CH642878A5

CH642878A5 - Mould block for the continuous and semi-continuous casting of ingots, in particular rolling ingots of rectangular cross-section

Info

Publication number: CH642878A5
Application number: CH1024479A
Authority: CH
Inventors: Otto Szabo; Laszlo Tvarusko
Original assignee: Magyar Aluminium
Priority date: 1979-11-16
Filing date: 1979-11-16
Publication date: 1984-05-15
Also published as: GB2063124A; DE2946289A1; NL7908489A; CA1121969A; JPS6036854B2; GB2063124B; FR2469968B1; JPS5680355A; FR2469968A1

Abstract

The outlet openings from the water chambers (1) of the mould table are water slits (2) and have an infinitely variable cross-section of flow. In each of these water slits (2) is a shut-off tongue (3), the ends of the shut-off tongues adjacent to the mould (7) being tiltable against one wall of the water slit counter to the action of a spring (6) by adjustment of an adjusting screw (5). It is thereby possible to set the most favourable geometry and flow velocity of the cooling-water jacket, i.e. the most favourable cooling conditions for each individual mould, irrespective of its position within the mould table. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Kokillenblock zum kontinuierlichen und halbkontinuierlichen Stranggiessen von Metallblöcken, insbesondere von Walzblöcken rechteckigen Querschnittes mit einem Wasserkammern enthaltenden Kokillentisch und einer Anzahl von Kokillen. The invention relates to a mold block for the continuous and semi-continuous continuous casting of metal blocks, in particular of rolling blocks of rectangular cross section, with a mold table containing water chambers and a number of molds.

Walzblöcke rechteckigen Querschnittes, insbesondere Aluminiumblöcke werden in halbkontinuierlichen und kontinuierlichen Stranggiessmaschinen allgemein in mehreren Strängen gleichzeitig in «einem Zug» vergossen. Rolling blocks of rectangular cross-section, in particular aluminum blocks, are cast in semicontinuous and continuous continuous casting machines, generally in several strands at the same time in “one train”.

Stranggiessmaschinen, in welchen Blöcke rechteckigen Querschnittes gleichzeitig in einer Vielzahl von Strängen (beispielsweise in 10 Strängen von jeweils 400 x 1200 mm als Querschnitt) vergossen werden, sind von vertikaler Anordnung. Die in diesen Giessmaschinen verwendeten Kokillentische sind ungeheuer gross, und sie enthalten allgemein fünf bis zehn Kokillenstellen. Das Kühlwasser wird in die Kokillentische durch eine Öffnung oder durch mehrere Öffnungen hindurch eingespeist. Die Wassereintrittsöffnungen sind vorwiegend an den Seiten oder am Boden des Kokillentisches angeordnet. Die Kokillenstellen befinden sich in den Kokillentischen in gleichen Abständen, d.h. gleichmässig verteilt, woraus folgt, dass sie von den Wassereintrittsöffnungen jeweils um unterschiedliche Abstände entfernt liegen. Durch entsprechende Ausbildung des Innenaufbaus der Kokillentische ist man bestrebt zu erreichen, dass die Wasserversorgung der zahlreichen Kokillenstellen räumlich und zeitlich gleichmässig und auch kontinuierlich ist. Die in die Kokillenstellen eingesetzten hülsenförmigen Kokillen haben allgemein einen sog. offenen Wasserraum, d.h. dass der an der Kokillenwand herabfliessende Wassermantel an der der Kokillenwand abgewandten äusseren Fläche unmittelbar der Atmosphäre ausgesetzt ist. Durch das auf die äussere Kokillenwand strömende Kühlwasser wird der Wärmeinhalt aus dem in den Kokilleninnenraum kontinuierlich eingegossenen Metall auf mittelbare Weise - durch die Kokillenwand hindurch - entzogen, woraufhin das Metall allmählich zu erstarren beginnt. Der aus der Kokille kontinuierlich heraus-s gleitende erstarrte Block wird durch das entlang der Mantelfläche herabfliessende Wasser hingegen unmittelbar gekühlt, indem ihm sein Wärmegehalt unmittelbar entzogen wird. Continuous casting machines in which blocks of rectangular cross section are cast simultaneously in a plurality of strands (for example in 10 strands each with a cross section of 400 x 1200 mm) are of a vertical arrangement. The mold tables used in these casting machines are extremely large and generally contain five to ten mold positions. The cooling water is fed into the mold tables through one or more openings. The water inlet openings are predominantly arranged on the sides or on the bottom of the mold table. The mold locations are in the mold tables at equal intervals, i.e. evenly distributed, from which it follows that they are each at different distances from the water inlet openings. By appropriately designing the interior structure of the mold tables, efforts are made to ensure that the water supply to the numerous mold locations is spatially and temporally uniform and also continuous. The tubular molds inserted into the mold locations generally have a so-called open water space, i.e. that the water jacket flowing down the mold wall is directly exposed to the atmosphere on the outer surface facing away from the mold wall. The cooling water flowing onto the outer mold wall indirectly removes the heat content from the metal continuously poured into the mold interior - through the mold wall - whereupon the metal gradually begins to solidify. On the other hand, the solidified block sliding continuously out of the mold is cooled directly by the water flowing down the surface by directly removing its heat content.

