AT401487B - Stranggiesskokille zum kontinuierlichen giessen von metall - Google Patents

Description

AT 401 457 B

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stranggießkokille zum kontinuierlichen Gießen von Metall, insbesondere Stahl, mit in einem Rahmen gehaltenen und verspannten sowie gekühlten metallischen Kokillenplatten, die im verspannten Zustand einen quadratischen oder rechteckigen Formhohlraum bilden, wobei die den Formhohlraum begrenzende Fläche wenigstens einer Kokillenplatte gekrümmt ist, wobei diese Kokillenplatte aus zwei an einer ebenen Trennfläche aneinander anliegenden Einzelplatten aus Kupfer oder einer Kupferlegierung besteht, und wobei eine Einzelplatte den Formhohlraum begrenzt und die andere Einzelplatte am Rahmen anliegt.

Eine derartige Stranggießkokille ist aus der DE-OS 26 26 759 bekannt. Die Kokillenplatten bestehen aus zwei an einer ebenen Trennfläche aneinanderliegenden Einzelplatten, Zwei Kokillenplatten, nämlich die Hauptformplattenelemente, weisen gekrümmte, den Formhohlraum begrenzende Flächen auf. Die beiden anderen Kokillenplatten sind eben ausgebildet. Zwischen den aneinander anliegenden Einzelplatten der ebenen Kokillenplatten sind Kühlkanäle vorgesehen. Eine Kühlung der die gekrümmten, den Formhohlraum begrenzenden Flächen aufweisenden Formplattenelemente ist der DE-OS 26 26 759 nicht zu entnehmen.

Weiters sind Stranggießkokillen für den Einsatz bei Senkrecht- und Kreisbogenanlagen zum Gießen von Vorblock- und Brammenformaten, z.B. aus der DE-OS 15 08 902 und der DE-AS 19 39 777 bekannt. Die Kokillenplatten weisen vielfach auf ihrer dem Formhohlraum abgekehrten, ebenen Seite längsverlaufende Kühlschlitze auf, sie können aber auch mit Kühlbohrungen versehen sein, die in Richtung des durchlaufenden Stranges die Kokillenplatte durchsetzen. Insbesondere in Brammenanlagen wird den Kokillenplatten mit Kühlschlitzen bzw. Wasserkammern an der rückwärtigen Seite wegen der besseren Kühlverhältnisse der Vorzug gegeben.

Die z.B. aus der DE-OS 15 08 902 bekannte Kokillenplatte weist eine gekrümmte Fläche auf, die den Formhohlraum begrenzt. Diese Kokillenplatte ist einstückig ausgebildet und weist an ihrer geraden Rückseite, mit der sie am Stützrahmen anliegt, Kühlkanäle auf.

Beispielsweise aus der DE-OS 26 26 759, der DE-OS 28 48 861 und der AT-PS 343 304 sind aus zwei Einzelplatten bestehende ebene Kokillenplatten bekannt, die im Bereich der Trennfläche zwischen den Einzelplatten Kühlkanäle oder Wasserkammern aufweisen.

Nun sind aber auch Stranggießkokillen am Markt, bei denen sowohl die dem Formhohlraum als auch die dem Rahmen zugekehrte Seite im Sinne der gewünschten Kreisbogenform des Gußstranges gekrümmt ist. Eine intensive Kühlung durch z.B. an der Außenfläche angebrachte Kühlschlitze ist wegen der auch in diesem Bereich gekrümmten Fläche schwierig herzustellen, weshalb die Kühlung solcher Platten auch durch im Platteninneren befindliche und in Richtung des Gußstranges verlaufende, sowie ebenfalls gekrümmte und vom Kühlwasser durchströmte Kühlbohrungen erfolgt. Abgesehen davon, daß dabei die Kühlung zu wünschen übrig läßt, und auch die Maßgenauigkeit und Maßhaltigkeit nicht immer den laufend steigenden Anforderungen genügt, setzt der Einsatz solcher Kokillenplatten immer entsprechend vorgeformte Rahmen zur Herstellung des z.B. aus Längs- und Querplatten bestehenden Kokilleneinsatzes voraus.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Kühlung zweiteiliger, gekrümmter Kokillenplatten zu verbessern.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß beide von der Trennfläche abgekehrten Flächen der aneinander anliegenden Einzelplatten gekrümmt sind und daß, wie an sich bekannt, diese Einzelplatten im Bereich ihrer Trennflächen Kühlkanäle und/oder Wasserkammern aufweisen.

