CH659601A5 - Verstellbare kokille fuer stranggiessanlagen. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine verstellbare Kokille für Stranggiessanlagen zum Herstellen von Gusssträngen rechteckigen Querschnitts, mit mindestens zwei Kokillenteilen, die zur Strangquerschnittsveränderung quer zur Strangrichtung relativ zueinander verschiebbar sind.

Wollte man früher den Querschnitt eines Gussstrangs in einer Stranggiessanlage verändern, so war es notwendig, eine andere Kokille zu montieren. Dies hatte nicht nur den Nachteil, dass eine relativ grosse Anzahl der aus Kupfer bestehenden und üblicherweise mit Kühlkanälen versehenen teuren Kokillen zur Verfügung stehen musste, sondern die für die Umrüstung erforderliche Zeit auch einen relativ langen Stillstand der Anlage mit sich brachte.

Aus der CH-PS 386 629 ist eine verstellbare Kokille bekannt, die aus zwei relativ breiten, parallel angeordneten Wandungen sowie zwei jeweils rechtwinklig dazu angeordneten und einen rechteckigen Querschnitt vervollständigenden

Kokillenteilen besteht, deren Abstand voneinander durch spindelähnliche Versteileinrichtungen variierbar ist. Es hat sich jedoch gezeigt, dass derartige Kokillen Probleme hinsichtlich der Dichtigkeit an den Übergangsstellen zwischen den beweglichen und starren Kokillenteilen aufwerfen. Die vier Übergangsstellen müssen mit relativ grossem Aufwand sorgfältig bearbeitet werden, damit die Anlage einwandfrei arbeitet.

Eine Verbesserung dieser bekannten verstellbaren Kokille insbesondere bezüglich der erwähnten Dichtigkeitsprobleme ist von der Anmelderin in der DE-PS 3 222 836 C 1 vorgeschlagen worden. Gemäss diesem Vorschlag besteht die Kokille zum Herstellen eines Gussstrangs aus nur zwei relativ zueinander verschieblichen Kokillenteilen, die vorzugsweise L-förmigen Grundriss haben. Eine Besonderheit dieses älteren Vorschlags der Anmelderin besteht darin, dass eine bevorzugt kreisbogenförmig ausgebildete Führung für die Kokillenteile vorgesehen ist, die bewirkt, dass bei grösserem Strangquerschnitt die Konizität vergrössert wird. Diese ältere Lösung des oben angesprochenen Problems lässt sich sowohl bei Kokillen mit ebenen Innenflächen als auch bei Kokillen mit gekrümmten Innenflächen (Kreisbogenkokille) anwenden. Die in der erwähnten älteren Anmeldung beschriebenen Ausführungsbeispiele einer Kokille eignen sich zum Herstellen eines einzigen Gussstrangs.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verstellbare Kokille der eingangs genannten Art anzugeben, mit der sich gleichzeitig mehrere Gussstränge herstellen lassen.

Bei einer Kokille der genannten Gattung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Kokillenteile eine Kokille mit mindestens zwei Hohlräumen bilden.

