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Gewellte Kokille für Stranggussanlagen
Der Giessgeschwindigkeit beim Stranggiessen von Metallen kommt bekanntlich eine besondere Bedeutung zu, insbesondere ist sie ausschlaggebend für die Durchsatzleistung einer Stranggussanlage. Sie ist weitgehend abhängig vom Durchmesser der zu erzeugenden Stränge, von der erreichbaren Absenkgeschwindigkeit, von der Giesstemperatur des jeweiligen Werkstoffes und schliesslich auch in gewissem Ma- sse von der Bauhöhe der Anlage. Eine Steigerung der Giessgeschwindigkeit durch eine Vergrösserung bzw.
Erhöhung der genannten Faktoren müsste also auch zu einer Steigerung der Durchsatzleistung der Stranggussanlage und zu einer erhöhten Sicherheit in beug auf den Wärmehaushalt der Schmelze führen, jedoch wird einer derartigen Steigerung der Giessgeschwindigkeit durch die Gefahr des Auftretens von Langrissen am Strang eine Grenze gesetzt.
Beim Giessen von Metallen in Blockkokillen nach dem Standgussverfahren besteht die gleiche Gefahr, die man bekanntlich durch die Verwendung von innenseitig gewellten Kokillen auszuschalten versucht.
Im Hinblick auf eine Steigerung der Durchsatzleistung in der Giessgrube ist der durch das schnellere Gie- ssen erzielte geringfügige Zeitgewinn jedoch ohne Bedeutung, so dass die Standzeit der gefüllten Kokille unverändert bleibt und daher der Zeitgewinn praktisch nicht zur Geltung kommt.
Ein älterer Vorschlag bezieht sich auf ein Verfahren zur Erhöhung der Giessleistung von Stranggussan- lagen durch die Verwendung von derart gewellten Kokillen, dass durch mehr als 12 auf seinem Umfang regelmässig verteilte sinuslinienähnlich geformte Wellen ein Strang mit entsprechend der Erhöhung der Giessgeschwindigkeit vergrösserter Oberfläche entsteht, wobei die Gestalt und Tiefe der Rillen derart bemessen sind, dass sie von dem schmelzflüssigen Werkstoff vollständig ausgefüllt werden.
Es wurde nun gefunden, dass für die Gestalt und Tiefe der Wellen in der Kokille bestimmte Abmessungen für Wellenlänge und Amplitude zu berücksichtigen sind, damit einerseits die obigen Erkenntnisse voll ausgenutzt werden können und anderseits durch eine eventuell notwendig werdende Entfernung der Wellen des gegossenen Stranges vor dessen Weiterverarbeitung kein unzulässig hoher Materialverlust entsteht.
Demgemäss wird, bezogen auf den Umfang des zu erzeugenden Stranges, nach der Erfindung vorgeschlagen, die grösste Wellenlänge kleiner als den 12. Teil des Umfangs und die kleinste Wellenlänge nicht kleiner als 2 mm zu wählen. Die grösste Amplitude soll höchstens so gross wie die Wellenlänge sein :
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es vorteilhaft, die Amplitude so auszubilden, dass sie bei Wellenlängen über 20 mm mindestens das 0, 1-fache der Wellenlänge und bei Wellenlängen unter 20 mm mindestens 2 mm beträgt.
Für quadratische und rechteckige Strangquerschnitte, insbesondere Flachformate für Brammen, schlägt die Erfindung weiterhin vor, die Wellungen der Kokille so anzuordnen, dass unter Einhaltung der obengenannten Abmessungen dem Wellenberg der einen Fläche des Stranges ein Wellental auf. der gegenüberliegenden Fläche entspricht. Diese Anordnung hat den Zweck, die Verformungsarbeit, z. B. beim Walzen des Stranges, zu erleichtern.