Die Menge des der Kokille in der Zeiteinheit zugeführten Wassers ist von den Querschnittsabmessungen des Blockes io und von der Absenkgeschwindigkeit abhängig. Das sich im Block während der Erstarrung ausbildende Gefüge und die entstehenden Spannungen hängen in hohem Masse von der Kühlung ab. Als Folge einer schlecht eingestellten Wasserversorgung bzw. einer asymmetrischen Kühlung können ls leicht fehlerhafte Ausschussstücke entstehen. The amount of water supplied to the mold in the unit of time depends on the cross-sectional dimensions of the block io and on the lowering speed. The structure that forms in the block during solidification and the resulting tensions depend to a large extent on the cooling. As a result of a poorly adjusted water supply or asymmetrical cooling, faulty rejects can easily arise.

Eine Kokille kann durch die im Kokillentisch vorhandenen Wasserkammern teilweise oder gänzlich umschlossen sein. Das Kühlwasser tritt durch in den der Kokille zugewandten Seitenwänden der Wasserkammern dicht nebenein-20 ander gebohrten Bohrungen konstanten Querschnittes oder durch ähnliche Spalte hindurch, und es strömt hiernach gegen die Kokillen-Aussenwand. Da der Kühlwasserbedarf von Blöcken ungleichen Querschnittes äusserst unterschiedlich ist, kann die entsprechende, erforderliche Kühlung von 25 Kokillen unterschiedlichen Durchmessers für Blöcke entsprechend unterschiedlichen Querschnittes durch Wasserkammern mit Wasseraustrittsöffnungen konstanter Abmessungen kaum bewerkstelligt werden, weil die Geschwindigkeit des durch die Bohrungen oder Spalte konstanter Breite 30 hindurchströmenden Wassers vom bestimmten und eingestellten Kühlwasserertrag abhängig ist. Gleichzeitig bedeutet dies auch, dass der Wasserstrom nicht immer gegen die gleiche Stelle der Kokillenwand und auch nicht mit der gleichen Geschwindigkeit aufprallt. Es kann sogar auch passieren, 35 dass ein zu gering eingestellter Wasserertrag an den Austrittsstellen nur eine derart geringe Geschwindigkeit ergibt, dass der Wasserstrahl die Kokillenwand nicht einmal erreicht. In solchen Fällen werden zwar Behelfsmassnahmen getroffen, indem beispielsweise der Wasserertrag erhöht, 40 oder mit Hilfe von Verlängerungsstücken das Kühlwasser näher an die Kokillenwand herangeleitet wird, jedoch keine dieser Massnahmen gewährleistet eine restlos befriedigende, gute Lösung. A mold can be partially or completely enclosed by the water chambers in the mold table. The cooling water passes through in the side walls of the water chambers facing the mold closely adjacent holes of constant cross-section or through similar gaps, and then flows against the mold outer wall. Since the cooling water requirement of blocks of different cross-sections is extremely different, the corresponding, required cooling of 25 molds of different diameters for blocks of different cross-sections can hardly be accomplished by water chambers with water outlet openings of constant dimensions, because the speed of the air flowing through the holes or gaps of constant width 30 can hardly be achieved Water depends on the determined and set cooling water yield. At the same time, this also means that the water flow does not always hit the same point on the mold wall and not at the same speed. It can even happen that 35 a water yield set too low at the exit points only results in such a low speed that the water jet does not even reach the mold wall. In such cases, makeshift measures are taken, for example, by increasing the water yield, 40 or by using extension pieces to direct the cooling water closer to the mold wall, but none of these measures guarantee a completely satisfactory, good solution.

