модулей 16 находятся в гидродинамическом соединении только с третьим трубопроводом 22а.

Следовательно, с помощью первого переключающего клапана 26 может быть отперт или перекрыт подвод распыляемой жидкости ко всем первым соплам 46 в многосопловых модулях 16. С помощью второго переключающего клапана 28 может быть отперт или перекрыт подвод распыляемой жидкости ко всем вторым соплам 48 в многосопловых модулях 16. С помощью третьего переключающего клапана 30 может быть открыт или перекрыт подвод распыляемой жидкости ко всем третьим соплам 50 в многосопловых модулях 16.

То есть, если для охлаждения металлической непрерывной заготовки требуется лишь сравнительно небольшое количество распыляемой жидкости, то применяются только непрерывно снабжаемые распыляемой жидкостью сопла или не изображенный блок управления более высокого уровня отпирает, например, только подвод распыляемой жидкости в первый трубопровод 18а через переключающий клапан 26, в то время как подвод распыляемой жидкости во второй трубопровод 20а и в третий трубопровод 22а перекрывается с помощью переключающих клапанов 28, 30. Вследствие этого распыляемую струю выводят только первые сопла 46. При этом вывод распыляемой струи через первые сопла 46 осуществляется непрерывно и без прерываний. Только тогда, когда необходимое количество распыляемой жидкости изменяется, во-первых, с помощью не изображенных устройств может быть изменено давление подводимой распыляемой жидкости. Во-вторых, например, через второй переключающий клапан 28 могут быть подключены все вторые сопла 48. Если необходимо еще больше распыляемой жидкости, то, например, через третий переключающий клапан 30 могут быть подключены все третьи сопла 50.

За счет этого изменение выводимого количества распыляемой жидкости может осуществляться, во-первых, за счет изменения давления подводимой распыляемой жидкости, во-вторых, за счет подключения или отключения сопел 46, 48, 50. При этом при постоянном заданном количестве распыляемой жидкости сопла 46, 48, 50 образуют сплошную и непрерывную распыляемую струю. Вследствие этого охлаждение металлической непрерывной заготовки может осуществляться тоже постоянно и без прерываний.

Первые сопла 46, вторые сопла 48 и третьи сопла 50 в каждой многосопловой головке 44 могут быть выполнены при этом идентично или так, что при одном и том же давлении распыляемой жидкости они выдают разное количество распыляемой жидкости. Например, при заданном давлении распыляемой жидкости первое сопло 46 выводит первое количество распыляемой жидкости, второе сопло 48 при том же давлении распыляемой жидкости выводит большее количество распыляемой жидкости, и третье сопло 50 при том же давлении распыляемой жидкости выводит еще большее количество распыляемой жидкости.

Таким образом диапазон изменения выводимого количества распыляемой жидкости по сравнению с тремя идентично выполненными соплами 46, 48, 50 может быть существенно увеличен.

Сопла 46, 48, 50 в многосопловом блоке 44 могут быть выполнены, например, в виде сопловой насадки, так что эти сопловые насадки могут быть быстро и просто заменены. Это является преимуществом, если сопла 46, 48, 50 должны быть заменены вследствие износа, а также для подгонки выводимого количества распыляемой жидкости.

На фиг. 3 представлена диаграмма, на которой нанесено выводимое количество распыляемой жидкости в литрах за минуту в зависимости от гидростатического давления распыляемой жидкости. Первая, помеченная кружками линия показывает выдаваемое первым соплом 46 количество распыляемой жидкости в зависимости от гидростатического давления. Вторая, помеченная крестиками линия показывает сумму выводимого первым соплом 46 и вторым соплом 48 количества распыляемой жидкости. Третья, помеченная квадратами линия показывает сумму выводимого всеми тремя соплами 46, 48, 50 количества распыляемой жидкости.

Можно выявить, что первое сопло 46 при давлении распыляемой жидкости 1 бар выводит количество распыляемой жидкости лишь около 1 л/мин. Затем при давлении распыляемой жидкости 12 бар выводится количество распыляемой жидкости около 3 л/мин. Если выводимое количество распыляемой жидкости необходимо повысить более 3 л/мин, то подключается второе сопло 48. Одновременно давление распыляемой жидкости снова снижается до 1 бар.