Es hat sich gezeigt, dass bei Verwendung von erfindungsgemäss gewellten Kokillen beim Stranggiessen von Stahl die Giessgeschwindigkeit gegenüber derjenigen bei glattwandigen Kokillen gleichen Durchmessers um das 1, 5- 4-flache gesteigert werden kann, ohne dass eine Gefahr von Langrissbildung oder Durchbrüchen aufgetreten ist. Aus umfangreichen Erfahrungen seien folgende Beispiele angeführt :
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1. Ein Rundstrang mit einem Durchmesser von 135 mm kann bei Verwendung von glattwandig-, n Kokillen wegen Langrissbildung nur mit einer Höchstgeschwindigkeit von 0, 70 m/min, d. h. 4, 7 t/h, gegossen werden. Bei Verwendung einer erfindungsgemäss gewellten Kokille gleichen Durchmessers, die einen
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den.
Dies entspricht einer Steigerung der Giessgeschwindigkeit bzw. der Durchsatzleistung der Stranggussanlage um etwa das 3, 4-fache.
2. Ein Rundstrang mit 165 mm Durchmesser kann wegen der Gefahr des Auftretens von Langrissen nur mit einer Giessgeschwindigkeit von 0, 60 m/min, d. h. 5, 7 t/h, gegossen werden. Bei der Verwendung einer gewellten Kokille gleichen Durchmessers mit einem Umfang U = 518 mm und Z = 16 Wellen, einer
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konnte der Strang mit einer Giessgeschwindigkeit von 1, 25 m/min, d. h. 11,9 t/h gegossen werden. Dies entspricht einer Steigerung der Giessgeschwindigkeit und der Giessleistung um das 2, 08-fache. Die höchstmögliche Giessgeschwindigkeit konnte in diesem Fall nicht erreicht werden, weil die Absenkgeschwindigkeit bei der betreffenden Stranggussanlage maschinell nicht weiter gesteigert werden konnte.
3. Ein Rundstrang von 275 mm Durchmesser kann erfahrungsgemäss wegen der Langrissgefahr nur mit einer Höchstgeschwindigkeit von 0, 35 m/min, d. h. 9, 8 t/h, gegossen werden. Bei Verwendung einer gewellten Kokille gleichen Durchmessers mit einem Umfang U = 864 mm, mit Z = 176 Wellen, deren
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22 mm, wurde eine Giessgeschwindigkeit von 0, 84 m/min, d. h. 23, 5 t/h erzielt. Die höchstmögliche Giessgeschwindigkeit, die erfahrungsgemäss in diesem Fall bei etwa 1, 20 m/min liegen müsste, konnte wegen der zu geringen Bauhöhe der Anlage nicht erzielt werden, weil sonst die Gefahr bestand, dass die Spitze des noch flüssigen Sumpfes im Strang in den Bereich der Transportrollen oder in den Bereich der Abtrennvorrichtung gelangt wäre. Immerhin wurde auch bei diesem Strang eine Leistungssteigerung um das 2, 4-fache erreicht.
Bei diesen Beispielen bestand während des Giessens zu keinem Zeitpunkt die Gefahr einer Langrissbildung oder eines Durchbruches. In gleicher Weise können mit Hilfe erfindungsgemäss ausgebildeter Kokillen Stränge mit unrundem, rechteckigem oder quadratischem Querschnitt gegossen werden. Massgebend ist immer die Ausnutzung der höchstmöglichen Giessgeschwindigkeit, die gleichbedeutend mit der Durchsatzleistung der jeweiligen Anlage ist, unter Berücksichtigung einer vor der Weiterverarbeitung des Stran-
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In den Fig. 1, 2, 3 und 4 sind verschiedene Querschnittsformate dargestellt.
Massgebend für die jeweiligen Bemessung der Wellenlängen und Amplituden ist die punktierte Linie a bzw. der Umfang der von ihr einbeschriebenen geometrischen Grundform, die mitteln zwischen Wellenberg und Wellental eingezeichnet wurde und die der Nennabmessung des zu erzeugenden Stranges entspricht.
Fig. 4 zeigt eine Brammenkokille, bei der erfindungsgemäss einem Wellenberg b auf der einen Oberfläche des Stranges ein Wellental c auf der gegenüberliegenden Fläche entspricht.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Gewellte Kokille für Stranggussanlagen, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Wellen kleiner ist als der 12. Teil des Umfangs des zu erzeugenden Stranges, jedoch mindestens 2 mm beträgt und deren Amplitude höchstens so gross ist wie die Wellenlänge.