Von grundlegender Bedeutung ist nämlich der Umstand, 45 wonach sich der Wassermantel an die geeignet ausgebildete Aussenwand der Kokille möglichst vollkommen, zusammenhängend, d.h. lückenlos stetig anschmiegen soll. Wichtig ist ferner, dass auch die lückenlose Stetigkeit und Gleichmässig-keit des von der Aussenwand der Kokille abfliessenden Was-50 sermantels erhalten bleibt. The fact that the water jacket fits as perfectly as possible to the suitably designed outer wall of the mold is of fundamental importance 45 should nestle up continuously. It is also important that the complete continuity and uniformity of the water jacket flowing off the outer wall of the mold is also retained.

Eine gleichmässige Kühlung aller Kokillen aus Wasserkammern mit Bohrungen oder Wasserspalten konstanter Austrittsöffnungen ist weiterhin auch aus dem Grunde nicht möglich, weil die Kokillen um unterschiedliche Abstände 55 entfernt von der Wassereinspeisestelle liegen, folglich das Wasser zu jeder Kokille über Strömungswege von unterschiedlicher Länge und unterschiedlichem Strömungswiderstand gelangt. Hieraus resultiert, dass die Kokillen nicht gleichmässig bzw. identisch gekühlt werden, wodurch die 60 gleichzeitig gegossenen Blöcke grosse Unterschiede in der Gefügestruktur, Oberfläche usw. aufweisen können. A uniform cooling of all molds from water chambers with holes or water gaps of constant outlet openings is also not possible because the molds are at different distances 55 from the water feed point, consequently the water reaches each mold via flow paths of different lengths and different flow resistance . The result of this is that the molds are not cooled evenly or identically, which means that the 60 blocks cast at the same time can have great differences in the structure, surface, etc.

Kokillentische mit vielen Kokillenstellen hoher Oberfläche, die mit Bohrungen oder Wasserspalten konstanten Querschnittes versehen sind, verursachen auch hinsichtlich 65 ihrer Konstruktion zahlreiche Probleme. Es ist nämlich ziemlich umständlich, die Wassermenge entsprechend den unterschiedlichen Längen der Strömungswege und der Strömungswiderstände durch konstruktive Massnahmen be Chill tables with a large number of high-surface mold spots, which are provided with holes or water gaps of constant cross-section, also cause numerous problems with regard to their design. It is rather cumbersome to construct the amount of water according to the different lengths of the flow paths and the flow resistances

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friedigend einzustellen. Auch der Wasserverbrauch von Kokillen mit konstanten Wasseraustrittsöffnungen ist unwirtschaftlich. set peacefully. The water consumption of molds with constant water outlet openings is also uneconomical.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kokillenblock zu schaffen, der die genannten Nachteile und Mängel der bekannten Ausführungen weitgehend dadurch behebt, dass die Durchflussquerschnitte der Wasserspalte der im Kokillentisch befindlichen Wasserkammern stufenlos verstellbar sind, wobei die Einstellung der Wasserspaltabmessungen an beliebiger Seite jeder Kokille unabhängig voneinander vorgenommen werden kann. The present invention has for its object to provide a mold block, which largely eliminates the disadvantages and shortcomings of the known designs mentioned in that the flow cross-sections of the water gaps of the water chambers located in the mold table are continuously adjustable, with the setting of the water gap dimensions on any side of each mold can be done independently.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss beim vorgeschlagenen Kokillenblock dadurch gelöst, dass dieser mit den Merkmalen des Kennzeichens des Patentanspruches 1 versehen ist. The object is achieved according to the invention in the proposed mold block in that it is provided with the features of the characterizing part of patent claim 1.