Sogenannte Zwillingsanlagen zum Herstellen von Gusssträngen sind an sich zwar bereits bekannt, jedoch scheitert ihr Einsatz bei der bisher üblichen Ausgestaltung der Kokillen häufig an dem relativ grossen Platzbedarf; denn bei der oben erwähnten bekannten verstellbaren Kokille mit den zwei verstellbaren Schmalseiten muss auf beiden Seiten der Kokille jeweils eine Verstellvorrichtung angeordnet sein. Bei zwillingsanlange bedeutet dies aber, dass zwischen den beiden nebeneinander angeordneten Kokillen zwei Verstellvor-richtungen untergebracht werden müssen. Hierdurch wird die gesamte Breite der Anlage so gross, dass sie sich häufig nicht in den gegebenen Räumlichkeiten unterbringen lässt. Bei den gattungsgemäss vorausgesetzten Kokillen jedoch braucht bei Ausgestaltung als Vielstranggiessanlage, insbesondere als Zwillingsanlage, keine Verstellvorrichtung zwischen den Teil- oder Einzelkokillen der Anlage vorhanden sein. Dies ermöglicht den kompakten Aufbau der Kokillenanordnung, insbesondere wird es möglich, eine Einfachanlage ohne zusätzlichen Platzbedarf umzurüsten zu einer Vielstranggiessanlage, insbesondere einer Zwillingsanlage.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, für die Schutz geltend gemacht wird, ist vorgesehen, dass zur Bildung einer Zwillingskokille mit zwei Kokillenteilen das erste Kokillenteil einen im wesentlichen I-förmigen, und das zweite Kokillenteil einen im wesentlichen U-förmigen Grundriss aufweist, wobei letzteres den auf der Symmetrielinie des «T» liegenden Schenkel teilweise umfasst und mit seinen Schenkelenden-Stirnseiten an den beiden Innenflächen des anderen «T»-Schenkels anliegt. Bei dieser Weiterbildung der Erfindung sind wie bei einer Einfachanlage auch nur zwei Kokillenteile vorgesehen. Insgesamt ergeben sich nur drei Übergangsstellen zwischen den relativ gegeneinander verschiebbaren Kokillenteilen. Dies bedeutet, dass die beiden Kokillenteile ohne Schwierigkeiten so gegeneinander gedrückt werden können, dass keine Undichtigkeiten zu befürchten sind. Bei symmetrischer Anordnung der beiden Ko2

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killenteile erhält man zwei Gussstränge gleichen Querschnitts, ansonsten zwei Gussstränge unterschiedlichen Querschnitts. Ein besonderer Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass das Schluckvermögen für die gesamte Kokille stets konstant ist, da die Summe der beiden Querschnittsflächen in praktisch allen Einstellungen konstant ist.

Eine besonders günstige Ausführungsform sieht vor, dass zum Verändern des Strangquerschnitts beide Kokillenteile relativ zueinander in gleichem Mass verschiebbar sind. Hierdurch wird erreicht, dass die Einfüllung der Schmelze stets in jeweils der Mitte der beiden Querschnitte erfolgt. Dies ist insoweit von Bedeutung, als möglicherweise Schwierigkeiten auftreten können, wenn bei Verstellen der Kokille das Ein-giessen des Materials nicht in der Mitte des Querschnitts, sondern am Rand erfolgt, weil dadurch Turbulenzen entstehen können, die die erforderliche rasche Kühlung des Gussstrangs erschweren. Ebenso wie die Kokille nach dem oben erwähnten älteren Vorschlag der Anmelderin kann auch die als Vielstranggiessanlage ausgebildete Kokille gemäss dieser Anmeldung sowohl ebene Innenflächen als auch gekrümmte Innenflächen (Kreisbogenkokille) aufweisen. Die ebenfalls in der älteren Anmeldung beschriebene vorzugsweise kreisbogenförmige Kulissenführung zur Anpassung der Konizität bei grösseren Strangquerschnitten findet bei der Vielstranggiessanlage gemäss dieser Anmeldung entsprechende Anwendung.

Gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass zur Bildung insbesondere einer Zwillingskokille zwei Kokillenteile mit im wesentlichen F-förmi-gem Grundriss verschränkt angeordnet sind. Bei einer solchen Ausgestaltung der Kokillenteile erhält man insgesamt drei Arbeitsquerschnitte für die Herstellung von Gusssträngen, wobei auch nur die beiden äusseren Öffnungen bei der Herstellung von Gusssträngen genutzt werden können. Unabhängig davon, ob lediglich zwei oder sämtliche drei Öffnungen der Kokille benutzt werden, bietet diese Ausführungsform den Vorteil, dass in jedem Arbeitsquerschnitt die Gussstrahlposition im Zentrum jedes Querschnitts liegt, und zwar unabhängig von der relativen Lage der beiden Kokillenteile, wenn zum Verändern des Strangquerschnitts beide Kokillenteile in gleichem Mass relativ zueinander verschiebbar sind.