Diese Kokillenplatten können im Handel befindliche Konstruktionen ersetzen, bei denen in eine einstückige gerade Kokillenplatte die Kühlbohrungen eingebracht und die Platte anschließend insgesamt gebogen wird und bei welchen insbesondere die Kühlung der Platte zu wünschen übrig läßt. Die Kühlkanäle oder -kammern gemäß der Erfindung sind aber auch wesentlich einfacher und daher kostengünstiger herstellbar, ganz abgesehen von der übersichtlicheren Kontrolle bei Störungen im Kühlmittelkreislauf und der vereinfachten Montage.

Neben einer Verbesserung der Kühlung zweiteiliger Kokillenplattten ergeben sich noch weitere Vorteile dadurch, daß durch die beliebige Ausgestaltung der dem Rahmen zugekehrten Einzelplatte die Kühlbohrungen, die Kühlkanäle und/oder die Wasserzuführung geändert, z.B. zur Verbesserung der Kühlwirkung, im Querschnitt vergrößert werden können. Eine gleichzeitige Änderung oder ein Austausch der den Formhohlraum bildenden Einzelplatte ist nicht erforderlich.

Darüber hinaus läßt es die Erfindung zu, auch bei nicht verstellbaren Kokillen durch Änderung der Abmessungen der dem Rahmen zu gekehrten Einzelplatte Formatänderungen des Gießstranges herbeizuführen. Letzteres gilt für den einzelnen Gußstrang, z.B. einer Brammanlage ebenso wie für den sogenannten Zwillingsguß mit zwei parallel ausgezogenen Gußsträngen.

Von besonderem Vorteil ist es ferner, wenn in Weiterführung der Erfindung die den Formhonlraum begrenzende Fläche der dem Formhohlraum zugekehrten Einzelplatte, wie an sich bekannt, eben und/oder konkav/konvex gekrümmt ist. Auf diese Weise ist eine Anpassung an die heute gebräuchlichen Kokillenkon- 2

AT 401 487 B struktionen erreicht.

Bei rechteckförmigen Gußformaten bestehen die Kokilleneinsätze aus sogenannten Längs- und Querplatten, wobei bei den Verstellkokillen die Querplatten zur Änderung des Gußformats in Richtung der Längsplatten verschiebbar angeordnet sind. Auch hier findet die Erfindung eine vorteilhafte Anwendung, wenn z.B. die Längs- und/oder Querplatten aus jeweils zwei mit ebenen Flächen aneinanderstoßenden Einzelplatten bestehen.

Die Aufteilung der Kokillenplatten in zwei Einzelplatten erlaubt neben der Variation der äußeren Abmessungen und Formen vor allem auch beliebige Werkstoffkombinationen. Die Voraussetzung für optimale Gußqualitäten ist damit sichergestellt. So können in Weiterführung der Erfindung die Einzelplatten jeweils aus dem gleichen Werkstoff bestehen, die beiden Einzelplatten können aber auch aus Kupferwerkstoffen unterschiedlicher Legierungszusammensetzung bestehen, je nach dem, welche Eigenschaften von der den Formhohlraum bildenden Einzelplatte und welche von der dem Rahmen zugekehrten Einzelplatte verlangt werden.

In diesem Zusammenhang kann es mitunter vorteilhaft sein, wenn die Einzelplatten aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen. So kann die dem Stahlrahmen zugekehrte Einzelplatte aus Festigkeitsgründen aus Stahl hergestellt sein, während die den Formhohlraum bildende Einzelplatte z.B. aus einer ausgehärteten Cu-Legierung besteht, um optimale Kühlvoraussetzungen für den Gußstrang zu schaffen.

Die Montage der Einzelplatten kann getrennt erfolgen oder wird im übrigen dadurch vereinfacht, daß, wie in einer Weiterführung der Erfindung vorgesehen, die Verspannung der Platten untereinander und mit dem Rahmen in an sich bekannter Weise durch Dehnschrauben erfolgt, die durch die am Rahmen anliegende Einzelplatte hindurchgeführt und in der den Formhohlraum begrenzenden Einzelplatte eingeschraubt sind.