In der genannten Wand der Spalte der Wasserkammern ist zweckmässig eine Dichtung vorhanden. A seal is expediently present in the wall of the column of the water chambers.

Die die Sperrzungen lagernden Elemente können Bolzen oder Federn sein. Bei Verwendung von Blattfedern kann die Sperrzunge und die Feder selbst als einziges Stück ausgebildet sein. The elements supporting the locking tongues can be bolts or springs. When using leaf springs, the locking tongue and the spring itself can be designed as a single piece.

Bei einer zweckmässigen Ausführung der Erfindung ist die der einen Wand des Wasserspaltes gegenüberliegende Wand mittels der Stellschraube bewegbar ausgebildet. In an expedient embodiment of the invention, the wall opposite the one wall of the water gap is designed to be movable by means of the adjusting screw.

Mit dem vorgeschlagenen. Kokillenblock können die günstigste Geometrie des Kühlwassermantels, die Strömungsgeschwindigkeit, d.h. die günstigsten Kühlungsverhältnisse für jede einzelne Kokille unabhängig ihrer Lage im Kokillentisch, eingestellt werden. Bei Bedarf können die Wasserspalte der Wasserkammern mit Hilfe der Sperrzungen auch völlig geschlossen werden, wodurch eine Verschwendung von Kühlwasser vermieden werden kann, falls das Giessen in weniger Kokillen als in einen gegebenen Kokillentisch einsetzbar, erfolgt. With the proposed. Mold block can determine the most favorable geometry of the cooling water jacket, the flow rate, i.e. the most favorable cooling conditions for each individual mold are set regardless of their position in the mold table. If necessary, the water gaps of the water chambers can also be completely closed with the aid of the locking tongues, which prevents wasted cooling water if the casting takes place in fewer molds than can be used in a given mold table.

Die Ausbildung und Anordnung der Wasserkammern im Kokillentisch ermöglicht auch die Anwendung von unterschiedlichen Kokillen für verschiedene Blockquerschnitte in ein und demselben Kokillentisch. Durch entsprechende konstruktive Ausbildung der Wasserkammern sind die konstante Instandhaltungsmöglichkeit, die einfache Austauschbarkeit der Stellelemente, sowie die einfache Reinigungsmöglichkeit des Kokillentisches gewährleistet. The design and arrangement of the water chambers in the mold table also enables the use of different molds for different block cross sections in one and the same mold table. Appropriate structural design of the water chambers ensures constant maintenance, the simple interchangeability of the control elements and the easy cleaning of the mold table.

Die Erfindung ist nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnung erläutert. The invention is explained below using some exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings.

Es zeigt: It shows:

Fig. 1 ein Detail eines Kokillenblockes im Schnitt, und Fig. 1 shows a detail of a mold block in section, and

Fig. 2 eine weitere Ausführungsmöglichkeit einer Wasserkammer eines Kokillenblockes ebenfalls im Schnitt. Fig. 2 shows another embodiment of a water chamber of a mold block also in section.