С помощью помеченной крестиками линии можно выявить, что сумма выводимого первым соплом 46 и вторым соплом 48 количества распыляемой жидкости при давлении распыляемой жидкости 1 бар составляет около 2 л/мин. То есть это значение меньше, чем количество распыляемой жидкости, которое выводится первым соплом 46 в одиночку при давлении распыляемой жидкости 12 бар. За счет этого количественные диапазоны выводимого первым соплом 46 в одиночку количества распыляемой жидкости и выводимого первым соплом 46 и вторым соплом 48 вместе количества распыляемой жидкости перекрываются. За счет этого может быть достигнута очень точная настройка выводимого количества распыляемой жидкости в зависимости от варьирования давления распыляемой жидкости и подключения или отключения отдельных сопел 46, 48, 50.

При давлении распыляемой жидкости 12 бар первое сопло 46 и второе сопло 48 выводят вместе около 7,5 л/мин распыляемой жидкости, как это можно выявить с помощью помеченной крестиками линии с правого края. Если затем количество распыляемой жидкости необходимо повысить далее, то распыляемой жидкостью снабжаются все три сопла 46, 48, 50 и одновременно давление распыляемой жидкости снижается снова до 1 бар. Как можно выявить с помощью помеченной квадратами линии на фиг. 3, при давлении распыляемой жидкости 1 бар все три сопла 46, 48, 50 вместе выдают количество распыляемой жидкости около 6 л/мин. То есть здесь количественные диапазоны выводимого первым соплом 46 и вторым соплом 48 вместе количества распыляемой жидкости и выводимого всеми тремя соплами 46, 48, 50 вместе количества распыляемой жидкости тоже перекрываются. Разумеется, для того, чтобы в рамках диаграммы согласно фиг. 3 можно было устанавливать необходимые количества распыляемой жидкости, увеличение количества распыляемой жидкости может осуществляться не только описанным способом, но сопла могут подключаться и отключаться также и при других давлениях распыляемой жидкости.

Следовательно, сопла 46, 48, 50 многосопловых головок 44 соотнесены друг с другом в отношении выводимого количества распыляемой жидкости так, что в пределах заранее заданного диапазона давления между низким давлением и высоким давлением распыляемой жидкости первое сопло выводит количество распыляемой жидкости в пределах первого количественного диапазона и что сумма выводимого первым соплом и вторым соплом при низком давлении количества распыляемой жидкости меньше, чем выводимое первым соплом при высоком давлении количество распыляемой жидкости. То есть количественные диапазоны выводимого первым соплом, с одной стороны, и первым соплом и вторым соплом вместе, с другой стороны, количества распыляемой жидкости перекрываются. Аналогичным образом это имеет место также для суммы выводимого первым соплом и вторым соплом при высоком давлении количества распыляемой жидкости и для суммы выводимого первым соплом, вторым соплом и третьим соплом вместе при низком давлении количества распыляемой жидкости. Это можно выявить с помощью помеченной на фиг. 3 квадратами линии. Такая подгонка выводимого количества распыляемой жидкости может быть достигнута как с тремя идентичными соплами 46, 48, 50, так и с тремя разными в отношении выводимого количества распыляемой жидкости соплами 46, 48, 50.

На фиг. 4 схематически показан держатель 14 согласно фиг. 1 в виде спереди. Держатель 14 образован посредством профиля 52, который имеет три проходящие в продольном направлении полые камеры. Эти три полые камеры образуют трубопроводы 18а, 20а, 22а, к которым затем, как было разъяснено, подключаются подающие каналы к многосопловым модулям 16 или непосредственно многосопловые модули 16.

С боков от трех полых камер или же трубопроводов 18а, 20а, 22а расположено еще по поднутренному пазу 54, 56. Эти поднутренные пазы 54, 56 могут быть использованы для монтажа, например, многосопловых модулей 16 на держателе 14. Держатель 42 на фиг. 2, который комбинирует три водяные трубы 18а, 20а, 22а сопла, может быть выполнен таким же, как профиль 52 с несколькими полыми камерами, или аналогичным образом.

На фиг. 5 показано схематическое изображение распылительного аппарата 60 согласно изобретению согласно другой форме выполнения.

Распылительный аппарат 60 имеет многосопловой модуль 16, как он уже был описан с помощью фиг. 2. Поэтому многосопловой модуль 16 не описывается снова. В отличие от многосоплового модуля 16 согласно фиг. 2, на монтажном модуле 40 многосоплового модуля 16 расположен клапанный блок 24 сопел, имеющий в целом три переключающих клапана 26, 28 и 30, которые уже были разъяснены с помощью распылительного аппарата согласно фиг. 1.