Die Trennfläche der beiden Einzelplatten kann, insbesondere wenn, wie es die Regel ist, die Kühlkanäle oder Wasserkammern zur Trennfläche hin offen sind, nach außen abgedichtet sein. Hiefür können an sich bekannte Mittel, z.B. O-Ringe, verwendet werden, es kann aber auch vorgesehen sein, daß die zur Trennfläche hin offenen Kühlkanäle und/oder Wasserkammern in der den Formhohlraum begrenzenden Einzelplatte durch eine Kupferfolie abgedeckt sind, die sich über die gesamte Trennfläche erstreckt. Diese gleichzeitig als Abdeckung der Kühlkanäle und/oder Wasserkammern und zur Abdichtung nach außen dienende Folie wird man vor allem dann mit Vorteil verwenden, wenn die Einzelplatten aus unterschiedlichen Materialien, beispielsweise Stahl und Kupfer, bestehen. Die Gefahr von Korrosionserscheinungen im Grenzflächenbereich bei Anwesenheit von Kühlwasser ist damit vermieden.

Die Erfindung wird in der Folge an Hand der Fig. 1 bis 4 näher erläutert, in welchen die Fig. 1 eine übliche Plattenkonstruktion beschreibt, wogegen in der Fig. 2 eine demgegenüber entsprechend der Erfindung geänderte Kokillenplatte für Stranggußmaschinen dargestellt ist und die Fig. 3 und 4 weitere Anwendungsmöglichkeiten einer Kokillenplatte nach Fig. 2 im Rahmen der Erfindung erläutern.

In Fig. 1 ist schematisch ein Querschnitt durch eine Kokillenplatte 1 für Brammenkokillen mit anschließendem Stahlrahmen 3 angedeutet, wie sie am Markt angeboten werden. Die dem Formhohlraum F zugekehrte Fläche 2 der Kokillenplatte 1 ist entsprechend der gewünschten Kreisbogenform des Gußstranges gekrümmt, gekrümmt ist aber auch die dem Stahlrahmen 3 zugekehrte Plattenfläche 4. Diese gleichzeitige Krümmung der Flächen 2 und 4 ist vom Grunde herstellungsbedingt, da nach Herstellung der Kühlbohrung 5 in der noch geraden Platte 1 diese anschließend gebogen wird. Entsprechend der gebogenen oder gekrümmten Fläche 4 der Kokillenplatte 1 ist es notwendig, auch deren Auflage im Stahlrahmen 3 gekrümmt auszuführen. Die Befestigung dort erfolgt über Dehnschrauben 6. Abgesehen von dem erheblichen maschinellen Mehraufwand bei der Herstellung können von der Kokillenplatte 1 abweichende Plattenformen, z.B. mit verbesserten Kühleigenschaften, nicht verwendet werden.

Um hier einen Ausweg zu finden, sieht die Erfindung entsprechend Fig. 2 vor, daß die Kokillenplatte 7 aus den beiden Einzelplatten 8 und 9 besteht, die mit ihren jeweils ebenen Flächen in der Trennebene 10 zusammengefügt sind.

Die Krümmung der dem Formhohlraum F zugekehrten Fläche 11 entspricht z.B. der der Fläche 2 nach Fig. 1, ebenso können die Krümmungen der Flächen 4 und 12 identisch sein. Der Stahlrahmen ist in beiden Fällen der gleiche, er ist deshalb wiederum mit 3 bezeichnet. Statt der Kühlbohrungen entsprechend Fig. 1 sind bei der Ausführungsform gemäß der Erfindung von den ebenen Flächen der Einzelplatten 8 und 9 her in diese offene Kühlschlitze 13 und Wasserkammern 14 mechanisch, beispielsweise durch Fräsen, eingearbeitet, deren Querschnitte bzw. Querschnittsformen leicht den Bedürfnissen angepaßt werden können. Die den Formhohlraum bildende Fläche 11 kann in einem von der Ausbildung der Kühlschlitze 13 und/oder Wasserkammern 14 völlig unabhängigen Arbeitsschritt gestaltet und vor allem mit der gewünschten Krümmung vorgesehen werden. Umgekehrt sind bei der Bearbeitung der Fläche 11 nicht, wie bei der bekannten Ausführung nach der Fig. 1, negative Folgen für die Kühlung, etwa durch Verformen der 3

Claims (8)