Das in Fig. 1 dargestellte Detail zeigt den oberen Teil einer Wasserkammer 1 und eine Seite einer Kokille 7 im Schnitt. Einem Wasserspalt 2 der Wasserkammer 1 ist eine Sperrzunge 3 zugeordnet. Zwischen der Sperrzunge 3 und der Wand der Wasserkammer 1 ist eine Feder 6 vorhanden, durch welche die Sperrzunge 3 im Gegenuhrzeigersinn auf einen Bolzen 4 vorgespannt ist, um den die Sperrzunge 3 kippbar ist. Der Bolzen 4 sitzt in einer Wand der Wasserkammer 1 und passt in eine Ausnehmung in der Sperrzunge 3. In der Grundstellung wird die Sperrzunge 3 durch die Feder 6 gegen die untere Wand des Wasserspaltes 2 gedrückt, wobei für das Kühlwasser in dieser Grundstellung der maximale Durchflussquerschnitt freigegeben ist. An den der Feder 6 zugewandten Arm des durch die Sperrzunge 3 gebildeten zweiarmigen Hebels greift eine Stellschraube 5 an, welche in der Wand bzw. im Deckel der Wasserkammer 1 eingeschraubt ist. Wird diese Stellschraube 5 gedreht, so bewegt sie die Sperrzunge 3 entgegen der Wirkung der Feder 6 im Uhrzeigersinn. Dies hat zur Folge, dass der freie Querschnitt des Wasserspaltes 2 verringert wird. Wird die Stellschraube 5 weiter gedreht, so wird der Wasserspalt 2 stets schmaler, bis schliesslich die Sperrzunge 3 an der oberen Wand des Wasserspaltes 2 anliegt und den letzteren somit völlig versperrt. The detail shown in Fig. 1 shows the upper part of a water chamber 1 and one side of a mold 7 in section. A locking tongue 3 is assigned to a water gap 2 in the water chamber 1. Between the locking tongue 3 and the wall of the water chamber 1 there is a spring 6, by means of which the locking tongue 3 is biased counterclockwise onto a bolt 4, about which the locking tongue 3 can be tilted. The bolt 4 sits in a wall of the water chamber 1 and fits into a recess in the locking tongue 3. In the basic position, the locking tongue 3 is pressed by the spring 6 against the lower wall of the water gap 2, the maximum flow cross section for the cooling water in this basic position is released. On the spring 6 facing arm of the two-armed lever formed by the locking tongue 3 engages an adjusting screw 5, which is screwed into the wall or in the lid of the water chamber 1. If this screw 5 is rotated, it moves the locking tongue 3 counterclockwise against the action of the spring 6. The result of this is that the free cross section of the water gap 2 is reduced. If the adjusting screw 5 is turned further, the water gap 2 will always become narrower until finally the locking tongue 3 bears against the upper wall of the water gap 2 and thus completely blocks the latter.

In der mit der Sperrzunge 3 zusammenwirkenden Wand des Wasserspaltes 2 ist im Interesse eines sicheren Schliessens zweckmässig eine Dichtung 9 eingelassen. Die Stellschraube 5 kann in ihrer gewünschten, jeweils vorgesehenen Lage durch eine Kontermutter gesichert werden. A seal 9 is expediently inserted in the wall of the water gap 2 cooperating with the locking tongue 3 in the interest of secure closing. The set screw 5 can be secured in its desired, intended position by a lock nut.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführung der Erfindung ist die den Durchflussquerschnitt des Wasserspaltes 2 beeinflussende Sperrzunge 3 durch die Feder 6 selbst gebildet. Bei dieser Ausführung bestehen die Sperrzunge 3 und die Feder 6 aus einer einzigen Blattfeder. Das Sperren des Wasserspaltes 2 erfolgt gegen die untere Wand desselben. Die Stellschraube 5 greift bei dieser zweiten Ausführung nicht unmittelbar an der Sperrzunge 3 an, sondern an ein die eine Wand des Wasserspaltes 2 bildendes, bewegbares Einsatzstück 10. Die Verstellung der Sperrzunge 3 und hierdurch des Wasserdurchflussquerschnittes erfolgt unter Wirkung der Verdrehung der Stellschrauben 5 über dieses verstellbare Einsatzstück 10. In the embodiment of the invention shown in FIG. 2, the locking tongue 3 influencing the flow cross section of the water gap 2 is formed by the spring 6 itself. In this embodiment, the locking tongue 3 and the spring 6 consist of a single leaf spring. The blocking of the water gap 2 takes place against the bottom wall of the same. In this second embodiment, the set screw 5 does not act directly on the locking tongue 3, but rather on a movable insert 10 forming a wall of the water gap 2. The adjustment of the locking tongue 3 and thereby the water flow cross section takes place under the effect of the turning of the adjusting screws 5 adjustable insert 10.