Первый переключающий клапан 26 придан первой водяной трубе 18b сопла, второй переключающий клапан 28 придан второй водяной трубе 20b сопла и третий переключающий клапан 30 придан третьей водяной трубе 22b сопла. То есть с помощью переключающих клапанов 26, 28, 30 может отпираться или перекрываться подвод распыляемой жидкости к водяным трубам 18b, 20b, 22b сопла и вместе с тем к соплам 46, 48 и/или 50 в многосопловой головке 44.

Для лучшей обзорности подвод распыляемой жидкости к клапанному блоку 24 сопел, подвод сжатого воздуха к клапанному блоку 24 сопел, а также, при необходимости, блок магнитных клапанов более высокого уровня на фиг. 5 не изображены, однако предусмотрены идентичным образом, как на фиг. 1, и описаны во взаимосвязи с фиг. 1.

За счет этого распылительный аппарат 60 согласно изобретению согласно фиг. 5 имеет только один многосопловой модуль 16. Разумеется, в рамках изобретения все же может быть скомбинировано несколько распылительных аппаратов 60 в расположении, подобном фиг. 1. Тогда для охлаждения металлической непрерывной заготовки предусмотрено несколько распылительных аппаратов 60. В том случае, если предусмотрено несколько распылительных аппаратов 60 согласно фиг. 5, то, в отличие от распылительного аппарата 10 согласно фиг. 1, отдельные многосопловые модули 16 могут управляться отдельно друг от друга.

Изобретение относится к распылительному аппарату для охлаждения металлической непрерывной заготовки в машине непрерывного литья заготовок, в котором предусмотрены по меньшей мере одна многосопловая головка и по меньшей мере один переключающий клапан. Многосопловая головка имеет по меньшей мере одно первое и одно второе сопло. Переключающий клапан расположен выше по потоку от многосопловой головки, причем переключающий клапан находится в гидродинамическом соединении со всеми вторыми соплами многосопловой головки для отпирания или перекрывания подвода распыляемой жидкости ко всем вторым соплам. В результате обеспечивается однородность охлаждения вне зависимости от количества подаваемой жидкости. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Распылительный аппарат для охлаждения металлической непрерывной заготовки в машине непрерывного литья заготовок, отличающийся тем, что он содержит по меньшей мере одну многосопловую головку и по меньшей мере один переключающий клапан, причем каждая многосопловая головка имеет по меньшей мере одно первое и одно второе сопло, причем по меньшей мере один переключающий клапан расположен выше по потоку от многосопловой головки и находится в гидродинамическом соединении со всеми вторыми соплами многосопловой головки для отпирания или перекрывания подвода распыляемой жидкости ко всем вторым соплам, при этом первые и вторые сопла в многосопловой головке выполнены и расположены с обеспечением перекрытия распыляемых соплами струй с возможностью обеспечения каждого сопла по отдельности или любой комбинации сопел равномерного распределения распыляемой жидкости по ширине металлической непрерывной заготовки и однородного охлаждения непрерывной заготовки.

2. Распылительный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что предусмотрено более одной многосопловой головки, причем многосопловые головки расположены на пространственном удалении друг от друга.

3. Распылительный аппарат по п. 1 или 2, отличающийся тем, что каждая многосопловая головка имеет n сопел, причем все вторые сопла и, при необходимости, все третьи, четвертые и до n-х сопел находятся в гидродинамическом соединении соответственно с одним переключающим клапаном для отпирания или перекрывания подвода распыляемой жидкости ко всем вторым соплам и, при необходимости, ко всем третьим, четвертым или же n-м соплам, причем n является натуральным числом и имеет значение между 2 и 10.

4. Распылительный аппарат по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что предусмотрен по меньшей мере первый и второй переключающий клапан, причем первый переключающий клапан выполнен с возможностью гидродинамического соединения со всеми первыми соплами в многосопловых головках для отпирания или перекрывания подвода распыляемой жидкости ко всем первым соплам, а второй переключающий клапан выполнен с возможностью гидродинамического соединения со всеми вторыми соплами в многосопловых головках для отпирания или перекрывания подвода распыляемой жидкости ко всем вторым соплам.

5. Распылительный аппарат по одному из пп. 1-4, отличающийся тем, что предусмотрены по меньшей мере первый трубопровод и второй трубопровод для подвода распыляемой жидкости, причем первый трубопровод соединен со всеми первыми соплами, а второй трубопровод – со всеми вторыми соплами.

6. Распылительный аппарат по одному из пп. 1-4, отличающийся тем, что предусмотрено n трубопроводов, причем первый трубопровод соединен со всеми первыми соплами, второй трубопровод соединен со всеми вторыми соплами и, при необходимости, третий, четвертый и до n-го трубопровода соединен со всеми третьими, четвертыми или же n-ыми соплами, причем n является натуральным числом и имеет значение между 2 и 10.