Das zuletzt angesprochene Ausführungsbeispiel weist insgesamt also vier Übergangsstellen zwischen den beiden Kokillenteilen auf. Dies kann unter Umständen Probleme insoweit mit sich bringen, als zur Gewährleistung einer einwandfreien Dichtigkeit an den Übergangsstellen relativ hohe Kräfte zum Gegeneinanderpressen der beiden Kokillen erforderlich sein können.

Um die letztgenannten Schwierigkeiten zu vermeiden, kann wenigstens ein F-förmiges Kokillenteil aus zwei, beispielsweise mittels einer flexiblen Verbindung aneinanderge-koppelten, L-förmigen Kokillenteilen bestehen, die zum Beispiel mittels Federn separat gegen das gegenüberliegende Kokillenteil gepresst werden.

Um eine Anpassung an den sich aufgrund von Schrumpfungen verringernden Querschnitt des Gussstrangs zu erreichen, was insbesondere im Hinblick auf die Kühlung von Bedeutung ist, sind heute praktisch alle Kokillen konisch ausgebildet. Weist die erfindungsgemässe Kokille eine die Konizität bei Querschnittsänderungen variierende, vorzugsweise kreisbogenförmige Führung für die Kokillenteile auf, so ist vorzugsweise vorgesehen, dass die zur Verschieberichtung senkrechten Schenkel der Kokillenteile einen konischen Querschnitt aufweisen. Hierdurch wird erreicht, dass auch in der «Null-Stellung» eine ausreichende Konizität vorhanden ist.

Es wurde oben bereits daraufhingewiesen, dass zwischen den einzelnen Arbeitsquerschnitten, das heisst Einzel- oder Teilkokillen keine Versteilvorrichtungen benötigt werden. Hierdurch wird ein äusserst kompakter Bau der Giessanlage erreicht, und zwar im Vergleich zu den bekannten Anlagen auch dann, wenn die Verstell- und Antriebsvorrichtungen für die Kokillenteile praktisch in der die Arbeitsquerschnitte durchsetzenden Ebene, das heisst, auf den Breitseiten der Kokille, angeordnet sind. Es wird ein noch kompakterer Bau der Anlage dann möglich, wenn die Antriebsvorrichtungen für die Verstellung der Kokillenteile senkrecht bezüglich der Verschieberichtung neben der Kokille angeordnet sind und an einer Kokillenlängsseite bzw. den Kokillenlängsseiten angreifen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht schräg von oben einer verstellbaren Kokille zum Herstellen von zwei Gusssträngen,

Fig. 2 eine Längsschnittansicht entlang der Linie II — II der in Fig. 1 dargestellten Kokille,

Fig. 3 eine Draufsicht der Kokille gemäss Fig. 1 mit Anpressfedern und Verstellvorrichtung,

Fig. 4 eine schematische Skizze einer anderen Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 5 eine schematische Skizze einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Eine in Fig. 1 dargestellte verstellbare Kokille 1 einer Zwillingsanlage zum Herstellen von gleichzeitig zwei Gusssträngen im wesentlichen rechteckigen Querschnitts weist zwei Kokillenteile 2 und 3 auf, die zur Veränderung der beiden Strangquerschnitte quer zur Strangrichtung relativ zueinander verschiebbar sind. Werden die Kokillenteile 2 und 3 in Richtung der Pfeile PI bzw. P2 in gleichem Masse gegeneinander verschoben, so verringert sich die Breite des Querschnitts 4, während sich die Breite des Querschnitts 5 entsprechend vergrössert.