In Fig. 2 wurde der rechts erscheinende Wasserspalt in seinem gesperrten Zustand, der links erscheinende hingegen in geöffnetem Zustand gezeigt. Beiderseits der Wasserkammer 1 ist je eine Kokille 7 teilweise dargestellt. Die durch die Wasserspalte 2 hindurch hinausströmenden Wasserstrahlen spritzen gegen die gekrümmte äussere Kokillenmantelfläche und von hier strömt das Wasser laminar, in gleichmässig verteilter Schicht auf den abzukühlenden Block. Die Blöcke sind der Übersichtlichkeit halber in der Zeichnung nicht dargestellt. In Fig. 2 the water gap appearing on the right was shown in its locked state, while the one appearing on the left was shown in the open state. On both sides of the water chamber 1, a mold 7 is partially shown. The water jets flowing out through the water column 2 spray against the curved outer surface of the mold and from here the water flows in a laminar, evenly distributed layer onto the block to be cooled. The blocks are not shown in the drawing for the sake of clarity.

Es sei hierzu noch bemerkt, dass beim Sperren der Spalte eine völlige Wasserdichtheit - obzwar in den in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispielen auch Dichtungen verwendet werden - keineswegs eine grundlegende Forderung ist. Das Ziel der vorliegenden Erfindung liegt in erster Linie darin, dass im Falle, wenn in der einen oder anderen Kokille des Kokillenblockes eben nicht gegossen wird, nur die möglichst geringste Menge an Kühlwasser an der betroffenen Kokillenstelle verlustig wegfliesst. It should also be noted here that when the gaps are blocked, complete watertightness - although seals are also used in the exemplary embodiments shown in the drawing - is by no means a basic requirement. The aim of the present invention is primarily that, in the event that one or the other mold of the mold block is not being poured, only the smallest possible amount of cooling water flows away at the affected mold site.

Durch die erfindungsgemässe Lösung ist auch die Möglichkeit gewährleistet, innerhalb eines einzigen Wasserspaltes abschnittsweise unterschiedliche Spaltabmessungen einzustellen. Dies ist insbesondere zur Beeinflussung des Wärmeentzuges an den Ecken des Blockquerschnittes von Bedeutung. The solution according to the invention also ensures the possibility of setting different gap dimensions in sections within a single water gap. This is particularly important for influencing the heat removal at the corners of the block cross section.

Der erfindungsgemäss vorgeschlagene Kokillenblock ermöglicht die individuelle Einstellung der optimalen Kühlung für jeden einzelnen Block. The mold block proposed according to the invention enables the individual setting of the optimal cooling for each individual block.

Die Wasserversorgung von Kokillen bzw. Kokillenstellen, in welchen nicht gegossen wird, kann durch Sperren der entsprechenden Wasserspalte abgestellt werden. Die somit erreichbare Wassereinsparung ist ebenfalls von grosser Bedeutung. The water supply of chill molds or chill mold locations in which no casting is carried out can be switched off by blocking the corresponding water column. The water savings that can be achieved in this way are also of great importance.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1. mold block for continuous and semi-continuous continuous casting of metal blocks, in particular of rolling blocks with a rectangular cross-section, with a mold table containing water chambers (1) and with a number of molds (7), characterized in that the water outlet openings from the water chambers (1) as gaps ( 2) are formed, in each of which a locking tongue (3) is arranged, whose edge facing the respective mold (7) can be tilted against a wall of the gap (2) by adjusting an adjusting screw (5) against the action of a spring (6) .

2. mold block according to claim 1, characterized in that a seal (9) is present in said wall of the column (2) of the water chambers (1).

2nd

PATENT CLAIMS

3. mold block according to one of claims 1 or 2, characterized in that the tiltable locking tongues (3) are each supported on a bolt (4).

4. mold block according to one of claims 1 or 2, characterized in that the tiltable locking tongues (3) are attached to the associated spring (6).

5. mold block according to claim 4, characterized in that each of the locking tongues (3) is integrally formed with the associated spring (6).

6. mold block according to one of claims 1 to 5, characterized in that the one wall of the gap (2) opposite wall is adjustable by means of an insert (10) on which the adjusting screw (5) engages.