7. Распылительный аппарат по п. 5 или 6, отличающийся тем, что во втором трубопроводе и, при необходимости, в третьем, четвертом и до n-го трубопровода выше по потоку от многосопловых головок предусмотрен соответственно один переключающий клапан, причем n является натуральным числом и имеет значение между 2 и 10.

8. Распылительный аппарат по одному из пп. 5-7, отличающийся тем, что в первом трубопроводе выше по потоку от многосопловых головок предусмотрен переключающий клапан.

9. Распылительный аппарат по одному из пп. 1-8, отличающийся тем, что сопла по меньшей мере одной многосопловой головки являются разными в том отношении, что при заранее заданном давлении распыляемой жидкости они выдают соответственно разное количество распыляемой жидкости.

10. Распылительный аппарат по одному из пп. 1-9, отличающийся тем, что сопла одной многосопловой головки соотнесены друг с другом в отношении выводимого количества распыляемой жидкости таким образом, что в пределах заранее заданного диапазона давления между низким давлением и высоким давлением распыляемой жидкости первое сопло выводит количество распыляемой жидкости в пределах первого количественного диапазона, а второй количественный диапазон суммы выводимого первым соплом и вторым соплом между низким давлением и высоким давлением количества распыляемой жидкости перекрывает первый количественный диапазон.

11. Распылительный аппарат по п. 10, отличающийся тем, что каждая многосопловая головка имеет n сопел, причем, при необходимости, первое сопло до третьего, первое сопло до четвертого или первое сопло до n-го в пределах заранее заданного диапазона давления между низким давлением и высоким давлением распыляемой жидкости выдают количество распыляемой жидкости в пределах третьего, четвертого или же n-го количественного диапазона, при этом упомянутые количественные диапазоны перекрываются, причем n является натуральным числом и имеет значение между 2 и 10.

12. Распылительный аппарат по одному из пп. 1-11, отличающийся тем, что многосопловые головки расположены на пространственном удалении друг от друга вдоль трубопроводов.

13. Распылительный аппарат по одному из пп. 5-12, отличающийся тем, что трубопроводы проходят параллельно направлению литья машины непрерывного литья заготовок, и многосопловые головки расположены друг за другом вдоль трубопроводов в направлении литья.

14. Распылительный аппарат по одному из пп. 5-12, отличающийся тем, что трубопроводы расположены поперек направления литья машины непрерывного литья заготовок, и многосопловые головки расположены друг за другом вдоль трубопроводов поперек направления литья.

15. Распылительный аппарат по одному из пп. 1-14, отличающийся тем, что переключающие клапаны выполнены в виде пневматических клапанов и каждому переключающему клапану придан магнитный клапан для отпирания или перекрывания подачи сжатого воздуха к соответственно одному переключающему клапану.

16. Распылительный аппарат по п. 15, отличающийся тем, что магнитные клапаны скомбинированы в блоке магнитных клапанов, причем блок магнитных клапанов имеет общее основание и общее электронное средство управления для магнитных клапанов.

17. Распылительный аппарат по одному из пп. 5-16, отличающийся тем, что по меньшей мере один из трубопроводов выполнен в виде профиля по меньшей мере с одной проходящей в продольном направлении профиля полой камерой.

18. Распылительный аппарат по п. 17, отличающийся тем, что трубопроводы выполнены посредством профиля с несколькими проходящими в продольном направлении полыми камерами.

19. Распылительный аппарат по п. 17 или 18, отличающийся тем, что несколько профилей соединены в держатель.

20. Распылительный аппарат по одному из пп. 17-19, отличающийся тем, что многосопловые головки расположены на профиле или на имеющем несколько профилей держателе.

21. Способ охлаждения металлической непрерывной заготовки в машине непрерывного литья заготовок посредством распылительного аппарата по одному из пп. 1-20, включающий отпирание подвода распыляемой жидкости и/или отключение подвода распыляемой жидкости ко всем вторым соплам и/или ко всем n-м соплам многосопловых головок в зависимости от необходимого количества распыляемой жидкости, причем отпирание и/или отключение подвода распыляемой жидкости осуществляют исключительно при изменении необходимого количества распыляемой жидкости.

22. Способ по п. 21, включающий также отпирание подвода распыляемой жидкости или отключение подвода распыляемой жидкости ко всем первым соплам многосопловых головок в зависимости от необходимого количества распыляемой жидкости, причем отпирание и/или отключение подвода распыляемой жидкости осуществляют исключительно при изменении необходимого количества распыляемой жидкости.