Eine Nut 6 ist Teil einer kreisbogenförmigen Führung, die bei Verändern des Strangquerschnitts eine Veränderung der Konizität verursacht. Die speziellen Merkmale dieser Führung sind in der oben erwähnten älteren Anmeldung der Anmelderin beschrieben, und sollen hier nicht im einzelnen erläutert werden. Wie aus den Figuren 1 und 3 ersichtlich, hat das Kokillenteil 2 T-förmigen Grundriss, während das Kokillenteil 3 U-förmigen Grundriss hat. Das U-förmige Kokillenteil 3 umfasst den in der Symmetrielinie des T-förmigen Kokillenteils liegenden Schenkel 7, wobei die Stirnseite dieses Schenkels 7 an der Innenseite des Mittelstücks des U-förmigen Kokillenteils 3 anliegt, während die Stirnseiten der beiden Schenkel des U-förmigen Kokillenteils 3 an den beiden Innenseiten des Schenkels 8 des T-förmigen Kokillenteils 2 anliegen. Die beiden Schenkel des U-förmigen Kokillenteils 3 sind in Fig. 2 mit 3a bzw. 3b bezeichnet.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, sind die Schenkel 7 des Kokillenteils 2 und die Schenkel 3a, 3b des Kokillenteils 3 nach unten konisch verbreitert. Die Oberfläche des die Kokillenteile tragenden Tragteils ist entsprechend der Krümmmung der Nut 6 kreisbogenförmig ausgebildet.

Fig. 3 zeigt die Kokille gemäss Fig. 1 von oben. Die beiden Kokillenteile 2 und 3 werden mittels Federn 9a — 9d ge-geneinandergedrückt, um die Dichtigkeit an den Übergangsstellen zwischen den Kokillenteilen zu gewährleisten. Rechts in Fig. 3 ist eine Antriebsvorrichtung 10 zum Verstellen der Kokillenteile 2 und 3 dargestellt. Die Antriebsvorrichtung 10 enthält einen Antriebsmotor 11, der über eine Welle ein Getriebe 12 bzw. 13 bewegt. Das Getriebe 12 verschiebt eine an das Kokillenteil 2 angelenkte Spindel 14 nach links oder rechts (Pfeil P3). Das Getriebe 13 bewegt eine an das Kokillenteil 3 angelenkte Spindel 15 nach rechts bzw. links (Pfeil

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P4). Die Antriebsvorrichtung 10 ist derart ausgebildet, dass zum Beispiel das T-förmige Kokillenteil 2 soweit nach links verschoben wird, wie gleichzeitig das untere, U-förmige Kokillenteil 3 nach rechts verschoben wird. Die zum Zusammenpressen der Kokillenteile vorgesehenen Federn 9a und 9b weisen eine in der Zeichnung nicht dargestellte Führung auf.

In Fig. 4 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung skizziert. Die verstellbare Kokille 20 weist zwei Kokillenteile 21 und 22 auf, die den gleichen, F-förmigen Grundriss aufweisen und ineinander verschränkt angeordnet sind. Durch diese Anordnung werden drei Öffnungen 23,24 und 25 gebildet, die entweder alle zur Herstellung von Gusssträngen dienen können, oder von denen die mittlere Öffnung 24 unbenutzt bleibt. Vorzugsweise erfolgt die Verstellung der beiden Kokillenteile 21 und 22 so, wie es in Fig. 3 für das erste Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Man sieht, dass bei einer solchen Verstellung die Giessstrahlposition stets mit der Mitte der Arbeitsöffnungen übereinstimmt. In Fig. 4 sind die Federn zum Zusammenpressen der beiden Kokillenteile nicht dargestellt. Da die Kokillen teile relativ dickwandig sind, nicht zuletzt wegen der Aufnahme der Kühlkanäle, weisen sie nur eine geringe Elastitzität auf. Dies kann unter Umständen Probleme bei der Gewährleistung der Dichtigkeit an den Übergangsstellen verursachen.

Eine Ausführungsform, bei der das Zusammenpressen zum Zwecke der Abdichtung leichter ist, ist in Fig. 5 skizziert. Die Kokille 30 besteht aus einem Kokillenteil 32 mit F-förmigem Grundriss (ähnlich dem Kokillenteil 22 des Ausführungsbeispiels gemäss Fig. 4) sowie zwei identisch ausgebildeten L-förmigen Kokillenteilen 31 und 33, die zur Bildung von zwei Öffnungen 35 und 36 verschränkt mit dem Kokillenteil 32 angeordnet sind, wobei sie über eine flexible Verbindung 34 aneinander gekoppelt sind. Die Verschiebung s erfolgt identisch wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 oder 4.