1. AT 401 487 B Kühlbohrung 5 beim Biegeprozeß, zu erwarten. Zusammengehalten und im Rahmen 3 verspannt werden die Einzelplatten 8 und 9 durch schematisch dargestellte Dehnschrauben 15, die durch den Rahmen 3 und die Einzelplatte 9 hindurchgeführt sind und in Sacklöchern in der Einzelplatte 8 enden. Dichtungen 16, etwa in Form von O-Ringen, dichten die Trennflächen nach außen ab. Ein weiteres Ausführungsbeispiel in diesem Zusammenhang ist der durch die Erfindung mögliche Umbau einer Langlochkühlung auf eine Schlitzkühlung an Kokillenplatten oder die Änderung des Gußformats bei Brammenanlagen mit nicht verstellbaren Kokillen. Es kann sich hiebei um einen Einfachguß handeln, oder, wie in der Fig. 3 als weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, um einen sogenannten Zwillingsguß. Im Rahmen 17 sind die eigentlichen Kokillenplatten 18 und 19 gehalten und dort auf üblichem Wege verspannt. Werden kleinere Gußformate gewünscht, können die den Formhohlraum bildenden Kokillenplatten 18 und 19 weiter verwendet werden, darüberhinaus werden aber weitere Einzelplatten 20 zwischen Kokillenplatten 19 und Stahlrahmen 17 eingefügt. Damit bilden die nunmehr kombinierten Platten 19 und 20 die eigentlichen Kokillenplatten, die bezüglich ihrer Befestigung im Rahmen, hinsichtlich ihrer Kühlung usw. etwa nach dem Ausführungsbeispiel entsprechend Fig. 2 ausgebildet sein können. Die Erfindung ist selbstverständlich auf die Ausführungen nach den Fig. 2 und 3 nicht beschränkt. So zeigt die Fig. 4 eine weitere Ausführungsform, bei der die Längsplatten 23 im wesentlichen gewölbt und die Querplatten 22 eben ausgebildet sind. Auch in diesem Falle sind entsprechend der Erfindung die Längs-und/oder Querplatten aus zwei mit ebenen Flächen aneinanderstoßenden Einzelplatten aufgebaut. Der formgebende Kokillenquerschnitt kann aber auch T-, Doppel-T-, U- oder L-förmig ausgebildet sein, wobei auch hier die Zweiteiligkeit der Kokillenplatten wesentlich ist. Patentansprüche 1. Stranggießkokille zum kontinuierlichen Gießen von Metall, insbesondere Stahl, mit in einem Rahmen gehaltenen und verspannten sowie gekühlten metallischen Kokillenplatten, die im verspannten Zustand einen quadratischen oder rechteckigen Formhohlraum bilden, wobei die den Formhohlraum begrenzende Fläche wenigstens einer Kokillenplatte gekrümmt ist, wobei diese Kokillenplatte (7) aus zwei an einer ebenen Trennfläche (10) aneinander anliegenden Einzelplatten (8, 9) aus Kupfer oder einer Kupferlegierung besteht, und wobei eine Einzelplatte (8) den Formhohlraum begrenzt und die andere Einzelplatte (9) am Rahmen (3) anliegt, dadurch gekennzeichnet daß beide von der Trennfläche (10) abgekehrten Flächen (11, 12) der aneinander anliegenden Einzelplatten (8, 9) gekrümmt sind und daß, wie an sich bekannt, diese Einzelplatten (8, 9) im Bereich ihrer Trennflächen (10) Kühlkanäle (13) und/oder Wasserkammern (14) aufweisen.
2. 2. Stranggießkokille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Formhohlraum begrenzende Fläche (11) der dem Formhohlraum zugekehrten Einzelplatte (8), wie an sich bekannt, eben und/oder konkav/konvex gekrümmt ist.
3. 3. Stranggießkokille nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Einzelplatten (8, 9) aus dem gleichen Werkstoff bestehen.
4. 4. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Einzelplatten(8, 9) aus Kupferwerkstoffen unterschiedlicher Legierungszusammensetzung bestehen.
5. 5. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verspannung der Einzelplatten (8, 9) untereinander und mit dem Rahmen (3) in an sich bekannter Weise durch Dehnschrauben (15) erfolgt, die durch die am Rahmen (3) anliegende Einzelplatte (9) hindurchgeführt und in der den Formhohlraum begrenzenden Einzelplatte (8) eingeschraubt sind.
6. 6. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennfläche (10) der beiden Einzelplatten (8, 9) nach außen abgedichtet ist.
7. 7. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Trennfläche (10) hin offenen Kühlkanäle (13) und/oder Wasserkammern (14) in der den Formhohlraum begrenzenden Einzelplatte (8) durch eine Kupferfolie abgedeckt sind, die sich über die gesamte Trennfläche (10) erstreckt. 4 AT 401 487 B
8. 8. Stranggießkokille nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupferfolie die Abdichtung zwischen den Einzelplatten (8, 9) bildet. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 5