Die Erfindung ist nicht auf die oben dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. In einer nicht ganz so günstigen Ausführungsform kann die Zwillingsanlage aus zwei ne-lo beneinanderliegenden Einzelkokillen bestehen, wobei jede Einzelkokille aus zwei L-förmigen Kokillenteilen gebildet ist. Der Antrieb zum Verstellender Kokillenteile erfolgt dann für entsprechende Kokillenteile der Einzelkokillen durch eine gemeinsame Vorrichtung, die vorzugsweise auf der i5 Längsseite der Kokillen angeordnet ist.

Wenngleich oben nur Kokillen mit ebenen Innenflächen beschrieben wurden, so ist die Erfindung ebenso anwendbar bei sogenannten Kreisbogenkokillen, bei denen die sich gegenüberliegenden Schmalseiten eben sind, während die sich 20 in der wirksamen Länge ändernden Längsseiten gekrümmt ausgebildet sind. Selbstverständlich ist die Erfindung auch nicht auf Zwillingsanlagen beschränkt, sondern grundsätzlich auch anwendbar bei Vielstranggiessanlagen. Denkbar sind hier beispielsweise zwei relativ gegeneinander verschieb-25 bare Kokillenteile, die jeweils eine Vielzahl von quer zur Verschieberichtung angeordneten Schenkeln aufweisen und kammartig ineinandergreifen. Eine solche Kokille entspräche dann einer Verlängerung der in den Figuren 4 und 5 dargestellten Ausführungsform, wie es in Fig. 4 gestrichelt ange-30 deutet ist.

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1. Verstellbare Kokille für Stranggiessanlagen zum Herstellen von Gusssträngen rechteckigen Querschnitts, mit mindestens zwei Kokillenteilen, die zur Strangquerschnittsveränderung quer zur Strangrichtung relativ zueinander verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kokillenteile (2,3; 21,22; 31,32, 33) eine Kokille mit mindestens zwei Hohlräumen bilden.

2. Kokille nach Anspruch 1 mit zwei, eine Zwillingskokille bildenden Kokillenteilen (2, 3), dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kokillenteil (2) einen T-förmigen, und das zweite Kokillenteil (3) einen U-förmigen Grundriss aufweist, wobei letzteres Kokillenteil den auf der Symmetrielinie des «T» liegenden Schenkel (7) teilweise umfasst und mit seinen Schenkelenden-Stirnseiten an den beiden Innenflächen des «T»-Balkens (8) anliegt (Fig. 1 — 3).

3. Kokille nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verändern des Strangquerschnittes beide Kokillenteile (2,3) relativ zueinander in gleichem Mass verschiebbar sind.

4. Kokille nach Anspruch 1 mit zwei, eine Zwillingskokille bildenden Kokillenteilen (2,3), dadurch gekennzeichnet, dass zwei Kokillenteile (21,22) mit F-förmigem Grundriss verschränkt angeordnet sind (Fig. 4).

5. Kokille nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verändern des Strangquerschnitts beide Kokillenteile (21,22) im gleichen Masse relativ zueinander verschiebbar sind.

6. Kokille nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein F-förmiges Kokillenteil aus zwei, beispielsweise mittels einer flexiblen Verbindung (34) aneinandergekoppelten, L-förmigen Kokillenteilen (31,33) besteht, die zum Beispiel mittels Federn separat gegen das gegenüberliegende Kokillenteil gepresst werden.

7. Kokille nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einer vorzugsweise kreisbogenförmigen Führung (6) für die Kokillenteile (2, 3) zur Vergrösserung der Konizität bei grossen Strangquerschnitten, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Verschieberichtung senkrechten Schenkel (7,3a, 3b) der Kokillenteile einen konischen Längsschnitt aufweisen.

8. Kokille nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtungen für die Verstellung der Kokillenteile senkrecht bezüglich der Verschieberichtung neben der Kokille angeordnet sind und an einer Kokillenlängsseite bzw. den Kokillenlängsseiten angreifen.